Vài nét về miễn dịch thực vật

Cơ thể thực vật cũng như động vật có hệ thống tự bảo vệ riêng (hệ miễn dịch) để chống lại sự xâm nhập và phát triển của các vi sinh vật có hại như virus, vi khuẩn, nấm, nguyên sinh vật. Xét ở mức độ tế bào và phân tử, tương tác giữa thực vật và vi sinh vật gây bệnh là cuộc chạy đua song song về mặt thời gian:[1] vi sinh vật bám lên bề mặt tế bào,
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vài nét về miễn dịch thực vật Vài nét về miễn dịch thực vậtCơ thể thực vật cũng như độngvật có hệ thống tự bảo vệ riêng(hệ miễn dịch) để chống lại sựxâm nhập và phát triển của cácvi sinh vật có hại như virus, vikhuẩn, nấm, nguyên sinh vật. Xétở mức độ tế bào và phân tử,tương tác giữa thực vật và vi sinhvật gây bệnh là cuộc chạy đuasong song về mặt thời gian:[1] visinh vật bám lên bề mặt tế bào,sau đó xâm nhập vào tế bào thựcvật . [2] tế bào thực vật có các thụthể nhận biết các phân tử, hợpchất đặc trưng cho sự có mặt củavi sinh vật, sau đó phát động cáccơ chế bảo vệ chống lại sự xâmnhập và phát triển lây lan của visinh vật. Nếu các cơ chế này đượcphát động sớm và hiệu quả sẽngăn chặn sự phát triển của visinh vật, vì thể cây trồng sẽkhông bị nhiễm bệnh; trườnghợp ngược lại vi sinh vật sẽ xâmchiếm, lan rộng và tiêu diệt từ tếbào đến cả cơ thể thực vật.Câu hỏi đầu tiên đặt ra là vi sinhvật xâm nhập vào cây trồng như thếnào?Có ba con đường chủ yếu: qua cáclỗ mở tự nhiên, qua các vếtthương, vêt trầy xước trên cây vàdo chính vi sinh vật tự có cơ chế đểxuyên thủng tầng cutin, cellulosevào tế bào thực vật. Rất nhiều visinh vật xâm nhập vào cây chủ qualỗ khí, khí khổng, qua các lỗ mởtrên hoa hay xâm nhập vào hạtphấn (hạt phấn thụ tinh sẽ đem theocả vi sinh vật vào hợp tử mới). Mộtsố vi sinh vật như nấm bệnhMagnaporthe grisea hay Botrytiscinerea sử dụng cơ chế riêng vớiappressorium để xuyên thủng lớpbảo vệ cutin, cellulose để xâm nhậpvào tế bào chủ.Quá trình xâm nhập và bước đầuphát triển của vi sinh vật ở một vàitế bào thực vật sản sinh ra một sốhợp chất phân tử, cao phân tử đặctrưng được nhận biết bởi cơ thểTV, từ đó phát động các cơ chế bảovệ (immune reponse) của tế bàothực vật. Mô hình truyền thốngnhất là lí thuyết gene-to-gene củaFlor để giải thích mối tương tácgiữa vi sinh vật và tế bào chủ. Tếbào thực vật mang gene R/r quiđịnh kiểu hình một số thụ thể bềmặt, vi sinh vật mang gene Avr/avrmã hóa một số hợp chất đặc trưngnhận biết bởi các thụ thể thực vật.Tùy theo kết quả tương tác giữa cácgene này mà tế bào thực vật có thểkích hoạt các cơ chế tự bảo vệ haybị tiêu diệt bởi vi sinh vật. Mô hìnhcó nhiều điểm hạn chế và chỉ đượcchứng minh trên một số ít trườnghợp. Hiểu một cách hệ thống hơn,sự xâm nhập của tác nhân gây bệnhđược các tế bào thực vật nhậnbiết qua các hợp chất đặc trưng, từđó thay đổi các quá trình sinh lí,sinh hóa nội bào, tổng hợp các hợpchất như peroxid, phenol, acidsalyxylic, acid jasmonic ... với mụcđích để tiêu diệt vi sinh vật và ngănchặn sự lan tràn/lây lan bệnh sangcác tế bào chưa bị nhiễm khác. Cơchế phân tử các quá trình này rấtphức tạp với nhiều quá trình khácnhau như đáp ứng thông quaprotein PR, qua con đường tổnghợp JA, SA ...Về mặt ví trí, đáp ứng miễn dịchcủa thực vật có thể chia thành badạng chính : đáp ứng HR(hypersensitive response), SAR(systemic required resistance) vàLAR (local required resistance).Đáp ứng HR là sự tự chết theochương trình của tế bào, một số íttế bào thực vật khởi động cơ chếlập trình sẵn dẫn đến hủy diệt tếbào, mục đích để giới hạn sự pháttriển của tác nhân gây bệnh tạiđiểm xâm nhập.Đáp ứng SAR thực chất cũng làđáp ứng HR nhưng ở mức độ cơthể. Ở TV có mạch, một số tế bàothực vật tổng hợp các phân tử tínhiệu lan truyền theo hệ mạch dẫntới các phần khác nhau của câytrồng.Đáp ứng SAR tương tự như khitiêm vaccin, ở lần xâm nhiễm sau,đáp ứng HR tại điểm xâm nhập củavi sinh vật nhỏ hơn (ít TB bị chếttheo chương trình hơn) nhưng hiệuquả ngăn chặn lớn hơn nhiều.Đáp ứng LAR diễn ra tại vùng xâmnhập của vi sinh vật vào cây chủ:vùng trung tâm là các tế bào thựcvật với đáp ứng HR bao quanh bởicác tế bào thực vật khác có hoạtđộng sinh lí, sinh hóa rất mạnh mẽ,phát động các cơ chế bảo vệ như đãnói ở trên để ngăn chặn sự pháttriển tiếp tục của vi sinh vật trongcây chủ.Các vi sinh vật chỉ có khả năng kísinh và gây bệnh trên một số nhấtđịnh các cây chủ. Các cơ chế ở trêndiễn ra trong trường hợp vi sinh vậttương tác với cây chủ. Với trườnghợp các tế bào phi vật chủ, tế bàothực vật có khả năng kích hoạt mộtsố cơ chế gọi chung là kháng phivật chủ rất hiệu quả, ngăn chặn sựxâm nhập và phát triển của vi sinhvật trong tế bào thực vật ngay từnhững giai đoạn đầu. Các đáp ứngcủa kháng phi vật chủ diễn ra vớicường độ và hiệu quả tương đốiđồng đều ở các phần khác nhau củacây trồng và với nhiều loài vi sinhvật khác nhau. ...