Korisť v Dionaea muscipula generuje stimuly, ktoré regulujú enzymatickú aktivitu tráviacej tekutiny prostredníctvom jasmonátov

Authors: Michaela Libiaková 1    Michaela Saganová 1    Andrej Pavlovič 1,2   
1 Katedra fyziológie rastlín PRIF UK, Bratislava,    2 Oddělení biofyziky, Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výskum, Univerzita Palackého, Olomouc, Česká republika   
Year: 2014
Section: Open section
Abstract No.: 1133
ISBN: 978-80-970712-6-4

Mäsožravé rastliny chytajú a trávia korisť využitím rôznych typov pascí s rôznymi stratégiami zadržiavania koristi. Najznámejšia mäsožravá rastlina je mucholapka americká (Dionaea muscipula) s jedinečnou schopnosťou zachytiť korisť do pasce jej veľmi rýchlym pohybom. Keď sa hmyz dotkne minimálne dvakrát mechanosenzitívnych trichómov na vnútornej strane  laloku pasce, pasca sa rýchlo zatvorí. Mechanickou stimuláciou trichómov dochádza navyše ku generovaniu akčných potenciálov (1,2). Korisť zachytená v pasci bojuje o život a okrem mechanickej stimulácie spúšťa aj stimuláciu chemickú, následkom čoho sa začína produkovať tráviaca tekutina (3,4). Skúmali sme osobitne produkciu tráviacej tekutiny po mechanostimulácii (a teda elektrickej aktivite) a chemostimulácii ako aj po externej aplikácii kyseliny jasmónovej. Ako chemické stimulátory sme použili roztoky NH4Cl a KH2PO4. Testovali sme enzymatickú aktivitu vyprodukovanej tráviacej tekutiny pre kyslé fosfatázy, exochitinázy, glukozidázy a celkovú proteolytickú aktivitu. Zamerali sme sa aj na imunodetekciu novo popísanej cysteín endopeptidázy, pomenovanej dionain v reakcii na mechanický, chemický a hormonálny stimul (5). Podľa našich výsledkov tráviaca tekutina produkovaná po mechanickej stimulácii ešte nedosiahne maximálnu proteolytickú aktivitu na úplné trávenie proteínov z koristi. Musia byť prítomné nejaké chemické látky uvoľnené z čiastočne natrávenej koristi, ktoré zaistia efektívnu produkciu tráviacich enzýmov. Naše experimenty poukazujú aj na úlohu jasmonátov v regulácii exocytózy proteolytického enzýmu dionainu. Takýmto spôsobom D. muscipula, ktorá rastie na živiny chudobných pôdach, získava N z koristi a nadbytočný N môže vyvážiť náklady súvisiace s lovom koristi.

Táto práca bola finančne podporená grantmi VEGA 1/0520/12 a UK/338/2014.
(1) Burdon-Sardenson J.S.: Proc. R. Soc. 21, (1873).  
(2) Sibaoka T.:  Bot. Magaz. 104, (1991).
(3) Affolter J. M., Olivo R. F.:  Am. Mid. Nat. J. 93, (1975).
(4) Takahashii K., Suzuki T., Nishii W., Kubota K., Shibata C., Isobe T., Dohmae N.: Biosci., Biotech., and Biochem. 75, (2011).
(5) Schulze W.X., Sanggaard K.W., Kreuzer I., Knudsen A.D., Bemm F., Thøgersen I.B., Bräutigam A., Thomsen L.R., Schliesky S., Dyrlund T.F., Escalante-Pérez M., Becker D., Schultz J., Karring H., Weber A., Højrup P., Hedrich R., Enghild J.J.: Molec. and Cellul. Prot. 11, (2012).