Plant Stomata Function in Innate Immunity against Bacterial Invasion

Resumo

A entrada microbiana no tecido do hospedeiro é a primeira etapa fundamental para causar infecção em animais e plantas. Nas plantas, supõe-se que as aberturas microscópicas da superfície, como os estômatos, servem como portas passivas de entrada bacteriana durante a infecção. Surpreendentemente, descobrimos que o fechamento dos estômatos faz parte de uma resposta imune inata da planta para restringir a invasão bacteriana. As células-guarda estomáticas da Arabidopsis percebem as moléculas da superfície bacteriana, o que requer o receptor FLS2, a produção de óxido nítrico e a quinase OST1 específica das células-guarda. Para contornar essa resposta imune inata, as bactérias patogênicas de plantas desenvolveram fatores de virulência específicos para causar efetivamente a reabertura do estômato como uma importante estratégia de patogênese. Fornecemos evidências que apoiam um modelo no qual os estômatos, como parte de um sistema imunológico inato integral, atuam como uma barreira contra a infecção bacteriana.

Abstract

Microbial entry into host tissue is a critical first step in causing infection in animals and plants. In plants, it has been assumed that microscopic surface openings, such as stomata, serve as passive ports of bacterial entry during infection. Surprisingly, we found that stomatal closure is part of a plant innate immune response to restrict bacterial invasion. Stomatal guard cells of Arabidopsis perceive bacterial surface molecules, which requires the FLS2 receptor, production of nitric oxide, and the guard-cell-specific OST1 kinase. To circumvent this innate immune response, plant pathogenic bacteria have evolved specific virulence factors to effectively cause stomatal reopening as an important pathogenesis strategy. We provide evidence that supports a model in which stomata, as part of an integral innate immune system, act as a barrier against bacterial infection.