Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe een gewone schimmel weet wanneer hij moet aanvallen

In het uitgestrekte koninkrijk van schimmels bestaat er een geduchte vijand voor planten, bekend als Botrytis cinerea, gewoonlijk grijze schimmel genoemd. Deze necrotrofe schimmel heeft een opmerkelijk vermogen om de zwakheden van zijn plantengastheren te detecteren en te exploiteren, en nauwkeurige aanvallen te lanceren die tot verwoestende oogstverliezen kunnen leiden. Begrijpen hoe Botrytis cinerea het geschikte moment om toe te slaan detecteert, is cruciaal voor het ontwikkelen van effectieve strategieën om deze destructieve ziekteverwekker te bestrijden.

Een van de belangrijkste factoren waar Botrytis cinerea op vertrouwt, is de aanwezigheid van specifieke chemische signalen die door planten worden uitgezonden. Deze signalen, vaak vluchtige organische stoffen (VOC's) genoemd, fungeren als een uitnodiging voor de schimmel om zijn aanval te initiëren. Onder de VOS waarop Botrytis cinerea bijzonder reageert, bevinden zich de VOS die vrijkomen door beschadigd of ouder wordend plantenweefsel. Wanneer een plant mechanische schade ondergaat, zoals een snee of schaafwond, of in het natuurlijke proces van veroudering (leeftijdsgebonden achteruitgang) terechtkomt, komt er een boeket VOS vrij dat als baken dient voor Botrytis cinerea.

Eén van die VOS die een prominente rol speelt bij het aantrekken van Botrytis cinerea is ethyleen. Ethyleen is een plantenhormoon dat betrokken is bij verschillende fysiologische processen, waaronder fruitrijping en veroudering. Naarmate een plant ouder wordt of stress ervaart, neemt de ethyleenproductie toe, waardoor een ideale omgeving ontstaat waarin Botrytis cinerea kan floreren. De schimmel heeft specifieke receptoren ontwikkeld die zelfs minieme concentraties ethyleen kunnen detecteren, waardoor hij met ongelooflijke precisie zijn doel kan bereiken.

Naast ethyleen is Botrytis cinerea ook afgestemd op andere VOS die verband houden met plantnood. Verbindingen zoals terpenen, alcoholen en esters die vrijkomen door beschadigde of zieke planten versterken de aantrekkingskracht van de schimmel op zijn potentiële gastheren verder. Dit ingewikkelde communicatiesysteem stelt Botrytis cinerea in staat kwetsbare plantenweefsels te identificeren, zoals overrijpe vruchten, verwelkte bladeren of gewonde stengels, waar het een infectie kan veroorzaken en zijn destructieve kolonisatie kan beginnen.

Zodra Botrytis cinerea met succes een geschikte gastheer heeft gevonden, gebruikt hij een reeks enzymen en toxines om de celwanden van de plant af te breken en toegang te krijgen tot de voedingsrijke inhoud. De schimmel kan zich snel door het plantenweefsel verspreiden, waardoor zachte rotting, verwelking en uiteindelijk de dood van de plant ontstaat. Dit proces kan ook worden versneld door de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) door de schimmel, die de plantencellen verder beschadigen.

Het begrijpen van de mechanismen waarmee Botrytis cinerea chemische signalen van planten detecteert en erop reageert, is van cruciaal belang voor het bedenken van effectieve ziektebeheerstrategieën. Door de VOS-emissies te manipuleren of het vermogen van de schimmel om deze signalen waar te nemen te blokkeren, kan het mogelijk zijn het infectieproces te verstoren en gewassen te beschermen tegen de verwoestende gevolgen van Botrytis cinerea. Lopend onderzoek op dit gebied is veelbelovend voor de ontwikkeling van nieuwe en duurzame benaderingen om deze formidabele schimmeltegenstander te bestrijden.