کشف راز گسترش باکتری‌های مضر در دنیای گیاهان

گسترش بیماری‌های باکتریایی 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 به بررسی نحوه عفونت این پاتوژن در گیاهان با روابط دور پرداختند.

در آزمایشات، تیم دکتر فیلیپ کارلا، رهبر گروه، سم syringomycin تولید شده توسط شایع‌ترین سویه‌های عفونی P. syringae را تحلیل کردند و تأثیر آن را بر روی گیاهان گل‌دار و غیر گل‌دار مقایسه نمودند. نتایج نشان داد که syringomycin در گیاهان غیر گل‌دار (که در این مطالعه با گونه‌های مدل از جلبک‌های کبدی و سرخس‌ها نمایندگی می‌شوند) سمی است و باعث مرگ بافت و فعال‌سازی ژن‌های مرتبط با استرس می‌شود.

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

با تأکید بر گونه‌های غیر گل‌دار، این مطالعه که در نشریه Cell Host and Microbe منتشر شده، به مجموعه‌ای رو به رشد از تحقیقات می‌افزاید که نشان می‌دهد پاتوژن‌های باکتریایی پتانسیل کلونی‌سازی گیاهان با روابط دور را دارند. “هر یک از گونه‌های گیاهی استفاده شده در این مطالعه تاریخ زندگی متفاوتی دارند، زیرا آخرین بار ۵۰۰ میلیون سال پیش یک جد مشترک داشتند.”

تحقیقات جدید درباره عوامل بیماری‌زای گیاهی

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

محققان فرض می‌کنند که قدرت بیماری‌زایی Pseudomonas syringae بر روی فرآیندهای بنیادی مشترک در میان دنیای گیاهان متمرکز است. در این مورد، سم syringomycin احتمالاً با غشای سلولی در میان گیاهان مختلف 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 گیاهان تأکید می‌کند تا مکانیزم‌ها و فرآیندهای بنیادی را درک کنیم که می‌توانند در دفاع از محصولات غذایی در برابر بیماری‌ها به کار گرفته شوند.

دکتر کارلا ادامه داد: “به طور کلی، تحقیقات ما نشان می‌دهد که گیاهان متنوع می‌توانند دانش مفیدی درباره تعاملات گیاه-عوامل بیماری‌زا به طور کلی ارائه دهند که برای تحقیقات در زمینه بیماری‌های محصولات کشاورزی بسیار آموزنده است. ما جلبک‌های کبدی نمی‌خوریم، اما آن‌ها می‌توانند درباره مکانیزم‌های اصلی بیماری‌زایی عوامل بیماری‌زا مهم به ما 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. یک سوال تحقیقاتی جالب دیگر که باید بررسی شود 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 عوامل بیماری‌زای باکتریایی مقاوم هستند.

این تحقیق که به بررسی سم کشنده‌ای می‌پردازد که به عفونت Pseudomonas syringae در گیاهان تکاملی مختلف کمک می‌کند، در نشریه Cell Host and Microbe منتشر شده است.