Индуцирана устойчивост в растенията

Индуцираната устойчивост е отбранителна система в растенията, която им позволява да устоят на атаки от вредители като гъбични или бактериални патогени или насекоми. Защитната система реагира на външната атака с физиологични промени, предизвикани от генерирането на протеини и химикали, които водят до активиране на имунната система на растението.

Помислете за това по същия начин, както бихте сметнали реакцията си имунна система да атакува, например от вирус на настинка. Тялото реагира на присъствието на нашественик чрез няколко различни механизма; обаче резултатът е същият. Алармата е прозвучала и системата монтира защита срещу атаката.

Съществуват два основни типа индуцирана резистентност: системно придобита устойчивост (SAR) и индуцирана системна устойчивост (ISR).

• Системно придобита устойчивост възниква, когато върху растението се създаде локализирана рана, причинявайки некроза. Резистентността се стимулира, когато лечението, предназначено да индуцира резистентността, се прилага на мястото, където патогенът е нахлул в растението. Лечението може да се извърши под формата на друг микроб или като химикал, като салицилова киселина. (Интересен факт: салициловата киселина също е свикнала
  instagram viewer
  направете аспирин!) Лечението предизвиква системна реакция в растението и имунният отговор се сигнализира. Очевидно този процес отнема известно време, в зависимост от вида на растението, условията на околната среда и естеството на патогенната атака.
• Индуцирана системна устойчивост възниква, когато корените на растенията са колонизирани от растежа на растенията, стимулиращи ризобактериите (PGPR), почвените бактерии, които пряко и косвено влияят върху растежа на растенията. Когато PGPR усеща промяна в растението, физиологичен отговор се задейства по път, включващ (отново!) Салицилова киселина. Химикалите жасмонат и етилен също участват като сигнални химикали. За разлика от SAR, некротичните лезии по растението не участват в ISR.

И двата пътя на резистентност водят до един и същи краен край - гените са различни, пътищата са различни, химичните сигнали са различни - но и двата индуцират устойчивостта на растенията да атакуват вредители. Въпреки че пътеките не си приличат, те могат да работят синергично и затова научната общност реши в началото на 2000-те да разгледа ISR и SAR като синоними.

Явлението индуцирана резистентност се реализира от много години, но едва от началото на 90-те години на миналия век се изучава като валиден метод за управление на болести по растенията. Най-пророческата ранна книга за предизвикана съпротива е публикувана през 1901 г. от Beauverie. Озаглавен "Essais d'immunization des vegetaux contre des maladies cryptogamiques", или" Тестване на имунизацията на растенията срещу гъбични заболявания ", проучването на Beauverie включва добавяне на слабо вирулентен щам на гъбаBotrytis cinerea да растения бегония и откриване, че тази придадена устойчивост на по-вирулентни щамове на гъбата. Това изследване е последвано от Честър през 1933 г., който очертава първата обща концепция за системите за защита на растенията в своята публикация, озаглавена „Проблемът за придобития физиологичен имунитет“.

Първите биохимични доказателства за индуцирана резистентност обаче са открити през 60-те години. Джоузеф Куч, широко считан за "баща" на индуцираните изследвания за резистентност, демонстрира за първи път индуцирането на системни устойчивост при използване на аминокиселинното производно фенилаланин и неговия ефект върху придаване на устойчивост на ябълки към болестта на крастата на ябълките (Venturia inaequalis).

Въпреки че присъствието и идентифицирането на няколко пътища и химически сигнали са изяснени, учените все още не са сигурни в механизмите, участващи за много растителни видове и много от техните болести или вредители. Например, механизмите за резистентност, използвани за растителни вируси, все още не са добре разбрани.

На пазара има няколко индуктори на съпротива - наречени растителни активатори. Actigard^TMV е първият химикал за индуциране на устойчивост на пазара в САЩ. Произвежда се от химическия бензотиадиазол (BTH) и е регистриран за употреба в много култури, включително чесън, пъпеши и тютюн.

Друг продукт включва протеини, наречени харпини. Харпините са протеини, произведени от растителни патогени. Растенията се задействат от присъствието на арфини в предупредителна система за активиране на реакции на съпротива. Понастоящем компания, наречена Rx Green Solutions, предлага на пазара арфини като продукт, наречен аксиома.

• фитоалексин: антимикробни протеини, които се натрупват в растителни клетки след микробна инфекция. Те не се появяват в здрави тъкани; те се образуват само след инфекция или нараняване.
• Свръхчувствителен отговор: бързата реакция, предизвикана от растение в отговор на атака с патоген.