Bitkisel Stres Yanıtında Plastit İyon Kanallarının Önemli Rolü Araştırmacılar Tarafından Belirlendi

Bitkiler, otçullar veya patojenler tarafından saldırıya uğradıklarında, hızlı bir şekilde yanıt vermeli ve aynı zamanda potansiyel gelecekteki saldırılara karşı hazırlıklı olmalıdır. Hücresel bir ikinci haberci olan kalsiyum ve bitki hormonu jasmonik asit, bu yanıtta önemli roller oynar. Bir yaralanmanın ardından birkaç saniye içinde, bitki kalsiyum dalgaları oluşturarak saldırı hakkında bilgi iletir. Aynı zamanda, kloroplastlarda jasmonik asit sentezi başlar; bu da hücre çekirdeğindeki savunma genlerinin ekspresyonunu tetikleyen bir dizi ara adımı başlatır.

Ancak, hızlı kalsiyum sinyallerinin tam olarak nasıl kloroplastlara ulaştığı ve bunların jasmonik asit aracılıklı savunmayla nasıl ilişkili olduğu uzun zamandır büyük ölçüde bilinmiyordu. LMU’daki araştırmacılar, Profesörler Hans-Henning Kunz ve Christian Grimm liderliğinde, PEC adı verilen belirli katyon kanallarının bu iki süreç arasındaki bağlantıda önemli bir rol oynadığını göstermiştir.

Bu kanallar, Arabidopsis thaliana model organizmasından izole edilmiş organeller üzerindeki elektrofüzyon ölçümleriyle doğrudan kaydedilebilen hızlı katyon akışlarını kloroplastlara taşır. Dikkat çekici bir şekilde, otçullar veya patojenler tarafından tetiklenen jasmonik asit sentezi, birkaç saat içinde PEC kanal üretimini artırır ve PEC seviyeleri birkaç gün boyunca yüksek kalır. Bu çalışma, Proceedings of the National Academy of Sciences‘da yayınlanmıştır.

“Stres devam ederse veya tekrarlarsa – örneğin, sonraki bir stres uyarıcısı aracılığıyla – bu, kloroplasttaki daha güçlü bir kalsiyum sinyalini tetikleyebilir” diyor, Susanne Mühlbauer. Bu da ek jasmonik asit sentezini teşvik eder ve bitkinin daha hızlı ve sürdürülebilir bir savunma yanıtı geliştirmesine yardımcı olur.

Araştırmacılar tarafından gösterildiği gibi, bu Botrytis cinerea mantarına karşı direnci artırabilir. “PECs, bitkilerin ilk stresten edindikleri deneyimi kullanarak sonraki saldırılara hazırlanmalarına ve uzun vadeli savunmalarını güçlendirmelerine yardımcı olur” diyor Kunz.

Susanne Mühlbauer et al, PLASTID ENVELOPE ION CHANNELS (PEC1/2) link Ca 2+ and jasmonic acid signaling in plant cells, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2525536123

Dergi bilgisi: Proceedings of the National Academy of Sciences

Kaynak: Ludwig Maximilian Üniversitesi, Münih