Os resultados, publicados em dezembro na Frontiers in Plant Science e em Current Opinion in Biologia Vegetal, pode levar a um controlo mais eficaz para Magnaporthe oryzae, o fungo que causa a doença brusone.
Os estudos foram conduzidos pelo laboratório de Harsh Bais, professor associado de ciências da planta e do solo na Faculdade de Agricultura e Recursos Naturais do UD. O primeiro autor de dois artigos de pesquisa era estudante de graduação Carla Spence. Os co-autores incluíram pós-pesquisador Venkatachalam Laksmanan e Nicole Donofrio, professor associado de ciências da planta e do solo, além de Bais.
"O arroz é um alimento do mundo depende de-é responsável por cerca de um quinto de todas as calorias seres humanos consomem", diz Bais. "Então, é fundamental para encontrar formas de reduzir o impacto da doença explosão de arroz, especialmente quando a população mundial deverá ultrapassar 9 bilhões em 2050, ea necessidade de mais alimentos aumenta."
Anteriormente, Bais e sua equipe de pesquisa isolado Pseudomonas chlororaphis EA105, uma bactéria que vive no solo ao redor das raízes de plantas de arroz e descobriu que este micróbio benéfico pode desencadear uma defesa de todo o sistema contra a brusone do arroz.
Agora, que identificaram uma hormona do stress que parece desempenhar um papel crucial no aumento da virulência do fungo.
Quando pouco de água está disponível, as plantas de arroz fazer ácido abscísico mais em suas raízes. Este hormônio do estresse viaja até folhas da planta para fechar minúsculos poros, impedindo a evaporação da água a partir da planta para a atmosfera.
Bais e sua equipe mostraram que, quando o fungo brusone invade uma planta de arroz, ocorre um aumento do ácido abscísico. Mas, em vez de aumentar os mecanismos de defesa da planta, o ácido abscísico, na verdade, suprime-las, fazendo com que o agente patogénico ainda mais potente.
"É como uma faca de dois gumes", diz Bais. "O ácido abscísico pode salvar a planta durante a seca. Mas quando um patógeno está presente, essa mesma molécula bloqueia resposta de defesa inata da planta."
Em estudos no Instituto de Biotecnologia Delaware em UD, Bais e sua equipe tratado esporos do fungo explosão de arroz com ácido abscísico. Em 10 horas, 84 por cento desses esporos germinaram e formou uma estrutura especializada chamada infecção do apressório, que atua como um aríete, exercendo pressão sobre a folha de arroz até que os socos fungo através da superfície.
No entanto, quando os esporos do fungo foram tratados tanto com a bactéria benéfico EA105 e ácido abscísico, apenas cerca de 23 por cento dos esporos formados esta maquinaria ataque.
"O fungo brusone utiliza ácido abscísico em proveito próprio, o que é absolutamente selvagem", diz Bais. "As pessoas têm se esforçado para encontrar alvos para controlar a brusone, e agora temos um, com ácido abscísico. É uma daquelas primordiais clássicos porque este fungo afeta não só arroz, mas também a cevada eo trigo."
Embora o ácido abscísico podem ser responsáveis pela virulência na explosão fungo do arroz, a própria molécula não é um alvo viável para fungicidas devido aos seus papéis cruciais em plantas, de desenvolvimento da semente para o seu efeito modulador durante extremos de temperatura e salinidade elevada, a sua bem papel estudado em tolerância à seca.
No entanto, tendo como alvo genes específicos no fungo que biosynthesize ácido abscísico poderia entregar o nocaute real.
"As plantas e os seus vizinhos microbianos têm este sistema maravilhosamente complexo e intrincado de se comunicar através de sinais químicos, com cada um tentando manipular a situação para maximizar sua própria aptidão", diz Bais. "Nós queremos ser capazes de gerir algumas dessas interações, também, para melhorar a segurança alimentar."
