התנגדות מושרה היא מערכת הגנה בתוך צמחים המאפשרת להם להתנגד להתקפות ממזיקים כמו פטרייתי או חיידקי פתוגנים או חרקים. מערכת ההגנה מגיבה להתקפה החיצונית בשינויים פיזיולוגיים, שנגרמו על ידי דור ה- חלבונים וכימיקלים המובילים להפעלת מערכת החיסון של הצמח.
חשוב על זה באותו אופן שבו היית מחשיב את התגובה שלך מערכת חיסונית לתקוף, למשל, מוירוס הצטננות. הגוף מגיב לנוכחותו של פולש באמצעות מספר מנגנונים שונים; עם זאת, התוצאה זהה. האזעקה נשמעה והמערכת מטילה הגנה להתקפה.
שני סוגים של התנגדות מושרה
ישנם שני סוגים עיקריים של התנגדות המושרה: התנגדות מערכתית (SAR) ו התנגדות מערכתית המושרה (ISR).
- התנגדות מערכתית נרכשת מתרחשת כאשר נוצר פצע מקומי על הצמח, וגורם לנמק. ההתנגדות מעוררת כאשר טיפול המיועד לעורר את ההתנגדות מוחל במקום בו הפתוגן פלש לצמח. הטיפול יכול להגיע בצורה של חיידק אחר, או כחומר כימי, כמו חומצה סליצילית. (עובדה מעניינת: גם חומצה סליצילית רגילה להכין אספירין!) הטיפול מעורר תגובה מערכתית בצמח, והתגובה החיסונית מסומנת. ברור שתהליך זה לוקח זמן להתרחש, תלוי בסוג הצמח, בתנאי הסביבה ובאופי ההתקף הפתוגני.
- התנגדות מערכתית שהובילה מתרחשת כאשר שורשי צמחים מושתתים על ידי צמיחת צמחים המקדמים Rhizobacteria (PGPR), חיידקי אדמה המשפיעים באופן ישיר ועקיף על גידול הצמח. כאשר ה- PGPR מרגיש שינוי בצמח, תגובה פיזיולוגית מופעלת דרך מסלול הכולל (שוב!) חומצה סליצילית. הכימיקלים ג'סמונאט ואתילן מעורבים גם ככימיקלים לאיתות. בניגוד ל- SAR, נגעים נמקיים על הצמח אינם מעורבים ב- ISR.
שני מסלולי ההתנגדות מובילים לאותה סיום סופי - הגנים שונים, המסלולים הם שונים, האותות הכימיים שונים - אך שניהם גורמים להתנגדות של צמחים להתקפה על ידי מזיקים. אמנם המסלולים אינם דומים, אך הם יכולים לעבוד באופן סינרגטי, ולכן הקהילה המדעית החליטה בראשית שנות האלפיים להתייחס ל- ISR ו- SAR כמילים נרדפות.
היסטוריה של מחקר בהתנגדות
תופעת ההתנגדות המושרה התממשה במשך שנים רבות, אך רק מאז תחילת שנות התשעים נחקרה כשיטה תקינה לניהול מחלות צמחים. המאמר הנבואי המוקדם ביותר בנושא התנגדות המושרה התפרסם בשנת 1901 על ידי ביובר. תחת הכותרת "Essais d'immunization des vegetaux contre des maladies cryptogamiques", או" בדיקת חיסון של צמחים נגד מחלות פטרייתיות ", המחקר של ביבריי כלל הוספת זן ארסי חלש של פטרייהBotrytis cinerea לגידול צמחי ביגוניה, וגילוי כי זה הקנה עמידות בפני זנים ארסיים יותר של הפטרייה. בעקבות מחקר זה עקבה צ'סטר בשנת 1933, אשר תיאר את התפיסה הכללית הראשונה של מערכות הגנה מפני צמחים בפרסומו שכותרתו "הבעיה של חסינות פיזיולוגית נרכשת".
העדויות הביוכימיות הראשונות להתנגדות המושרה, עם זאת, התגלו בשנות השישים. ג'וזף קוק, שנחשב לרבים כ"אבי "של מחקר התנגדות המושרה, הדגים לראשונה את הגירוי של מערכתית עמידות באמצעות נגזרת של חומצת אמינו פנילאלנין והשפעתה על הקניית התנגדות של תפוחים למחלות גרדת תפוחים (Venturia inaequalis).
עבודה מסחרית אחרונה של הטכנולוגיה
למרות שהנוכחות והזיהוי של מספר נתיבים וסימנים כימיים הוסברו, מדענים עדיין אינם בטוחים במנגנונים שמעורבים מינים רבים של צמחים ורבים ממחלותיהם או מזיקים. לדוגמה, מנגנוני ההתנגדות המעורבים בנגיפי צמחים עדיין אינם מובנים היטב.
ישנם מספר מעצבי התנגדות - המכונים מפעילי צמחים - בשוק. אקטיגארדTMV היה כימיקל המעורר ההתנגדות הראשון בשוק בארצות הברית. זה עשוי מהבנזותיאדיאזול הכימי (BTH) ונרשם לשימוש בגידולים רבים, כולל שום, מלונים וטבק.
מוצר אחר כולל חלבונים הנקראים נבל. נבלנים הם חלבונים המיוצרים על ידי פתוגנים מהצומח. צמחים מופעלים על ידי נוכחות של נבלנים למערכת אזהרה להפעלת תגובות התנגדות. נכון לעכשיו, חברה בשם Rx Green Solutions משווקת נבלנים כמוצר שנקרא אקסיומה.
מונחי מפתח שכדאי לדעת
- פיטואלקסינים: חלבונים אנטי-מיקרוביאליים המצטברים בתאי צמחים בעקבות זיהום מיקרוביאלי. הם אינם מופיעים ברקמות בריאות; הם נוצרים רק לאחר זיהום או פציעה.
- תגובה רגישות יתר: התגובה המהירה שמפעילה צמח בתגובה להתקף פתוגן.