WikiDer > Системная резистентность, индуцированная растениями

Plant-induced systemic resistance

Индуцированное системное сопротивление (ISR) - это механизм сопротивления в растения что активируется инфекционное заболевание. Его способ действия не зависит от прямого убийства или подавления вторжения. возбудитель, а скорее при увеличении физический или же химический барьер хозяин растение.[1] Словно Системное приобретенное сопротивление (SAR) растение может выработать защиту от захватчика, такого как патоген или паразит, если имеет место инфекция. В отличие от SAR, который запускается накоплением салициловая кислота, Вместо этого ISR использует преобразование сигнала пути активированы жасмонат и этилен.[2]

Открытие

Индукция индуцированной растением устойчивости к защите от патогенов была идентифицирована в 1901 году и описана как «система приобретенной устойчивости». Впоследствии было использовано несколько различных терминов, а именно «приобретенный физиологический иммунитет», «смещение резистентности», «иммунная функция растений» и «индуцированная системная резистентность».[3] Было обнаружено, что многие формы стимулов побуждают растение к вирусу, бактериям и грибам и другим болезням, включая механические факторы (сухой лед повреждать, электромагнитный, ультрафиолетовый, и низкий температура и высокотемпературная обработка и др.) Химические факторы (тяжелый металл соли, вода, салициловая кислота) и биологические факторы (грибы, бактерии, вирусы, и их метаболиты).[4]

Способ действия

Индуцированная устойчивость растений имеет два основных механизма действия: путь SAR и путь ISR. SAR может вызвать быструю местную реакцию или гиперчувствительный ответ, возбудитель ограничивается небольшим участком участка инфекционное заболевание. Как уже упоминалось, салициловая кислота является механизмом действия пути SAR. ISR усиливает защитные системы растений за счет действия жасмоновой кислоты (JA). Оба действуют на эффект NPR-1, но SAR использует гены PR. Важно отметить, что два опосредованных ответа оказывают регулирующее воздействие друг на друга. По мере увеличения SA он может подавлять действие JA. При активации обоих ответов необходимо поддерживать баланс.[5]

Ответы ISR могут быть опосредованы ризобактериями, которые показали свою эффективность против некротрофных патогенов и насекомых-травоядных, чувствительных к защите JA / ET.[6] О важности ISR, опосредованной ризобактериями, сообщалось широко.[7][8][9]

Биологические факторы индуцированной растением системной устойчивости обычно включают две широкие категории, а именно классическую индуцированную растением устойчивость к индукции болезней (PGPR) или грибки, которые способствуют росту растений (PGPF), и стимулирующие рост растений. ризосфера бактерии (PGPR) или грибы, способствующие росту растений (PGPF). Разница в основном связана с тем, что последние могут эффективно способствовать росту растений и повышать урожайность, вызывая (или повышая) устойчивость растений к болезням (иногда включая вредители).[10]

Воздействие на насекомых

В некоторых исследованиях также сообщалось о негативном влиянии полезных микробов на взаимодействие растений и насекомых.[11]

Прикладное исследование

На сегодняшний день работа по индукции системной устойчивости растений показала, что работа по индукции системной устойчивости растений имеет важное значение для фундаментальных и прикладных исследований.

Применение наведенного сопротивления в дыни, табак, фасоль, картофель, и рис добились значительных успехов. За последнее десятилетие изучение индуцированного системного сопротивления стало очень активной областью исследований.[12]

Способы искусственной активации пути ISR - активная область исследований.[13] Исследования и применение индукции устойчивости растительной системы обнадеживают, но еще не являются основным фактором в борьбе с патогенами растений. Включение в комплексные программы борьбы с вредителями дало многообещающие результаты. Есть исследования, касающиеся защиты от насекомых-вредителей, которые жевают листья, путем активации передачи сигналов жасмоновой кислоты, вызванной связанными с корнями микроорганизмами.[14]

