A HUN-REN ATK kutatói megfejtették egy különleges dohányfaj ellenállóképességének titkát

Dohány – fotó: pixabay.com

A HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont Növényvédelmi Intézetének (HUN-REN ATK NÖVI) kutatói a növényi vírusfertőzésekkel szembeni ellenálló képesség új mechanizmusát tárták fel egy nemzetközi együttműködés keretében.

A növényeknek ez az emelt szintű stressztűrése baktériumos fertőzésekkel és egy gyomirtó szer kártételével szemben is védelmet nyújt. A rangos Molecular Plant-Microbe Interactions tudományos folyóiratban közölt eredmények felhasználhatók a betegségeknek és a stressznek fokozottan ellenálló termesztett növények nemesítésében is.

A klímaváltozás és a felgyorsult nemzetközi élelmiszer-kereskedelem hatásai miatt egyre több új növényi kórokozó jelenik meg Magyarországon is. Emiatt egyre fontosabb feltárni, hogy a termesztett növények milyen ‒ eddig még ismeretlen ‒ védekezési módszerekkel képesek hatékonyan ellenállni az őket folyamatosan támadó kórokozók fertőzésének.

A szalicilsav nevű növényi hormont a gyógyászatban évezredek óta fájdalomcsillapítóként és gyulladáscsökkentőként alkalmazzák. Régóta ismert, hogy a szalicilsav ahhoz is nélkülözhetetlen, hogy termesztett növényeink (például a dohány, a paradicsom, a burgonya) sikeresen ellenálljanak különféle kórokozók, többek között vírusok fertőzésének.

A növényi kórokozókkal szembeni rezisztencia másik kulcsszereplője pedig egy kis antioxidáns molekula, a glutation, amely többek között ahhoz is hozzájárul, hogy a növényi sejtek minél tovább megőrizzék „fiatalságukat”.

A HUN-REN ATK NÖVI kutatóinak legújabb eredményei szerint egy dohány fajhibrid (Nicotiana edwardsonii ‘Columbia’) fokozott mértékben rezisztens több vírus ‒ például a dohány mozaik vírus (TMV) és a dohány nekrózis vírus (TNV) ‒ fertőzésére. Rájöttek arra, hogy ez a dohány fajhibrid a vírusfertőzésnek úgy képes hatásosan ellenállni, hogy a szalicilsav túltermelése mellett a vírus kórokozó támadását követően a glutation is bekapcsolódik a növény védekezésébe.

A kutatók azt is igazolták, hogy a növényeknek ez az emelt szintű stressztűrése baktériumos fertőzésekkel és egy gyomirtó szer által okozott szöveti károsodással szemben is védelmet nyújt.

Két növénykórokozó baktérium (Pseudomonas tabaci és Pseudomonas syringae pv. tomato) fertőzése esetén a ‘Columbia’ dohány fajhibridben a szokásosnál jóval kisebb mértékű szövetelhalásos tünetet, illetve baktérium-szaporodást lehetett észlelni. Ugyanakkor ha a növények leveleibe egy gyomirtó szer (paraquat) vizes oldatát injektálták, a kezelés hatására kialakuló szövetelhalás szintén jelentősen visszaszorult.

A kutatás eredményei hozzájárulhatnak annak megértéséhez, hogy egyes növények hogyan képesek többféle stresszel (például kórokozó-fertőzésekkel, környezeti szennyezőanyagokkal) szemben is sikeresen védekezni, és a jövőben felhasználhatók a betegségeknek és az abiotikus stressznek egyaránt fokozottan ellenálló termesztett növények nemesítésében.

Egy dohány fajhibrid (Nicotiana edwardsonii ‘Columbia’) az ugyanazon szülőktől származó N. edwardsonii-hoz képes fokozott mértékben képes ellenállni a dohány-mozaikvírus (Tobacco mosaic virus, TMV) fertőzésének (bal felső két kép), valamint a paraquat gyomirtószer (25 és 50 µM) által okozott szöveti károsodásnak (jobb felső két kép). A ‘Columbia’ dohány fajhibrid fokozott stressztűrésének hátterében többek között egy kis antioxidáns molekulának, a glutationnak az egyes sejtorganellumokban mérhető felhalmozódása állhat (grafikon).