میزبان و باکتری‌های ساکن در ریشه‌ها برای کنترل قارچ‌ها در ریشه‌های گیاه، با هم متحد می‌شوند

محققان این کشف می‌گویند، قارچ‌های مختلف ساکن ریشه می‌توانند برای گیاهان مفید باشند، اما تنها زمانی که با عملکرد ترکیبی شامل سیستم ایمنی ذاتی میزبان و باکتری‌های ساکن در ریشه‌ها تحت کنترل باشند.
در طبیعت، ریشه‌های گیاهان سالم توسط مجموعه‌ای از جوامع میکروبی شامل باکتری‌ها و یوکاریوت‌های رشته‌ای (یعنی قارچ‌ها و اوومیست‌ها) کلونیزه می‌شوند، که ترکیب آنها به‌شدت بر سلامت گیاه تأثیر می‌گذارد. حفظ تعادل میکروبی در ریشه‌ها برای سالم ماندن گیاهان بسیار مهم است، با‌این‌حال، عوامل آن، هنوز تا حد زیادی ناشناخته است. در مطالعه جدیدی که در Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شده است، استفان هاکوارد (Stéphane Hacquard) و همکارانش از بخش تعاملات گیاهی- میکروبی (Department of Plant-Microbe Interactions)، مؤسسه (Max Planck Institute for Plant Breeding Research (MPIPZ)) در کلن آلمان (MPIPZ, Cologne, Germany)، فاکتورهای میکروبی و میزبان را برای حفظ رابطه مفید در ریشه‌های گیاه بررسی کردند. ولینسکا (Katarzyna W. Wolinska)، نویسنده اول این پژوهش، از مجموعه‌ای از یک جامعه میکروبی شامل 183 باکتری (B)، 25 قارچ (F) و 6 اوومیست (O) استفاده کرد که از ریشه‌های سالم گیاهان Arabidopsis thaliana (Thale Cress) جداسازی شد. او مشاهده کرد، این جامعه BFO برای رشد گیاه در مقایسه با گیاهان شاهد استریل، که در غیاب میکروب‌ها رشد می‌کنند، مفید است. سپس نویسندگان این فرضیه را مطرح کردند که غیرفعال شدن اجزای خاصی از سیستم ایمنی ذاتی گیاه (سیستمی که مسئول مقابله با عفونت بیمارگر است) منجر به تغییر تعادل میکروبی در ریشه می‌شود، در‌نتیجه بر سلامت گیاه تأثیر می‌گذارد. مطابق با این فرضیه، جامعه مفید BFO در چندین گیاه جهش‌یافته با نقص ایمنی، سودمند نبود. به‌طور خاص، غیرفعال‌سازی دو ژن میزبان گیاهی که در ضد قارچ‌های خاص حاصل از تریپتوفان نقش دارند، برای تبدیل جامعه‌ مفید BFO به جامعه‌ای مضر که بر عملکرد گیاه تأثیر منفی می‌گذارد، کافی بود. سپس محققان وجود علائم میکروبی غیرطبیعی را در ریشه گیاهان دارای نقص ایمنی بررسی کردند و دریافتند، عامل اصلی که می‌تواند تفاوت‌های رشد گیاهان را توضیح دهد، بار قارچی در ریشه‌های آنها است. این مشاهدات منجر به این نتیجه شد که بار قارچی مشاهده‌شده در ریشه‌های گیاه، در غیاب یک سیستم ایمنی کامل، احتمالاً علت اصلی تغییر از حالت سالم به وضعیت ناسالم است.