Inducirana otpornost je obrambeni sustav unutar biljaka koji im omogućuje da se odupru napadima štetočina poput gljivica ili bakterija patogeni ili insekata. Obrambeni sustav reagira na vanjski napad fiziološkim promjenama potaknutim generacijom proteini i kemikalije koje dovode do aktiviranja imunološkog sustava biljke.
Razmislite o tome na isti način kao što biste i vi smatrali svojom reakcijom imunološki sustav napadati, na primjer, virus prehlade. Tijelo reagira na prisutnost napadača kroz nekoliko različitih mehanizama; međutim, rezultat je isti. Zvuk je alarma i sustav postavlja obranu od napada.
Dvije vrste induciranog otpora
Postoje dvije glavne vrste induciranog otpora: sistemski stečeni otpor (SAR) i inducirani sistemski otpor (ISR).
- Sustavni stečeni otpor nastaje kada se na biljci stvori lokalizirana rana, što uzrokuje nekrozu. Otpor se stimulira kada se tretman osmišljen za izazivanje otpornosti primijeni na mjesto gdje je patogen upao u biljku. Liječenje može doći u obliku drugog mikroba ili kao kemikalija, poput salicilne kiseline. (Zanimljiva činjenica: na to se koristi i salicilna kiselina napraviti aspirin!) Liječenje aktivira sistemski odgovor u biljci, a imunološki odgovor je signaliziran. Očito je da taj proces treba neko vrijeme, ovisno o biljnoj vrsti, okolišnim uvjetima i prirodi patogenog napada.
- Inducirani sistemski otpor nastaje kada su korijeni biljaka kolonizirani rastom biljaka koje potiču rizobakterije (PGPR), bakterije u tlu koje izravno i neizravno utječu na rast biljaka. Kad PGPR osjeti promjenu u biljci, fiziološki odgovor se aktivira putem koji uključuje (opet!) Salicilnu kiselinu. Kemikalije jasmonat i etilen također su uključene u signalne kemikalije. Za razliku od SAR-a, nekrotične lezije na biljci nisu uključene u ISR.
Oba puta otpornosti vode do istog konačnog završetka - geni su različiti, putevi su kemijski signali su različiti - ali oba izazivaju otpornost biljaka na napad štetnika. Iako putevi nisu slični, oni mogu djelovati sinergistički, pa je znanstvena zajednica početkom 2000-ih odlučila da ISR i SAR smatraju sinonimima.
Povijest istraživanja inducirane otpornosti
Fenomen inducirane otpornosti ostvaruje se dugi niz godina, ali tek od ranih 1990-ih proučava se kao valjana metoda upravljanja biljnim bolestima. Najviše proročki rani članak o induciranom otporu objavio je 1901. Beauverie. Naslov "Essais d'immunization des vegetaux contre des maladies cryptogamiques", ili" Ispitivanje imunizacije biljaka protiv gljivičnih bolesti ", Beauveriejevo istraživanje uključivalo je dodavanje slabo virulentnog soja gljivaBotrytis cinerea biljkama begonije i otkrivši da je ova pridavala otpornost na virulentnije sojeve gljivica. Ovo je istraživanje pratio Chester 1933. godine, koji je u svojoj publikaciji pod naslovom "Problem stečene fiziološke imunosti" predstavio prvi opći koncept biljnih obrambenih sustava.
Prvi biokemijski dokazi za induciranu otpornost otkriveni su međutim 1960-ih godina. Josip Kuc, za kojeg se uveliko smatra da je „otac“ istraživanja induciranog otpora, prvi put pokazao indukciju sistemske otpornost upotrebe aminokiselinskog derivata fenilalanina i njegov učinak na postizanje otpornosti jabuke na jabučnu bolest šuga (Venturia inaequalis).
Nedavni rad i komercijalizacija tehnologije
Iako je rasvijetljeno prisustvo i identifikacija više putova i kemijskih signala, znanstvenici još uvijek nisu sigurni u mehanizme koji su uključeni za mnoge biljne vrste i mnoge njihove bolesti ili štetnika. Na primjer, mehanizmi otpornosti na biljne viruse još uvijek nisu dobro razumljeni.
Na tržištu postoji nekoliko induktora otpornosti - koji se nazivaju biljni aktivatori. ActigardTMV bila je prva kemikalija induktora otpornosti na tržištu u SAD-u. Proizveden je od kemijskog benzotiadiazola (BTH) i registriran je za upotrebu u mnogim usjevima, uključujući češnjak, dinje i duhan.
Drugi proizvod uključuje bjelančevine zvane harpini. Harpini su bjelančevine koje proizvode biljni patogeni. Biljke pokreće prisustvo harfira u sustavu upozorenja kako bi se aktivirali odgovori otpornosti. Trenutačno tvrtka pod nazivom Rx Green Solutions plasira harfe kao proizvod pod nazivom Aksiom.
Ključni pojmovi koje treba znati
- Phytoalexins: antimikrobni proteini koji se akumuliraju u biljnim stanicama nakon mikrobne infekcije. Ne pojavljuju se u zdravim tkivima; nastaju tek nakon infekcije ili ozljede.
- Preosjetljivi odgovor: brzi odgovor koji je aktivirala biljka kao odgovor na napad patogena.