Induceret resistens er et forsvarssystem inden for planter, der giver dem mulighed for at modstå angreb fra skadedyr som svampe eller bakterie bakterier eller insekter. Forsvarssystemet reagerer på det eksterne angreb med fysiologiske ændringer, udløst af genereringen af proteiner og kemikalier, der fører til aktivering af plantens immunsystem.
Tænk på dette på samme måde, som du ville overveje din egen reaktion immunsystem at angribe for eksempel fra en forkølelsesvirus. Kroppen reagerer på tilstedeværelsen af en invaderer gennem flere forskellige mekanismer; resultatet er dog det samme. Alarmen er lydet, og systemet monterer et forsvar mod angrebet.
To typer induceret modstand
Der findes to hovedtyper af induceret resistens: systemisk erhvervet modstand (SAR) og induceret systemisk resistens (ISR).
- Systemisk erhvervet modstand opstår, når der oprettes et lokaliseret sår på planten, hvilket forårsager nekrose. Resistensen stimuleres, når en behandling, der er designet til at inducere resistensen, påføres det sted, hvor patogenen har invaderet planten. Behandlingen kan komme i form af en anden mikrobe eller som et kemikalie, såsom salicylsyre. (En interessant kendsgerning: salicylsyre er også vant til lav aspirin!) Behandlingen udløser en systemisk respons i planten, og immunresponset signaliseres. Det er klart, at denne proces tager nogen tid at forekomme, afhængig af plantearten, miljøforholdene og arten af det patogene angreb.
- Fremkaldt systemisk modstand forekommer, når planterødder koloniseres af plantevækst, der fremmer rhizobacteria (PGPR), jordbakterier, der direkte og indirekte påvirker plantevæksten. Når PGPR oplever en ændring i planten, udløses en fysiologisk respons via en vej, der involverer (igen!) Salicylsyre. Kemikalierne jasmonat og ethylen er også involveret som signalkemikalier. I modsætning til SAR er nekrotiske læsioner på planten ikke involveret i ISR.
Begge modstandsveje fører til den samme endelige afslutning - generne er forskellige, stierne er forskellige, de kemiske signaler er forskellige - men de fremkalder begge planters modstand mod angreb fra skadedyr. Selvom veje ikke er ens, kan de arbejde synergistisk, og derfor besluttede det videnskabelige samfund i begyndelsen af 2000'erne at betragte ISR og SAR som synonymer.
Historie om induceret modstandsforskning
Fænomenet induceret resistens er blevet realiseret i mange år, men først siden omkring de tidlige 1990'ere er det blevet undersøgt som en gyldig metode til plantesygdomme. Det mest profetiske tidlige papir om induceret modstand blev offentliggjort i 1901 af Beauverie. Titlen "Essais d'immunization des vegetaux contre des maladies cryptogamiques"eller" Testning af immunisering af planter mod svampesygdomme "involverede Beauveries forskning at tilføje en svagt virulent stamme af svampBotrytis cinerea at begonia planter, og opdage, at denne overførte modstand mod mere virulente stammer af svampen. Denne undersøgelse blev fulgt op af Chester i 1933, der skitserede det første generelle koncept med planteforsvarssystemer i sin publikation med titlen "Problemet med erhvervet fysiologisk immunitet".
Det første biokemiske bevis for induceret resistens blev imidlertid opdaget i 1960'erne. Joseph Kuc, bredt betragtet som "far" til induceret resistensforskning, demonstrerede for første gang induktion af systemisk resistens ved anvendelse af aminosyrederivatet phenylalanin og dets virkning på overførsel af æbler modstand mod æble scab sygdom (Venturia inaequalis).
Seneste arbejde og kommercialisering af teknologien
Selvom tilstedeværelsen og identifikationen af flere veje og kemiske signaler er belyst, forskere er stadig usikre på de mekanismer, der er involveret for mange plantearter og mange af deres sygdomme eller skadedyr. For eksempel er modstandsmekanismerne involveret for plantevirus stadig ikke godt forstået.
Der er flere resistensinducere - kaldet planteaktivatorer - på markedet. ActigardTMV var det første resistensinducerende kemikalie på markedet i USA. Det er fremstillet af det kemiske benzothiadiazol (BTH) og er registreret til brug i mange afgrøder, herunder hvidløg, meloner og tobak.
Et andet produkt involverer proteiner kaldet harpiner. Harpiner er proteiner produceret af plantepatogener. Planter udløses af tilstedeværelsen af harpiner i et advarselssystem for at aktivere resistensreaktioner. I øjeblikket markedsfører et firma kaldet Rx Green Solutions harpiner som et produkt kaldet Axiom.
Vigtige vilkår at vide
- fytoaleksiner: antimikrobielle proteiner, der akkumuleres i planteceller efter mikrobiel infektion. De vises ikke i sunde væv; de dannes kun efter infektion eller skade.
- Overfølsom respons: den hurtige reaktion, der udløses af en plante som respons på patogenangreb.