Mbrojtja e bimëve kundër patogjenëve dhe barngrënësve

Bimët përballen me sulme të vazhdueshme nga mikrobet dhe kafshët dhe mbrohen me barriera të shtresuara, një sistem imunitar të induktueshëm dhe armatim kimik – mbrojtje, gjenetika e të cilave mbështet rezistencën ndaj sëmundjeve në bujqësi.

Definition

Mbrojtja e bimëve është tërësia e mekanizmave strukturorë, kimikë dhe molekularë me të cilët bimët i rezistojnë ose kufizojnë dëmtimet nga patogjenët dhe barngrënësit.

Scope

Kjo temë trajton mbrojtjet bimore konstitutive dhe të induktuara, sistemin imunitar bimor me dy shtresa kundër patogjenëve, modelin gjen-për-gjen të rezistencës, mbrojtjet kundër barngrënësve, duke përfshirë penguesit kimikë dhe mbrojtjet indirekte, si dhe mënyrën se si diversiteti i mbrojtjes përdoret në mbrojtjen e të korrave.

Core questions

• Si e njeh dhe i përgjigjet sistemi imunitar i bimëve patogjenëve?
• Cila është baza gjen-për-gjen e rezistencës ndaj sëmundjeve?
• Si mbrohen bimët kundër barngrënësve, drejtpërdrejt dhe tërthorazi?

Key theories

Imuniteti bimor me dy shtresa

Bimët zbulojnë molekula mikrobike të ruajtura në sipërfaqen e qelizës për një shtresë të parë imuniteti dhe përdorin receptorë intracelularë për të njohur efektorët e patogjenëve për një shtresë të dytë, më të fortë, shpesh duke kulmuar me vdekjen e lokalizuar të qelizave.

Rezistenca gjen-për-gjen dhe diversiteti

Rezistenca shpesh ndjek një marrëdhënie gjen-për-gjen midis një gjeni rezistence të bimës dhe një gjeni avirulence të patogjenit, dhe vendosja e rezistencës së ndryshme në një kulturë mund të shtypë sëmundjen në fushë.

Mechanisms

Imuniteti i bimëve fillon kur receptorët e njohjes së modeleve sipërfaqësore zbulojnë modele molekulare të lidhura me mikrobet (MAMP) të ruajtura, duke shkaktuar mbrojtje bazale. Patogjenët e suksesshëm shpërndajnë efektorë për të shtypur këtë përgjigje, por bimët mbartin receptorë intracelularë të pasur me leucinë që lidhin nukleotidet (NLR) që njohin efektorë specifikë – baza molekulare e rezistencës gjen-për-gjen – dhe ngrenë një përgjigje të fortë shpesh duke përfshirë reaksionin hipersensitiv të vdekjes së qelizave dhe rezistencën e fituar sistemike. Kundër barngrënësve, bimët vendosin barriera fizike dhe metabolitë dytësorë toksikë ose pengues, dhe mund të lëshojnë lëndë të paqëndrueshme që tërheqin armiqtë natyrorë të barngrënësit sulmues.

Clinical relevance

Dëmtimet nga sëmundjet dhe dëmtuesit e bimëve shkaktojnë humbje të mëdha të të korrave, prandaj kuptimi i mbrojtjes mbështet mbarështimin e varieteteve rezistente dhe strategjitë e integruara – duke përfshirë vendosjen e diversitetit gjenetik – që reduktojnë varësinë nga pesticidet duke mbrojtur rendimentet.

History

Flor formuloi hipotezën gjen-për-gjen nga studimet e ndryshkut të lirit në vitet 1940 dhe 1950; klonimi molekular i gjeneve të rezistencës dhe njohja e mëvonshme e një sistemi imunitar me dy shtresa, së bashku me studimet në terren të kontrollit të bazuar në diversitet, ndërtuan kuptimin modern të mbrojtjes së bimëve.

Key figures

• Harold Flor
• Jonathan Jones
• Jeffery Dangl

Seminal works

• buchanan2015
• zhu2000

Frequently asked questions

A kanë bimët një sistem imunitar?

Po; megjithëse bimëve u mungojnë qelizat imunitare lëvizëse dhe antitrupat, ato posedojnë një sistem imunitar të lindur që njeh patogjenët nëpërmjet receptorëve të sipërfaqes së qelizës dhe intracelularë dhe përgjigjet me mbrojtje duke përfshirë vdekjen e lokalizuar të qelizave dhe rezistencën sistemike.

Si mund të reduktojë mbjellja e varieteteve të ndryshme sëmundjet e të korrave?

Përzierja e varieteteve me rezistencë të ndryshme kufizon përhapjen e një patogjeni, sepse një lloj i aftë për të infektuar një varietet ndesh bimë rezistente aty pranë; eksperimentet në terren me oriz treguan se një diversitet i tillë mund të reduktojë ndjeshëm sëmundjet dhe nevojën për fungicide.