Como as plantas equilibram amigos e inimigos microbianos ?
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Como as plantas equilibram amigos e inimigos microbianos ?

simbiose
Figura1: TRÊS PRINCÍPIOS PELOS QUAIS AS PLANTAS PODEM SELECIONAR OU RESTRINGIR POTENCIAIS MUTUALISTAS OU PATÓGENOS


Figura 1.
Mecanismos de engajamento simbiótico.



As plantas estão constantemente expostas a micróbios: patógenos que causam doenças, comensais que não causam danos ou benefícios e mutualistas que promovem o crescimento das plantas ou ajudam a afastar os patógenos. 

Por exemplo, a maioria das plantas terrestres pode formar relações positivas com fungos micorrízicos arbusculares para melhorar a absorção de nutrientes. 

Como as plantas lutam contra os patógenos sem também matar micróbios benéficos ou desperdiçar energia em micróbios comensais é uma questão sem resposta.

Na verdade, quando os cientistas da área de Interações Moleculares Planta-Micróbio foram solicitados a apresentar suas 10 Perguntas Não Respostas, a pergunta nº 1 foi "Como as plantas se envolvem com os microorganismos benéficos e, ao mesmo tempo, restringem os patógenos?" 

Simplificando, como as plantas distinguem os micróbios bons dos maus e o que elas fazem a respeito? 

Esta questão de como plantas e micróbios se envolvem em simbiose foi recentemente interrogada pela Dra. Cara Haney e Dr. David Thoms, microbiologistas da Universidade de British Columbia, em colaboração com o Dr. Yan Liang na Universidade de Zhejiang na China.

“Manter um equilíbrio na resistência das plantas a doenças, onde as plantas podem lutar contra pragas e patógenos, mas ainda se envolverem com micróbios que podem ajudar na absorção de nutrientes, é essencial para a saúde de nossas safras”, enfatiza Haney. Para se envolver totalmente com uma questão tão grande, paradigmas são necessários para direcionar questões de pesquisa específicas para as peças não respondidas. Como diz Haney, "esta questão é tão ampla, acho que a revisão levanta mais questões do que respostas. Tentamos destacar muito do que era conhecido, mas também o que não era conhecido e fornecer paradigmas e modelos que poderiam ser frameworks frente." Em uma estrutura proposta para considerar os mecanismos de engajamento simbiótico, Haney, Thoms e Liang distinguem três princípios: seleção química com metabólitos, reconhecimento de receptor duplo,

As plantas primeiro usam compostos metabólicos como antimicrobianos e sinais químicos para recrutar organismos benéficos e restringir os patógenos, mas nem todos os patógenos são excluídos. Uma vez que a planta e o micróbio estão em contato, Thoms propõe que "um modelo de entrada dupla" seja usado pela planta para distinguir tanto o tipo de micróbio (bacteriano, fúngico ou nematóide) quanto o estilo de vida (mutualista, comensal ou patógeno). Os micróbios podem ser detectados por proteínas receptoras na superfície das células vegetais. Quando as proteínas receptoras detectam um pedaço da parede celular do fungo conhecido como quitina, a planta descobre que um micróbio fúngico está presente. Mas como a quitina e outros padrões moleculares associados a micróbios (MAMPS), são freqüentemente compartilhados entre os micróbios, eles são sinais insuficientes para distinguir comensais de patógenos de acordo com Thoms.

"Ao contrário da maioria dos animais, as plantas não têm um sistema imunológico adaptativo. No entanto, os genomas das plantas contêm muito mais receptores imunológicos inatos do que os animais",explica Liang. "As plantas também usam receptores semelhantes para detectar moléculas de sinalização de micróbios benéficos, ambientes, bem como de suas próprias células." Assim, os receptores adicionais usam uma segunda camada de informação para identificar patógenos versus mutualistas. Os receptores de simbiose podem identificar moléculas de sinalização produzidas especificamente por micróbios benéficos, enquanto os receptores imunológicos podem identificar proteínas patogênicas destinadas a interromper a defesa da planta. Abordando a necessidade de saber o tipo e o estilo de vida de um micróbio, Thoms comenta: "Acho que sim"

No entanto, uma planta pode interagir simultaneamente com vários micróbios que requerem respostas diferentes, tornando-se mais complicado do que seguir o fluxograma diretamente.

 O uso de energia para imunidade e simbiose deve ser balanceado com base nos micróbios atuais e nas necessidades atuais da planta. Portanto, a parte restante da história é um "ponto de ajuste imunológico normal". “É importante entender o que é isso e como pode ser ajustado ao longo da vida de uma planta para maximizar o rendimento de nossas safras”, explica Haney. Por causa do impacto do meio ambiente e do estresse nutricional também, como as plantas decidem usar recursos para se envolver em simbiose ou prevenir infecções é talvez uma das maiores áreas a serem exploradas.

Como identificar e responder a diferentes micróbios em ambientes variáveis ​​não é um problema exclusivo das plantas. "Muitos seres vivos, desde plantas até humanos, enfrentam o desafio de se envolver com micróbios benéficos enquanto restringe os patógenos", destaca Haney. "Como resultado, os paradigmas nas interações planta-micróbio podem lançar luz sobre as interações eucarióticas com micróbios em diversos organismos."

Fonte:
Molecular
Plant-Microbe
Interactions https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/MPMI-11-20-0318-FI

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