Induzierte Resistenz in Pflanzen

Induzierte Resistenz ist ein Abwehrsystem innerhalb von Pflanzen, das es ihnen ermöglicht, Angriffen von Schädlingen wie Pilzen oder Bakterien zu widerstehen Krankheitserreger oder Insekten. Das Abwehrsystem reagiert auf den äußeren Angriff mit physiologischen Veränderungen, die durch die Erzeugung von ausgelöst werden Proteine und Chemikalien, die zur Aktivierung des Immunsystems der Pflanze führen.

Denken Sie darüber genauso nach, wie Sie Ihre eigene Reaktion betrachten würden Immunsystem zum Beispiel von einem Erkältungsvirus aus anzugreifen. Der Körper reagiert auf die Anwesenheit eines Eindringlings durch verschiedene Mechanismen; Das Ergebnis ist jedoch dasselbe. Der Alarm wurde ausgelöst und das System verteidigt den Angriff.

Es gibt zwei Haupttypen von induziertem Widerstand: systemisch erworbene Resistenz (SAR) und induzierter systemischer Widerstand (ISR).

• Systemisch erworbener Widerstand tritt auf, wenn eine lokalisierte Wunde an der Pflanze entsteht, die eine Nekrose verursacht. Die Resistenz wird stimuliert, wenn eine Behandlung zur Induktion der Resistenz an der Stelle angewendet wird, an der der Erreger in die Pflanze eingedrungen ist. Die Behandlung kann in Form einer anderen Mikrobe oder als Chemikalie wie Salicylsäure erfolgen. (Eine interessante Tatsache: Salicylsäure ist auch daran gewöhnt
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  Aspirin machen!) Die Behandlung löst eine systemische Reaktion in der Pflanze aus und die Immunantwort wird signalisiert. Offensichtlich dauert dieser Prozess einige Zeit, abhängig von der Pflanzenart, den Umweltbedingungen und der Art des pathogenen Angriffs.
• Induzierter systemischer Widerstand tritt auf, wenn Pflanzenwurzeln von Rhizobakterien (PGPR) besiedelt werden, die das Pflanzenwachstum direkt und indirekt beeinflussen. Wenn die PGPR eine Veränderung in der Pflanze wahrnimmt, wird eine physiologische Reaktion über einen Weg ausgelöst, an dem (wieder!) Salicylsäure beteiligt ist. Die Chemikalien Jasmonat und Ethylen sind auch als Signalchemikalien beteiligt. Im Gegensatz zu SAR sind nekrotische Läsionen an der Pflanze nicht an der ISR beteiligt.

Beide Resistenzpfade führen zum gleichen endgültigen Ende - die Gene sind unterschiedlich, die Pfade sind es unterschiedlich, die chemischen Signale sind unterschiedlich - aber beide induzieren die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen Angriffe Schädlinge. Obwohl die Wege nicht gleich sind, können sie synergetisch wirken, und daher hat die wissenschaftliche Gemeinschaft Anfang der 2000er Jahre beschlossen, ISR und SAR als Synonyme zu betrachten.

Das Phänomen der induzierten Resistenz ist seit vielen Jahren bekannt, wurde jedoch erst seit etwa Anfang der neunziger Jahre als gültige Methode zur Behandlung von Pflanzenkrankheiten untersucht. Das prophetischste frühe Papier über induzierten Widerstand wurde 1901 von Beauverie veröffentlicht. Betitelt "Essais d'immunization des vegetaux contre des maladies cryptogamiques"oder" Testen der Immunisierung von Pflanzen gegen Pilzkrankheiten "umfasste Beauveries Forschung das Hinzufügen eines schwach virulenten Stammes der PilzBotrytis cinerea zu Begonienpflanzen und zu entdecken, dass dies Resistenz gegen virulentere Pilzstämme verlieh. Diese Forschung wurde 1933 von Chester weiterverfolgt, der in seiner Veröffentlichung mit dem Titel "Das Problem der erworbenen physiologischen Immunität" das erste allgemeine Konzept von Pflanzenschutzsystemen skizzierte.

Der erste biochemische Beweis für induzierte Resistenz wurde jedoch in den 1960er Jahren entdeckt. Joseph Kuc, weithin als "Vater" der induzierten Resistenzforschung angesehen, demonstrierte zum ersten Mal die Induktion systemischer Resistenz unter Verwendung des Aminosäurederivats Phenylalanin und seine Wirkung auf die Resistenz von Äpfeln gegen Apfelschorf (Venturia inaequalis).

Obwohl das Vorhandensein und die Identifizierung mehrerer Wege und chemischer Signale aufgeklärt wurden, Wissenschaftler sind sich immer noch nicht sicher, welche Mechanismen für viele Pflanzenarten und viele ihrer Krankheiten gelten Schädlinge. Beispielsweise sind die Resistenzmechanismen für Pflanzenviren noch nicht gut verstanden.

Es gibt verschiedene Widerstandsinduktoren - sogenannte Pflanzenaktivatoren - auf dem Markt. Actigard^TMV war die erste Chemikalie für Widerstandsinduktoren auf dem Markt in den USA. Es wird aus der Chemikalie Benzothiadiazol (BTH) hergestellt und für die Verwendung in vielen Kulturen, einschließlich Knoblauch, Melonen und Tabak, registriert.

Ein weiteres Produkt sind Proteine, die Harpine genannt werden. Harpinen sind Proteine, die von Pflanzenpathogenen produziert werden. Pflanzen werden durch das Vorhandensein von Harpinen in einem Warnsystem ausgelöst, um Widerstandsreaktionen zu aktivieren. Derzeit vermarktet ein Unternehmen namens Rx Green Solutions Harpins als Produkt namens Axiom.

• Phytoalexine: antimikrobielle Proteine, die sich nach einer mikrobiellen Infektion in Pflanzenzellen ansammeln. Sie kommen nicht in gesunden Geweben vor; Sie entstehen erst nach Infektion oder Verletzung.
• Überempfindliche Reaktion: die schnelle Reaktion, die eine Pflanze als Reaktion auf einen Krankheitserregerangriff auslöst.