Dünyadaki tarımsal üretim kaybının %10 ila %15'inin hastalıklardan kaynaklandığı söylenmektedir. Ve bu bitki hastalığının %70-80'i filamentli mantarlardan kaynaklandığından, mahsulleri filamentli mantarlardan korumak dünya nüfusunun etkin bir şekilde beslenmesinde önemli bir konudur. Patojenik mantarların bitkileri enfekte edebilmesi için bitkinin epidermal hücrelerini kırmaları ve iç kısımları istila etmeleri gerekir. Başka bir deyişle, bitki epidermal hücreleri, ortamdaki patojenik mantarların saldırısını durdurmak için ilk bariyer görevi görür. Peki epidermal hücreler ne tür savunma işlevlerine sahiptir?
İlginç bir şekilde, bitkilerin epidermisinin, fotosentezde çok fazla yer almayan küçük kloroplastlar içerdiği biliniyordu. Ancak, hangi işlevi olduğu belirsizdi. Bitkilerin epidermisinde fotosenteze fazla katkısı olmayan neden küçük kloroplastlar var?
Shinshu Üniversitesi Ziraat Fakültesi'nden Yardımcı Doçent Hiroki Irieda ve Kyoto Üniversitesi Ziraat Enstitüsü'nden Profesör Yoshitaka Takano, bitkilerin epidermisindeki küçük kloroplastların mantar patojenlerinin girişini kontrol ettiğini buldu. İkili, mantar saldırısına yanıt olarak küçük kloroplastların hücre içinde çarpıcı biçimde yüzey katmanına hareket ettiğini ve bu tür savunma yanıtında yer aldığını keşfetti.
Bu çalışmada ikili ilk olarak epidermal kloroplastların ne tür patojenik mantarlara tepki verdiğini araştırdı. Sonuç olarak, çoklu patojenik filamentli mantarların epidermal kloroplastların yüzey göçüne neden olduğunu bulmuşlardır. İlginç bir şekilde, bu patojenik ipliksi mantarların sözde "adapte edilmemiş" olduğu ve istilacı epidermal hücrelerden bloke edildiği de bulundu. Öte yandan, uyarlanmış patojenik mantarın, epidermal kloroplastların yüzey tabakasına göç etmeyi durdurduğu bitkilerde epidermisi istila etmesi daha olasıdır.
Daha sonra, epidermal kloroplastların yüzey göçüne dahil olan bitki proteinlerini bulmayı başardılar. Bu proteini aşırı üreten bir bitki gen transferi ile oluşturulduğunda, epidermal kloroplastlar patojenik filamentli mantarlara karşı yüzey tabakasına hareket etmedi. Bu transgenik bitkide, patojenik filamentli mantarların epidermal istilasına karşı bağışıklık azalır. Ayrıca, epidermal kloroplastların yüzey katmanına göç etmeyi durdurduğu bitkilerde patojenik mantarların epidermisi istila etme olasılığının daha yüksek olduğu bulundu. Bu sonuçlar, epidermal kloroplastların yüzey tabakasına göçünün, patojenik mantarların istilasını engelleyen savunma tepkisinde yer aldığını göstermektedir.
Makalenin tamamını www.phys.org adresinde okuyun.