מה בין התפתחות לעמידות למחלות? תפקידי הורמונים צמחיים ביחסי צמח-פתוגן

בשנים האחרונות נודע גם כי הורמונים התפתחותיים כגון ציטוקינין (CK) יכולים לעורר את מערכת החיסון הצמחית. נמצא כי חסינות למחלות המתווכת על ידי CK תלויה חלקית בקהילת החיידקים המאכלסת את הצמח, ובצילוסים שבודדו מגנוטיפים של צמחים העשירים ב-CK, עוררו את מערכת החיסון הצמחית וגרמו לצמחים להיות עמידים למחלות. אנו חוקרים כיצד הורמונים צמחיים פועלים בעיצוב המיקרוביום העלוותי של הצמח, והאם יש קשר בין מבנה איברי הצמח לתכולת המיקרוביום. מצאנו ש-CK פועל ככוח סלקטיבי בבניית המיקרוביום, גורם למיקרוביום עשיר יותר וכן תומך בנוכחותם של חיידקים מסוג בצילוס. באמצעות מערכת ביומימטית, חקרנו את הקשר בין מיקרו-מבנה העלים, המעוצב באופן דיפרנציאלי על פי שינויים בתכולת CK, לבין היכולת של חיידקים אפיפיטיים שונים לאכלס את העלה. מצאנו שמבני עלים שמקורם בגנוטיפים צמחיים העשירים ב-CK, תומכים בחיידקים מסוג בצילוס. בנוסף, אנו חוקרים את מועד הטיפול האופטימלי בתבדידי הבצילוס שיוביל לעמידות משופרת למחלות.

בעבודה מקבילה, מצאנו כי קיימת השפעה ישירה של CK על פטריות. CK מעכב ישירות את הגדילה, ההתפתחות והוירולנטיות של פטריות פיטופתוגניות. חקר המנגנון שבאמצעותו CK משפיע על התפתחות פטרייתית, העלה ש-CK משנה את מחזור התא, את שלד התא, ואת התנועה התוך תאית. כעת אנו מאפיינים את מסלול מעבר הסיגנל של ציטוקינין בפטריות, ומצאנו קנדידטים לרצפטור CK במספר פטריות פיטופתוגניות.

בסך הכל, התוצאות שלנו מצביעות על כך שהגנוטיפ והמאזן ההורמונלי בצמח יכולים לפעול ככוח סלקטיבי חזק בבניית מיקרוביום, לגרום לפרופילי חסינות דיפרנציאליים, וכתוצאה מכך, לעמידות לפתוגנים; בעוד שהפתוגנים עצמם מושפעים ישירות מהורמונים צמחיים ומהמאזן ההורמונלי בצמח. תוצאות אלו ממצבות הורמונים התפתחותיים כמולקולות מפתח ביחסי צמח-פתוגן.