Aastal Tänapäeva põllumajanduses on meil palju kaalul.Kvaliteetse toidu tootmiseks, kadude vähendamiseks ning keskkonna ja inimeste tervise austamiseks, edendades samal ajal looduslik kohanemine põuagaProbleem on selles, et traditsioonilised keemilised vahendid on üha piiratumad, tekitavad patogeenides resistentsust ja pealegi ei vasta need uutele jätkusuutlikkuse nõuetele.
Selles kontekstis Looduslikest esilekutsujatest on saanud üks suurimaid eeliseid kahjurite, haiguste ja stressi ohjamiseks ilma sünteetilistele pestitsiididele nii palju lootmata. Patogeeni otsese hävitamise asemel "treenivad" need ühendid taime, aktiveerides selle kaitsesüsteemi ja valmistades seda ette paremini reageerima seentele, bakteritele, viirustele, putukatele või abiootilistele teguritele, nagu põud, külm või soolsus.
Mis on looduslikud esilekutsujad ja miks nad nii huvitavad on?
Kui me räägime elicitoritest, siis peame silmas molekulid, mis on võimelised käivitama taimede sisemisi kaitsemehhanismeNeid võib saada taimeekstraktidest, seentest, bakteritest, rakuseintest, sekundaarsetest metaboliitidest, fütohormoonidest või isegi anorgaanilistest ühenditest ja füüsilistest stiimulitest. Need ei ole tavapärased väetised ega fungitsiidid, kuigi mõned neist on olemas. looduslikud fungitsiidid kasutatakse külvipeenardes ja ökoloogilises majandamises.
Juhtudel, kui nad tegutsevad vahendajad taimepatogeenide tuvastamiselNad seonduvad plasmamembraanil spetsiifiliste retseptoritega ja käivitavad sealt signaaliülekande, mis mõjutab sadade kaitsega seotud geenide ekspressiooni. Tulemuseks on „immuunhäire“ seisund, mis ulatub sageli ka pärast esialgset manustamiskohta.
Päritolu järgi liigitatakse esilekutsujad tavaliselt järgmiselt: endogeenne ja eksogeenneEndogeensed ühendid on taime enda sees tekkivad fragmendid või molekulid, näiteks rakuseina fragmendid, mis vabanevad pärast kahjustust või stressi. Eksogeensed ühendid pärinevad patogeenidest (seente, bakterite, viiruste fragmendid), kasulikest mikroorganismidest, botaanilistest ekstraktidest või väljastpoolt manustatud keemilistest ainetest.
Teine levinud kriteerium on selle olemus: Biootilised ja abiootilised elitsitoridBiootiliste tegurite hulka kuuluvad rakuseintes sisalduvad komplekssed süsivesikud, oligosahhariidid, valgud, ensüümid ja rasvhapped, näiteks arahhidoonhape. Abiootiliste tegurite hulka kuuluvad metallisoolad, UV-kiirgus, madalad temperatuurid, anorgaanilised ühendid, näiteks naatriumsilikaat, ja gaasid, näiteks osoon ja CO₂.2 ja isegi füüsikalisi protseduure, näiteks kuumust või impulssvalgust.
Oluline on see, et pärast eliitsitori toimet läheb taim seisundisse Omandatud süsteemne resistentsus (SAR) või indutseeritud süsteemne resistentsus (ISR)Selles olekus aktiveeritakse ehk "eellaetakse" kaitsemehhanismid, nii et kui tegelik patogeen saabub, on reaktsioon kiirem, intensiivsem ja tõhusam isegi organites, mida otseselt ei ravitud.
Kuidas indutseeritud immuunsus toimib: SAR, ISR ja peamised hormonaalsed rajad
Taimede kaitsemehhanismid jagunevad kahte põhitasandisse: eelkujundatud (konstitutiivsed) kaitsemehhanismid ja indutseeritud kaitsemehhanismidEelnevalt moodustunud on need füüsikalised ja keemilised barjäärid, mis on juba "standardsed": vahajas kutiikul, epidermise paksus, trihhoomid, kutiikula koostis, õhulõhede ja läätsede omadused või selliste ainete nagu terpeenide, alkaloidide, fenoolide või saponiinide olemasolu.
