Geïnduceerde resistentie bij planten

Geïnduceerde resistentie is een afweersysteem in planten waarmee ze aanvallen van ongedierte zoals schimmels of bacteriën kunnen weerstaan ziekteverwekkers of insecten. Het afweersysteem reageert op de externe aanval met fysiologische veranderingen, veroorzaakt door het genereren van eiwitten en chemicaliën die leiden tot activering van het immuunsysteem van de plant.

Beschouw dit op dezelfde manier als u de reactie van uzelf zou beschouwen immuunsysteem om bijvoorbeeld aan te vallen van een verkoudheidsvirus. Het lichaam reageert via verschillende mechanismen op de aanwezigheid van een indringer; het resultaat is echter hetzelfde. Er is alarm geslagen en het systeem biedt een verdediging tegen de aanval.

Er zijn twee hoofdtypen geïnduceerde resistentie: systemisch verworven resistentie (SAR) en geïnduceerde systemische weerstand (ISR).

• Systemisch verworven weerstand treedt op wanneer een gelokaliseerde wond op de plant wordt gemaakt, waardoor necrose ontstaat. De resistentie wordt gestimuleerd wanneer een behandeling die is ontworpen om de resistentie op te wekken, wordt toegepast op de plek waar de ziekteverwekker de plant is binnengedrongen. De behandeling kan plaatsvinden in de vorm van een andere microbe of als een chemische stof, zoals salicylzuur. (Een interessant feit: salicylzuur wordt ook gebruikt
  instagram viewer
  aspirine maken!) De behandeling veroorzaakt een systemische respons in de plant en de immuunrespons wordt gesignaleerd. Vanzelfsprekend duurt dit proces enige tijd, afhankelijk van de plantensoort, de omgevingsomstandigheden en de aard van de pathogene aanval.
• Geïnduceerde systemische weerstand treedt op wanneer plantenwortels worden gekoloniseerd door plantengroei die rhizobacteriën (PGPR) bevordert, bodembacteriën die de plantengroei direct en indirect beïnvloeden. Wanneer de PGPR een verandering in de plant waarneemt, wordt een fysiologische reactie geactiveerd via een route waarbij (opnieuw!) Salicylzuur betrokken is. De chemicaliën jasmonaat en ethyleen zijn ook betrokken als signaalchemicaliën. In tegenstelling tot SAR zijn necrotische laesies op de plant niet betrokken bij ISR.

Beide resistentiewegen leiden tot hetzelfde uiteindelijke einde - de genen zijn verschillend, de paden zijn anders, de chemische signalen zijn verschillend - maar ze veroorzaken allebei de weerstand van planten om door aan te vallen ongedierte. Hoewel de trajecten niet hetzelfde zijn, kunnen ze synergetisch werken en daarom besloot de wetenschappelijke gemeenschap begin jaren 2000 om ISR en SAR als synoniemen te beschouwen.

Het fenomeen van geïnduceerde resistentie wordt al vele jaren gerealiseerd, maar pas sinds het begin van de jaren negentig is het onderzocht als een geldige methode voor het beheer van plantenziekten. Het meest profetische vroege artikel over geïnduceerde resistentie werd in 1901 gepubliceerd door Beauverie. Getiteld "Essais d'immunization des vegetaux contre des maladies cryptogamiques"of" Testen van de immunisatie van planten tegen schimmelziekten ", het onderzoek van Beauverie omvatte het toevoegen van een zwak virulente stam van de schimmelBotrytis cinerea aan begonia planten, en ontdekte dat dit resistentie verleende aan meer virulente stammen van de schimmel. Dit onderzoek werd opgevolgd door Chester in 1933, die het eerste algemene concept van plantverdedigingssystemen schetste in zijn publicatie getiteld "Het probleem van verworven fysiologische immuniteit".

Het eerste biochemische bewijs voor geïnduceerde resistentie werd echter ontdekt in de jaren zestig. Joseph Kuc, algemeen beschouwd als de "vader" van geïnduceerd resistentieonderzoek, demonstreerde voor het eerst de inductie van systemisch resistentie met behulp van het aminozuurderivaat fenylalanine en het effect ervan op het geven van resistentie van appels tegen appelschurft (Venturia inaequalis).

Hoewel de aanwezigheid en identificatie van verschillende routes en chemische signalen zijn opgehelderd, wetenschappers zijn nog steeds niet zeker van de mechanismen die betrokken zijn bij veel plantensoorten en veel van hun ziekten of ongedierte. Zo zijn de resistentiemechanismen die betrokken zijn bij plantenvirussen nog steeds niet goed bekend.

Er zijn verschillende resistentie-inductoren - plantactivatoren genoemd - op de markt. Actigard^TMV was de eerste chemische weerstandsinducer op de markt in de Verenigde Staten. Het is gemaakt van het chemische benzothiadiazole (BTH) en geregistreerd voor gebruik in veel gewassen, waaronder knoflook, meloenen en tabak.

Een ander product omvat eiwitten die harpins worden genoemd. Harpins zijn eiwitten die worden geproduceerd door plantpathogenen. Planten worden geactiveerd door de aanwezigheid van harpijnen in een waarschuwingssysteem om weerstandsreacties te activeren. Momenteel brengt een bedrijf genaamd Rx Green Solutions harpins op de markt als een product genaamd Axioma.

• Phytoalexins: antimicrobiële eiwitten die zich na microbiële infectie in plantencellen ophopen. Ze komen niet voor in gezonde weefsels; ze worden pas gevormd na infectie of verwonding.
• Overgevoelige reactie: de snelle reactie veroorzaakt door een plant als reactie op een aanval met pathogenen.