المقاومة المستحثة في النباتات

المقاومة المستحثة هي نظام دفاعي داخل النباتات يسمح لها بمقاومة هجمات الآفات مثل الفطريات أو البكتيرية مسببات الأمراض أو الحشرات. يتفاعل نظام الدفاع مع الهجوم الخارجي مع التغيرات الفسيولوجية التي أثارها جيل البروتينات والمواد الكيميائية التي تؤدي إلى تنشيط الجهاز المناعي للنبات.

فكر في الأمر بنفس الطريقة التي قد تفكر بها في رد فعلك الجهاز المناعي لمهاجمة فيروس البرد ، على سبيل المثال. يتفاعل الجسم مع وجود الغازي من خلال عدة آليات مختلفة ؛ ومع ذلك ، تكون النتيجة هي نفسها. تم إصدار الإنذار ، ويقوم النظام بتركيب دفاع عن الهجوم.

يوجد نوعان رئيسيان من المقاومة المستحثة: المقاومة المكتسبة الجهازية (SAR) و المقاومة الجهازية المستحثة (ISR).

• المقاومة النظامية المكتسبة يحدث عندما يتم إنشاء جرح موضعي على النبات ، مما يسبب نخر. يتم تحفيز المقاومة عندما يتم تطبيق علاج مصمم لتحفيز المقاومة على البقعة حيث غزا العامل الممرض النبات. يمكن أن يأتي العلاج على شكل ميكروب آخر ، أو كمادة كيميائية ، مثل حمض الساليسيليك. (حقيقة مثيرة للاهتمام: يستخدم حمض الساليسيليك أيضا صنع الأسبرين!) يطلق العلاج استجابة جهازية في النبات ، ويتم الإشارة إلى الاستجابة المناعية. من الواضح أن هذه العملية تستغرق بعض الوقت لتحدث ، اعتمادًا على أنواع النباتات والظروف البيئية وطبيعة النوبة المرضية.
  instagram viewer
• المقاومة النظامية المستحثة يحدث عندما يتم استعمار جذور النباتات عن طريق نمو النبات الذي يعزز البكتيريا الجذرية (PGPR) ، بكتيريا التربة التي تؤثر بشكل مباشر وغير مباشر على نمو النبات. عندما تشعر PGPR بتغيير في النبات ، يتم تشغيل الاستجابة الفسيولوجية عبر مسار ينطوي على (مرة أخرى!) حمض الساليسيليك. كما تشترك المواد الكيميائية جاسمونات وإثيلين كمواد كيميائية للإشارة. على عكس SAR ، الآفات النخرية على النبات لا تشارك في ISR.

يؤدي كلا مساري المقاومة إلى النهاية النهائية نفسها - الجينات مختلفة ، المسارات مختلفة مختلفة ، الإشارات الكيميائية مختلفة - لكنها تحفز مقاومة النباتات للهجوم الآفات. على الرغم من أن المسارات ليست متشابهة ، إلا أنها يمكن أن تعمل بشكل متآزر ، وبالتالي قرر المجتمع العلمي في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين اعتبار ISR و SAR كمرادفات.

لقد تم تحقيق ظاهرة المقاومة المستحثة لسنوات عديدة ، ولكن فقط منذ أوائل التسعينيات تمت دراستها كطريقة صالحة لإدارة أمراض النبات. تم نشر أكثر الورقة النبوية المبكرة حول المقاومة المستحثة في عام 1901 بواسطة Beauverie. بعنوان "Essais d'immunization des vegetaux contre des maleases cryptogamiques"أو" اختبار تحصين النباتات ضد الأمراض الفطرية "، تضمن بحث بوفيري إضافة سلالة ضعيفة من فطربوتريتيس سينيريا إلى نباتات البغونية ، واكتشاف أن هذه المقاومة أعطت مقاومة لسلالات فطرية أكثر ضراوة. تبع هذا البحث تشيستر في عام 1933 ، الذي حدد المفهوم العام الأول لأنظمة الدفاع عن النبات في منشوره بعنوان "مشكلة المناعة الفسيولوجية المكتسبة".

ومع ذلك ، تم اكتشاف أول دليل كيميائي حيوي على المقاومة المستحثة في الستينيات. جوزيف كوك، الذي يعتبر على نطاق واسع أنه "أب" أبحاث المقاومة المستحثة ، أظهر لأول مرة تحريض الجهازية المقاومة باستخدام فينيل ألانين مشتق الأحماض الأمينية وتأثيرها على نقل مقاومة التفاح لمرض جرب التفاح (Venturia inequequis).

على الرغم من توضيح وجود وتحديد العديد من المسارات والإشارات الكيميائية ، لا يزال العلماء غير متأكدين من الآليات التي تنطوي عليها العديد من الأنواع النباتية والعديد من أمراضهم أو الآفات. على سبيل المثال ، ما زالت آليات مقاومة الفيروسات النباتية غير مفهومة جيدًا.

هناك العديد من محفزات المقاومة - تسمى منشطات النباتات - في السوق. Actigard^TMV كان أول مادة كيميائية محفزة للمقاومة في السوق في الولايات المتحدة. وهي مصنوعة من مادة البنزوثياديازول الكيميائية (BTH) ومسجلة للاستخدام في العديد من المحاصيل ، بما في ذلك الثوم والبطيخ والتبغ.

يتضمن منتج آخر بروتينات تسمى harpins. Harpins هي بروتينات تنتجها مسببات الأمراض النباتية. يتم تشغيل النباتات من خلال وجود harpins في نظام تحذير لتنشيط استجابات المقاومة. حاليًا ، تقوم شركة تسمى Rx Green Solutions بتسويق harpins كمنتج يسمى اكسيوم.

• فيتاليكسينس: البروتينات المضادة للميكروبات التي تتراكم في الخلايا النباتية بعد العدوى الميكروبية. لا تظهر في الأنسجة السليمة. يتم تشكيلها فقط بعد الإصابة أو الإصابة.
• استجابة شديدة الحساسية: الاستجابة السريعة التي يطلقها النبات ردا على هجوم الممرض.