Naukowcy z Instytutu Genetyki Roślin pod kierownictwem prof. dra hab. Łukasza Stępnia podjęli się zbadania roli enzymów litycznych i mykotoksyn wytwarzanych przez grzyby Fusarium w procesie patogenezy, a także identyfikacji metabolitów odpowiedzialnych za odpowiedź obronną roślin.
Grzyby z rodzaju Fusarium są jednymi z najbardziej powszechnych grzybów patogenicznych, powodujących obniżenie ilości i jakości plonu roślin uprawnych. Posiadają one zdolność biosyntezy wielu toksycznych metabolitów – mykotoksyn, a także szerokiej gamy enzymów litycznych, umożliwiających penetrację tkanek roślinnych.
Wciąż trudno jest przedstawić uniwersalny model komunikacji molekularnej pomiędzy rośliną i patogenem w trakcie infekcji. Nasza hipoteza badawcza zakłada, że odporne i podatne odmiany grochu inaczej reagują na infekcję. Metabolity roślinne są rozpoznawane jako molekularne „przełączniki” specyficznych grzybowych szlaków metabolicznych. Mogą też aktywować syntezę enzymów rozkładających elementy roślinnej ściany komórkowej – wyjaśnia kierownik projektu prof. dr hab. Łukasz Stępień.
Podjęcie tej problematyki badawczej pozwoli na zrozumienie przyczyn chorób roślin uprawnych i lepszą ich kontrolę, co w perspektywie szybko zmieniającego się klimatu i spektrum patogenów, będzie miało zasadnicze znaczenie dla zapewnienia globalnego bezpieczeństwa żywnościowego.
Wyniki niniejszego projektu poszerzą wiedzę w zakresie poszukiwania czynników oraz mechanizmów związanych z molekularną interakcją pomiędzy grzybami Fusarium proliferatum i F. oxysporum z roślinami dwóch odmian grochu skrajnie różniących się podatnością na choroby grzybowe. Jak dotąd wykazano zwiększoną aktywność enzymów litycznych aktywowanych metabolitami odpornej odmiany grochu w warunkach in vitro. Obecnie prowadzone prace zmierzają w kierunku potwierdzenia tego efektu w roślinach, a także oznaczenia poziomu ekspresji genów kodujących te enzymy – podsumowuje prof. Łukasz Stepięń.
Ograniczenie
zanieczyszczenia żywności mykotoksynami będzie w przyszłości z pewnością jednym
z priorytetowych kierunków badawczych, dlatego poznanie mechanizmów
regulujących ich syntezę jest takie istotne. Można oczekiwać zastępowania
chemicznej ochrony roślin przez bezpieczniejsze dla człowieka
i środowiska metody biologiczne, w czym identyfikacja roślinnych związków
hamujących syntezę mykotoksyn może odegrać kluczową rolę.
Projekt pn.: „Role enzymów litycznych i mykotoksyn wytwarzanych przez grzyby Fusarium w procesie patogenezy, oraz metabolitów odpowiedzialnych za odpowiedź obronną roślin” jest realizowany w ramach programu OPUS Narodowego Centrum Nauki.
Joanna Laskowska