Некоторые текущие исследования ISR включают: (1) как систематически улучшать выбор факторов индукции; (2) повреждение индуцированных факторов; (3) феномен множественного действия индуцированных факторов; (4) влияние факторов химической индукции на факторы окружающей среды; (5) Установление устойчивости популяции многомерного биологического индуцируемого фактора. Исследования ISR в значительной степени обусловлены реакцией на использование пестицидов, в том числе 1) повышением устойчивости патогенов к пестицидам, 2) необходимостью удалить с рынка некоторые из наиболее токсичных пестицидов, 3) проблемами здоровья и окружающей среды, вызванными действием пестицидов использование, и 4) неспособность определенных пестицидов контролировать некоторые патогены.[15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чоудхари Д.К., Пракаш А., Джохри Б.Н. (декабрь 2007 г.). «Индуцированная системная резистентность (ISR) у растений: механизм действия». Индийский журнал микробиологии. 47 (4): 289–97. Дои:10.1007 / s12088-007-0054-2. ЧВК 3450033. PMID 23100680.
  2. ^ Ян З., Редди М.С., Рю К.М., Макинрой Дж. А., Уилсон М., Клоппер Дж. В. (декабрь 2002 г.). «Индуцированная системная защита против фитофтороза томатов, вызываемого ризобактериями, способствующими росту растений». Фитопатология. 92 (12): 1329–33. Дои:10.1094 / phyto.2002.92.12.1329. PMID 18943888.
  3. ^ Конрат У (июль 2006 г.). «Системная приобретенная резистентность». Сигнализация и поведение растений. 1 (4): 179–84. Дои:10.4161 / psb.1.4.3221. ЧВК 2634024. PMID 19521483.
  4. ^ Уолтерс Д. Р., Ратсеп Дж., Хэвис Н. Д. (март 2013 г.). «Борьба с болезнями сельскохозяйственных культур с помощью индуцированной устойчивости: задачи на будущее». Журнал экспериментальной ботаники. 64 (5): 1263–80. Дои:10.1093 / jxb / ert026. PMID 23386685.
  5. ^ Трау МБ, Бергельсон Дж. (Ноябрь 2003 г.). «Взаимодействие жасмоновой кислоты, салициловой кислоты и гиббереллина на индукцию трихомов у Arabidopsis». Физиология растений. 133 (3): 1367–75. Дои:10.1104 / стр.103.027086. ЧВК 281631. PMID 14551332.
  6. ^ Питерс К.М., Замиудис К., Берендсен Р.Л., Веллер Д.М., Ван Вис СК, Баккер П.А. (4 августа 2014 г.). «Вызванная полезными микробами системная резистентность». Ежегодный обзор фитопатологии. 52 (1): 347–75. Дои:10.1146 / annurev-phyto-082712-102340. HDL:1874/297859. PMID 24906124.
  7. ^ Питерс К.М., Ван Пелт Дж. А., Ван Вис С. К., Тон Дж., Леон-Клостерзил К. М., Керентьес Дж. Дж., Верхаген Б. В., Кнестер М., Ван дер Слуис И., Баккер П. А., Ван Лун LC (2001). «Индуцированная ризобактериями системная резистентность: запуск, передача сигналов и экспрессия». Европейский журнал патологии растений. 107 (1): 51–61. Дои:10.1023 / а: 1008747926678. S2CID 24450948.
  8. ^ Сиддики И.А., Шаукат С.С. (сентябрь 2002 г.). «Ризобактерии-опосредованная индукция системной резистентности (ISR) в помидорах против Meloidogyne javanica». Журнал фитопатологии. 150 (8–9): 469–473. Дои:10.1046 / j.1439-0434.2002.00784.x.
  9. ^ Баккер П.А., Ран LX, Питерс К.М., Van Loon LC (март 2003 г.). «Понимание участия ризобактерий-опосредованной индукции системной резистентности в биоконтроле болезней растений». Канадский журнал патологии растений. 25 (1): 5–9. Дои:10.1080/07060660309507043. HDL:1874/7767. S2CID 15977931.
  10. ^ Бенедузи А., Амброзини А., Пассалья Л. М. (декабрь 2012 г.). «Ризобактерии, способствующие росту растений (PGPR): их потенциал в качестве антагонистов и агентов биоконтроля». Генетика и молекулярная биология. 35 (4 (доп.)): 1044–51. Дои:10.1590 / S1415-47572012000600020. ЧВК 3571425. PMID 23411488.
  11. ^ Пинеда А., Дике М., Питерс К.М., Посо М.Дж. (11 февраля 2013 г.). «Полезные микробы в изменяющейся среде: всегда ли они помогают растениям бороться с насекомыми?». Функциональная экология. 27 (3): 574–586. Дои:10.1111/1365-2435.12050. HDL:1874/276314.
  12. ^ Чатурведи С., Пол Хурана С.М. (6 июля 2018 г.). «Индуцированное системное сопротивление». Журнал открытого доступа по микробиологии и биотехнологии. 3 (1): 126. Дои:10.23880 / oajmb-16000126.
  13. ^ Веллинг LL (октябрь 2001 г.). «Индуцированное сопротивление: от основного к приложенному». Тенденции в растениеводстве. 6 (10): 445–7. Дои:10.1016 / S1360-1385 (01) 02046-5. PMID 11686134.
  14. ^ Юнг С. К., Мартинес-Медина А., Лопес-Раез Дж. А., Посо М. Дж. (Июнь 2012 г.). «Устойчивость к микоризе и праймирование защитных сил растений». Журнал химической экологии. 38 (6): 651–64. Дои:10.1007 / s10886-012-0134-6. PMID 22623151. S2CID 12918193.
  15. ^ Садик, Тузун; Элизабет, Бент (2006-10-26). Мультигенная и индуцированная системная резистентность растений. Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-23266-9.