I recettori di riconoscimento del modello conferiscono tolleranza allo stress salino in Arabidopsis thaliana in seguito al riconoscimento di modelli molecolari associati al danno affine. A, fenotipo delle piantine di A. thaliana dopo (a sinistra) 6 giorni di esposizione a 150 mM NaCl e (a destra) 5 giorni di esposizione a 175 mM NaCl, con o senza pretrattamenti Pep2 o Pep1. B, Tasso di sopravvivenza (media ± errore standard della media [sem], n ≥ 50, due repliche) delle piantine dopo la loro esposizione a 150 mM NaCl per la durata indicata, con e senza 0,1 µM di pretrattamento Pep1. Gli asterischi *** e ** indicano rispettivamente P <0,001 e 0,01, utilizzando i test t a due code confrontati con i valori corrispondenti delle piante finte trattate. C, pesi medi freschi (media ± sem, n ≥ 30, quattro repliche) delle piantine dopo 5 giorni di esposizione a 150 mM NaCl, con e senza 0,1 µM di pretrattamento Pep1. Un asterisco (*) indica P <0,05 utilizzando i test t a due code confrontati con i corrispondenti valori delle piante finte trattate; NS =non significativo. D, contenuto di clorofilla (media ± sem, n ≥ 30, quattro replicati) nelle piantine dopo 5 giorni di esposizione a 150 mM NaCl, con e senza 0,1 µM di pretrattamento Pep1. Le lettere sopra le barre indicano P <0,05 usando i test di differenza significativa (HSD) di Tukey. E, Fenotipo delle piantine dopo 5 giorni di esposizione a 175 mM NaCl, con o senza 0,1 µM di pretrattamento flg22 o elf18. F, Tasso di sopravvivenza (media ± sem, n ≥ 20, due repliche) delle piantine dopo 6 giorni di esposizione a 175 mM NaCl, con e senza 0,1 μM flg22 o elf18 pretrattamento. Gli asterischi (**) indicano P <0,01 utilizzando i test HSD di Tukey rispetto al valore delle piante di tipo selvatico (WT) trattate in modo simulato. Credito:Interazioni molecolari tra piante e microbi
Quando pensiamo alle piante, la frase "stressato" in genere non viene in mente. Dopotutto, sono esenti dal pagare bollette e affrontare questioni esistenziali. Tuttavia, i cambiamenti ambientali, sia viventi (biotici) che non viventi (abiotici), generano fattori di stress significativi per le piante. Sono quindi fondamentali nuovi metodi per migliorare la tolleranza e l'immunità delle piante in mezzo ai cambiamenti climatici.
Quando i recettori immunitari della superficie cellulare di una pianta rilevano segnali molecolari che annunciano invasori biotici (come batteri, funghi, insetti o altri), formano complessi recettoriali con proteine partner, segnalando la difesa cellulare contro i patogeni. Alcuni di questi segnali molecolari vengono generati anche quando i fattori di stress abiotici danneggiano le cellule vegetali. Includono peptidi o detriti cellulari inducibili dal danno, indicativi di danni alle piante. Questa segnalazione di immunità in risposta allo stress abiotico mancava di principi e meccanismi di governo chiari prima di un recente studio condotto da Eliza Loo del Nara Institute of Science and Technology.
I risultati, pubblicati in una nuova Interazioni Molecolari Pianta-Microbe focus speciale, mostra come la segnalazione dell'immunità può anche aumentare la tolleranza delle piante a fattori di stress abiotici come l'elevata salinità. L'autore corrispondente Yusuke Saijo commenta che "la preattivazione del recettore immunitario consente alle piante di aumentare l'ampiezza e il repertorio genico della riprogrammazione dell'espressione genica inducibile dal sale quando esposte a salinità elevata", il che aiuta a migliorare la tolleranza al sale.
Sorprendentemente, hanno scoperto che i recettori immunitari e i componenti di segnalazione conferiscono tolleranza al sale anche nelle piante sfidate da microbi non patogeni. Ciò suggerisce che le piante possono percepire e avviare risposte adattative agli stress abiotici, rilevando alterazioni nei segnali presentati dai microbi che abitano le piante lungo le fluttuazioni delle condizioni ambientali, e acquisire un'ampia gamma di tattiche di tolleranza allo stress.
"I risultati ampliano la nostra visione di come le piante percepiscono e si adattano ai cambiamenti ambientali, in particolare sale e stress osmotico che minacciano la produzione agricola in agricoltura. Inoltre solleva una nuova idea secondo cui i recettori immunitari monitorano i microbi che abitano le piante, regolando così l'adattamento delle piante all'ambiente al di là delle interazioni biotiche", spiega Saijo. Il nostro approvvigionamento alimentare globale dipende dalla salute delle piante e dalla loro capacità di superare i fattori di stress.
Ciò pone le basi per ulteriori studi che collegano la segnalazione dello stress biotico e abiotico nelle scienze vegetali. Comprendere la relazione profondamente complessa tra le piante e l'ambiente vivente e non vivente che le circonda è essenziale per promuovere la salute delle piante e, in definitiva, la salute umana. + Esplora ulteriormente
