BioScience Blog – Научный Биологический блог

К настоящему времени многие исследователи приходят к выводу, что некоторые факторы патогенности бактерий, вызывающие заболевания у животных и растений, имеют общее происхождение и функционально сходны. С другой стороны, и механизмы защиты от патогенов у растений и животных имеют общие черты. Некоторые не фитопатогенные бактерии {EscherichiacoliO157:H7, Salmonellaenterica, Enterococcusfaecalis, Staphylococcusaureus) в условиях эксперимента способны инфицировать растительные ткани. Многолетние исследования Y. pseudotuberculosisпоказали, что для поддержания жизнеспособности и численности популяции во внешней среде эти микроорганизмы используют растительные субстраты, которые являются основными факторами передачи возбудителя псевдотуберкулёза человеку. Ранее нами установлено, что бактерии псевдотуберкулеза и некоторые их токсины разрушают клетки каллусной культуры женьшеня. Микроорганизмы проникали в цитоплазму растительных клеток и лизировали последние, причем бактерии в ассоциации с клетками погибали. Подобная динамика взаимодействия бактерий с растениями привела к идее исследовать иммунный ответ растений на действие патогена. В связи с этим была поставлена задача выявить индукцию экспрессии защитных генов женьшеня – фенилаланин аммиак-лиазы (PAL) и Р-1,3-глюканазы (GLU), ответственных за синтез вторичных метаболитов и PR-2 (pathogenesis-related) белков, соответственно. В эксперименте использовали вирулентный штамм Y. pseudotuberculosisI серовара, термостабильный (ТСТ) и термолабильный (ТЛТ) токсины данного микроорганизма, а также каллусную культуру женьшеня PanaxginsengC.A. Меу., трансформированную "пустым" бинарным вектором pPCV002. Было установлено, что при действии Y. pseudotuberculosisи их токсинов экспрессия генов PALженьшеня в 2-4 раза превосходит таковую в неинфицированных клетках (контроль). Большим стимулирующим действием обладали бактерии и ТЛТ. Также под действием иерсиний и их токсинов уже в первые сутки культивирования в 2-3 раза возрастала экспрессия гена GLUпо сравнению с контролем. Повышенная экспрессия генов PALи GLUсохранялась и на 3 сутки воздействия иерсиний. По-видимому, ослабление иммунного ответа к третьим суткам культивирования связано с массовой гибелью клеток женьшеня. Таким образом, клетки женьшеня активизируют экспрессию генов фенилаланин аммиак-лиазы и Р-1,3-глюканазы под действием иерсиний и их токсинов, что свидетельствует о развитии иммунного ответа в растительных клетках.