Växt-inducerad systemisk resistens
Inducerad systemisk resistens (ISR) är en resistensmekanism i växter som aktiveras av infektion . Dess verkningssätt beror inte på direkt dödande eller hämning av den invaderande patogenen , utan snarare på en ökad fysisk eller kemisk barriär hos värdväxten . Liksom Systemic Acquired Resistance (SAR) kan en växt utveckla försvar mot en inkräktare som en patogen eller parasit om en infektion äger rum. I motsats till SAR som utlöses av ackumulering av salicylsyra , förlitar sig ISR istället på signaltransduktionsvägar aktiverade av jasmonat och etylen .
Upptäckt
Induktionen av växtinducerad resistens mot patogenskydd identifierades 1901 och beskrevs som "systemet för förvärvad resistens." Därefter har flera olika termer använts, nämligen "förvärvad fysiologisk immunitet", "resistensförskjutning", "växtimmunfunktion" och "inducerad systemresistens". Många former av stimulans har visat sig inducera växten till virus, bakterier och svampar och andra sjukdomsresistens inklusive mekaniska faktorer ( torrisskada , elektromagnetisk , ultraviolett och lågtemperatur- och högtemperaturbehandling, etc.) Kemiska faktorer ( tungmetaller) salter, vatten, salicylsyra ) och biologiska faktorer ( svampar , bakterier , virus och deras metaboliter ).
Verkningssätt
Inducerad resistens hos växter har två huvudsakliga verkningssätt: SAR-vägen och ISR-vägen. SAR kan framkalla en snabb lokal reaktion, eller överkänsligt svar , patogenen är begränsad till ett litet område av infektionsplatsen . Som nämnts är salicylsyra verkningssättet för SAR-vägen. ISR förbättrar växtens försvarssystem genom jasmonsyra (JA) verkningssätt. Båda verkar på effekten av NPR-1, men SAR använder PR-gener. Det är viktigt att notera att de två förmedlade svaren har reglerande effekter på varandra. När SA går upp kan det hämma effekten av JA. Det finns en balans att upprätthålla när du aktiverar båda svaren.
ISR-svar kan medieras av rhizobakterier som har visat sig vara effektiva mot nekrotrofiska patogener och insektsväxtätare som är känsliga för JA/ET-försvar. Vikten av rhizobakteriemedierad ISR har rapporterats i stor omfattning.
De biologiska faktorerna för växtinducerad systemresistens inkluderar i allmänhet två breda kategorier, nämligen klassisk växtinducerad resistens mot sjukdomsinduktion (PGPR) eller svampar som främjar växttillväxt (PGPF), och växttillväxtfrämjande rhizosfärbakterier (PGPR) eller växttillväxt främjande svampar (PGPF). Skillnaden beror främst på det faktum att den senare effektivt kan främja växttillväxt och öka skörden samtidigt som den orsakar (eller ökar) växtresistens mot sjukdomar (ibland inklusive skadedjur ).
Effekter på insekter
Vissa studier har också rapporterat negativa effekter av nyttiga mikrober på interaktioner mellan växter och insekter.
Tillämpad forskning
Hittills har arbete med induktion av växtsystemisk resistens visat att inducering av växtsystemresistensarbete har viktiga implikationer för grundläggande och tillämpad forskning.
Inducerade resistensapplikationer i meloner , tobak , bönor , potatis och ris har nått betydande framgångar. Under det senaste decenniet har studiet av inducerad systemresistens blivit ett mycket aktivt forskningsfält.
Metoder för att artificiellt aktivera ISR-vägen är ett aktivt forskningsområde. Forskningen och tillämpningen av inducerande växtsystemresistens har varit uppmuntrande men är ännu inte en viktig faktor för att kontrollera växtpatogener. Införlivandet i integrerade skadedjursprogram har visat några lovande resultat. Det finns forskning om försvar mot bladtuggande skadeinsekter, genom aktivering av jasmonsyrasignalering utlöst av rotassocierade mikroorganismer.
En del pågående forskning om ISR inkluderar (1) hur man systematiskt kan förbättra valet av induktionsfaktorer; (2) skadan av inducerade faktorer; (3) fenomenet multieffekt av inducerade faktorer; (4) effekterna av kemiska induktionsfaktorer på miljöfaktorer; (5) Upprättande av populationsstabilitet för multivariat biologisk inducerbar faktor. Forskning om ISR drivs till stor del av ett svar på användning av bekämpningsmedel inklusive 1) ökad resistens hos patogener mot bekämpningsmedel, 2) nödvändigheten att ta bort några av de mer giftiga bekämpningsmedlen från marknaden, 3) hälso- och miljöproblem som orsakas som en effekt av bekämpningsmedel. användning, och 4) oförmågan hos vissa bekämpningsmedel att kontrollera vissa patogener.