36.8 : Patojenlere ve Otçullara Karşı Savunmalar

Bitkiler, bitki yiyen hayvanlar veya patojenler gibi saldırganlardan kaçamaz. Bununla birlikte, çevremizdeki dünya yeşildir. Bitkiler bu saldırılarla mücadele etmek için hangi savunma mekanizmalarını geliştirdi? Epidermisin sert katmanları ve kıllar ve dikenler gibi diğer yapısal savunmalar, otçul olarak da adlandırılan bitki yiyen hayvanları caydırır. Bakteriler gibi patojenler yapısal savunmaların üstesinden geldiğinde, bitkiler başka bir savunma hattına başvururlar. Membrana bağlı reseptörler, bir patojenin varlığını gösteren moleküler paternleri tanır. Örneğin, bitkiler bakterilere özgü protein flagellini tanır.

Flagellinin tanınması, bitki hücrelerinde bir sinyal çağlayanını tetikler, stomanın kapatılması, antimikrobiyal kimyasalların üretimi ve hücre duvarının güçlendirilmesi gibi çeşitli bağışıklık tepkilerine yol açar. Bazı patojenler, bağışıklık tepkisini bozan efektör molekülleri enjekte ederek bu genel bitki savunma mekanizmalarının üstesinden gelme yeteneğini geliştirdi. Bir karşı önlem olarak, bazı bitki türleri efektör moleküllerini oldukça spesifik bir şekilde tespit eden direnç proteinleri geliştirdi.

Direnç proteinleri, genellikle patogenezle ilişkili genlerin ekspresyonu ile sonuçlanan bir sinyalleme çağlayanı oluşturur. Patojen efektörlerin veya doku hasarı sinyallerinin tespiti, enfeksiyon bölgesine yakın, aşırı duyarlı tepki olarak da adlandırılan hızlı programlanmış hücre ölümüne neden olabilir. Aşırı duyarlı tepki, hücre duvarında yapısal değişiklikler başlatarak ve sistemik edinilmiş direnci uyararak patojenin yayılmasını hızla sınırlar.

Sistemik edinilmiş direnç, bitkinin enfeksiyon bölgesinden uzak olan kısımlarındaki patojenlere karşı uzun süreli bir savunmadır. Otobur saldırısı genellikle sindirim sistemini bozan veya otobur derisini olumsuz yönde etkileyen kimyasal bitki savunmalarına neden olur. Dolaylı bir savunma stratejisi olarak, bitkiler bir paraziti çeken ve sonuçta otçulları öldüren uçucular bırakabilir.