کشف اثرات مخرب باکتری‌ها در قلمرو گیاهان!

گسترش بیماری‌زایی باکتری‌ها در دنیای گیاهان

بر اساس تحلیل‌های جدید، ظرفیت باکتری‌ها برای انتشار بیماری در دنیای گیاهان ممکن است بسیار بیشتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد باشد. محققان مرکز جان اینس با استفاده از رویکرد تکاملی مقایسه‌ای و تنوع باکتری‌های Pseudomonas syringae بررسی کردند که چگونه این پاتوژن گیاهان دور از هم را آلوده می‌کند.

در آزمایشاتی که توسط تیم دکتر فیلیپ کارلا، رهبر گروه، انجام شد، سم syringomycin تولید شده توسط پرشیوع‌ترین سویه‌های P. syringae مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و تأثیر آن بر روی گیاهان غیرگل‌دار و گل‌دار مقایسه شد. نتایج نشان داد که syringomycin در گیاهان غیرگل‌دار (که در این مطالعه با گونه‌های مدل از جلبک‌های کبدی و سرخس نمایندگی می‌شوند) سمی است و باعث مرگ بافت و فعال‌سازی ژن‌های مرتبط با استرس می‌شود.

این تأثیرات در گیاهان غیرگل‌دار نسبت به گیاهان گل‌دار اهمیت بیشتری داشت، که این موضوع تعجب‌آور بود، زیرا بخش عمده‌ای از درک فعلی ما از نحوه دستکاری باکتری‌های پاتوژن (بیماری‌زا) روی میزبان‌های گیاهی، بر روی گیاهان گل‌دار متمرکز است که شامل برخی از محصولات اصلی کشاورزی ما می‌شود.

با بررسی گونه‌های غیرگل‌دار، این مطالعه که در نشریه Cell Host and Microbe منتشر شده، به مجموعه‌ای رو به رشد از تحقیقات می‌افزاید که نشان می‌دهد چگونه پاتوژن‌های باکتریایی پتانسیل آلوده کردن گیاهان دور از هم را دارند. دکتر کارلا می‌گوید: “هر یک از گونه‌های گیاهی مورد استفاده در این مطالعه تاریخ زندگی متفاوتی دارند، زیرا آخرین بار ۵۰۰ میلیون سال پیش یک جد مشترک داشته‌اند.”

تحقیقات جدید درباره بیماری‌زایی در گیاهان

دکتر کارلا در این باره گفت: “یک گروه واحد از پاتوژن‌ها می‌تواند هر یک از این گیاهان را با استفاده از مجموعه‌ای مشترک از عوامل بیماری‌زایی آلوده کند.” او افزود: “نتایج ما نشان می‌دهد که virulence پاتوژن ممکن است در میان گیاهان عمومی‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، باشد.”

محققان فرض می‌کنند که virulence P.syringae بر روی فرآیندهای بنیادی مشترک در قلمرو گیاهان متمرکز است. در این مورد، سم «سیرینگو مایسین» احتمالاً با غشای سلولی در میان گیاهان متنوع آزمایش شده تداخل می‌کند. گاهی اوقات، گیاهان غیرگل‌دار به عنوان گیاهانی کمتر پیشرفته نسبت به خویشاوندان گل‌دار خود که بعداً در تاریخ تکاملی ظاهر شده‌اند، در نظر گرفته می‌شوند. اما این مطالعه بر اهمیت تحلیل کل دنیای گیاهی برای درک مکانیزم‌ها و فرآیندهای بنیادی تأکید می‌کند که می‌تواند در دفاع از محصولات غذایی در برابر بیماری‌ها به کار رود.

دکتر کارلا ادامه داد: “به طور کلی، تحقیقات ما نشان می‌دهد که گیاهان متنوع می‌توانند دانش مفیدی درباره تعاملات گیاه-پاتوژن به طور کلی ارائه دهند که برای تحقیقات در زمینه بیماری‌های محصولات کشاورزی، اطلاعات ارزشمندی به همراه دارد. ما جلبک‌های کبدی نمی‌خوریم، اما آن‌ها می‌توانند به ما درباره مکانیزم‌های بنیادی virulence پاتوژن‌های مهم آموزش دهند.”

گام بعدی این تحقیق، بررسی نقش سم در ترویج گسترش باکتری‌ها و چگونگی همکاری آن با پروتئین‌های مؤثر باکتریایی برای ایجاد بیماری است. همچنین، یک سؤال تحقیقاتی جالب دیگر که باید مورد بررسی قرار گیرد این است که چرا برخی از جمعیت‌های P.syringae سم را حمل نمی‌کنند. این گروه همچنین تنوع گیاهان مورد استفاده در آزمایش‌ها را گسترش خواهد داد تا به دنبال گیاهانی باشد که در برابر پاتوژن‌های باکتریایی مقاوم هستند. سم نکروتیک که باعث عفونت Pseudomonas syringae در میان گیاهان تکاملی مختلف می‌شود، در مجله Cell Host and Microbe منتشر شده است.