Системное сопротивление, вызванное растением

Индуцированное системное сопротивление ( ISR ) - это механизм сопротивления у растений , который активируется инфекцией . Его способ действия зависит не от прямого убийства или ингибирования патогена вторжения , а скорее от увеличения физического или химического барьера растения -хозяина . ^{[ 1 ]} Как и системное приобретенное сопротивление (SAR), завод может развивать защиту от захватчика, такого как патоген или паразит, если происходит инфекция. В отличие от SAR, который запускается накоплением салициловой кислоты , ISR вместо этого полагается на пути передачи сигнала , активируемые джасмонатом и этиленом . ^{[ 2 ]}

Открытие

Индукция индуцированной растением устойчивость к защите патогенов была идентифицирована в 1901 году и была описана как «система приобретенного сопротивления». Впоследствии было использовано несколько разных терминов, а именно: «приобретен физиологический иммунитет», «смещение устойчивости», «иммунная функция растений» и «индуцированное системное сопротивление». ^{[ 3 ]} Было обнаружено, что многие формы стимула индуцируют растение к вирусам, бактериям и грибам и другим устойчивости к заболеваниям, включая механические факторы ( повреждение сухого льда , электромагнитное , ультрафиолетовое , а также низкая температура и высокая температура и т. Д.), Химические факторы ( тяжелые металлов Соли , вода, салициловая кислота ) и биологические факторы ( грибы , бактерии , вирусы и их метаболиты ). ^{[ 4 ]}

Способ действия

Индуцированное сопротивление растений имеет 2 основных способа действия: путь SAR и путь ISR. SAR может вызвать быструю локальную реакцию или гиперчувствительный ответ , патоген ограничен небольшой площадью места инфекции . Как уже упоминалось, салициловая кислота является способом действия для пути SAR. ISR усиливает защитные системы растения с помощью режима действия ямоновой кислоты (JA). Оба действуют на влияние NPR-1, но SAR использует PR-гены. Важно отметить, что два опосредованных ответа оказывают регуляторное воздействие друг на друга. Когда SA поднимается, он может препятствовать эффекту JA. При активации обоих ответов есть баланс, который нужно поддерживать. ^{[ 5 ]}

Ответы ISR могут быть опосредованы Rhizobacteria. Это показано, что это эффективно против некротрофных патогенов и травоядных насекомых, которые чувствительны к защите JA/ET. ^{[ 6 ]} Важность Rhizobacteria-опосредованного ISR широко сообщается. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Биологические факторы индуцированной растением системной резистентности обычно включают две широкие категории, а именно классическую устойчивость к растению к индукции заболеваний (PGPR) или грибов, которые способствуют росту растений (PGPF), и бактерии ризосферы (PGPR) или рост растений или рост растений или рост растений или расти Продвижение грибов (PGPF). Разница в основном связана с тем, что последний может эффективно способствовать росту растений и увеличить урожайность при выборе (или увеличении) устойчивости растений к заболеваниям (иногда включая вредителей ). ^{[ 10 ]}

Влияние на насекомых

В некоторых исследованиях также сообщалось о негативном влиянии полезных микробов на взаимодействия растений-инзалков. ^{[ 11 ]}

Прикладное исследование

На сегодняшний день работа по индукции системного сопротивления растений показала, что индукция работ сопротивления системной системы имеет важное значение для основных и прикладных исследований.

Применение применения устойчивости в дынах , табаке , бобах , картофеле и рисе добилось значительного успеха. За последнее десятилетие изучение индуцированной системной сопротивления стало очень активной областью исследований. ^{[ 12 ]}

Методы искусственной активации пути ISR являются активной областью исследований. ^{[ 13 ]} Исследование и применение устойчивости к системе растений были обнадеживающими, но еще не являются основным фактором в борьбе с патогенами растений. Включение в интегрированные программы управления вредителями показало некоторые многообещающие результаты. Существуют исследования, касающиеся защиты от жевательных листьев насекомых-вредителей, активацией сигнальной сигнализации жамоновой кислоты, вызванной микроорганизмами, ассоциированными с корнем. ^{[ 14 ]}

