Udział chloroplastów i mitochondriów w odpowiedzi ogórka siewnego (Cucumis sativus) na infekcję Pseudomonas syringae pv lachrymans

Abstract

Stres związany z infekcją mikroorganizmami patogenicznymi jest istotnym czynnikiem ograniczającym wzrost i plonowanie roślin uprawnych. Przebieg interakcji roślina – patogen oraz jej końcowy rezultat są zależne od stadium rozwojowego rośliny, jej kondycji fizjologicznej, mechanizmów obrony i cech patogena. Pseudomonas syringae pv lachrymans (Psl) należy do patogenów hemibiotroficznych i powoduje u roślin dyniowatych, w tym u ogórka, kanciastą plamistość liści (ang. angular leaf spot). Celem rozprawy jest rozpoznanie roli chloroplastów i mitochondriów w powstawaniu sygnałów oksydoredukcyjnych i metabolicznych u ogórka siewnego po infekcji Psl i ich znaczenia dla kształtowania lokalnej i ogólnoustrojowej odpowiedzi na infekcję. W pracy wykazano, że infekcja Psl obniżała konduktancję szparkową i prowadziła do ograniczenia wymiany gazowej oraz transpiracji. Wykazano także obniżenie intensywności netto fotosyntezy oraz wzrost intensywności oddychania mitochondrialnego, świadczące o rearanżacji metabolizmu na korzyść oddychania. O intensyfikacji oddychania świadczył także poinfekcyjny wzrost stężenia kwasu L-jabłkowego (L-MA) i kwasu szczawiooctowego oraz wzrost aktywności dehydrogenazy L-jabłczanowej (L-MDH) i fumarazy. Akumulacja L-MA mogła też aktywować czółenka jabłczanowe odpowiedzialne za wyprowadzanie siły redukującej z chloroplastów i mitochondriów liści trzeciego piętra. Wykazane w pracy poinfekcyjne zmiany profilu antyoksydantów enzymatycznych i nieenzymatycznych świadczyły o przesunięciu równowagi w kierunku prooksydacyjnym w początkowym stadium patogenezy oraz o mobilizacji ochrony antyoksydacyjnej zależnej od dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i katalazy (CAT) w stadium późnym. W niniejszej pracy wykazano, że mechanizmy dostosowawcze do stresu były generowane nie tylko w liściach zakażonych, ale również w liściach nie mających bezpośredniego kontaktu z patogenem. Mogło to być przejawem aklimatyzacji roślin i sprzyjać zachowaniu równowagi między procesami wzrostu i obrony przed stresem biotycznym.