Diz-se que 10 a 15% da perda da produção agrícola mundial é causada por doenças. E uma vez que 70-80% destas doenças das plantas são causadas por fungos filamentosos, proteger as culturas contra fungos filamentosos é uma questão importante para alimentar eficazmente a população mundial. Para que os fungos patogênicos infectem as plantas, eles devem romper as células epidérmicas da planta e invadir o interior. Em outras palavras, as células epidérmicas das plantas atuam como a primeira barreira para impedir o ataque de fungos patogênicos no meio ambiente. Então, que tipo de funções de defesa as células epidérmicas têm?
Curiosamente, sabia-se que a epiderme das plantas contém pequenos cloroplastos que não estão tão envolvidos na fotossíntese. No entanto, não estava claro qual função ele tinha. Por que existem pequenos cloroplastos na epiderme das plantas que não contribuem muito para a fotossíntese?
O professor assistente Hiroki Irieda, da Faculdade de Agricultura da Universidade de Shinshu, e o professor Yoshitaka Takano, da Escola de Pós-Graduação em Agricultura da Universidade de Kyoto, descobriram que pequenos cloroplastos na epiderme das plantas controlam a entrada de patógenos fúngicos. A dupla descobriu que os pequenos cloroplastos se movem dramaticamente dentro da célula para a camada superficial em resposta ao ataque do fungo e estão envolvidos nessa resposta de defesa.
Neste estudo, a dupla investigou primeiro a que tipo de fungos patogênicos os cloroplastos epidérmicos respondem. Como resultado, eles descobriram que múltiplos fungos filamentosos patogênicos causam migração superficial de cloroplastos epidérmicos. Curiosamente, também foi descoberto que esses fungos filamentosos patogênicos eram os chamados “não adaptados” e foram impedidos de invadir as células epidérmicas. Por outro lado, o fungo patogênico adaptado tem maior probabilidade de invadir a epiderme em plantas nas quais os cloroplastos epidérmicos pararam de migrar para a camada superficial.
Em seguida, eles conseguiram encontrar proteínas vegetais envolvidas na migração superficial dos cloroplastos epidérmicos. Quando uma planta que produz em excesso esta proteína foi criada através da introdução de transferência de genes, os cloroplastos epidérmicos não se moveram para a camada superficial contra fungos filamentosos patogénicos. Nesta planta transgênica, a imunidade à invasão epidérmica de fungos filamentosos patogênicos é reduzida. Verificou-se também que os fungos patogénicos têm maior probabilidade de invadir a epiderme em plantas nas quais os cloroplastos epidérmicos pararam de migrar para a camada superficial. Estes resultados indicam que a migração dos cloroplastos epidérmicos para a camada superficial está envolvida na resposta de defesa que bloqueia a invasão de fungos patogênicos.
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