Некоторые текущие исследования ISR включают (1) как систематически улучшить выбор индукционных факторов; (2) травма индуцированных факторов; (3) явление многоэффектов индуцированных факторов; (4) влияние химических индукционных факторов на факторы окружающей среды; (5) Создание стабильности населения многомерного биологического индуцибельного фактора. Исследования ISR во многом обусловлено реакцией на использование пестицидов, включая 1) повышение устойчивости патогенами пестицидам, 2) необходимость удаления некоторых из более токсичных пестицидов с рынка, 3) проблемы со здоровьем и окружающей средой, вызванные эффектом пестицида Использование и 4) неспособность определенных пестицидов контролировать некоторые патогены. ^{[ 15 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Чоудхари, Девендра К.; Пракаш, Анил; Иоджри, BN (декабрь 2007 г.). «Индуцированное системное сопротивление (ISR) у растений: механизм действия» . Индийский журнал микробиологии . 47 (4): 289–297. doi : 10.1007/s12088-007-0054-2 . PMC 3450033 . PMID 23100680 .
^ Ян, Чжинонг; Редди, MS; Рю, Чунг-Мин; Макинрой, Джон А.; Уилсон, Марк; Клоппер, Джозеф У. (декабрь 2002 г.). «Индуцированная системная защита от томатного позднего гнили, вызванного ризобактериями, способствующим росту растений» . Фитопатология . 92 (12): 1329–1333. doi : 10.1094/phyto.2002.92.12.1329 . PMID 18943888 .
^ Конрат У (июль 2006 г.). «Системное приобретенное сопротивление» . Сигнализация и поведение растения . 1 (4): 179–84. Bibcode : 2006plsib ... 1..179c . doi : 10.4161/psb.1.4.3221 . PMC 2634024 . PMID 19521483 .
^ Уолтерс, Дейл Р.; Ratsep, Jaan; Хэвис, Нил Д. (март 2013 г.). «Контроль заболеваний сельскохозяйственных культур с использованием индуцированного сопротивления: проблемы на будущее» . Журнал экспериментальной ботаники . 64 (5): 1263–1280. doi : 10.1093/jxb/ert026 . PMID 23386685 .
^ Трау, М. Брайан; Бергельсон, Джой (1 ноября 2003 г.). «Интерактивные эффекты жамоновой кислоты, салициловой кислоты и гиббеллина на индукцию трихом у арабидопсиса» . Физиология растений . 133 (3): 1367–1375. doi : 10.1104/pp.103.027086 . PMC 281631 . PMID 14551332 .
^ Питерс, Корн М.Дж.; Замиудис, Христос; Berendsen, Roeland L.; Веллер, Дэвид М.; Ван Вис, Саския СМ; Баккер, Питер Ахм (4 августа 2014 г.). «Индуцированное системное сопротивление полезными микробами». Ежегодный обзор фитопатологии . 52 (1): 347–375. doi : 10.1146/annurev-phyto-082712-102340 . HDL : 1874/297859 . PMID 24906124 . S2CID 207551516 .
^ Петерс, Корне М.Дж; Ван Пелт, Джон А.; От BE, Saskia CM; Тон, Джурриан; Леон-Чрин, Карен М.; Граф, JOST JB; Голова, бас Wm; Знай, Марга; Ван дер Слусс, что -то; Выпечка, Питер Ахм; От Loon, LC (2001). «Rhizobacteria, опосредованные индуцированной системной резистентностью: тригринг, передача сигналов и экспрессия». Европейский журнал патехологии растений . 107 (1): 51–61. doi : 10,1023/A: 1008792678 . HDL : 1874/7715 . S2CID 24450948 .
^ Siddiqui, IA; Shaukat, SS (сентябрь 2002 г.). «Опосредованная ризобактериями индукция системного сопротивления (ISR) в томате против Meloidogyne Javanica ». Журнал фитопатологии . 150 (8–9): 469–473. doi : 10.1046/j.1439-0434.2002.00784.x .
^ Баккер, Пэм; Ran, LX; Питерс, CMJ; Ван Луон, LC (март 2003 г.). «Понимание вовлечения ризобактерий, опосредованной индукцией системной устойчивости при биоконтроле заболеваний растений». Канадский журнал патологии растений . 25 (1): 5–9. Bibcode : 2003cajpp..25 .... 5b . doi : 10.1080/07060660309507043 . HDL : 1874/7767 . S2CID 15977931 .
^ Бенедузи, Анелиз; Амброзини, Адриана; Passaglia, Muciana MP (2012). «Профессиональные ризобактерии растений (PGPR): их потенциал в качестве антагонистов и биоконтрольных агентов» . Генетика и молекулярная биология . 35 (4 Suppl 1): 1044–1051. doi : 10.1590/s1415-47572012000600020 . PMC 3571425 . PMID 23411488 .
^ Пинеда, Ана; Дик, Марсель; Питерс, Корн М.Дж.; Позо, Мария Дж. (Июнь 2013 г.). «Полезные микробы в изменяющейся среде: всегда они помогают растениям справляться с насекомыми?». Функциональная экология . 27 (3): 574–586. Bibcode : 2013fueco..27..574p . doi : 10.1111/1365-2435.12050 . HDL : 1874/276314 .
^ Хейл М. (1 мая 2002 г.). «Индуцированное системное сопротивление (ISR) против патогенов в контексте индуцированной защиты растений» . Анналы ботаники . 89 (5): 503–512. doi : 10.1093/aob/mcf076 . PMC 4233886 . PMID 12099523 .
^ Веллинг, Линда Л (октябрь 2001 г.). «Индуцированное сопротивление: от базового до приложенного» . Тенденции в науке о растениях . 6 (10): 445–7. Bibcode : 2001tps ..... 6..445W . doi : 10.1016/s1360-1385 (01) 02046-5 . PMID 11686134 .
^ Юнг, Сабина С.; Мартинес-Медина, Айнхоа; Лопес-Раез, Хуан А.; Позо, Мария Дж. (Июнь 2012 г.). «Индуцированное микориза сопротивление и заполнение защиты растений». Журнал химической экологии . 38 (6): 651–664. Bibcode : 2012jceco..38..651j . doi : 10.1007/s10886-012-0134-6 . HDL : 10261/3444431 . PMID 22623151 . S2CID 12918193 .
^ Садик, Тузун; Элизабет, Бент (2006-10-26). Многогенное и индуцированное системное сопротивление у растений . Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-23266-9 .

