Элиситоры в биологии растений представляют собой внешние или чужеродные молекулы, часто связанные с вредителями растений, болезнями или синергическими организмами. Молекулы элиситора могут прикрепляться к специальным рецепторным белкам, расположенным на мембранах растительных клеток. Эти рецепторы способны распознавать молекулярный паттерн элиситоров и запускать внутриклеточную защитную передачу сигналов через октадеканоидный путь . Этот ответ приводит к усиленному синтезу метаболитов, которые уменьшают повреждение и повышают устойчивость к вредителям, болезням или стрессу окружающей среды. Это иммунный ответ, известный как иммунитет, запускаемый паттерном, или PTI. [1] PTI эффективен против некротрофных микроорганизмов.
Примером может служить хитозан, который содержится в насекомых, грибах и панцирях ракообразных. Хитозан используется в сельском хозяйстве как естественный агент биоконтроля, для улучшения здоровья растений и повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
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 производятся в организме, в котором они вызывают реакцию, и обычно не встречаются в организме в природе.
Гормоны растений
Гормоны растений - это сигнальные молекулы, вырабатываемые в растении (т. Е. Они эндогенные). Гормоны локально регулируют клеточные процессы в клетках-мишенях и могут перемещаться в другие части растения. Примерами растительных гормонов являются ауксины, цитокины, гиббереллин, этилен, абсцизовая кислота, салициловая кислота и жасмонаты. Гормоны естественным образом встречаются в чрезвычайно низких, точно сбалансированных концентрациях.
Гормоны растений действуют как регуляторы или модуляторы роста растений. Модуляторы определяются как молекулы, которые «связываются с конкретным целевым белком, в основном с ферментом, тем самым напрямую изменяя его активность, то есть увеличивая или уменьшая». [2] Примером является салициловая кислота, которая является модулятором активности изоферментов каталазы, и жасмонат, который модулирует активность фенилаланин-аммиаклиазы. [3]
Эффекторы
Эффекторы - это белки, секретируемые микробными патогенами, которые могут запускать или снижать иммунитет в зависимости от способности восприятия (наличие подходящего рецептора) и реакции (соответствующей защитной реакции) растения. Эффектор может быть внеклеточным или вводиться непосредственно в клетки.
Микроорганизмы способны вводить эффекторы непосредственно в клетки-хозяева, чтобы обойти индуцированную защиту растений. Это ставит под угрозу защитную систему растения-хозяина и называется восприимчивостью, управляемой эффектором (ETS). Оставшийся иммунитет называется базовой защитой [4], которая может ограничивать распространение вирулентных патогенов в организме хозяина, но обычно недостаточна для предотвращения болезни. [1]
В ответ на эту угрозу у растений развились рецепторы белков распознавания эффекторов, которые распознают или контролируют эффекторы и инициируют иммунитет, запускаемый эффектором (ETI). [5] ETI - это сильный иммунный ответ, который эффективно защищает растения от авирулентных биотрофных патогенов и часто связан с гиперчувствительной реакцией (HR), формой запрограммированной гибели растительных клеток в местах инфицирования. [1]
Защита урожая и коммерциализация элиситоров
Elicitors может защитить урожай от болезней, стресса и повреждений. Элиситоры не обязательно должны быть непосредственно токсичными для патогенных организмов или вредителей, чтобы приносить пользу. Следовательно, они являются альтернативой обычным пестицидам, которые часто вредны для окружающей среды, фермеров и потребителей [1] и для которых потребители все чаще ищут более безопасные альтернативы.
Рекомендации
- ^ a b c d Бектас, Ясемин; Евльгем, Томас (2015). «Синтетические элиситоры защиты растений» . Границы науки о растениях . 5 : 804. DOI : 10.3389 / fpls.2014.00804 . PMC 4306307 . PMID 25674095 .
- ^ Массимо Э. Маффеи, Ген-Ичиро Аримура и Аксель Митхёфер (2012). «Природные элиситоры, эффекторы и модуляторы ответов растений». Nat. Prod. Rep . 29 (11): 1288–1303. DOI : 10.1039 / C2NP20053H . PMID 22918379 .
- ^ Gayatridevi, S .; Джаялакшми, СК; Шрирамулу, К. (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» . Природа . 444 (7117): 323–329. Bibcode : 2006Natur.444..323J . DOI : 10,1038 / природа05286 . ISSN 0028-0836 . PMID 17108957 .
- ^ Мандади, Кранти К .; Шольтхоф, Карен-Бет Г. (01.05.2013). "Иммунные реакции растений против вирусов: как вирус вызывает заболевание?" . Растительная клетка . 25 (5): 1489–1505. DOI : 10.1105 / tpc.113.111658 . ISSN 1040-4651 . PMC 3694688 . PMID 23709626 .