Resistenza indotta nelle piante

La resistenza indotta è un sistema di difesa all'interno delle piante che consente loro di resistere agli attacchi di parassiti come agenti patogeni fungini o batterici o insetti. Il sistema di difesa reagisce all'attacco esterno con cambiamenti fisiologici, innescati dalla generazione di proteine ​​e sostanze chimiche che portano all'attivazione del sistema immunitario della pianta.

Pensaci allo stesso modo in cui considereresti la reazione del tuo sistema immunitario all'attacco, ad esempio da un virus del raffreddore. Il corpo reagisce alla presenza di un invasore attraverso diversi meccanismi; tuttavia, il risultato è lo stesso. L'allarme è stato emesso e il sistema monta una difesa all'attacco.

Due tipi di resistenza indotta

Esistono due tipi principali di resistenza indotta: resistenza acquisita sistemica (SAR) e resistenza sistemica indotta (ISR).

• Resistenza acquisita sistemica si verifica quando viene creata una ferita localizzata sulla pianta, causando necrosi. La resistenza viene stimolata quando viene applicato un trattamento progettato per indurre la resistenza nel punto in cui l'agente patogeno ha invaso la pianta. Il trattamento può avvenire sotto forma di un altro microbo o come sostanza chimica, come l'acido salicilico. (Un fatto interessante: l'acido salicilico viene anche usato per produrre l'aspirina!) Il trattamento innesca una risposta sistemica nella pianta e viene segnalata la risposta immunitaria. Ovviamente, questo processo richiede del tempo, a seconda della specie vegetale, delle condizioni ambientali e della natura dell'attacco patogeno.
• Resistenza sistemica indotta si verifica quando le radici delle piante sono colonizzate dalla crescita delle piante promuovendo i rizobatteri (PGPR), batteri del suolo che influenzano direttamente e indirettamente la crescita delle piante. Quando il PGPR rileva un cambiamento nella pianta, una risposta fisiologica viene attivata attraverso un percorso che coinvolge (di nuovo!) L'acido salicilico. Le sostanze chimiche jasmonate ed etilene sono anche coinvolte come sostanze chimiche di segnalazione. A differenza della SAR, le lesioni necrotiche sulla pianta non sono coinvolte nella ISR.

Entrambi i percorsi di resistenza portano alla stessa desinenza finale - i geni sono diversi, i percorsi sono diversi, i segnali chimici sono diversi - ma entrambi inducono la resistenza delle piante all'attacco dei parassiti. Sebbene i percorsi non siano simili, possono lavorare in modo sinergico, e quindi la comunità scientifica ha deciso nei primi anni 2000 di considerare ISR e SAR come sinonimi.

Storia della ricerca sulla resistenza indotta

Il fenomeno della resistenza indotta è stato realizzato per molti anni, ma solo dai primi anni '90 è stato studiato come un valido metodo di gestione delle malattie delle piante. Il primo articolo più profetico sulla resistenza indotta fu pubblicato nel 1901 da Beauverie. Intitolato "È un'immunizzazione di vegetaux contro malattie criptate", o" Test dell'immunizzazione delle piante contro le malattie fungine ", la ricerca di Beauverie ha comportato l'aggiunta di un ceppo debolmente virulento del fungo Botrytis cinerea alle piante di begonia e scoprendo che questo conferiva resistenza ai ceppi più virulenti del fungo. Questa ricerca è stata seguita da Chester nel 1933, che ha delineato il primo concetto generale di sistemi di difesa delle piante nella sua pubblicazione intitolata "Il problema dell'immunità fisiologica acquisita".

La prima prova biochimica per la resistenza indotta, tuttavia, è stata scoperta negli anni '60. Joseph Kuc, ampiamente considerato il "padre" della ricerca sulla resistenza indotta, ha dimostrato per la prima volta l'induzione della resistenza sistemica utilizzando la fenilalanina derivata dagli aminoacidi e i suoi effetti sull'immissione della resistenza delle mele alla malattia della crosta di mela (Venturia inaequalis).

Lavori recenti e commercializzazione della tecnologia

Sebbene la presenza e l'identificazione di numerosi percorsi e segnali chimici siano stati chiariti, gli scienziati non sono ancora sicuri dei meccanismi coinvolti per molte specie di piante e molte delle loro malattie o parassiti. Ad esempio, i meccanismi di resistenza coinvolti nei virus delle piante non sono ancora ben compresi.

Esistono diversi induttori di resistenza - chiamati attivatori di impianti - sul mercato. Actigard^TMV è stato il primo prodotto chimico induttore di resistenza sul mercato negli Stati Uniti. È fatto dal benzotiadiazolo chimico (BTH) e registrato per l'uso in molte colture, tra cui aglio, meloni e tabacco.

Un altro prodotto coinvolge proteine ​​chiamate arpine. Le arpine sono proteine ​​prodotte dai patogeni delle piante. Le piante sono innescate dalla presenza di arpine in un sistema di allarme per attivare le risposte di resistenza. Attualmente, una società chiamata Rx Green Solutions commercializza arpine come un prodotto chiamato Axiom.

Termini chiave da sapere

• fitoalessine: proteine ​​antimicrobiche che si accumulano nelle cellule vegetali a seguito di infezione microbica. Non compaiono nei tessuti sani; si formano solo dopo infezione o lesione.
• Risposta ipersensibile: la risposta rapida innescata da una pianta in risposta all'attacco di agenti patogeni.