Indutseeritud kaitsemehhanismid aktiveeruvad ainult siis, kui taim tuvastab rünnaku või stressistimuli. Sel hetkel nn. ülitundlik reaktsioon (HR), lokaliseeritud rakusurm nakkuskohas, mida põhjustavad ioonvoo kiired muutused, fosforüülimised/defosforüülimised ja reaktiivsete hapnikuühendite (ROS), näiteks H2, tugev tootmine2O2 ja superoksiidi radikaal koos lämmastikoksiidi (NO) suurenemisega.
See reaktsioon piirab patogeeni levikut ja sellega kaasneb süntees Fütoaleksiinid ja muud kaitsvad metaboliididNende hulka kuuluvad muuhulgas fenoolid, ligniin, tanniinid, flavonoidid, glükosinolaadid, glükanaasid, kitinaasid, lektiinid, terpeenid, alkaloidid ja saponiinid. Putukakindlates taimedes kogunevad ka ühendid, mis takistavad kahjurite kasvu ja viljakust.
Elicitorid kasutavad just seda süsteemi ära: Nad simuleerivad rünnaku olemasolu ilma, et patogeen tegelikult kahju tekitaks.Sel viisil aktiveerib taim oma kaitsemehhanismid ette ja vähendab oma edasist haavatavust. Seetõttu on soovitatav indutseerivat ravi rakendada enne patogeeni saabumist ja sellele järgnevalt. Näpunäited kahjurite rünnakute vältimiseksmitte siis, kui haigus on juba täielikult välja kujunenud.
Fütohormoonidel on selles protsessis oluline roll. Kaks enim uuritud rada on järgmised: salitsüülhape (SA) ja jasmoonhape (JA)Nendega liitub etüleen ja abiootilise stressi korral abstsisiinhape (ABA). AS on tihedalt seotud SAR-iga, eriti biotroofsete patogeenide vastu; AJ ja etüleen on rohkem seotud kaitsega nekrotroofsete patogeenide ja taimtoiduliste vastu.
Mõlema tee vaheline tasakaal on kriitilise tähtsusega: Liigne AS-i signaalimine võib muuta taime putukate suhtes haavatavamaksKuigi AJ üleaktiveerimine võib vähendada resistentsust teatud patogeenide suhtes ja karistada kasvu, kuna ressursid suunatakse pigem kaitsele kui biomassi tootmisele.
Seepärast on uue põlvkonna kaubanduslikud tooted, eriti loodusliku päritoluga tooted, loodud nii, et moduleerivad AS-i, AJ ja etüleeni radasid tasakaalustatud viisilotsides globaalset kaitset, takistamata seejuures saagi elujõudu või tootlikkust.
Elitsiitrite kasutamise keerukus: annus, segu ja keskkond
Elititsioreid ei ole nii lihtne kasutada kui kontaktfungitsiidi pealekandmine ja selle unustamine. Selleks, et need korralikult toimiksid, on olulised teatud ettevaatusabinõud. kohandage annust ja manustamisaega õigestiLiiga madalad annused ei pruugi kaitsemehhanisme piisavalt aktiveerida ja liiga suured annused võivad põhjustada ebaproportsionaalse reaktsiooni, mis kahjustab kasvu või põhjustab fütotoksilisust.
Peame arvestama ka nende ühilduvus teiste haldusprogrammi toodetegaMõned elicitorid võivad teatud pestitsiidide või väetistega segamisel kaotada efektiivsuse või vastupidi, need võivad segada teiste töötluste toimet. Etikettide kontrollimine, eelkatsete tegemine ja tehnilise nõu küsimine on võtmetähtsusega. vältida kahjureid taimedel ja maksimeerida efektiivsust.
The Keskkonnatingimused ravi ajal mõjutavad oluliseltTemperatuur, suhteline õhuniiskus, päikesekiirgus ja põllukultuuride veeseisund mõjutavad imendumist, translokatsiooni ja füsioloogilist reaktsiooni. Sama toode võib anda ühes kontekstis suurepäraseid ja teises keskpäraseid tulemusi, kui neid muutujaid ei võeta arvesse.
Järelkontroll on sama oluline. Ideaalis peaks eliitaatorite kasutamisega kaasnema hea jälgimine. visuaalne jälgimine ja võimaluse korral laborianalüüsid et kontrollida muutusi kaitsvates metaboliitides, antioksüdantsetes ensüümides või kvaliteediparameetrites. See lihtsustab annuse, sageduse ja teiste ravimeetoditega kombineerimise kohandamist.
Oluline on meeles pidada, et esilekutsujad ei ole võlukepp: Tugeva stressi või ebapiisava stressijuhtimise korral nõrgenevad loomulikud kaitsemehhanismid.Liigne sünteetiliste agrokemikaalide kasutamine, järsud temperatuuri ja niiskuse muutused, äärmuslik kiirgus või tugev põud võivad taime immuunsüsteemi üle koormata ja vähendada mis tahes resistentsuse indutseerimise strateegia efektiivsust.
Looduslikud esilekutsujad enne ja pärast koristust: kvaliteedi parandamine ja säilitamine
Lisaks otsesele haiguste tõrjele kasvutsükli ajal on elicitorid osutunud väga huvitavateks vahenditeks suurendada fütokeemiliste ühendite sisaldust ja parandada säilivust pärast saagikoristustArvukad teaduslikud uuringud on uurinud selle mõju nii põllul kui ka otse juba koristatud viljadele.
Näiteks kirsi puhul kasutatakse enne koristamist oksaalhape (OA) sellistes sortides nagu 'Sweet Heart' ja 'Sweet Late'Erinevates kontsentratsioonides (0,5, 1 ja 2 mM) vilja arengu võtmehetkedel (luu kõvenemine, värvuse muutuse algus ja valmimise algus) manustatuna suurendas AO kirsside suurust, mahtu ja kaalu ning parandas värvi ja tugevust, kusjuures 2 mM oli kõige efektiivsem annus.
Selline ravi viis ka selleni, et suurenenud bioaktiivsete ühendite sisaldus ja antioksüdantne potentsiaal Saagikoristuse ajal on viljas kõrgem antotsüaniinide, flavonoidide ja klorogeenhappe derivaatide sisaldus. Paljud neist ühenditest on otseselt seotud vilja visuaalse atraktiivsuse ja tarbijale kasulike tervisemõjudega.
Selliste ploomide sortide nagu 'Black Splendor' ja 'Royal Rosa' puhul on oksaalhape ja muud looduslikud esilekutsujad, näiteks metüüljasmonaat (JaMe), salitsüülhape (AS), atsetüülsalitsüülhape (AAS) ja metüülsalitsülaat (SaMe) Samuti on need näidanud väga positiivseid tulemusi. Neid kasutati erinevates arenguetappides ja erinevates kontsentratsioonides, valides seejärel kvaliteedi ja fütokeemiliste analüüside jaoks kõige tõhusama.
Need uuringud täheldasid a suurenenud tootmine ja paremad kvaliteediparameetrid (kaal, tugevus, värvus, lahustuvad kuivained ja üldhappesus) nii saagikoristuse ajal kui ka pärast pikka külmhoiustamist. Lisaks säilis kõrgem fenoolide, antotsüaniinide, karotenoidide ja askorbiinhappe kogusisaldus koos antioksüdantsete ensüümide, näiteks peroksidaasi (POX), katalaasi (CAT) ja askorbaatperoksidaasi (APX), suurema aktiivsusega.
Artišokkide puhul oli AO ja JaMe lisamine enne koristust 'Blanca de Tudela' sordil sarnane mõju: esimese klassi juhtide suurem protsentNii koristamise ajal kui ka külmsäilitamise ajal täheldati suurenenud antioksüdantset aktiivsust ja hüdroksükaneelhapete ning luteoliinide sisalduse suurenemist. Artišokkides identifitseeriti esmakordselt isegi spetsiifiline ühend, luteoliin-7-O-glükuroniid-3-O-glükosiid.
Eriti huvitavat käitumist näitas metüüljasmonaat: Madalaimad kontsentratsioonid (0,5 mM) aitasid aeglustada küpsemist ja kaalukaotust Ploomide koristusjärgsel käitlemisel vähendasid 2 mM annused etüleeni tootmist ja hingamist, samas kui 2 mM annused kiirendasid valmimisprotsessi. See näitab, et annus mõjutab lisaks kaitsereaktsiooni intensiivsusele ka valmimise füsioloogiat.
