Bakteri inang dan penghuni bergabung untuk mengendalikan jamur di akar tanaman — ScienceDaily
Top News

Bakteri inang dan penghuni bergabung untuk mengendalikan jamur di akar tanaman — ScienceDaily

Di alam, akar tanaman yang sehat dijajah oleh komunitas mikroba kompleks bakteri dan eukariota berfilamen (yaitu, jamur dan oomycetes), komposisi yang sangat mempengaruhi kesehatan tanaman. Mempertahankan keseimbangan mikroba di akarnya sangat penting bagi tanaman agar tetap sehat, namun cara untuk mencapainya oleh tanaman sebagian besar masih belum diketahui. Sekarang, dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di PNAS, St├ęphane Hacquard dan rekan-rekannya dari Department of Plant-Microbe Interactions di MPIPZ di Cologne, Jerman, menjelaskan faktor inang dan mikroba yang diperlukan untuk mempertahankan hubungan yang menguntungkan antara akar tanaman dan mitra mikroba mereka yang beragam.

Untuk menjawab pertanyaan penelitian ini, penulis pertama studi Katarzyna W. Wolinska menggunakan komunitas mikroba kompleks yang terdiri dari 183 bakteri (B), 25 jamur (F), dan 6 oomycetes (O) yang diisolasi dari akar tanaman sehat. Arabidopsis thaliana (Thale Cress) tanaman. Dia mengamati bahwa komunitas BFO yang kompleks ini bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman dibandingkan dengan tanaman kontrol steril yang ditanam tanpa mikroba. Para penulis kemudian berhipotesis bahwa inaktivasi komponen spesifik dari sistem kekebalan bawaan tanaman – sistem yang bertanggung jawab untuk mengatasi infeksi patogen – akan menghasilkan keseimbangan mikroba yang berubah di akar, sehingga mempengaruhi kesehatan tanaman. Konsisten dengan hipotesis ini, komunitas BFO yang menguntungkan tidak lagi bermanfaat di beberapa tanaman mutan yang immunocompromised. Secara khusus, inaktivasi dua gen inang tanaman yang terlibat dalam antimikroba khusus turunan triptofan sudah cukup untuk mengubah komunitas BFO yang menguntungkan menjadi komunitas yang merugikan yang secara negatif mempengaruhi kinerja tanaman. Para ilmuwan kemudian memeriksa keberadaan tanda tangan mikroba abnormal di akar tanaman yang mengalami gangguan kekebalan ini dan menemukan bahwa faktor utama yang dapat menjelaskan perbedaan pertumbuhan di seluruh tanaman adalah jumlah jamur di akarnya. Pengamatan ini mengarah pada kesimpulan bahwa beban jamur yang diamati pada akar tanaman, dengan tidak adanya sistem kekebalan yang utuh, kemungkinan merupakan penyebab utama yang menjelaskan pergeseran dari keadaan sehat ke keadaan tidak sehat.

Untuk mengeksplorasi lebih lanjut apakah keberadaan jamur dalam komunitas mikroba akar tanaman memang merupakan penyebab langsung penyakit yang diamati pada tanaman, KW Wolinska menggunakan komunitas B, F, dan O secara terpisah atau dalam berbagai kombinasi (BO, FO, BF, BFO). ) dan mengamati bahwa keberadaan jamur memang diperlukan untuk menginduksi keadaan tanaman yang tidak sehat. Hasil ini menunjukkan bahwa produksi molekul antijamur khusus dari tanaman inang selama metabolisme triptofan adalah kunci untuk menjaga keseimbangan jamur yang sehat di akar tanaman. Menariknya, molekul antijamur ini tampaknya tidak cukup dalam melindungi tanaman dari jamur tanpa adanya bakteri, bahkan dengan adanya sistem kekebalan yang sepenuhnya utuh.

Menurut kepala penelitian, St├ęphane Hacquard, “Hasil kami menggambarkan bagaimana fungsi yang dikodekan oleh inang dan bakteri bertindak bersama-sama untuk menjaga jamur tetap masuk. Arabidopsis akar, sehingga meningkatkan kesehatan tanaman dan memelihara aktivitas yang mendorong pertumbuhan komunitas mikroba multi-kerajaan. Pengamatan bahwa aktivitas protektif komunitas bakteri sama pentingnya dengan cabang imun bawaan inang yang melibatkan metabolit khusus turunan triptofan untuk mengendalikan jamur sangat luar biasa. Ini menunjukkan bahwa sistem kekebalan tanaman tidak cukup untuk sepenuhnya melindungi tanaman dari beban jamur, dan bahwa mitra bakteri yang berada di akar memberikan lapisan perlindungan tambahan, yang diperlukan untuk kelangsungan hidup tanaman.”

Temuan ini memiliki aplikasi penting untuk meningkatkan kesehatan tanaman dan mengubah jamur yang berpotensi berbahaya menjadi isolat yang bermanfaat. Dengan menerapkan pengetahuan yang diperoleh dalam penelitian ini, sekarang dapat dibayangkan untuk merancang komunitas sintetis campuran bakteri-jamur yang diharapkan memberikan manfaat kebugaran yang besar bagi inang.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Max Planck untuk Penelitian Pemuliaan Tanaman. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Posted By : totobet hk