مساعدة النباتات على مكافحة مسببات الأمراض من خلال تعزيز نظم المناعة لديهم

مساعدة النباتات على مكافحة مسببات الأمراض من خلال تعزيز نظم المناعة لديهم

الحضارة كما هو معروف اليوم لا يمكن أن يتطور، ولا يمكن ان تبقى، دون وجود إمدادات الغذاء الكافي. - نورمان بورلوغ

معظم الناس لم يسمعوا من قبل نورمان بورلوغ. وهو ، حتى الآن ، العالم الزراعي الوحيد الذي فاز بجائزة نوبل للسلام. عمله في تطوير محاصيل الحبوب عالية الغلة ومقاومة للأمراض أنقذ أكثر من مليار من المحاصيل (نعم ، مليارالناس من الجوع.

على الرغم من أنه تلفظ بهذه الكلمات قبل 50 تقريبًا ، إلا أن رسالته لم تكن أكثر ملاءمةً اليوم. نحن نعيش في عالم من المتوقع أن يتجاوز تسعة مليارات نسمة بحلول حول 2050، وحاليا ، بعض 800 مليون شخص ليس لديهم ما يكفي من الطعام ليعيشوا حياة صحية ونشطة.

مشاريع منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة أننا بحاجة إلى زيادة إنتاج الطعام بنسبة لا تقل عن 70٪ لاستيعاب هذه الزيادة في النمو السكاني. هذه مهمة شاقة ، جعلت أكثر صعوبة من حقيقة أن تقريبا يتم فقدان 20٪ من المحصول العالمي لأمراض النبات. واحدة من أكثر الطرق فعالية لمكافحة هذه الأمراض هي من خلال السيطرة الكيميائية - تطبيق المبيدات. ومع ذلك ، يمكن لمسببات الأمراض تطوير المقاومة لمبيدات الآفات بسرعة ، والتي يمكن أن تتطلب استخدام أعلى من أي وقت مضى للحفاظ على الإنتاج. هناك أيضا مخاوف بيئية وصحية المرتبطة بتطبيقات المواد الكيميائية السامة المحتملة في الحقول.

الطلب ملحة لطرق أكثر أمانا وأكثر استدامة للحماية المحاصيل. هذا ما نحن فيه، وعلم الأمراض النباتية، في خطوة. وقال الطبيب الشرعي مصنع متخصص في الصحة النباتية في نفس الطريق وهو طبيب متخصص في صحة الإنسان، ونحن نعمل بلا كلل من أجل حماية لدينا امدادات الغذاء.

يركز مجال بحثي جديد في الحرب ضد مسببات الأمراض على تعزيز نظام المناعة الطبيعي في النبات. إذا استطاع النبات مكافحة العدوى من تلقاء نفسه ، يمكننا تقليل كمية المبيدات اللازمة. وعلى غرار الطريقة التي يتم بها تطعيم الأطفال للحماية من الأمراض المستقبلية ، يستخدم علماء الأمراض النباتية نفس المنهجية في "تحصين" النباتات ضد مسببات الأمراض ، وذلك بهدف تعزيز دفاعاتهم المناعية ضد الغزاة. قد تكون هذه الطريقة في ترسيخ جهاز المناعة في النباتات طريقة آمنة وفعالة لإنقاذ بعض الحصاد العالمي المفقود حالياً من الأمراض.

النباتات تحت stress1أخصائي الكسافا يتفقد محصولا مريضا في شمال شرق تايلاند. CIAT، CC BY-SA


الحصول على أحدث من InnerSelf


فهم نظام المناعة النباتية

تتعرض النباتات بشكل طبيعي لمجموعة متنوعة من الميكروبات المسببة للأمراض ، مثل البكتيريا والفطريات والفيروسات. على النقيض من البشر ، الذين لديهم القدرة على التهرب البدني من العدوى ، تكون النباتات غير متحركة. لذلك ، كل خلية في المصنع يجب أن تدافع عن نفسها ضد الهجوم. تحتوي النباتات على نظام مناعي متعدد المستويات يساعدها على محاربة هذه الكائنات الدقيقة. وهو يعمل بطريقة مشابهة جدا لنظام المناعة البشري.

تكتشف النباتات مسببات الأمراض من خلال التعرف على "الأنماط الجراثيم". هذه خصائص فريدة لنوع الميكروب (علم البكتريا flagella) الذي تطوره النبات ليعترف بأنه "غير ذاتي". يمكننا مساواة هذه القدرة مع التعرف على المستضدات من قبل جسم الإنسان ، الذي يستثير استجابة مناعية. لسوء الحظ ، تتطور العوامل الممرضة باستمرار للتهرب من الاعتراف ، عادة عن طريق حماية أو تمويه هذه الأنماط. هذه القدرة تسمح لهم باستعمار خلايا النبات قبل أن يتمكنوا من الحصول على استجابة مناعية فعالة.

التشبيه الدفاعي هو مثل التطعيم

أحد أهدافنا البحثية الرئيسية هو تسخير هذه الأنماط لتوجيه نظام مناعة النبات، وخلق وتعزيز الحماية ضد الميكروبات المسببة للأمراض، وذلك بدلا من الطرق التقليدية المكافحة الكيميائية.

