Допомагаючи рослинам боротися з збудниками, вдосконалюючи їх імунну систему

Допомагаючи рослинам боротися з збудниками, вдосконалюючи їх імунну систему

Як відомо сьогодні, цивілізація не могла б еволюціонувати, ані вижити, не маючи належного продовольчого забезпечення. - Норман Борлауг

Більшість людей ніколи не чули Норман Борлаугом. На сьогоднішній день він є єдиним науковцем з питань сільського господарства, який коли-небудь отримував Нобелівську премію миру. Його робота з розробки високопродуктивних і стійких до хвороб зернових культур заощадила більше одного мільярда (так, мільярд) люди від голоду.

Хоча він вимовив ці слова майже 50 років тому, сьогодні його повідомлення не може бути більш актуальним. Ми живемо у світі, який, як очікується, перевершить дев'ять мільярдів людей приблизно до 2050 року, і в даний час деякі 800 мільйонів чоловік не мають достатньо їжі для здорового та активного життя.

Проекти Організації Об'єднаних Націй з питань продовольства та сільського господарства, які нам необхідні збільшити виробництво продуктів харчування щонайменше на 70% щоб задовольнити цей сплеск приросту населення. Це страшне завдання, ускладнене тим, що майже 20% світового врожаю втрачається через хвороби рослин. Одним з найбільш ефективних способів боротьби з цими хворобами є хімічний контроль - застосування пестицидів. Однак патогени можуть швидко виробити стійкість до пестицидів, що може вимагати дедалі більшого використання для підтримки виробництва. Також є проблеми довкілля та здоров'я пов'язані із застосуванням потенційно токсичних хімічних речовин на полях.

Попит є нагальним на безпечніші та стійкіші методи захисту рослин. Ось де ми вступаємо патологоанатоми рослин. Патолог рослин спеціалізується на здоров’ї рослин так само, як лікар спеціалізується на здоров’ї людей, і ми невтомно працюємо, щоб захистити продовольство.

Нова галузь досліджень у війні проти патогенних мікроорганізмів зосереджена на зміцненні природної імунної системи рослини. Якщо рослина може самостійно боротися з інфекцією, ми можемо зменшити кількість необхідних пестицидів. Подібно до того, як вакцинують дітей для захисту від майбутніх захворювань, патологоанатоми рослин використовують ту саму методологію для «імунізації» рослин проти патогенних мікроорганізмів з метою посилення їх імунного захисту від загарбників. Цей метод підготовки імунної системи рослин може бути безпечним та ефективним способом врятувати частину світового врожаю, втраченого в даний час від хвороб.

рослини в стресі1Спеціаліст маніоки оглядає хворий урожай на північному сході Таїланду. CIAT, CC BY-SA

Розуміння імунної системи рослин

Рослини піддаються дії природних мікроорганізмів, таких як бактерії, грибки та віруси. На відміну від людей, які здатні фізично уникати інфекцій, рослини нерухомі. Тому кожна клітина рослини повинна захищатися від нападу. Рослини мають багаторівневу імунну систему, яка допомагає їм боротися з цими мікроорганізмами. Це працює дуже схоже на імунну систему людини.

Рослини виявляють хвороботворні мікроорганізми, розпізнаючи мікробні "структури". Це унікальні характеристики типу мікроба (припустимо, бактеріальних джгутиків), який рослина визнала як “несамостійне”. Ми можемо прирівняти цю здатність до розпізнавання антигенів організмом людини, що викликає імунну відповідь. На жаль, патогени постійно еволюціонують, щоб уникнути розпізнавання, як правило, захищаючи або маскуючи ці закономірності. Ця здатність дозволяє колонізувати клітини рослини, перш ніж воно зможе забезпечити ефективну імунну відповідь.

Захист грунтується як вакцинація

Однією з наших головних цілей дослідження є використання цих моделей, щоб сформулювати основну тему імунна система рослин, створюючи посилений захист від патогенних мікробів, замість традиційних хімічних методів боротьби.


 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

Принцип “оборонне грунтування”Дуже схоже на те, як ми розробляємо вакцини для лікування захворювань людини. Вакцина діє, діючи як збудник збудника. Це обманює імунну систему на думку, що на неї нападають, що стимулює захисні реакції, такі як вироблення антитіл. Це створює захисну пам’ять, що дозволяє імунній системі запам’ятати певний збудник, якщо організм зіткнеться з ним у майбутньому. Потім він може швидко і надійно реагувати завдяки своїй пам’яті від вакцини.

