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piante e microrganismi : - Coggle Diagram
piante e microrganismi :
BATTERI
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SIMBIOSI: vita insieme, indipendentemente dal rapporto che la pianta ha con il microrganismo, sono associazioni stabili con elevata intimità le quali talvolta garantiscono alla pianta di acquisire nuove capacità (dei batteri)
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PARASSITI E PATOGENI
PATOGENI: parassiti che causano danno all'ospite (alterano i processi fisiologici della pianta) PARASSITI: traggono nutrimento senza dare nulla
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STRUTTURE DI INFEZIONE DELLE PIANTE (possono entrare anche tramite ferite o usare insetti come vettori)
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linfopodi
laterali, tipo appressori che permettono l'ancoraggio del fungo sul substrato (rilasciano matrice gelatinosa)
appressori
strutture rigonfie terminali, formati all'apice di tubetti germinativi
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DIFESE DELLE PIANTE
STRUTTURALI ANATOMICHE
costitutive
epidermide (barriera all'ingresso non definitiva), peli (oli essenziali antimicotici), cere (parete idrorepellente), spine.
inducibili
inspessimento di parete: lignificazione, suberina e indurimento di cuticola.
CHIMICO-FISICHE
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inducibili
FITOALESSINE: molecole a basso peso molecolare che fanno parte di diverse famiglie chimiche; compaiono rapidamente in piante attaccate da patogeni. Azione aspecifica con inibizione della crescita microbica.
PROTEINE DI PATOGENESI (PR): ampio gr di proteine espresse in diverse piante dopo uno stress biotico o abiotico. Hanno sequenza e strutture diverse, non sono una famiglia ma sono in circa 17 famiglie. es: chinasi, ribonucleasi, isonucleasi.
IL RICONOSCIMENTO DEI PATOGENI: riconoscimento mediato da MAMPS (elementi costitutivi di patogeni: chitina, peptidoglicani, flagelli).
PRR: recettori sul plasmalemma che riconoscono i MAMPS. vengono stimolati nel momento in cui le zone passive sono state superate dai patogeni.
Nei funghi si riconosce la chitina.
FORME DI IMMUNITà:
PTI (pattern triggered immunity): che può essere attivata sia dai MAMPS ma anche da molecole endogene prodotte dalla pianta. Queste molecole si chiamano nel complesso DAMPS (molecole create in seguito all'attacco di patogeni). DAMPS e MAMPS sono elementi che la pianta riconosce come indice della presenza di un patogeno (ELICITORI).
alcuni microrganismi sopprimono le difese della pianta e sono in grado di superare la PTI. Le molecole che rilasciano sono "effettori" (proteine o metaboliti secondari). Agiscono sopprimendo il riconoscimento dei MAMPS oppure prevedendo quello dei DAMPS. Le piante che riconoscono gli effettori (tramite recettori codificati da geni di resistenza) creano una seconda linea di difesa detta ETI.
RISPOSTE IMMUNITARIE:
- chiusura degli stomi per evitare l'ingresso di batteri o funghi
- diminuzione del trasferimento dei nutrienti (per limitare la crescita dei patogeni)
- generazione di specie reattive all'O2 tossiche per i patogeni
- produzione di ormoni e molecole antimicrobiche
- sintesi di proteine difensive
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- apoptosi: morte cellulare programmata
BURST OSSIDATIVO: dopo aver riconosciuto un elicitore, si attivano i canali del calcio sul plasmalemma causando l'incremento di concentrazione del calcio nel citoplasma. Contemporaneamente si aprono altri canali che regolano la fuoriuscita di ioni OH e K+ e l'ingresso di protoni. il picco di concentrazione dello ione calcio crea le ROS (molecole tossiche che attivano reazioni a catena di ossidoriduzione formando intermedi reattivi eliminabili se in eccesso). in presenza di patogeni la presenza di Ros è innescata dalla cellula stessa, l'aumento di concentrazione delle ROS è detto burst ossidativo.
negli spazi intercellulari le ROS, il perossido di idrogeno, esercita la sua azione tossica diretta sulle cellule del patogeno danneggiando le membrane mediante ossidazione dei lipidi. causa un irrobustimento della parete cellulare.