مبدأ "الدفعة الدفاعية"تشبه إلى حد بعيد كيفية تطوير لقاحات لعلاج الأمراض البشرية. يعمل اللقاح من خلال العمل كمنتحل للمرض. إنه يخدع جهاز المناعة ليعتقد أنه يتعرض للهجوم ، مما يحفز ردود الدفاع ، مثل إنتاج الأجسام المضادة. وهذا يخلق ذاكرة دفاعية ، مما يسمح لنظام المناعة بتذكر مسبِّب معين إذا واجهه الجسم في المستقبل. يمكن أن تستجيب بسرعة وبقوة ، وذلك بفضل ذاكرتها المميزة من اللقاح.

يمكننا تطبيق هذا المبدأ نفسه على علاقة النبات الممرض. على سبيل المثال ، بمجرد تحديد نمط اهتمام الممرض ، نعمل على عزله وتنقيته. هذه الخطوة هي مثل تصنيع اللقاح. يمكننا بعد ذلك تلقيح النبات بالنمط المطهر - على سبيل المثال ، عن طريق حقنه في الجذع أو الأوراق مع حقنة. الهدف هو تحفيز الاستجابة المناعية الطبيعية للنبات ، مما يؤدي إلى استجابة دفاعية أسرع و / أو أقوى في المرة القادمة التي يواجه فيها النبات تلك العوامل الممرضة.

نحن نضمن بشكل أساسي أن تكون النباتات جاهزة للمعركة قبل هجمات العدو. النباتات برياميد عرض تعزيز التسامح للإصابة، والتي غالبا ما تتميز أقل الأعراض وتقليل السكان الممرض داخل المصنع. على الرغم من أن لم يتم بعد تنفيذ محطات معدة على أساس نطاق واسع في الزراعة التجارية، والعلماء يجرون بنشاط الأبحاث على استخدام الدفعة الدفاعية في كل من البيوت البلاستيكية والميدان إعدادات الحماية ضد البكتيريا والفيروسات والفطريات.

يركز بحثي في ​​المقام الأول على استخدام فتيلة الدفاع للحماية من مسببات الأمراض البكتيرية المسماة Xylella fastidiosa التي تؤثر على صناعات العنب والنبيذ وزبيب العنب بمليارات الدولارات. يسبب مرض بيرس ، الذي يكلف ولاية كاليفورنيا أكثر من دولار أمريكي 100 مليون سنويًا في تكاليف خسارة المحاصيل والجهود المبذولة لعلاجها. لا يوجد حاليا علاج للأمراض التي تسببها هذه الممرضة النباتية ، ولكن هدفنا هو الاستفادة من فتيلة الدفاع لقهرها.

النباتات تحت stress2النباتات تمرض أيضا! فطر صدأ الساق على القمح. يوى جين ، خدمة البحوث الزراعية

المحتملة في الزراعة التجارية

وعلى النقيض من نظام المناعة البشري ، حيث تكون الاستجابات الدفاعية خاصة بجرثومة معينة ، تكون تأثيرات التحضير في النباتات ذات نطاق واسع ، مما يحمي النبات من مجموعة واسعة من الأمراض والآفات الحشرية.

من المزايا الرئيسية الأخرى للدفاع عن الفيروس هو أن هناك القليل أو لا يوجد أي انخفاض في اللياقة البدنية في النبات - النباتات لا تزال تنمو وتتكاثر بشكل طبيعي. هذه ميزة هامة في الزراعة التجارية ، حيث يتوقف النجاح على عوائد عالية.

علاوة على ذلك ، فإن حالة الاستطالة دائمة ويمكن الحفاظ عليها لفترة طويلة بعد التحفيز الأولي. وقد أظهرت الأبحاث الحالية أيضا أن النباتات يمكن أن تمر على هذه الذاكرة الدفاعية إلى ذريتها ، وتوفير حماية متعددة الأجيال دون أي تعديل وراثي.

هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لتحسين فهمنا للآليات الجزيئية الكامنة وراء هذه الظاهرة ، ولكن من المرجح أن تكون عملية الدفاع الوقائي أداة قيمة وواعدة في مستقبل الزراعة المستدامة.

نبذة عن الكاتبالمحادثة

rapicavoli jeannetteجانيت Rapicavoli هو دكتوراه المرشح لأمراض النبات في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد. يركز بحثي حول الأساس الجزيئي للتفاعلات المضيف الممرض من النباتات البكتيريا المسببة للأمراض المقيمين في الخشب، أو الأنسجة التي تضطلع المياه من نظام مصنع الأوعية الدموية. على وجه التحديد، أنا أعمل مع العوامل المسببة للأمراض البكتيرية التي تسبب الأمراض الحادة في الكرمة والحمضيات، بين المضيفين محطة المهم اقتصاديا الآخرين. حاليا، وقد أبرزت بحثي دور السكريات سطح الخلية البكتيرية كما elicitors للمصنع نظام المناعة الفطري.

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتاب ذات الصلة:

{amazonWS: searchindex = كتب، كلمات = 0226265544. maxresults = 1}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة