Элиситор
В биологии растений элиситоры — это внешние или чужеродные молекулы, часто связанные с вредителями растений, болезнями или синергетическими организмами. Молекулы элиситора могут прикрепляться к специальным рецепторным белкам, расположенным на мембранах растительных клеток. Эти рецепторы способны распознавать молекулярную структуру элиситоров и запускать внутриклеточную защитную сигнализацию через октадеканоидный путь . Этот ответ приводит к усиленному синтезу метаболитов, которые уменьшают повреждения и повышают устойчивость к вредителям, болезням или стрессу окружающей среды. Это иммунный ответ, называемый иммунитетом, запускаемым паттерном (PTI). [1]
PTI эффективен против некротрофных микроорганизмов. [ необходима цитата ]
Примером может служить хитозан, который содержится в насекомых, грибах и панцирях ракообразных. Хитозан используется в сельском хозяйстве как натуральный агент биологического контроля, для улучшения здоровья растений и повышения урожайности. [ необходима цитата ]
Эффекторы и гормоны
Эффекторы и гормоны — это другие сигнальные молекулы, которые часто путают с элиситорами. Элиситоры и эффекторы отличаются от гормонов тем, что они не вырабатываются в организме, в котором они вызывают ответ, и обычно не встречаются в организме естественным образом.
Растительные гормоны
Гормоны растений — это сигнальные молекулы, которые вырабатываются внутри растения (т. е. они эндогенны). Гормоны регулируют клеточные процессы в целевых клетках локально и могут перемещаться в другие части растения. Примерами гормонов растений являются ауксины, цитокины, гиббереллин, этилен, абсцизовая кислота, салициловая кислота и жасмонаты. Гормоны в природе встречаются в крайне низких, тонко сбалансированных концентрациях.
Растительные гормоны действуют как регуляторы или модуляторы роста растений. Модуляторы определяются как молекулы, которые «связываются с определенным целевым белком, в основном с ферментом, тем самым напрямую изменяя его активность, т. е. увеличивая или уменьшая». [2] Примером является салициловая кислота, которая является модулятором активности изоферментов каталазы, и жасмонат, который модулирует активность фенилаланинаммиачной лиазы. [3]
Эффекторы
Эффекторы — это белки, секретируемые микробными патогенами, которые могут либо активировать, либо ослаблять иммунитет в зависимости от способности восприятия (наличия подходящего рецептора) и ответа (соответствующей защитной реакции) растения. Эффектор может быть внеклеточным или вводиться непосредственно в клетки.
Микроорганизмы способны вводить эффекторы непосредственно в клетки хозяина, чтобы обойти индуцированную защиту растений. Это ставит под угрозу защитную систему растения-хозяина и называется восприимчивостью, вызванной эффекторами (ETS). Оставшийся иммунитет называется базальной защитой [4] , которая может ограничить распространение вирулентных патогенов в их хозяевах, но обычно недостаточна для предотвращения заболеваний. [1]
В ответ на эту угрозу растения выработали рецепторы белков распознавания эффекторов для распознавания или мониторинга эффекторов и запуска иммунитета, запускаемого эффекторами (ETI). [5] ETI — это сильный иммунный ответ, который эффективно защищает растения от авирулентных биотрофных патогенов и часто связан с реакцией гиперчувствительности (HR), формой запрограммированной гибели растительных клеток в местах заражения. [1]
Защита растений и коммерциализация элиситоров
Элиситоры могут защищать урожай от болезней, стресса и повреждений. Элиситорам не обязательно быть напрямую токсичными для патогенных организмов или вредителей, чтобы приносить пользу. Поэтому они являются альтернативой обычным пестицидам, которые часто вредны для окружающей среды, фермеров и потребителей [1] и которым потребители все чаще ищут более безопасные альтернативы.
Ссылки
- ^ abcd Бектас, Ясемин; Эулгем, Томас (2015 ) . "Синтетические элиситоры защиты растений". Frontiers in Plant Science . 5 : 804. doi : 10.3389/fpls.2014.00804 . PMC 4306307. PMID 25674095.
- ^ Массимо Э. Маффей, Ген-Ичиро Аримура и Аксель Митхёфер (2012). «Естественные элиситоры, эффекторы и модуляторы реакций растений». Nat. Prod. Rep . 29 (11): 1288– 1303. doi :10.1039/C2NP20053H. PMID 22918379.
- ^ Gayatridevi, S.; Jayalakshmi, SK; Sreeramulu, K. (март 2012 г.). «Салициловая кислота является модулятором изоферментов каталазы в растениях нута, инфицированных Fusarium oxysporum f. sp. ciceri». Физиология и биохимия растений . 52 : 154– 161. doi : 10.1016/j.plaphy.2011.12.005. PMID 22245913.
- ^ Джонс, Джонатан Д.Г.; Дангл, Джеффри Л. (16 ноября 2006 г.). «Иммунная система растений». Nature . 444 (7117): 323– 329. Bibcode :2006Natur.444..323J. doi : 10.1038/nature05286 . ISSN 0028-0836. PMID 17108957.
- ^ Мандади, Кранти К.; Шолтхоф, Карен-Бет Г. (2013-05-01). «Иммунные ответы растений против вирусов: как вирус вызывает заболевание?». The Plant Cell . 25 (5): 1489– 1505. doi :10.1105/tpc.113.111658. ISSN 1040-4651. PMC 3694688. PMID 23709626 .
