增長或保護(hù)自己 - 由于無法同時進(jìn)行這兩項(xiàng)決策，因此工廠需要每天進(jìn)行決策。長期以來，人們認(rèn)為增長 - 防御權(quán)衡的原因可能是能源資源問題。當(dāng)植物抵御病原體時，能量可能僅限于植物同時生長，反之亦然。最近發(fā)表在“ 細(xì)胞報告”上的一篇論文揭示了對權(quán)衡機(jī)制知之甚少的新觀點(diǎn)，澄清了實(shí)際的根本原因是調(diào)節(jié)植物生長和防御的分子途徑的不相容性。

除了觀察到的權(quán)衡，增長和防御需要看似矛盾的要求。生長是一個過程，通常需要松開細(xì)胞壁，使細(xì)胞有擴(kuò)張的空間。在許多情況下，防御需要收緊細(xì)胞壁。以這種方式，細(xì)胞形成更堅(jiān)固的障礙物，其更難以穿透病原體。在他們的論文中，研究人員表明，生長相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子HBl1(Bee2與lBH1相互作用的同源物)控制著植物內(nèi)的兩個過程。

通過差異地利用NADPH氧化酶(NOX)和過氧化物酶(POX)的表達(dá)，HBl1調(diào)節(jié)質(zhì)外體內(nèi)的ROS穩(wěn)態(tài)(植物細(xì)胞壁之間的空間)。當(dāng)植物需要生長時，HBI1是活躍的并且通過激活特定的NOX基因和抑制特定的POX基因來配置支持生長的質(zhì)外體ROS水平。在病原體攻擊的情況下，HBI1需要被滅活，導(dǎo)致通過激活NOX基因和幾種抑制植物生長但增加植物抗病性的POX基因增加的質(zhì)外體ROS水平。

由于兩個過程的對比性質(zhì) - 兩者都受同一轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)，同時需要相互沖突的ROS水平 - 研究人員表明，增長 - 防御權(quán)衡取決于途徑的不相容性，而不是有限的能源資源。 。

該項(xiàng)目于四年前作為學(xué)士論文開始，在亞琛進(jìn)行。由于集團(tuán)主管Schippers博士最近搬到了Gatersleben的Leibniz植物遺傳和作物植物研究所(IPK)，該項(xiàng)目在Gaterslebener研究所進(jìn)行了部分評估和編寫。Schippers博士讓我們知道：“根據(jù)我們目前的研究結(jié)果，我們開始了解增長 - 防御權(quán)衡背后的機(jī)制之一。如果我們想要改善植物生物量的生產(chǎn)而不冒他們的能力受損的風(fēng)險，這種理解是至關(guān)重要的。防御病原體。“

知識產(chǎn)權(quán)局的Schippers博士的“種子發(fā)育”研究小組將繼續(xù)研究植物種子內(nèi)的不同途徑。Schippers博士：“目前，植物中有超過70種過氧化物酶和10種NADPH氧化酶，我們并不確切知道它們在做什么。它們對我特別感興趣，因?yàn)檫^氧化物酶和氧化酶在植物中具有相似的作用。這表明它們的功能保護(hù)早于激素，因?yàn)榧に匦盘柾吩谥参锖腿祟愔羞M(jìn)化出特定的通路。我們的目標(biāo)是在細(xì)胞水平上完全解開這些通路 - 所以有一天，我們可以揭示它們的調(diào)節(jié)和功能在植物發(fā)育過程中“。