Ploomipuude koristuseelne töötlemine AS-i, AAS-i ja SaMe-ga parandas samuti kvaliteeti: suurem tugevus, suurem kaal ning orgaaniliste hapete ja suhkrute suurem kontsentratsioonsamuti fenoole ja antotsüaniine (näiteks tsüanidiin-3-O-glükosiid ja tsüanidiin-3-O-rutinosiid) ning karotenoide. Säilitamise ajal säilitasid need töödeldud puuviljad oma värvi, happesuse ja bioaktiivsed ühendid paremini.
Koristusjärgsed elicitaatorid kadude ja keemilise jäätmete vähendamiseks
Üks peamisi murekohti tänapäeval on see, et Peaaegu pool maailma puu- ja köögiviljatoodangust läheb pärast saagikoristust kaotsi.Nende kadude peamine põhjus on seened. Sünteetilisi fungitsiide on traditsiooniliselt kasutatud haiguste tõrjeks ladustamise ajal, kuid nende toodete ülekasutamine põhjustab resistentsust, jääke toidus ja keskkonnaprobleeme.
Bioloogilised esilekutsumine on saavutanud tuntust, kuna kahjutu strateegia puuvilja kaitsesüsteemi aktiveerimiseks pärast koristamistKui neid kasutatakse immersioonitöötlustes, katetes, pihustusmeetodites või modifitseeritud atmosfäärides, võivad need käivitada antimikroobsete ja antioksüdantsete sekundaarsete metaboliitide sünteesi, vähendades haiguste esinemissagedust ja pikendades säilivusaega; paljud neist alternatiividest on lisatud kogumikesse traditsioonilised abinõud täiendavad.
Indutseeritud metaboliitide hulgas paistavad silma järgmised: fenoolsed ühendid, flavonoidid, ligniin ja fütoaleksiinidNeed ensüümid tugevdavad rakuseina struktuuri, piiravad patogeenide tungimist ja parandavad üldist antioksüdantset võimet. Samal ajal suureneb selliste võtmeensüümide nagu fenüülalaniini ammooniumlüaasi, superoksiiddismutaasi, peroksidaasi ja polüfenooloksüdaasi aktiivsus, aeglustades membraanide lipiidide peroksüdatsiooni ja infektsiooniga seotud oksüdatiivset stressi.
Puuviljad tuvastavad patogeene läbi äratundmisretseptorid plasmamembraanisNeed protsessid käivitavad ROS-i tootmise, G-valkude, ubikvitiini, kinaaside aktiveerimise, kaltsiumi signaaliülekande ning keeruka hormoonide ja transkriptsioonifaktorite võrgustiku. Kõik see koondub kaitsegeenide regulatsioonile, millest paljud on tänu omika tehnoloogiatele tuvastatud.
Transkriptoomilised ja metaboloomilised uuringud avokaados, mida töödeldi kitosaan kui esilekutsuv aine Need näitasid mitmete metaboolsete radade aktiveerumist: stressireaktsioon, signaaliülekanne, fenüülpropanoidi biosüntees ja Colletotrichum gloeosporioides'e resistentsusega seotud sekundaarsete metaboliitide hulga suurenemist. Sarnased uuringud Bacillus subtilis'est pärinevate tsükliliste lipopeptiididega töödeldud mandariinidega näitasid bioaktiivsete ühendite suuremat akumuleerumist.
Erinevaid esilekutsujaid on testitud ka teistes puuviljades: Oligohitosan, salitsüülhape ja pärmseen Pichia membranaefaciens On näidatud, et need indutseerivad fenüülpropanoidi rada, mis vastutab struktuurpolümeeride ja kaitsvate pigmentide biosünteesi eest. Antagonistlikud pärmid, näiteks Pichia guillermondi või Kloeckera apiculata, on ploomidele manustatuna edukalt tõrjunud Monilinia fructicola't, aktiveerides samal ajal ligniini, flavonoidide ja fenoolide tootmist.
Perekonna bioloogilised tõrjevahendid Batsillid mängivad samuti olulist rolliTüved nagu Bacillus atrophaeus TE7 on saavutanud mangos Cladosporium cladosporioides'e vastu üle 85% biotõrje efektiivsuse, samas kui Bacillus subtilis ABS-S14 oma tsükliliste lipopeptiidide kaudu tõrjub tõhusalt mandariini rohehallitust ja käivitab SAR-i, ROS-i ja Ca-ga seotud geenide ekspressiooni.2+ ja ABA.
