مقاومت گیاه به بیمارگرها تا حد زیادی توسط مجموعه ای از آنزیم های کد شده در DNA که در مرگ سلول های آلوده و جلوگیری از گسترش عفونت دخیل هستند، تعیین می شود. علی رغم اهمیت گندم، واکنش این گیاه به بیمارگرها به طور کلی بدون تمرکز بر پروتئین های خاصی توصیف می شود.
(Biotrophic Pathogens) و (Necrotrophic Pathogens)
پیچیدگی این مطالعه به این واقعیت اشاره دارد که گندم همانند بسیاری از گیاهان پلیپلوئیدی است. به این معنی که هرکدام از سلول ها دارای چند مجموعه از کروموزوم ها هستند. گندم در معرض بیمارگرهای مختلف از جمله باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها، نماتدها و حشرات است. بعضی از آن ها بر روی سلول های گیاهی اثرگذار هستند و رشد آن ها را کاهش می دهند (Biotrophic Pathogens) و برخی دیگر منجر به مرگ سلولی گیاه می شوند (Necrotrophic Pathogens).
در این مطالعه دانشمندان از دو بیمارگر استفاده کردند: ۱) بیمارگر بیوتروفیک (Puccinia recondita) که عامل زنگ گندم است و بیمارگر نکروتروفیک (Stagonospora nodorum) که باعث آسیب به برگ ها، قسمت های انتهایی گیاه ودانه می شود. در مجموع ۱۵۴۴ آنزیم که متعلق به پنج نوع کاتالیزور پروتئین ها هستند شامل: سرین، سیستئین، آسپارتیک، ترونین و متالوپروتئاز را پیدا کردند. آنها مشخص کردند که نسبت پروتئازها در ارقام مختلف گیاه کمتر از حد انتظار هست (حدود ۶۰ درصد در مقابل ۳/۷۹ درصد) با این حال تفاوت ۴۰ درصدی تقریبا به طور مساوی بین چندین پروتئاز تقسیم می شود که نشان می دهد این آنزیم ها احتمالا جایگزین یکدیگر می شوند.
مطالعه پروتئازها به پیش بینی مکان های خاصی در ساختار آن ها کمک می کند. روند هیدرولیز در چندین منطقه ممکن است در طول آبشارهای پروتئولیتیک فعال شود. در این تحقیق مشخص شد که فعالسازی پروتئازهای موجود در گیاهان آلوده شامل آنزیم های با فعالیت مشابه مانند Caspase و Metacaspase نیست. اگرچه قبلا تصور می شد که چنین پروتئین هایی فعالسازی آبشار پروتئولیتیک را آغاز می کند که منجر به مرگ سلولی گیاه می شود. در نتیجه ممکن است برخی از پروتئازهای منحصر به فرد در واکنش زودهنگام به عفونت ناشی از هر دو پاتوژن های نکروتروف و بیوتروف درگیر باشند.
دیدگاهتان را بنویسید