Элиситор
Элиситоры в биологии растений — несвойственные для растения молекулы, часто связанные с вредителями, патогенами или синергетическими организмами. Элиситоры могут взаимодействовать со специальными белками-рецепторами, расположенными на мембране растительных клеток. Эти рецепторы способны распознавать молекулярную структуру элиситоров (паттерн) и запускать внутриклеточную защитную реакцию через октадеканоидный сигнальный каскад. Такая реакция приводит к усиленному синтезу метаболитов, которые уменьшают повреждения и повышают устойчивость к вредителям, патогенам или абиотическому стрессу. Подобный иммунный ответ, индуцируемый молекулярными структурами (паттернами), ассоциированными с патогеном обозначается в англоязычной литературе как PTI (pattern triggerd immunity).[1] PTI эффективен против некротрофов.
Примером элиситора является хитозан, который встречается в панцирях ракообразных, насекомых и грибов. Хитозан используется в сельском хозяйстве в качестве естественного средства, стимулирующего иммунный ответ растений, и повышающий урожайность сельскохозяйственных культур.[2]
Отличия от эффекторов и фитогормонов[править | править код]
C элиситорами часто путают другие сигнальные молекулы (эффекторы, фитогормоны). Элиситоры и эффекторы отличаются от гормонов тем, что они не образуются в организме, в котором они вызывают ответную реакцию. В нормальных условиях элиситоры отсутствуют в организме растения и попадают в него извне.
Фитогормоны[править | править код]
Фитогормоны являются сигнальными молекулами, образующимися в растении (эндогенно). Гормоны регулируют клеточные процессы в целевых клетках локально и могут быть перемещены в другие части растения. Примерами фитогормонов могут служить — ауксины, цитокинины, гиббереллины, этилен, абсцизовая кислота, салициловая кислота и жасмонаты. Гормоны образуются, как правило, в очень низких количествах, а их концентрация тонко регулируется.
Действуют фитогормоны как регуляторы или модуляторы роста и развития растений. Модуляторы — это молекулы, которые «связываются с целевым белком, обычно, ферментом, и изменяют его активность, увеличивая ее или уменьшая».[3] Примером является салициловая кислота, которая является модулятором различных изоформ каталазы. Другой пример это жасмонаты, которые регулируют активность фенилаланин-аммоний-лиазы.[4]
Эффекторы[править | править код]
Эффекторы представляют собой секретируемые белки патогена, которые могут или спровоцировать, или подавить иммунный ответ. Действие эффекторов зависит от способности растения распознать эффектор (наличие рецепторов у растения, комплементарных эффектору). А также возможность иммунного ответа определяется наличием всех необходимых компонентов, принимающих участие в данной защитной реакции. Эффектор может быть внеклеточным или вводиться непосредственно в клетки.
Микроорганизмы способны вводить эффекторы непосредственно в клетки-хозяева чтобы обойти иммунной ответ растений. Это подавляет защитную систему растения и называется эффектор-индуцируемой восприимчивостью (ETS). Оставшийся иммунитет называется базовым (неспецифическим)[5] и может ограничить распространение вирулентных патогенов в хозяевах, но этого, как правило, недостаточно, чтобы предотвратить болезнь.
В ответ на эту угрозу, растения выработали цитоплазматические белковые рецепторы, узнающие эффекторы, и инициирующие эффектор-индуцируемый иммунитет (ETI).[6] Это сильный иммунный ответ, который эффективно защищает растения от авирулентных биотрофных патогенов и часто ассоциирован с реакцией сверхчувствительности (HR), формой запрограммированной гибели клеток растений при заражении.
Защита урожая и коммерциализация элиситоров[править | править код]
Элиситоры могут защитить посевы от болезней, стресса и повреждений. Элиситоры не обязаны быть токсичными для патогенных организмов или вредителей, чтобы быть полезными. Таким образом, они являются альтернативой обычным препаратам, которые часто вредны для окружающей среды, фермеров и потребителей, и из-за чего потребители все чаще ищут более безопасные альтернативы.
Ссылки[править | править код]
- ↑ Bektas, Yasemin. Synthetic plant defense elicitors (англ.) // Plant Physiology. — American Society of Plant Biologists, 2015. — Vol. 5. — P. 804. — doi:10.3389/fpls.2014.00804. — PMID 25674095. Архивировано 4 марта 2016 года.
- ↑ Abdelbasset El Hadrami, Lorne R. Adam, Ismail El Hadrami, Fouad Daayf. Chitosan in Plant Protection // Marine Drugs. — 2010-03-30. — Т. 8, вып. 4. — С. 968—987. — ISSN 1660-3397. — doi:10.3390/md8040968. Архивировано 6 апреля 2018 года.
- ↑ Massimo E. Maffei, Gen-Ichiro Arimura and Axel Mithöfer. Natural elicitors, effectors and modulators of plant responses (англ.) // Nat. Prod. Rep.[англ.] : journal. — 2012. — Vol. 29. — P. 1288—1303. — doi:10.1039/C2NP20053H.
- ↑ Gayatridevi, S. Salicylic acid is a modulator of catalase isozymes in chickpea plants infected with Fusarium oxysporum f. sp. ciceri (англ.) // Plant Physiology : journal. — American Society of Plant Biologists, 2012. — March (vol. 52). — P. 154—161. — doi:10.1016/j.plaphy.2011.12.005. Архивировано 24 сентября 2015 года.
- ↑ Jones, Jonathan D. G. The plant immune system (англ.) // Nature. — 2006. — 16 November (vol. 444, no. 7117). — P. 323—329. — ISSN 0028-0836. — doi:10.1038/nature05286. — PMID 17108957. Архивировано 24 сентября 2008 года.
- ↑ Mandadi, Kranthi K. Plant Immune Responses Against Viruses: How Does a Virus Cause Disease? (англ.) // The Plant Cell : journal. — 2013. — 1 May (vol. 25, no. 5). — P. 1489—1505. — ISSN 1040-4651. — doi:10.1105/tpc.113.111658. — PMID 23709626. Архивировано 20 ноября 2017 года.