1:05 ص
كتب الزراعة -
وقاية النبات
كتاب : سلسلة أمراض النبات : علم أمراض النبات و الأسس الجزيئية للإصابة و المقاومة
تاليف : دكتور فياض محمد شريف
عدد صفحات الكتاب : 668 صفحة
النمو المطرد للسكان في جميع أنحاء العالم يستلزم زيادة كبيرة في إنتاجية المحاصيل. تحسين المرض المقاومة في المحاصيل لديها إمكانات كبيرة لزيادة الإنتاجية من خلال
منع الخسائر الفادحة التي تسببها الفطريات المسببة للأمراض والبكتيريا ، الديدان الخيطية والفيروسات. في الواقع ، المتوسط المقدر تتراوح خسائر الغلة العالمية بسبب الأمراض والآفات من 11٪ إلى 30٪ . من ناحية أخرى ، الأكثر حداثة الأصناف التي تم اختيارها لتعزيز المحصول القيم ، نسبيًا أكثر عرضة لمسببات الأمراض تحت مستوى مرتفع مدخلات الأسمدة. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تسبب المتغيرات الممرضة الجديدة
تهديد أكبر للمحاصيل. على سبيل المثال ، الجديد شديد الضراوة سلالات فطر صدأ ساق القمح ، Ug99 ، وانفجار القمح ، تسببت في أضرار جسيمة لإنتاج القمح.
تربية الأصناف المقاومة للأمراض هي الأكثر اقتصادا وصديقة للبيئة قياس للسيطرة على الأمراض في الزراعة. لذلك فهم عميق من التفاعلات بين مسببات الأمراض النباتية وآلية المناعة في المحاصيل أمر بالغ الأهمية لتطوير تربية المحاصيل الاستراتيجيات التي تعمل على تحسين مقاومة الأمراض . تنقسم مقاومة أمراض النبات عادة إلى مقاومة كاملة (المقاومة النوعية) والمقاومة الجزئية (الكمية مقاومة). المقاومة الكاملة عادة ما تسيطر عليها المقاومة الجينات (R) ، والتي عادة ، ولكن ليس دائمًا ، تقوم بترميز السطح المستقبلات المناعية (مثل كينازات شبيهة بالمستقبلات [RLKs]) أو داخل الخلايا المستقبلات المناعية (مثل leucinerich المرتبطة بالنيوكليوتيدات
تكرار البروتينات [NLRs]) ، والتي يمكنها الكشف عن مسببات الأمراض المحفوظة
جزيئات أو بروتينات المؤثرات / الفوعة (Avr) بشكل مباشر أو غير مباشر .
ومع ذلك ، فإن معظم المقاومة التي تتم بوساطة R تنتمي إلى العرق المحدد مقاومة "الجين مقابل الجين" في العقود الثلاثة الماضية ، تقدم مثير للإعجاب في فك الرموز
تم إجراء آليات المناعة النباتية ، لا سيما في نموذج نبات أرابيدوبسيس. معظم المقاومة المقترحة استندت النماذج إلى النتائج في Arabidopsis. أثناء التطور المشترك لنباتات المحاصيل ومسببات الأمراض في الحقل و اختيار تربية البشر ، تحديد جينات R في مختلف المحاصيل قد تعتمد آليات مختلفة لتنشيط المناعة و إرسال الإشارات. على وجه الخصوص ، من المحتمل أن تكون آلية المناعة في المحاصيل تختلف إلى حد ما عن تلك الموجودة في نبات أرابيدوبسيس النموذجي بسبب التدجين المكثف واختيار التربية ، وخاصة جينات NLR بشكل إيجابي تم اختيارها في الأرز . في مقالة المنظور هذه ، نحن نركز على تلخيص التقدم الأخير في عزل R.
الجينات والفهم الحالي للمقاومة آليات ورؤى وأساليب جديدة لتحقيق التوازن بين
مقاومة المرض والعائد ، والاستفادة من القابلية للإصابة به الجينات لتحسين المقاومة في المحاصيل. أخيرا ، نقترح استراتيجيات تربية جديدة لتحسين مقاومة الأمراض في
المحاصيل. الفهم الحالي لمناعة النبات على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، كان إطارًا أساسيًا للمصنع تم إنشاء جهاز المناعة مع تحديد الهوية وتوصيف الجينات التي تشفر المستقبلات المناعية ، الأنماط الجزيئية المرتبطة بالعوامل الممرضة (PAMPs) ، الممرض بروتينات / مؤثرات Avr ، ومكونات الإشارات الرئيسية لـ الاستجابات المناعية للنبات. فهمنا الحالي لـ يشير الجهاز المناعي للنبات إلى آلية مناعية نباتية ذات مستويين:
المناعة التي يسببها PAMP (PTI) والمستجيبة مناعة (ETI) ، على الرغم من أن هذا التصنيف البسيط كان تحدى بسبب عدم وجود تمييز واضح بين PTI و ETI في بعض الحالات . على نطاق واسع نموذج تطوري متعرج معترف به للمناعة الفطرية للنبات تلخص التطور المشترك التدريجي للمضيف والميكروبات . PTI هي وسيلة دفاع أساسية الاستجابة التي يتم تنشيطها بواسطة نمط مثبت من أعضاء البلازما مستقبلات التعرف (PRRs) ، التي تكتشف PAMPs المحفوظة ، مثل السوط وعامل الاستطالة Tu (EF-Tu) والكيتين تميل PTI إلى أن تكون فعالة في منع العدوى من قبل الغالبية العظمى من الميكروبات ، ومعظم تشترك المسارات ذات الصلة بـ PTI في وحدات تشوير متشابهة للغاية. لذلك ، التنشيط المتزامن لعدة مسارات PRR من المرجح أن تزيد من متانة الدفاع العام للنبات ضد عدوى مسببات الأمراض ومع ذلك ، يمكن أن تفرز مسببات الأمراض عددًا كبيرًا من المستجيبات في الخلية المضيفة لقمع المضيف PTI ، مما يؤدي إلى تنشيط المستجيب القابلية للتأثر (ETS) .
