Zeitschrift für Pflanzenpathologie und Mikrobiologie

Abstrakt

Eine kritische Übersicht über die Abwehrmechanismen von Pflanzen gegen bakterielle Pathogene: Von der morphologischen bis zur molekularen Ebene

Tibebu Belete*

Ein besseres Verständnis der Abwehrmechanismen von Pflanzen ist entscheidend für die Verbesserung der Pflanzengesundheit und des Ertrags. Die Abwehr von Pflanzen gegen bakterielle Krankheitserreger resultiert aus einer komplexen Kombination struktureller Pflanzenmerkmale und induzierter biochemischer Reaktionen. Neben der konstitutiven Abwehr können Pflanzen die Anwesenheit eines Bakteriums direkt oder indirekt wahrnehmen und daraufhin Abwehrreaktionen auslösen. Diese induzierbaren biochemischen Reaktionen neigen dazu, schützende physiologische Bedingungen zu schaffen, um das Bakterienwachstum und die Invasion in die Wirtsgewebe einzuschränken. Die induzierbare Pflanzenabwehr beginnt, wenn ein bestimmtes Bakterienmolekül oder sein strukturelles Merkmal von transmembranären Proteinerkennungsrezeptoren (PRRs) auf der Oberfläche von Pflanzenzellen erkannt wird. Die Erkennung basiert auf konservierten Merkmalen von Molekülen bakteriellen Ursprungs, nämlich pathogenassoziierten molekularen Mustern (PAMPs). Dies induziert eine durch PAMP ausgelöste Immunität (PTI) und die Expression von Abwehrgenen, was die Pathogenese verhindert. Einige Krankheitserreger können jedoch Effektormoleküle freisetzen und PTI überwinden, was zu einer durch Effektoren ausgelösten Anfälligkeit (ETS) führt. Folglich besitzen Pflanzen Resistenzproteine ​​(R), die normalerweise nukleotidbindende (NB) und leucinreiche Wiederholungsdomänen (LRR) enthalten, die durch Erkennen spezifischer Effektoren eine Signalkaskade auslösen. Dies führt zur Aktivierung nachgeschalteter Gene, um eine robuste und schnelle Abwehrreaktion auszulösen, die die Ausbreitung von Bakterien verhindert. Im Allgemeinen werden diese Maßnahmen gegen eindringende bakterielle Krankheitserreger direkt oder indirekt durch genetisches Material (Gene) der Wirtspflanzen gesteuert. Ziel dieser Übersicht ist es daher, zu diskutieren und zusammenzufassen, wie die Rezeptoren vermutlich die Abwehr aktivieren, wie bakterielle Krankheitserreger dieses basale Abwehrsystem überwinden und wie Pflanzen eine zweite Abwehrschicht entwickelt haben, wobei der Schwerpunkt auf den zukünftigen Forschungsprioritäten liegt.