[1] Чоудхари, Девендра К.; Пракаш, Анил; Иоджри, BN (декабрь 2007 г.). «Индуцированное системное сопротивление (ISR) у растений: механизм действия» . Индийский журнал микробиологии . 47 (4): 289–297. doi : 10.1007/s12088-007-0054-2 . PMC 3450033 . PMID 23100680 .

[2] Ян, Чжинонг; Редди, MS; Рю, Чунг-Мин; Макинрой, Джон А.; Уилсон, Марк; Клоппер, Джозеф У. (декабрь 2002 г.). «Индуцированная системная защита от томатного позднего гнили, вызванного ризобактериями, способствующим росту растений» . Фитопатология . 92 (12): 1329–1333. doi : 10.1094/phyto.2002.92.12.1329 . PMID 18943888 .

[3] Конрат У (июль 2006 г.). «Системное приобретенное сопротивление» . Сигнализация и поведение растения . 1 (4): 179–84. Bibcode : 2006plsib ... 1..179c . doi : 10.4161/psb.1.4.3221 . PMC 2634024 . PMID 19521483 .

[4] Уолтерс, Дейл Р.; Ratsep, Jaan; Хэвис, Нил Д. (март 2013 г.). «Контроль заболеваний сельскохозяйственных культур с использованием индуцированного сопротивления: проблемы на будущее» . Журнал экспериментальной ботаники . 64 (5): 1263–1280. doi : 10.1093/jxb/ert026 . PMID 23386685 .

[5] Трау, М. Брайан; Бергельсон, Джой (1 ноября 2003 г.). «Интерактивные эффекты жамоновой кислоты, салициловой кислоты и гиббеллина на индукцию трихом у арабидопсиса» . Физиология растений . 133 (3): 1367–1375. doi : 10.1104/pp.103.027086 . PMC 281631 . PMID 14551332 .

[6] Питерс, Корн М.Дж.; Замиудис, Христос; Berendsen, Roeland L.; Веллер, Дэвид М.; Ван Вис, Саския СМ; Баккер, Питер Ахм (4 августа 2014 г.). «Индуцированное системное сопротивление полезными микробами». Ежегодный обзор фитопатологии . 52 (1): 347–375. doi : 10.1146/annurev-phyto-082712-102340 . HDL : 1874/297859 . PMID 24906124 . S2CID 207551516 .

[7] Петерс, Корне М.Дж; Ван Пелт, Джон А.; От BE, Saskia CM; Тон, Джурриан; Леон-Чрин, Карен М.; Граф, JOST JB; Голова, бас Wm; Знай, Марга; Ван дер Слусс, что -то; Выпечка, Питер Ахм; От Loon, LC (2001). «Rhizobacteria, опосредованные индуцированной системной резистентностью: тригринг, передача сигналов и экспрессия». Европейский журнал патехологии растений . 107 (1): 51–61. doi : 10,1023/A: 1008792678 . HDL : 1874/7715 . S2CID 24450948 .

[8] Siddiqui, IA; Shaukat, SS (сентябрь 2002 г.). «Опосредованная ризобактериями индукция системного сопротивления (ISR) в томате против Meloidogyne Javanica ». Журнал фитопатологии . 150 (8–9): 469–473. doi : 10.1046/j.1439-0434.2002.00784.x .

[9] Баккер, Пэм; Ran, LX; Питерс, CMJ; Ван Луон, LC (март 2003 г.). «Понимание вовлечения ризобактерий, опосредованной индукцией системной устойчивости при биоконтроле заболеваний растений». Канадский журнал патологии растений . 25 (1): 5–9. Bibcode : 2003cajpp..25 .... 5b . doi : 10.1080/07060660309507043 . HDL : 1874/7767 . S2CID 15977931 .

[10] Бенедузи, Анелиз; Амброзини, Адриана; Passaglia, Muciana MP (2012). «Профессиональные ризобактерии растений (PGPR): их потенциал в качестве антагонистов и биоконтрольных агентов» . Генетика и молекулярная биология . 35 (4 Suppl 1): 1044–1051. doi : 10.1590/s1415-47572012000600020 . PMC 3571425 . PMID 23411488 .

[11] Пинеда, Ана; Дик, Марсель; Питерс, Корн М.Дж.; Позо, Мария Дж. (Июнь 2013 г.). «Полезные микробы в изменяющейся среде: всегда они помогают растениям справляться с насекомыми?». Функциональная экология . 27 (3): 574–586. Bibcode : 2013fueco..27..574p . doi : 10.1111/1365-2435.12050 . HDL : 1874/276314 .

[12] Хейл М. (1 мая 2002 г.). «Индуцированное системное сопротивление (ISR) против патогенов в контексте индуцированной защиты растений» . Анналы ботаники . 89 (5): 503–512. doi : 10.1093/aob/mcf076 . PMC 4233886 . PMID 12099523 .

[13] Веллинг, Линда Л (октябрь 2001 г.). «Индуцированное сопротивление: от базового до приложенного» . Тенденции в науке о растениях . 6 (10): 445–7. Bibcode : 2001tps ..... 6..445W . doi : 10.1016/s1360-1385 (01) 02046-5 . PMID 11686134 .

[14] Юнг, Сабина С.; Мартинес-Медина, Айнхоа; Лопес-Раез, Хуан А.; Позо, Мария Дж. (Июнь 2012 г.). «Индуцированное микориза сопротивление и заполнение защиты растений». Журнал химической экологии . 38 (6): 651–664. Bibcode : 2012jceco..38..651j . doi : 10.1007/s10886-012-0134-6 . HDL : 10261/3444431 . PMID 22623151 . S2CID 12918193 .

[15] Садик, Тузун; Элизабет, Бент (2006-10-26). Многогенное и индуцированное системное сопротивление у растений . Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-23266-9 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]