المقاومة المكتسبة الجهازية

📅 آخر تحديث: ١٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

المقاومة المكتسبة الجهازية ( SAR ) هي استجابة مقاومة شاملة للنبات تحدث بعد تعرض موضعي سابق لمسبب مرض . [ 1 ] تشبه المقاومة المكتسبة الجهاز المناعي الفطري الموجود في الحيوانات، وعلى الرغم من وجود العديد من الجوانب المشتركة بين النظامين، يُعتقد أنها ناتجة عن التطور التقاربي . [ 2 ] تعتمد استجابة المقاومة المكتسبة الجهازية على هرمون النبات، حمض الساليسيليك .

اكتشاف

على الرغم من أنه من المعروف منذ ثلاثينيات القرن العشرين على الأقل أن النباتات تمتلك نوعًا من المناعة المكتسبة ضد مسببات الأمراض، إلا أن الدراسة الحديثة للمقاومة المكتسبة الجهازية بدأت في ثمانينيات القرن العشرين عندما سمح اختراع أدوات جديدة للعلماء بدراسة الآليات الجزيئية للمقاومة المكتسبة الجهازية. [ 3 ] تم تحديد عدد من "الجينات الدالة" في ثمانينيات وتسعينيات القرن العشرين، والتي يتم تحفيزها بقوة كجزء من استجابة المقاومة المكتسبة الجهازية. تنتمي هذه البروتينات المرتبطة بالإمراض (PR) إلى عدد من عائلات البروتينات المختلفة. وعلى الرغم من وجود تداخل كبير بينها، فإن نطاق بروتينات PR المُعبر عنها في نوع نباتي معين يختلف. [ 3 ] لوحظ في أوائل تسعينيات القرن العشرين أن مستويات حمض الساليسيليك (SA) ارتفعت بشكل كبير في التبغ والخيار عند الإصابة. [ 3 ] وقد تكرر هذا النمط في العديد من الأنواع الأخرى منذ ذلك الحين. أظهرت دراسات أخرى أن المقاومة الجهازية المكتسبة (SAR) يمكن تحفيزها أيضًا عن طريق تطبيق حمض الساليسيليك الخارجي، وأن نباتات الأرابيدوبسيس المعدلة وراثيًا التي تعبر عن جين هيدروكسيلاز الساليسيلات البكتيري غير قادرة على تراكم حمض الساليسيليك أو إظهار استجابة دفاعية مناسبة لمجموعة متنوعة من مسببات الأمراض. [ 3 ]

تم تحديد أول مستقبلات نباتية للبصمات الميكروبية المحفوظة في الأرز (XA21، 1995) [ 4 ] وفي نبات الرشاد (FLS2، 2000). [ 5 ]

الآلية

تمتلك النباتات آليات مناعية متعددة للتعامل مع العدوى والإجهاد. فعندما تُصاب بمسببات الأمراض، يتعرف جهاز المناعة على الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs) عبر مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs). وهذا يحفز استجابة مناعية مُحفزة بالأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PTI). تحمل بعض مسببات الأمراض عوامل فعالة تُثبط استجابة PTI في النبات وتُحفز قابلية الإصابة المُحفزة بالعوامل الفعالة (ETS). واستجابةً لذلك، تُطور النباتات جينات مقاومة (R) تُشفّر بروتينات قادرة على التعرف على عوامل مسببات الأمراض المُطورة حديثًا، مما ينتج عنه ما يُسمى بالمناعة المُحفزة بالعوامل الفعالة (ETI). غالبًا ما تُؤدي ETI إلى شكل من أشكال الموت الخلوي المُبرمج (PCD)، يُسمى الاستجابة المفرطة الحساسية (HR). بعد ذلك، يُمكن لمسببات الأمراض أن تتطور وتُطور عوامل فعالة جديدة للتغلب على ETI، والتي يُمكن للنباتات أن تستجيب لها بتطوير جينات مقاومة جديدة قادرة على التعرف على عامل مسبب المرض، وبالتالي توفير استجابة ETI جديدة. عندما يتم تنشيط PTI وETI في أنسجة النبات المصابة موضعيًا، تحدث سلسلة من الإشارات التي تُحفز استجابة مناعية في جميع أنحاء النبات. تُسمى هذه الاستجابة المناعية الشاملة للنبات بالمقاومة المكتسبة الجهازية (SAR). وتتميز هذه المقاومة بتراكم نواتج أيضية نباتية وإعادة برمجة جينية موضعية وجهازية (في الأنسجة المحيطة غير المصابة). يُعد حمض الساليسيليك (SA) وحمض N-هيدروكسي بيبكوليك (NHP) من النواتج الأيضية التي ثبت تراكمها خلال المقاومة المكتسبة الجهازية. وقد تبين أن النباتات التي تُنتج كميات قليلة أو معدومة من حمض الساليسيليك والبيبكوليك (وهو مُركب أولي لحمض NHP) تُظهر استجابة ضعيفة أو معدومة للمقاومة المكتسبة الجهازية بعد الإصابة.

الاستجابة الجهازية بعد الإصابة بالعدوى المسببة للأمراض.

الاستخدام في مكافحة الأمراض

أظهرت بعض الأنواع العديدة من البكتيريا والفطريات، والجزيئات المشتقة من مسببات الأمراض، ومكونات جدار الخلية ، والببتيدات، أو المستخلصات النباتية، والتي تم تسويقها كعوامل بيولوجية أو طبيعية لمكافحة أمراض المحاصيل، أنها تعمل عن طريق تحفيز المقاومة الجهازية المكتسبة (SAR). [ 6 ] تم تسويق أربعة مواد كيميائية اصطناعية تعمل عن طريق تحفيز المقاومة الجهازية المكتسبة، وهي: أسيبنزولار- إس -ميثيل ، وبروبينازول، وتيادينيلين، وإيزوتيانيل. هذه المركبات هي مركبات أولية، تتحول داخل النبات إلى المركب النشط. وهي فعالة في العديد من النباتات، ولكنها تُستخدم بشكل رئيسي في الأرز لمكافحة لفحة الأرز، إلا أنها لا تحظى بحصة سوقية كبيرة في سوق مكافحة الفطريات. [ 6 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ دورانت، دبليو إي؛ دونغ، إكس. (2004). "المقاومة المكتسبة الجهازية" . المراجعة السنوية لعلم أمراض النبات . 42 : 185-209 . doi : 10.1146/annurev.phyto.42.040803.140421 . ISSN 0066-4286 . PMID 15283665 .  
  2. ↑ أوسوبيل، فريدريك م. (أكتوبر 2005). "هل مسارات الإشارات المناعية الفطرية محفوظة في النباتات والحيوانات؟". علم المناعة الطبيعي . 6 (10): 973-979 . doi : 10.1038 / ni1253 . PMID 16177805. S2CID 7451505 .  
  3. 1 2 3 4 ريالس، جيه إيه؛ نوينشفاندر، يو إتش؛ ويلتس، إم جي؛ مولينا، إيه؛ شتاينر، إتش واي؛ هانت، إم دي (1 أكتوبر 1996). "المقاومة المكتسبة الجهازية" . خلية النبات . 8 (10): 1809-1819 . doi : 10.1105 / tpc.8.10.1809 . PMC 161316. PMID 12239363 .  
  4. ↑ سونغ، وين-يوان؛ وانغ، غو-ليانغ؛ تشين، لي-لي؛ كيم، هان-سوك؛ بي، لي-يا؛ هولستن، توم؛ غاردنر، جيه؛ وانغ، بي؛ تشاي، وين-شيو؛ تشو، لي-هوانغ؛ فوكيه، كلود؛ رونالد، باميلا (15 ديسمبر 1995). "بروتين شبيه بكيناز المستقبلات مُشفَّر بواسطة جين مقاومة أمراض الأرز، Xa21". مجلة ساينس . 270 (5243): 1804-1806 . Bibcode : 1995Sci...270.1804S . doi : 10.1126/science.270.5243.1804 . PMID 8525370. S2CID 10548988 .  
  5. ^ جوميز جوميز، لورد؛ بولر ، توماس (يونيو 2000). "FLS2" . الخلية الجزيئية . 5 (6): 1003–1011 . دوى : 10.1016/S1097-2765(00)80265-8 . بميد 10911994 . 
  6. 1 2 توكوين، فاليري؛ براون، كريستوف أ؛ سيرفن، كاثرين. أسمان، لوتز. ساوادا ، هاروكو (2019). “الفصل 26. محفزات الدفاع المضيفة”. في بيتر، Jeschke؛ ويتشيل، ماتياس. كريمر، فولفجانج؛ شيرمر، أولريش (محرران). مركبات حماية المحاصيل الحديثة ( الطبعة الثالثة). وايلي (تم النشر في 25 يناير 2019). الصفحات من 959 إلى 978. دوى : 10.1002/9783527699261.ch26 . رقم ISBN   9783527699261.

للمزيد من القراءة

  • ميلر جي، شلاوخ ك، تام ر، كورتيس د، توريس إم إيه، شولاييف ف، دانغل جيه إل، ميتلر ر (أغسطس 2009). "إنزيم أوكسيداز NADPH النباتي RBOHD يُسهّل الإشارات الجهازية السريعة استجابةً لمحفزات متنوعة". ساينس سيغنالينغ . 2 (84): ra45. doi : 10.1126/scisignal.2000448 . PMID 19690331. S2CID 7717692 .  
  • ريالس، جيه. إيه.، نوينشفاندر، يو. إتش.، ويلتس، إم. جي.، مولينا، إيه.، شتاينر، إتش. واي.، هانت، إم. دي. (أكتوبر 1996). " المقاومة المكتسبة الجهازية" . خلية النبات . 8 (10): 1809-1819 . doi : 10.1105/tpc.8.10.1809 . PMC 161316. PMID 12239363 .