Кіріспе

Жүйелік жинақталған резистенттілік (SAR) – бұл патогенге бұрынғы жергілікті әсерден кейін бүкіл өсімдікте пайда болатын қорғаныс реакциясы. SAR жануарлардағы туа біткен иммундық жүйеге ұқсас, және екі жүйе арасында көптеген ортақ белгілер болғанымен, бұл конвергентті эволюцияның нәтижесі деп саналады. Жүйелік жинақталған резистенттілік реакциясы салицил қышқылы деп аталатын өсімдік гормонына тәуелді.

Ашылу

1930 жылдан бері өсімдіктердің патогендерге қарсы белгілі бір деңгейде иммунитеті бар екені белгілі болғанмен, жүйелі түрде қоздырылатын қарсыласуды зерттеу 1980-ші жылдары жаңа құралдардың пайда болуымен басталды, бұл ғалымдарға SAR-дың молекулалық механизмдерін зерттеуге мүмкіндік берді. 1980 және 1990 жылдары SAR жауабының бір бөлігі ретінде күшті түрде индукцияланатын бірнеше "маркерлік гендер" сипатталды. Бұл патогенезге байланысты ақуыздар (PR) әртүрлі ақуыз отбасыларына жатады. Олардың арасында айтарлықтай үлестік бөлісу болғанымен, белгілі бір өсімдік түрінде экспрессияланатын PR ақуыздарының спектрі өзгеріп отырады. 1990 жылдардың басында темекі мен қиярда инфекция кезінде салицил қышқылының (SA) деңгейі күрт өскені байқалды. Бұл үрдіс кейіннен көптеген басқа түрлерде де қайталанды. Тағы да зерттеулер көрсетті, SAR экзогенді SA қолдану арқылы да қоздырылуы мүмкін, ал бактериялық салицилат гидроксилаза генін экспресстейтін трансгенді Arabidopsis өсімдіктері SA жинақтауға немесе әртүрлі патогендерге тиісті қорғаныс реакциясын көрсетуге қабілетсіз. Микробтық тұрақты сигналдардың алғашқы өсімдік рецепторлары күріште (XA21, 1995) және Arabidopsis-те (FLS2, 2000) анықталды.

Механизм

Өсімдіктерде инфекция мен стресске қарсы бірнеше иммунитет тетіктері бар. Олар патогенмен жұқтырғанда иммундық жүйе патогенмен байланысты молекулалық үлгілерді (PAMP) таниды, бұл үлгілерді тану рецепторлары (PRR) арқылы жүзеге асырылады. Бұл PAMP-ті қозғайтын иммунитетті (PTI) тудырады. Кейбір патогендер өсімдіктегі PTI-ді басады және эффекттік сезімталдықты (ETS) тудырады. Оған жауап ретінде өсімдіктер жаңадан пайда болған патогендік эффекттерді тани алатын ақуыздарды кодтайтын резистенттілік (R) гендерін дамытады, нәтижесінде эффекттік иммунитет (ETI) пайда болады. ETI-нің нәтижесінде көбінесе гиперсенситивті жауап деп аталатын бағдарланған жасуша өлімі (PCD) пайда болады. Патогендер кейін ETI-ді жеңу үшін жаңа эффекттерді дамыта алады, оған өсімдіктер жаңа R гендерін дамыта отырып, патоген эффекттерін тани алады, осылайша жаңа ETI-ді қамтамасыз етеді. PTI және ETI жергілікті зақымдалған өсімдік тіндерінде белсендірілген кезде, бүкіл өсімдікте иммундық жауапты тудыратын сигналдар каскады пайда болады. Бұл "барлық өсімдіктің" иммундық реакциясы жүйелік икемделген резистенттілік (SAR) деп аталады. SAR өсімдік метаболиттерінің жинақталуымен және генетикалық қайта бағдарламалаумен жергілікті және жүйелік (инфекцияланбаған қоршаған тіндер) сипатталады. Салицил қышқылы (SA) және N гидроксипипеколь қышқылы (NHP) – SAR кезінде жинақталатын екі метаболит. SA және Pip (NHP-ның прекурсоры) өндірісі төмен немесе мүлдем жоқ өсімдіктерде инфекциядан кейін SAR реакциясы төмен немесе мүлдем жоқ екені анықталды.

Ауруларды бақылауда қолдану

Көбінесе, синтетикалық фунгицид ацибензоляр S метил патогендерге тікелей зиянды емес, бірақ оны қолданатын егін өсімдіктерінде SAR-ды (жүйелі әрекетке қарсы тұруды) тудыру арқылы әрекет етеді. Бұл пропестицид – ол метил салицилат эстразасы арқылы тірі организмде 1,2,3-бензотиадиазол-7-карбон қышқылына айналады. Далалық сынақтар ацибензоляр S метилдің (сондай-ақ BSA деп те аталады) кейбір өсімдік ауруларын бақылауда тиімді екенін көрсетті, бірақ басқаларына, әсіресе SAR-ға төзімді саңырауқұлақ патогендеріне тиімділігі аз болуы мүмкін.