لمواجهة ETS ، طورت النباتات العديد من الخلايا داخل الخلايا مستقبلات المناعة. هذه المستقبلات المناعية مباشرة أو يتعرف بشكل غير مباشر على المؤثرات الميكروبية ، مما يؤدي إلى ظهور استجابة دفاعية سريعة وقوية أو ETI ، والتي بدورها عادةً
يحث على موت الخلايا المحلية شديدة الحساسية (HR) ل تقييد نمو مسببات الأمراض وانتشارها . معظم المستقبلات داخل الخلايا هي NLRs ، والتي تنقسم عمومًا إلى TIR-NLRs (TNLs) بامتداد N-terminal Toll-like / IL-1 receptor (TIR) domain ، CC-NLRs (CNLs) مع مجال ملفوف N- طرفي (CC) ، و CCRNLRs مع N-terminal RPW8 مثل مجال CC NLR (Baggs
وآخرون ، 2017). ترميز جينومات النبات المئات من NLR المستقبلات ، التي لها أدوار وظيفية في المناعة تنوعت خلال التطور المشترك للنباتات والميكروبات
. في الآونة الأخيرة ، كان التركيب البلوري لمستقبل NLR ZAR1 تم الكشف عنه بمركب مقاوم للبنتامر يشبه العجلة ، المرتبطة بغشاء الخلية عبر هيكل قمع التي شكلتها أوليغومر المجال CC للتوسط في تدفق الأيونات عبر الغشاء الذي يبدأ موت الخلية . يعمل مجال TIR لـ TNL باعتباره NADase ، والذي يشق NAD + و NADP لتنشيط المناعة ، بما في ذلك إشارات استجابة المصب وموت الخلية عليها
التعرف على مسببات الأمراض .
كشفت هذه الدراسات أن مستقبلات NLR تتوسط الاستجابات المناعية للنبات باستخدام آليات مختلفة متعددة. لذلك ، دراسات هيكلية لمزيد من NLRs من جينومات المحاصيل
قد يكون مفيدًا لفهم مناعة النبات آليات ، وبالتالي تسهيل هندسة مصنع جديد بروتينات المقاومة. حتى الآن ، يمنح أكثر من 213 جينة R نموذجية مقاومة لـ تم تحديد أنواع متعددة من مسببات الأمراض وظيفياً في الأرز والقمح والذرة والشعير وأنواع المحاصيل الأخرى . بالإضافة إلى NLRs ، بعض جينات R النموذجية الخاصة بالسباق تشفر أيضًا PRRs ، بما في ذلك RLKs والبروتينات الشبيهة بالمستقبلات (RLPs) والخلية المرتبطة كينازات البروتين (WAKs) ، مشيرًا إلى أن بعض تقارير PRR أيضًا التعرف على أنماط العوامل الممرضة المحددة لإثارة جنس محدد المقاومة في المحاصيل. هذا يشير إلى أن الترسيم من PTI بوساطة PRR و ETI بوساطة NLR ليس دائمًا واضحًا ، حيث تتشابك مسارات المناعة في المحاصيل. على الجانب الآخر،
على الرغم من مشاركة PTI و ETI في مسارات إشارات المصب ، مثل تلك التي تؤدي إلى إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية ، Ca2 + spikes ، وتنشيط MAPK ، الاستجابات المناعية التي تحدث خلال ETI أكثر قوة من تلك التي تحدث
خلال PTI .
هذا هو السبب جينات R التي تتحكم في ETI هي أهداف تربية رئيسية للتحسين مقاومة الأمراض في المحاصيل . في الآونة الأخيرة ، أظهرت دراستان أن PTI هو الأساس
مصدر المناعة الفطرية للنبات و ETI يعتمد على PTI لتثبيط نمو العامل الممرض ، والذي ، على العكس من ذلك ، يقوي استجابة PTI ل وقف انتشار العوامل الممرضة .
لذلك ، هرمي جينات NLR متعددة في نفس الوقت تقوي الأصناف أيضًا استجابة PTI المضيفة ، والتي يجب أن تكون توفير BSR ومقاومة دائمة لتكييف متعددة مسببات الأمراض في المحاصيل.......
----------------------
صور من الكتاب :
--------------------
------------------------------
ليست هناك تعليقات: