Zgodnie ze stanem naszej wiedzy, to Inkowie udomowili ziemniaki w czasach prehistorycznych (10-8 tys. lat temu). Zamiast szukać w terenie dziko rosnących ziemniaków, postanowili sami je hodować w pobliżu domostw, oszczędzając sobie czasu. Niestety, wraz z procesem udomowienia pojawiła się podatność na choroby, niewystępująca u dzikich odmian.
Pectobacterium carotovorum to bakterie należące do rodziny Enterobacteriaceae, które produkują substancje o charakterze bakteriocyn. Wśród roślin uprawnych w Polsce wywołują m.in. bakteriozę cebuli, czarną nóżkę ziemniaka i choroby o ogólnej nazwie mokra zgnilizna i miękka zgnilizna. Udomowione gatunki ziemniaka nie mają genów odporności chroniące przed patogenem.
Czytaj też:Tak bakterie unikają antybiotyków. Odkryto nieznany mechanizm
Zespół uczonych z Colorado State University postanowił sprawdzić, w jaki sposób dziki ziemniak z Ameryki Południowej (Solanum chacoense) toleruje choroby wywoływane przez Pectobacterium carotovorum. Szczegóły opisano w czasopiśmie Molecular Plant-Microbe Interactions.
Jak ziemniaki walczą z bakteriami?
Wcześniejsze badania wykazały, że dzikie ziemniaki wytwarzają metabolity, które zmniejszają zjadliwość bakterii i zatrzymują zdolność ich przenikania przez ściany komórkowe roślin. Teraz okazało się, że istnieje drugi zestaw cząsteczek – tzw. inhibitory proteaz – które mają podobne działanie.
Naukowcy odkryli, że inhibitory proteaz powodują zmianę kształtu bakterii i ich grupowanie się, hamując zdolność do degradacji komórek roślinnych. Prawdopodobnie sprawdzają się w tym lepiej niż metabolity. Dzięki zrozumieniu tych mechanizmów, możliwe będzie stworzenie nowych odmian ziemniaków, trwale opierającym się patogenom.
Czytaj też:To nie miało prawa się wydarzyć! Dziwne bakterie organizują się jak rośliny czy ludzie
Dr Adam Heuberger z Colorado State University mówi:
Nasze odkrycie jest drugim mechanizmem odporności, który obserwujemy u tego gatunku rośliny, S. chacoense. Wspiera to ideę, że dzikie gatunki roślin wyewoluowały z wieloma czynnikami odporności lub własną “piramidą” cech, które można przełożyć na nasz przemysł roślin spożywczych i ozdobnych.
Inhibitory proteazy zidentyfikowane w tym badaniu mogą przynieść korzyści programom hodowli ziemniaków w dłuższej perspektywie i potencjalnie mieć znacznie w procesach ochrony roślin na świecie.