HYPERSENSITIVE RESPONSE: quando le cellule circostanti alla cellula infettata vanno incontro a morte cellulare programmata, circondandola ed impedendo la proliferazione del patogeno. Le cellule morte verranno rappresentate come zone decolorate.
RESISTENZA INDOTTA: in certe condizioni una pianta può avere immunità, questo fenomeno è detto INDUZIONE DI RESISTENZA.
La resistenza può essere a livello locale (LAR), sistemico (SAR) o in seguito all'interazione con batteri della rizosfera (ISR).
LAR e SAR sono innescate da eventi di morte cellulare,
MICORRIZE
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TIPOLOGIE
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ENDOMICORRIZE
le più articolate, le ide entrano a contatto con il plasmalemma
TIPOLOGIE:
micorrize di orchidee: hanno una simbiosi che cambia nel tempo. Le orchidee non hanno endosperma secondario quindi un seme di orchidea germina solo se si trovo il fungo corretto con cui fare simbiosi
nelle prime fasi di vita l'orchidea è MICTROFICA, il fungo le fornisce C; nel momento in cui è cresciuta la pianta il C viene fornito al fungo. I funghi delle orchidee non sono simbionti obbligati,
le orchidee sono angiosperme numerose in zone tropicali. GERMINAZIONE: il piccolo seme germina ed inizia l'attivazione della crescita embrionale. Successivamente si crea una radichetta. il fungo micorrizico colonizza le cellule e le aiuta nel riprodursi. La pianta inizialmente è un SIMBIONTE OBBLIGATO.
micorrize monotropoidi: situazione in cui le piante sono parassitate dai funghi. le piante sono incapaci di assimilare carbonio e quindi vengono mantenute dal fungo.
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micorrize arbuscolari: sono presenti in tutti i tipi di piante terrestri (spermatofite, briofite, pteridofite)
fosforo, azoto poi magnesio, zolfo e potassio
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i funghi che fanno micorrize arbuscolari sono tutti simbionti obbligati, senza riproduzione sex.
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ECTOMICORRIZE
le ife del fungo entrano a contatto con la radice ma non superano la parete cellulare (tipiche di spermatofiche)
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simbiosi antiche con ife settate, fatte da Asco e Basidio con spermatofite.
quando colonizzano le radici esse prendono una forma a clava, la ramificazione delle radici muta in tipo dicotomico
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piante arboree fanno ectomicorrize ma anche il tartufo. i funghi hanno specificità per una certa categoria di piante.
quando la radice laterale fuoriesce all'esterno rompendo l'epidermide troverà il mantello: sarà fin da subito avvolta dal mantello.
la simbiosi con il fungo, nel caso la pianta riuscisse ad accedere ai minerali con facilità, sarebbe inutile (il fungo va in difficoltà)
inizialmente è il fungo a procurare alla pianta i vari nutrienti rendendo biodisponibili dei minerali o accedendo ad aree non possibili alla pianta, poi però la pianta garantirà al fungo i lipidi che lui non riesce a produrre.
un fungo può entrare in più radici e questo mantiene l'ecosistema in quanto lo stabilizza mettendo in circolo nutrienti inaccessibili.
la spora germina creando un tubetto germinativo, le ife ramificano ed entrano a contatto con gli essudati radicali, segnale per il fungo con funzione ormonale
se la pianta che ha prodotto ormoni è sensibile, il fungo prende contatto attraverso l'ifopodio (piede dell'ifa) per penetrare in radice, ramificare e produrre arbuscoli. L'ifopodio entra nelle cellule epidermiche e poi in quelle corticali senza uccidere la pianta, crea quindi l'apparato di penetrazione.
alcune piante con funghi micorrizici possono emettere sostanze che attirano gli insetti parassitoidi anche quando non ci sono parassiti per avere una protezione supplementare