Aktuální číslo:

2018/1

Téma měsíce:

Exkrement

Průduchy rostlin jako nástroj imunity

 |  7. 4. 2011
 |  Vesmír 90, 199, 2011/4

Sdělení, že průduchy jsou uzavíratelné otvůrky na povrchu nadzemních orgánů rostlin sloužící především k regulaci výparu vody a příjmu oxidu uhličitého, bude jistě pro většinu čtenářů Vesmíru téměř nadbytečné. Zajímavější a mnohem méně známé je to, že stomata (tak se průduchům někdy odborně říká) hrají významnou roli v obranyschopnosti rostlin, a to roli překvapivě aktivní.

Protože jsou průduchy Achillovou patou rostlinné celistvosti, nepřekvapí, že rostliny „dovedou“ rozpoznat útok vetřelce a uzavřením svých průduchů zabránit jeho průniku do svého nitra, či tak alespoň zabránit vetřelcům, kteří „toho v čele“ následují.

Vetřelci – ať už jsou to houbová vlákna, bakterie, nebo viry – naopak produkují látky (nebo na svém povrchu exponují struktury), kterými se snaží průduchy co nejvíce otevřít. A právě těmi se mohou prozradit, naučí-li se rostlina během evoluce rozpoznat cizí původ těchto aktérů.

Takových látek či struktur je řada. Patogen se snadno prozradí složkami, které rostlina prostě nevytváří, zato pro patogena jsou typické až nevyhnutelné. U hub to může být chitin, u bakterií flagelin a deriváty peptidoglykanu (jenž spoluvytváří bakteriální buněčnou stěnu).

Mnohem evolučně dynamičtější je však produkce zaprvé „nadbytečných“ látek, kterými útočník chce rostlinu zmást a zabránit vnímání svých přirozených metabolitů, anebo zadruhé látek, které napodobují signály rostliny vedoucí k otevření průduchů.

Přinejmenším jedna taková látka z druhé skupiny vešla do historie rostlinné experimentální biologie. Je jí fusikokcin, který vytváří plíseň Fusicoccum amygdali (škůdce mandloní a původce rakoviny broskvoní), aby se dostala do listu. Tento metabolit úspěšně otevírá průduchy řady kulturních i planých rostlin. Fyziologové rostlin jej úspěšně používají, kdykoli potřebují otevřít průduchy rostlin nad míru, která je daná přirozenou regulací rostliny (k čemu je to ve výzkumu dobré, na to tu bohužel není prostor).

Zajímavé je, že i patogeny napadající člověka se často usidlují na listech poblíž průduchů  nebo přímo na svěracích buňkách průduchů. U rostliny většinou nevyvolávají významné příznaky napadení, podobně jako neovlivňují chování průduchů. Toto zjištění o jejich přežívání a lokalizaci má však velký význam v hygieně.

Většina patogenů produkuje více „stop“, jež mohou vést k jejich odhalení, a průduchy na oplátku s různou citlivostí detekují řadu takových látek/struktur od mnoha patogenů.

Dnes jsou intenzivně studovány zejména produkty a struktury bakterií, ale budoucnost jistě odhalí i strategie dalších skupin způsobujících nemoci rostlin. Podobně dnes nevíme, jak významné je odhalení „průduchové strategie“ útočníka při obraně většiny rostlin ani jak rychle dochází ke koevoluci systému rostlina–její patogen.

V každém případě je zřejmé, že průduchy jsou aktivním hráčem rostlinné obranyschopnosti a že jejich význam snad může být srovnatelný i s uznávanějšími mechanismy rostlinné imunity, k jakým patří např. hypersenzitivní reakce (odumření pletiva okolo místa napadení, které zabrání dalšímu šíření infekce).

Literatura

Weiqing Zeng, Maeli Melotto a Sheng Yang He: Plant stomata: a checkpoint of host immunity and pathogen virulence. Current Opinion in Biotechnology 21, 599–603, 2010.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Botanika
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jiří Kubásek

RNDr. Jiří Kubásek (*1979) vystudoval Biologickou fakultu Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Na Přírodovědecké fakultě JU se jako doktorand zabýval fyziologií fotosyntézy, rostlinami C4 a mechorosty. Krátce se živil jako statistik v komerční firmě, nyní pracuje v Centru výzkumu globální změny AV ČR.

Doporučujeme

Soumrak českého školství?

Soumrak českého školství?

Český ornitolog, expert na kukačky, autor Vesmíru a dlouholetý vysokoškolský pedagog Tomáš Grim se rozhodl odejít ze školství. Důvody, které ho...
Do vesmíru z trampolíny

Do vesmíru z trampolíny

Pavel Toufar  |  8. 1. 2018
Ruský kosmický program pomalu, ale jistě přichází o prestiž. Místo mladých inženýrů mají o kosmické programy zájem stavbaři předražující zakázky a...
Mikrokrása

Mikrokrása

Ondřej Vrtiška  |  8. 1. 2018
Do soutěže Nikon Small World 2017 zaslali fotografové z celého světa přes dva tisíce snímků pořízených přes objektiv optického mikroskopu. Využili...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné