AgroPublic | 728x90 3

Γράφει ο Νταλιάνης Λεωνίδας, MSc Γεωπόνος / Εδαφολόγος

Τα φυτά είναι σε θέση να δεχθούν “επιθέσεις” που μπορεί να είναι έντομα όπως οι αφίδες ή νηματώδεις ή ακάρεα ή μύκητες και ιοί. Υπάρχουν πολλοί τύποι παθογόνων που προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν, να τραφούν ή να τραυματίσουν τα φυτά. Με αυτό το τρόπο, με τους μηχανισμούς άμυνας, και το ανοσοποιητικό τους σύστημα τα φυτά είναι σε θέση να επιβιώσουν.

Επαγόμενη άμυνα έναντι παθογόνων.
Η διαδικασία προσβολής, αποικισμού και αναπαραγωγής του παθογόνου ονομάζεται παθογένεση. Στα φυσικά οικοσυστήματα, μόνο ένα μικρό ποσοστό προσβολών παθογόνων προκαλεί τελικά παθογενείς καταστάσεις στα φυτά-ξενιστές. Οι κυριότεροι λόγοι για τους οποίους τα περισσότερα παθογόνα αποτυγχάνουν τελικά να προκαλέσουν νοσηρές καταστάσεις είναι οι εξής:

  1. Η θεμελιώδης άμυνα την οποίαν προτάσσουν οι φυτικοί ιστοί είναι αποτελεσματική.
  1. Το φυτικό είδος το οποίο προσβάλλεται δεν εκπληρώνει τις απαιτήσεις για την υποστήριξη ή/και ολοκλήρωση του βιολογικού κύκλου του
    παθογόνου.
AgroPublic | image 5

Στη περίπτωση αυτή και εφόσον ο ξενιστής αναγνωρίσει τη προσέγγιση του παθογόνου, ενεργοποιούνται οι μηχανισμοί της επαγόμενης άμυνας ώστε η προσβολή να περιοριστεί ή να εξαλειφτεί. Η ικανότητα πρόκλησης παθογένεσης δεν εξαρτάται μόνο
από το γενετικό χαρακτήρα του παθογόνου αλλά και από αυτόν του ξενιστή
.

AgroPublic | image

Βασική προϋπόθεση για την επιτυχή και έγκαιρη ενεργοποίηση των μηχανισμών επαγόμενης άμυνας από το ανοσοποιητικό σύστημα των φυτικών κυττάρων αποτελεί η ύπαρξη ενός συστήματος επιτήρησης ενδεχόμενων προσβολών.
Πράγματι, τα φυτά αντιλαμβάνονται συνήθως τη προσβολή μέσω εξειδικευμένων σημάτων, των διεγερτών.

Οι βιοτικοί διεγέρτες διακρίνονται σε:
– βιοτικούς ολιγοσακχαρίτες: ολιγογλουκάνη, ολιγοχιτίνη, ολιγοχιτοσάνη και προσβεβλημένο φυτό: ολιγογαλακτουρονίνη)
– γλυκοπεπτίδια και πρωτεΐνες
– λιπαρά οξέα & αμινοξέα
– διεγέρτες από τα κυτταρικά τοιχώματα ζυμών
– μικροβιακοί μεταβολίτες από σαπρόφυτα βακτήρια & μύκητες
– σαλικυλικό και γιασμονικό οξύ
– αιθυλένιο

Οι ουσίες ως τα σημαντικότερα σήματα είναι το σαλικυλικό οξύ, το γιασμονικό οξύ, το αιθυλένιο, το υπεροξείδιο του υδρογόνου και η συστεμίνη.

Φυτικοί παρεμποδιστές και μηχανισμοί άμυνας του φυτού
• Φυτοαλεξίνες
• Λιγνιτοποίηση και άλλοι δομικοί φραγμοί
• Αντίδραση υπερευαισθησίας (Hypersensitive Response, HR)
• Θύλακες λιγνίνης (lignintubers) ή καλλόζης
• Χημικές μορφές ενεργού οξυγόνου (Active Oxygen Species, AOS)
• Πρωτεΐνες παθογένεσης (Pathogenesis Related Proteins, PR proteins)

Ορισμένοι διεγέρτες που συνοδεύουν τα μοριακά πρότυπα παθογόνων (PAMPs).

AgroPublic | image 1

Τρόπους με τους οποίους αμύνεται το φυτό:

Ο μηχανισμός του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου έχει τρεις επιπτώσεις:

Τον περιορισμό εξεύρεσης τροφής από το παθογόνο, εφόσον βέβαια το παράσιτο είναι βιοτροφικό (δηλ. στη περίπτωση αυτή τα κύτταρα του ξενιστή ακολουθούν την τακτική της «καμένης γης»).

AgroPublic | image 2

Ο επαναπρογραμματισμός της έκφρασης γονιδίων έχει επιπτώσεις και στο μεταβολικό επίπεδο. Δίδεται πλέον άμεση προτεραιότητα σε βιοσυνθετικές οδούς του δευτερογενούς μεταβολισμού, με στόχο τη δημιουργία αντίξοων συνθηκών για τη περαιτέρω εξάπλωση του παθογόνου. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η σύνθεση φυτοαλεξινών. Ανάμεσα στους φυσικοχημικούς μηχανισμούς άμυνας του φυτού που ενεργοποιούνται κατά την είσοδο του παθογόνου είναι η τοπική συσσώρευση των φυτοαλεξινών στη θέση προσβολής. Οι φυτοαλεξίνες είναι αντιμικροβιακές ενώσεις μικρού μοριακού βάρους, οι οποίες συντίθενται και συσσωρεύοντα στα φυτά ως το αποτέλεσμα μόλυνσης ή καταπόνησης

Σύνθεση σαλικυλικού οξέος και άλλων μορίων-σημάτων συναγερμού (οξειδίου του αζώτου, γιασμονικού οξέος (στη περίπτωση των νεκροτροφικών παθογόνων), διυδροβενζοϊκού οξέος (γεντισικό οξύ, υδροξυλιωμένη μορφή του σαλικυλικού) καθώς και αιθυλενίου.

Σύνθεση σαλικυλικού οξέος και άλλων μορίων σημάτων συναγερμού.

Η αύξηση στα επίπεδα του Η2Ο2 επάγει περαιτέρω τη σύνθεση του σαλικυλικού οξέος και επομένως λειτουργεί ένας αυτοτροφοδοτούμενος βιοχημικός κύκλος που έχει ως τελικό αποτέλεσμα την οξειδωτική έκρηξη και τον κυτταρικό θάνατο.

Σε ορισμένες περιπτώσεις η αναγνώριση του παθογόνου, προκαλεί κλείσιμο των στομάτων. Τα ανοικτά στόματα αποτελούν τις κύριες πύλες εισόδου ορισμένων παθογόνων, κυρίως βακτηρίων. Ορισμένα παθογόνα παράγουν τοξίνες οι οποίες προκαλούν άνοιγμα των στομάτων, όπως η κορονατίνη και η φουσικοκκίνη που παράγεται από το μύκητα Fusicoccum amygdali.

AgroPublic | image 3

Πάνω από μια κρίσιμη θερμοκρασία (περίπου 40°C) τα φυτικά κύτταρα αρχίζουν να συνθέτουν σχετικά μεγάλες ποσότητες από heat-shock πρωτεΐνες, πρωτεΐνες θερμικού κλονισμού. Μερικές heat-shock πρωτεΐνες είναι chaperones συνοδές πρωτεΐνες,οι οποίες λειτουργούν στα αστρεσάριστα φυτά ως προσωρινή σκάλα και βοηθούν άλλες πρωτεΐνες να διπλωθούν fold στο λειτουργικό σχήμα τους.

Ορισμένοι ανταγωνιστικοί μικροοργανισμοί έχουν την ικανότητα να παράγουν και να εκκρίνουν στο περιβάλλον τους αντιβιοτικές ουσίες, οι οποίες εμποδίζουν την ανάπτυξη παθογόνων μικροοργανισμών
• Αντιβιοτικές ουσίες παράγουν συνήθως ορισμένα βακτήρια και μύκητες που ζουν στο έδαφος και λιγότερο άλλα, που ζουν στο
υπέργειο μέρος των φυτών
• Οι παραγόμενες αντιβιοτικές ουσίες μπορεί να είναι αποτελεσματικές τόσο εναντίον σαπροφυτικών (νεκροτρόφων), όσο και εναντίον υποχρεωτικών παρασίτων(βιοτρόφων )

Τα αντιβιοτικά είναι οργανικές ενώσεις μικρού μοριακού βάρους που παράγονται κυρίως από τους εδαφογενείς μικροοργανισμούς και σε μικρές συγκεντρώσεις παρεμποδίζουν την ανάπτυξη ή άλλες μεταβολικές διεργασίες άλλων μικροοργανισμών
• Αυτός ο εξειδικευμένος τρόπος ανταγωνισμού πραγματοποιείται είτε με εξειδικευμένους τοξικούς μεταβολίτες μικροβιακής προέλευσης, είτε με μυκοτοξίνες εδάφους, είτε με λυτικούς παράγοντες, είτε με ένζυμα ή άλλες τοξικές ενώσεις

Πηγές:

1.Keyes, W.J. Taylor J.V. Apkarian R.P. and Lynn D.G. 2001. Dancing toghether. Social controls in parasitic plant development. Plant Physiology 127: 1508-1512.

2.Γεωργόπουλος Σ.Γ. & Ζιώγας Β.Ν., 1992. Αρχές και μέθοδοι καταπολέμησης των ασθενειών των φυτών.
Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, 236 σελ.


3. Kolattukudi, P. E. 1980. Biopolyester membranes of plants: cutin and suberin. Science 208: 990-999.


4. Νanda AK, Andrio E, marino D, Pauly N, Dunand C. 2010. Reactive oxygen species during plant-microorganism early interactions. Journal of Interactive Plant Biology 52: 195-204.

Χωρίς σχόλια
Σχόλια σε: Το ανοσοποιητικό σύστημα των φυτών, μηχανισμοί άμυνας

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.

Πληρωμές

ΡΟΗ ΕΙΔΗΣΕΩΝ

NewsLetter

Με την εγγραφή σας αποδέχεστε το Πολιτική Απορρήτου μας.

bokoslab - agropublic

Πρόσφατα Σχόλια

Άρθρα – Απόψεις

Ειδήσεις, powered by iNews

Συνδεθείτε τώρα!

Εγγραφείτε τώρα!