‘Tanaman tidak mengalami demam – mereka meningkatkan mekanisme pertahanan mereka’
Plant Biotechnologist Gundula Noll pada respon imun tanaman dan peran impuls listrik
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Prof Gundula Noll (University of Münster) dan Dr Alexandra Furch (University of Jena) telah menguraikan bagaimana tanaman menggunakan sinyal listrik untuk mempertahankan diri terhadap patogen. Dalam sebuah wawancara dengan Christina Hoppenbrock, Gundula Zero Memberikan wawasan tentang respons imun tanaman dan temuan penelitian terbaru.
Apakah respons imun tanaman sebanding dengan hewan dan manusia?
Tidak. Tanaman memiliki cara mereka sendiri untuk mempertahankan diri. Sementara hewan memiliki sel -sel kekebalan khusus yang secara khusus mencari dan menghilangkan patogen, tanaman harus melanjutkan secara berbeda. Mereka tidak memiliki sistem kekebalan yang bersirkulasi yang mengembara melalui tubuh, tetapi bereaksi secara lokal dan sistemik dengan sistem pensinyalan yang canggih. Ketika penyerang terdeteksi, sel -sel yang terpengaruh mengirimkan sinyal alarm kimia dan listrik yang mengaktifkan mekanisme pertahanan – sistem peringatan dini biologis mereka sendiri, untuk berbicara. Sinyal -sinyal ini menyebar melalui jaringan pembuluh darah, terutama melalui floem, yang sebenarnya bertanggung jawab untuk mengangkut nutrisi. Jadi tanaman tidak demam – sebaliknya mereka meningkatkan mode pertahanan mereka.
Seberapa diteliti sistem kekebalan tubuh?
Masih ada banyak misteri yang menarik. Sangat menarik bahwa tanaman tidak bekerja hanya dengan satu jenis sinyal, tetapi dengan campuran sinyal listrik dan kimia. Belum jelas dari sinyal -sinyal mana yang mengatur nada. Fokus saat ini adalah pada peptida dan hormon, tetapi bukti akhir masih hilang. Dan kemudian ada pertanyaan tentang bagaimana tepatnya sinyal -sinyal ini diproses? Sinyal pabrik listrik terburu -buru melalui floem melalui pabrik – tetapi apa yang terjadi selanjutnya? Sel mana yang ‘memahami’ mereka dan bagaimana mereka akhirnya memicu respons pertahanan?
Mengapa penting untuk mengetahui bagaimana tanaman merespons patogen?
Ini adalah kunci untuk perlindungan tanaman berkelanjutan. Semakin baik kita memahami bagaimana tanaman mengaktifkan pertahanan alami mereka, semakin banyak target kita dapat mendukungnya – tanpa penggunaan bahan kimia. Ini tidak hanya akan membantu lingkungan, tetapi juga pertanian dengan memungkinkan varietas tanaman yang kuat yang dapat membela diri terhadap patogen baru. Terutama di saat perubahan iklim, ketika patogen baru tiba -tiba muncul, kita membutuhkan tanaman yang tangguh.
Pekerjaan Anda saat ini menunjukkan bahwa bakteri berbahaya memicu impuls listrik dan reaksi lain di pabrik. Bagaimana cara kerjanya?
Anda dapat membayangkannya sebagai semacam sistem saraf tanaman – hanya tanpa otak. Segera setelah tanaman merasakan sinyal bakteri, saluran ion tertentu dalam membran sel diaktifkan dan memicu reaksi berantai. Partikel bermuatan mengalir melalui sel dan menghasilkan gelombang listrik yang menyebar ke seluruh floem. Ini mirip dengan cara kerja sel saraf – tidak secepat, tetapi sangat efektif. Sinyal listrik ini memicu seluruh kaskade reaksi pertahanan: mereka mengaktifkan sinyal kimia seperti ion kalsium dan senyawa oksigen reaktif, yang memulai serangan balik aktual terhadap patogen.
Apakah Anda terkejut dengan hasil Anda?
Tentu saja. Sangat menyenangkan bahwa kami menemukan mekanisme ini dalam dua spesies tanaman yang sangat berbeda – cress dan kacang ladang. Ini menunjukkan bahwa strategi ini terbukti secara evolusi dan mungkin berperan di banyak tanaman. Sorotan lain adalah penemuan peran tak terduga untuk protein penghalang floem khusus (protein SEOR). Sebelumnya dianggap bahwa mereka hanya bertanggung jawab untuk mengatur aliran nutrisi. Tetapi tidak: mereka juga memiliki fungsi dalam respons imun. Ini membuka pintu baru untuk penelitian: dapatkah protein ini secara khusus dimanipulasi untuk membuat tanaman lebih resisten? Ada banyak kemungkinan.
Publikasi Asli:
Furch Acu et al. (2025): Transformasi persepsi FLG22 menjadi sinyal listrik yang diterjemahkan dalam pembuluh darah menyebabkan penyumbatan tabung saringan dan resistensi patogen. Sci. Adv. Vol 11, Edisi 9; Doi: 10.1126/sciadv.ads6417
