جهانشیر امینی

بسیاری از گونه‌های گیاهی می‌توانند سطح دفاعی خود را با واکنش به سیگنال‌های شیمیایی از همسایگانی که توسط گیاهخواران یا بیمارگرها مورد حمله قرار گرفته اند، افزایش دهند. هنگامی که گیاه مورد حمله قرار می‌گیرد، سیگنال‌هایی را ارسال می‌کند، گیاهان همسایه آسیب قریب الوقوع را پیش بینی می‌کنند و به موقع با دفاع‌های مستقیم مانند افزایش سطح سموم و مواد دافع یا با دفاع غیرمستقیم مانند جذب دشمنان طبیعی پاسخ می‌دهند. گزارش شده است که شبکه‌های میکوریزی مشترک (CMNs) ایجاد شده توسط قارچ‌های میکوریز آربوسکولار (AMF) با عمل به عنوان کانالی برای انتقال سیگنال‌های هشدار از گیاهان آسیب‌دیده از آفات یا بیماری‌ها به همسایگان سالم، دفاع گیاه را تقویت می‌کنند. هدف از این مطالعه بررسی امکان انتقال مقاومت ایجاد شده در گیاهان گوجه فرنگی (Lycopersicon esculentum Mill.) هشدار دهنده آلوده به Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) به گیاهان گوجه‌فرنگی همسایه گیرنده از طریق شبکه‌های میکوریزی مشترک Funneliformis mosseae می‎باشد. یک سیستم تقسیم ریشه (split-root system) برای جلوگیری از تعامل مستقیم بیمارگر- میکوریز در گیاه هشداردهنده مورد بهره برداری قرار گرفت. نتایج ما نشان داد که انتقال سیگنال از گیاهان هشدار دهنده که نیمی از ریشه آن‌ها با قارچ میکوریز F. mosseae و نیم دیگر ریشه با بیمارگر همی بیوتروف FOL تیمار شده به گیاهان گیرنده، منجر به افزایش مقاومت به بیماری از طریق افزایش میزان بیان سه ژن مرتبط با دفاع شامل ژن‌های فنیل آلانین آمونیا لیاز (PAL)، پروتئین مرتبط با بیمارگر (PR1a) و مهارکننده پروتئیناز II (PI II) در گیاهان گیرنده همسایه می‌گردد. یافته‌های ما نشان داد که عفونت FOL یک رویداد سیگنال‌دهی را از طریق F. mosseae CMNs ایجاد می‌کند که با تغییرات در بیان ژن دفاعی در گیاهان همسایه تأیید می‌شود. شبکه میکوریزی بین گیاهان دهنده و گیرنده پس از 6 هفته ایجاد شد. سطح بیان هر سه ژن نشانگر در گیاهان گیرنده نسبت به شاهد در 0 (T1)، 48 ساعت (T2) و 72 ساعت (T3) پس از مایه‌زنی بیمارگر به گیاهان گیرنده به طور معنی‌داری افزایش یافت. بیان نسبی ژن برای PI II، PAL و PR1a، به ترتیب 3/14، 98/17 و 49/8 فولد در T1، 82/69، 24/40 و 54/65 فولد در T2 و 85/47، 10/48 و 79/25 فولد در T3 افزایش یافت. شاخص شدت بیماری و سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری (AUDPC) در گیاهان گیرنده متصل یافته از طریق CMNs به گیاهان هشدار دهنده آلوده به ترتیب 7/66 و 84/69 درصد در مقایسه با تیمار شاهد بدون اتصال CMNs کاهش یافت. یافته‌های ما نشان می‌دهد که F. mosseae CMNs مانند یک مجرای ارتباطی زیرزمینی می‌تواند سیگنال‌های هشدار دهنده را از گیاهان آلوده به گیاهان سالم منتقل کنند و واکنش‌های دفاعی را در گیاهان سالم قبل از وقوع بیماری فعال کنند. این نشان می‌دهد که پرایمینگ با استفاده از CMNs یک استراتژی امیدوارکننده برای القای مقاومت در گیاهان است.