Odporność indukowana to system obrony roślin, który pozwala im opierać się atakom szkodników, takich jak grzyby lub bakterie patogeny lub owady. System obronny reaguje na atak zewnętrzny zmianami fizjologicznymi, wywołanymi przez generację białka oraz chemikalia, które prowadzą do aktywacji układu odpornościowego rośliny.
Pomyśl o tym w taki sam sposób, jak weźmiesz pod uwagę własną reakcję układ odpornościowy atakować np. z zimnego wirusa. Ciało reaguje na obecność najeźdźcy poprzez kilka różnych mechanizmów; wynik jest jednak taki sam. Alarm został uruchomiony, a system zamontuje obronę przed atakiem.
Dwa rodzaje odporności indukowanej
Istnieją dwa główne typy indukowanej oporności: ogólnoustrojowa oporność nabyta (SAR) i indukowana odporność systemowa (ISR).
- Odporność ogólnoustrojowa nabyta występuje, gdy na roślinie powstaje zlokalizowana rana, powodująca martwicę. Odporność jest stymulowana, gdy zabieg mający na celu wywołanie odporności zostanie zastosowany w miejscu, w którym patogen zaatakował roślinę. Leczenie może mieć postać innego drobnoustroju lub substancji chemicznej, takiej jak kwas salicylowy. (Ciekawy fakt: stosuje się również kwas salicylowy zrobić aspirynę!) Leczenie wyzwala odpowiedź układową w roślinie, a odpowiedź immunologiczna jest sygnalizowana. Oczywiście proces ten zajmie trochę czasu, w zależności od gatunku rośliny, warunków środowiskowych i charakteru patogennego ataku.
- Indukowana odporność ogólnoustrojowa występuje, gdy korzenie roślin są skolonizowane przez bakterie glebowe sprzyjające wzrostowi roślin (PGPR), które bezpośrednio i pośrednio wpływają na wzrost roślin. Gdy PGPR wyczuje zmianę w roślinie, reakcja fizjologiczna jest wywoływana przez szlak obejmujący (ponownie!) Kwas salicylowy. Chemikalia jasmonian i etylen są również zaangażowane jako chemikalia sygnalizacyjne. W przeciwieństwie do SAR martwicze zmiany na roślinie nie są zaangażowane w ISR.
Oba szlaki oporności prowadzą do tego samego końcowego zakończenia - geny są różne, ścieżki są są różne, sygnały chemiczne są różne - ale oba indukują odporność roślin na atak szkodniki Chociaż ścieżki nie są do siebie podobne, mogą działać synergicznie, dlatego społeczność naukowa postanowiła na początku 2000 roku uznać ISR i SAR za synonimy.
Historia badań nad indukowaną opornością
Zjawisko indukowanej odporności istnieje od wielu lat, ale dopiero od około lat 90. XX wieku zostało zbadane jako ważna metoda leczenia chorób roślin. Najbardziej proroczy wczesny artykuł na temat indukowanego oporu został opublikowany w 1901 roku przez Beauverie. Pod tytulem "Essais d'immunization des vegetaux contre des maladies cryptogamiques”lub„ Testowanie odporności roślin na choroby grzybowe ”, badania Beauverie obejmowały dodanie słabo zjadliwego szczepu grzybBotrytis cinerea do roślin begonii i odkrycia, że to nadało odporność na bardziej zjadliwe szczepy grzyba. Po tych badaniach Chester w 1933 r. Przedstawił pierwszą ogólną koncepcję systemów obrony roślin w swojej publikacji zatytułowanej „Problem nabytej odporności fizjologicznej”.
Pierwsze dowody biochemiczne na indukowaną oporność odkryto jednak w latach 60. XX wieku. Joseph Kuc, powszechnie uważany za „ojca” badań nad indukowaną opornością, po raz pierwszy wykazał indukcję ogólnoustrojową oporność z wykorzystaniem pochodnej aminokwasu fenyloalaniny i jej wpływ na nadawanie odporności jabłek na chorobę parcha jabłkowego (Venturia inaequalis).
Najnowsze prace i komercjalizacja technologii
Chociaż wyjaśniono obecność i identyfikację kilku ścieżek i sygnałów chemicznych, naukowcy wciąż nie są pewni mechanizmów związanych z wieloma gatunkami roślin i wieloma ich chorobami lub szkodniki Na przykład mechanizmy oporności związane z wirusami roślinnymi wciąż nie są dobrze poznane.
Na rynku dostępnych jest kilka induktorów oporności - zwanych aktywatorami roślin. ActigardTMV był pierwszym chemicznym induktorem odporności na rynku w USA. Jest wytwarzany z chemicznego benzotiadiazolu (BTH) i zarejestrowany do stosowania w wielu uprawach, w tym czosnku, melonów i tytoniu.
Kolejny produkt obejmuje białka zwane harpinkami. Harpiny to białka wytwarzane przez patogeny roślinne. Rośliny są wyzwalane przez obecność harpiny w systemie ostrzegania, aby aktywować reakcje oporu. Obecnie firma o nazwie Rx Green Solutions sprzedaje harfy jako produkt o nazwie Aksjomat.
Kluczowe warunki, które należy znać
- Fitoaleksyny: białka przeciwdrobnoustrojowe, które gromadzą się w komórkach roślinnych po zakażeniu drobnoustrojami. Nie pojawiają się w zdrowych tkankach; powstają dopiero po infekcji lub zranieniu.
- Reakcja nadwrażliwości: szybka reakcja wywołana przez roślinę w odpowiedzi na atak patogenu.