Цей самий принцип ми можемо застосувати до відносин рослина-збудник. Наприклад, як тільки ми виявили характер патогенного мікроорганізму, ми працюємо над його виділенням та очищенням. Цей крок схожий на виготовлення вакцини. Потім ми можемо щепити рослину очищеним малюнком - наприклад, впорскуючи шприцом у стебло або листя. Мета полягає в стимулюванні природної імунної відповіді рослини, що призводить до швидшої та / або сильнішої захисної реакції наступного разу, коли рослина зустрінеться з цим збудником.

В основному ми гарантуємо, що рослини підготовлені до бою перед ворожими атаками. Грунтовані рослини демонструють підвищену толерантність до інфекції, яка часто характеризується меншою кількістю симптомів та зменшенням популяції патогенів у рослині. Незважаючи на те, що грунтовані рослини ще не були широко впроваджені в комерційному сільському господарстві, вчені активно проводять дослідження щодо використання оборонне грунтування як в теплиці, так і в полі установки для захисту від бактерій, вірусів та грибків.

Моє власне дослідження зосереджується насамперед на використанні оборонного грунтування для захисту від бактеріального збудника Xylella fastidiosa що впливає на багатомільярдну виноробну, столову та родзинку виноградної промисловості. Це викликає хворобу Пірса, яка коштує штату Каліфорнія понад 100 мільйонів доларів США на рік у витратах на втрату врожаю та зусиллях щодо їх лікування. В даний час не існує ліків від хвороб, спричинених цим рослинним патогеном, але наша мета - використовувати захисний грунт, щоб перемогти його.

рослини в стресі2Рослини теж хворіють! Гриб стовбурової іржі на пшениці. Юе Цзінь, Служба досліджень сільського господарства

Потенціал у комерційному сільському господарстві

На відміну від імунної системи людини, при якій захисні реакції специфічні для певного мікроба, ефекти грунтовки у рослин мають широкий спектр дії, захищаючи рослину від широкого спектру хвороб та комах-шкідників.

Ще однією основною перевагою захисного грунтування є те, що практично не знижується придатність рослин - рослини все ще ростуть і розмножуються нормально. Це найважливіша перевага в комерційному сільському господарстві, де успіх залежить від високих врожаїв.

Крім того, заготовлений стан міцний і може зберігатися ще довго після початкового стимулу. Сучасні дослідження також показали, що рослини можуть передавати цю захисну пам'ять своїм нащадкам, забезпечуючи захист від декількох поколінь без будь-яких генетичних модифікацій.

Потрібні подальші дослідження, щоб покращити наше розуміння молекулярних механізмів, що лежать в основі цього явища, але оборонна підготовка, схоже, є цінним та перспективним інструментом у майбутньому сталого сільського господарства.

про автораБесіда

rapicavoli JeannetteЖаннет Рапікаволі - кандидат наук у галузі патології рослин в Каліфорнійському університеті, Ріверсайд. Моє дослідження зосереджується на молекулярній основі взаємодії хазяїн-збудник рослинних патогенних бактерій, що мешкають у ксилемі, або водопровідної тканини судинної системи рослин. Зокрема, я працюю з бактеріальним збудником, який викликає важкі захворювання виноградної лози та цитрусових, серед інших економічно важливих рослин-господарів. В даний час моє дослідження підкреслило роль полісахаридів на поверхні клітин бактерій як елікаторів вродженої імунної системи рослин.

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Пов’язана книга:

at

Вам також може сподобатися

слідкуйте за InnerSelf далі

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeinstagram iconпінтрест значокrss значок

