Dywedir bod 10 i 15% o golled cynhyrchu amaethyddol y byd yn cael ei achosi gan afiechydon. A chan fod 70-80% o'r clefyd planhigion hwn yn cael ei achosi gan ffyngau ffilamentaidd, mae amddiffyn cnydau rhag ffyngau ffilamentaidd yn fater pwysig wrth fwydo poblogaeth y byd yn effeithiol. Er mwyn i ffyngau pathogenig heintio planhigion, rhaid iddynt dorri trwy gelloedd epidermaidd y planhigyn a goresgyn y tu mewn. Mewn geiriau eraill, mae celloedd epidermaidd planhigion yn gweithredu fel y rhwystr cyntaf i atal ymosodiad ffyngau pathogenig yn yr amgylchedd. Felly pa fath o swyddogaethau amddiffyn sydd gan gelloedd epidermaidd?
Yn ddiddorol, roedd yn hysbys bod epidermis planhigion yn cynnwys cloroplastau bach nad ydynt mor ymwneud â ffotosynthesis. Fodd bynnag, nid oedd yn glir pa swyddogaeth oedd ganddo. Pam mae cloroplastau bach yn epidermis planhigion nad ydyn nhw'n cyfrannu llawer at ffotosynthesis?
Canfu'r Athro Cynorthwyol Hiroki Irieda o'r Gyfadran Amaethyddiaeth, Prifysgol Shinshu a'r Athro Yoshitaka Takano, Ysgol Amaethyddiaeth i Raddedigion, Prifysgol Kyoto, fod cloroplastau bach yn epidermis planhigion yn rheoli mynediad pathogenau ffwngaidd. Darganfu'r deuawd fod y cloroplastau bach yn symud y tu mewn i'r gell yn ddramatig i'r haen arwyneb mewn ymateb i'r ymosodiad ffwngaidd ac mae'n cymryd rhan mewn ymateb amddiffyn o'r fath.
Yn yr astudiaeth hon, ymchwiliodd y ddeuawd yn gyntaf i ba fath o ffyngau pathogenig y mae cloroplastau epidermaidd yn ymateb iddynt. O ganlyniad, canfuwyd bod ffyngau ffilamentaidd pathogenig lluosog yn achosi mudo arwyneb cloroplastau epidermaidd. Yn ddiddorol, canfuwyd hefyd mai'r ffyngau ffilamentaidd pathogenig hyn oedd yr hyn a elwir yn 'nonadapted' a'u bod wedi'u rhwystro rhag goresgynnol celloedd epidermaidd. Ar y llaw arall, mae ffwng pathogenig wedi'i addasu yn fwy tebygol o oresgyn yr epidermis mewn planhigion lle mae'r cloroplastau epidermaidd wedi rhoi'r gorau i fudo i'r haen arwyneb.
Nesaf, fe wnaethant lwyddo i ddod o hyd i broteinau planhigion sy'n ymwneud â mudo arwyneb cloroplastau epidermaidd. Pan grëwyd planhigyn sy'n gorgynhyrchu'r protein hwn trwy gyflwyno trosglwyddo genynnau, ni symudodd cloroplastau epidermaidd i'r haen wyneb yn erbyn ffyngau ffilamentaidd pathogenig. Yn y planhigyn trawsenynnol hwn, mae'r imiwnedd i ymlediad epidermaidd ffyngau ffilamentaidd pathogenig yn cael ei leihau. Canfuwyd hefyd bod ffyngau pathogenig yn fwy tebygol o oresgyn yr epidermis mewn planhigion lle mae'r cloroplastau epidermaidd wedi rhoi'r gorau i fudo i'r haen arwyneb. Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod mudo cloroplastau epidermaidd i'r haen wyneb yn rhan o'r ymateb amddiffyn sy'n rhwystro ymlediad ffyngau pathogenig.
Darllenwch yr erthygl gyfan yn www.phys.org.