Ulinzi wa Mimea Dhidi ya Vimelea na Walao Mimea

Mimea hukabiliana na mashambulizi ya mara kwa mara kutoka kwa vijidudu na wanyama na hujilinda kwa vizuizi vilivyowekwa tabaka, mfumo wa kinga unaoweza kuchochewa, na silaha za kemikali — ulinzi ambao jeni zake huimarisha ukinzani wa magonjwa katika kilimo.

Definition

Ulinzi wa mimea ni seti ya mifumo ya kimuundo, kikemikali, na kimolekuli ambayo mimea hutumia kukinza au kupunguza uharibifu kutoka kwa vimelea na walao mimea.

Scope

Mada hii inahusu ulinzi wa mimea wa kiasili na ule unaochochewa, mfumo wa kinga ya mimea wenye tabaka mbili dhidi ya vimelea, mfumo wa jeni-kwa-jeni wa ukinzani, ulinzi dhidi ya walao mimea ikiwemo vizuizi vya kemikali na ulinzi usio wa moja kwa moja, na jinsi utofauti wa ulinzi unavyotumika katika ulinzi wa mazao.

Core questions

• Mfumo wa kinga ya mimea unatambua na kujibu vimelea kwa njia gani?
• Msingi wa jeni-kwa-jeni wa ukinzani wa magonjwa ni upi?
• Mimea hujilinda vipi dhidi ya walao mimea, moja kwa moja na isiyo ya moja kwa moja?

Key theories

Kinga ya mimea yenye tabaka mbili

Mimea hutambua molekuli za vijidudu zilizohifadhiwa kwenye uso wa seli kwa ajili ya tabaka la kwanza la kinga na hutumia vipokezi vya ndani ya seli kutambua vimelea vya vimelea kwa tabaka la pili, lenye nguvu zaidi, mara nyingi likifikia kilele cha kifo cha seli kilichojanibishwa.

Ukinzani wa jeni-kwa-jeni na utofauti

Ukinzani mara nyingi hufuata uhusiano wa jeni-kwa-jeni kati ya jeni ya ukinzani ya mmea na jeni ya avirulence ya kimelea, na kutumia ukinzani tofauti katika zao kunaweza kukandamiza magonjwa shambani.

Mechanisms

Kinga ya mimea huanza wakati vipokezi vya utambuzi wa muundo wa uso vinapotambua mifumo ya molekuli inayohusiana na vijidudu iliyohifadhiwa, ikichochea ulinzi wa msingi. Vimelea vilivyofanikiwa hutoa vimelea kukandamiza mwitikio huu, lakini mimea hubeba vipokezi vya ndani ya seli vya nucleotide-binding leucine-rich-repeat vinavyotambua vimelea maalum — msingi wa kimolekuli wa ukinzani wa jeni-kwa-jeni — na huweka mwitikio mkali mara nyingi ikijumuisha athari ya kifo cha seli ya hypersensitive na ukinzani wa kimfumo uliopatikana. Dhidi ya walao mimea, mimea huweka vizuizi vya kimwili na metaboliti za sekondari zenye sumu au zinazokataza, na inaweza kutoa harufu zinazovutia maadui wa asili wa walao mimea wanaoshambulia.

Clinical relevance

Magonjwa ya mimea na uharibifu wa wadudu husababisha hasara kubwa ya mazao, hivyo kuelewa ulinzi huimarisha uzalishaji wa aina sugu na mikakati jumuishi — ikiwemo matumizi ya utofauti wa kijeni — ambayo hupunguza utegemezi wa viuatilifu huku ikilinda mavuno.

History

Flor alibuni nadharia ya jeni-kwa-jeni kutoka kwa tafiti za kutu ya kitani katika miaka ya 1940 na 1950; uwekaji wa jeni za ukinzani na utambuzi wa baadaye wa mfumo wa kinga wenye tabaka mbili, pamoja na tafiti za shambani za udhibiti unaotegemea utofauti, ulijenga uelewa wa kisasa wa ulinzi wa mimea.

Key figures

• Harold Flor
• Jonathan Jones
• Jeffery Dangl

Seminal works

• buchanan2015
• zhu2000

Frequently asked questions

Je, mimea ina mfumo wa kinga?

Ndiyo; ingawa mimea haina seli za kinga zinazohamia na kingamwili, ina mfumo wa kinga wa asili unaotambua vimelea kupitia vipokezi vya uso wa seli na vya ndani ya seli na hujibu kwa ulinzi ikiwemo kifo cha seli kilichojanibishwa na ukinzani wa kimfumo.

Kupanda aina tofauti kunaweza kupunguza magonjwa ya mazao kwa njia gani?

Kuchanganya aina tofauti zenye ukinzani tofauti hupunguza kuenea kwa kimelea, kwa sababu aina inayoweza kuambukiza aina moja hukutana na mimea sugu iliyo karibu; majaribio ya shambani katika mpunga yalionyesha kuwa utofauti kama huo unaweza kupunguza sana magonjwa na hitaji la viua kuvu.