 Отримайте останні по електронній пошті

Щотижневий журнал Щоденне натхнення

ДОСТУПНІ МОВИ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

ВНУТРІШНІ ГОЛОСИ

група багаторасових людей, що стоять на груповому фото
Сім способів проявити повагу до своєї різноманітної команди (відео)
by Келлі Макдональд
Повага має глибоке значення, але нічого не коштує. Ось способи, які ви можете продемонструвати (і…
слон ходить перед західним сонцем
Астрологічний огляд і гороскоп: 16 - 22 травня 2022 року
by Пем Янгханс
Цей щотижневий астрологічний журнал базується на планетарних впливах і пропонує перспективи та…
фотографія Лео Бускальї з обкладинки його книги: «Жити, любити та навчатися».
Як змінити чиєсь життя за кілька секунд
by Джойс Вісселл
Моє життя кардинально змінилося, коли хтось використав цю секунду, щоб вказати на мою красу.
композиційна фотографія повного місячного затемнення
Астрологічний огляд і гороскоп: 9 - 15 травня 2022 року
by Пем Янгханс
Цей щотижневий астрологічний журнал базується на планетарних впливах і пропонує перспективи та…
05 08 розвиток милосердного мислення 2593344 завершено
Розвиток співчутливого мислення по відношенню до себе та інших
by Марі Т. Рассел, InnerSelf.com
Коли люди говорять про співчуття, вони здебільшого мають на увазі співчуття до інших...
чоловік пише листа
Писати правду і дозволяти емоціям текти
by Барбара Бергер
Записування — це хороший спосіб практикувати говорити правду.
молода пара, в захисних масках, стоячи на мосту
Міст для зцілення: дорогий коронавірус...
by Лаура Аверсано
Пандемія коронавірусу представляла течію в нашій психічній та фізичній сферах реальності, яка…
силует людини, що сидить перед такими словами, як співчутливий, уважний, прийнятий тощо.
Щоденне натхнення: 6 травня 2022 року
by Марі Т., Рассел, InnerSelf.com
Що за вчитель живе у вашій голові?
Процвітання перед глибокою нестабільністю
Процвітання перед глибокою нестабільністю
by Малкольм Стерн
Це наш виклик - знайти силу і сенс у трагедіях, страхах і сум'яттях, які ...
Самозадоволення: Односторонній квиток на загибель
Самозадоволення: Односторонній квиток на загибель
by Нір Башан
Коли творчість вмирає в межах компанії чи кар'єри, ваш кінцевий кінець незабаром кидається в камінь. Давайте…
Мені все одно, що вони говорять: думки та переконання
Час прополки: "Мені все одно, що вони говорять"
by Марі Т. Рассел
Скільки разів вас ранило те, що хтось сказав про вас? Скільки разів ти сумнівався ...

НАЙБІЖ ЧИТАТИ

05 08 розвиток милосердного мислення 2593344 завершено
Розвиток співчутливого мислення до себе та інших (відео)
by Марі Т. Рассел, InnerSelf.com
Коли люди говорять про співчуття, вони здебільшого мають на увазі співчуття до інших...
шопінг, коли бог любить тебе 4 8
Як відчуття любові Бога скорочує витрати на самовдосконалення
by Університет Дьюка
Християни, які є духовними чи релігійними, рідше купують продукти для самовдосконалення…
Браніни сіра і біла речовина 4 7
Розуміння сірої та білої речовини мозку
by Крістофер Філлі, Університет Колорадо
Людський мозок — це трикілограмовий орган, який залишається багато в чому загадкою. Але більшість людей чули…
очі пророкують здоров'я 4 9
Що ваші очі говорять про ваше здоров’я
by Барбара Пірсіонек, Університет Англії Раскін
Вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розробили додаток для смартфона, який може…
зображення босої ноги людини, що стоїть на траві
Практика заземлення та відновлення зв’язку з природою
by Йованка Сіарес
Ми всі маємо цей зв’язок з природою і з усім світом: із землею, водою, повітрям і…
05 08 розвиток милосердного мислення 2593344 завершено
Розвиток співчутливого мислення по відношенню до себе та інших
by Марі Т. Рассел, InnerSelf.com
Коли люди говорять про співчуття, вони здебільшого мають на увазі співчуття до інших...
відновлення середовища 4 14
Як рідні птахи повертаються до відновлених міських лісів Нової Зеландії
by Елізабет Елліот Ноу, Університет Лінкольна та ін
Урбанізація та знищення середовища проживання, яку вона тягне за собою, є основною загрозою для місцевих птахів…
фотографія Лео Бускальї з обкладинки його книги: «Жити, любити та навчатися».
Як змінити чиєсь життя за кілька секунд
by Джойс Вісселл
Моє життя кардинально змінилося, коли хтось використав цю секунду, щоб вказати на мою красу.

Нове ставлення - нові можливості

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Ринок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Всі права захищені.