Elicitor - Elicitor

Elicitors в биологии растений - это 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 молекулярную структуру элиситоров и запускать внутриклеточную защитную сигнализацию 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 является 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.

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 реакцию, и обычно не встречаются в организме в природе.

Гормоны растений

Гормоны растений 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, т.е. увеличивая или уменьшая».[2] Примером является салициловая кислота, которая является модулятором активности изоферментов каталазы, и жасмонат, который модулирует активность фенилаланин-аммиаклиазы.[3]

Эффекторы

Эффекторы представляют собой 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] которые могут ограничивать распространение вирулентных патогенов среди их хозяев, но обычно этого недостаточно для предотвращения заболевания.[1]

В ответ на эту угрозу у растений развились рецепторы белков распознавания эффекторов, которые распознают или контролируют эффекторы и запускают 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 заражения.[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. Таким образом, 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

  1. ^ а б c d Бектас, Ясемин; Евльгем, Томас (2015). «Синтетические элиситоры защиты растений». Границы растениеводства. 5: 804. Дои:10.3389 / fpls.2014.00804. ЧВК  4306307. PMID  25674095.
  2. ^ Массимо Э. Маффеи, Ген-Ичиро Аримура и Аксель Митхёфер (2012). «Природные элиситоры, эффекторы и модуляторы ответов растений». Nat. Prod. Представитель. 29 (11): 1288–1303. Дои:10.1039 / C2NP20053H. PMID  22918379.
  3. ^ Gayatridevi, S .; Джаялакшми, С.К .; 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. Дои:10.1016 / j.plaphy.2011.12.005. PMID  22245913.
  4. ^ Джонс, Джонатан Д. Г.; Дангл, Джеффри Л. (16 ноября 2006 г.). «Иммунная система растений». Природа. 444 (7117): 323–329. Bibcode:2006Натура.444..323J. Дои:10.1038 / природа05286. ISSN  0028-0836. PMID  17108957.
  5. ^ Mandadi, Kranthi K .; Шольтхоф, Карен-Бет Г. (01.05.2013). "Иммунные реакции растений против вирусов: как вирус вызывает заболевание?". Растительная клетка. 25 (5): 1489–1505. Дои:10.1105 / tpc.113.111658. ISSN  1040-4651. ЧВК  3694688. PMID  23709626.