Lisaks orgaanilistele ühenditele on hinnatud ka järgmisi aineid: looduslikud polüsahhariidid nagu kitosaan, fruktooligosahhariidid, karrageenid, fukaanid või agaavi fruktaanidKõik need on näidanud häid tulemusi avokaado antraknoosi tõrjes. Teised metaboliidid, nagu epikatehhiin, kvertsetiin, eeterlikud õlid ja antimikroobsed peptiidid (mütihitiin-CB, epsilon-polü-L-lüsiin), on näidanud efektiivsust kirsstomatitel, õuntel ja maasikatel.
osa anorgaanilised esilekutsujad ja eksogeensed gaasid Ega nad ka palju maha jää: räni, naatriumkarbonaat, CO2On näidatud, et osoon või dilämmastikoksiid parandab stressi- ja haigusvastust mandariinidel, viinamarjadel, jujuubidel, melonitel ja muudel puuviljadel. CO2 puhul2Näiteks on näidatud, et see aktiveerib abiootilise stressiga seotud geene ja vähendab rakuseina lagundavate ensüümide ekspressiooni, pikendades puuvilja tugevust ja säilivusaega.
Füsioloogilisel tasandil kutsuvad paljud neist ravimeetoditest esile põhjalikud muutused energia ja oksüdatiivse ainevahetuse osasTöödeldud puuviljade mitokondrite proteoomilised uuringud näitavad muutusi metalli siduvates valkudes, ATPaasides, oksüdoreduktaasides ja glükolüütiliste ning trikarboksüülhapete tsüklite ensüümides, moodustades interaktsioonivõrgustikke, mis tugevdavad resistentsust, säilitades samal ajal energia tasakaalu.
Muru ja intensiivkultuuride esilekutsujad: fosfiidid ja võtmehormoonid
Elitsiitrite kasutamine ei piirdu ainult viljapuude või köögiviljadega. On täheldatud, et need on tõhusad ka spordi- ja ilumurul. Looduslike kaitsesüsteemide nõuetekohane toimimine on ülioluline. taluma seente, bakterite, viiruste ja nematoodide rünnakuid ning samal ajal toime tulema abiootiliste teguritega, nagu pakane, põud, soolsus või äärmuslik kuumus.
Nendes rohumaasüsteemides toimivad kaitsemehhanismid kahel tasandil: esiteks aktiivne reageering, mis põhineb füüsikalistel ja keemilistel barjääridel (kutikula, rakukest, terpeenid, alkaloidid, fenoolid jne) ja passiivne reaktsioon, mis on seotud lokaalse ja süsteemse resistentsusega. Elitsiitorid, mida taim ise stressireaktsioonina toodab või mida manustatakse väliselt, vallandavad need reaktsioonid.
Üks tuntumaid muru tekitajaid on fosfit (HPO)3-2)See on tuntud terpeenide, alkaloidide ja fenoolidega seotud fütoaleksiinide moodustumise stimuleerimise poolest ning avaldab eriti märkimisväärset mõju munaseente, näiteks Phytophthora ja Pythium, vastu. Selle kasutamine on muutunud sissejuurdunud osaks nutikatest majandamisstrateegiatest, et vähendada sõltuvust tavapärastest fungitsiididest.
Viimase kümnendi jooksul on tuvastatud ka järgmist muud molekulid, millel on rohtudes esilekutsuv funktsioonnäiteks salitsüülhape, jasmoonhape, etüleen ja abstsisiinhape. Need hormoonid reguleerivad patogeneesiga seotud (PR) valkude geenide ekspressiooni, mis on seotud kaitsega seente, bakterite, viiruste ja isegi nematoodid.
Muru muru esimene stressireaktsiooni tase on lokaalne ja seotud fütoaleksiinide süntees ensüümist fenüülalaniini ammooniumlüaas (PAL)PAL-i suurenemine on seotud suurema üldise resistentsusega. Teine, süsteemne tasand hõlmab taimes levinud PR-geenide aktiveerimist, mida vahendab suuresti salitsüülhape, nagu on kirjeldatud arvukates füsioloogilistes uuringutes.
Tugeva stressi tingimustes – pikaajaline põud, agrokemikaalide ülekasutamine või tugevad temperatuurikõikumised – kannatab muru kaitsesüsteem. Sellistel juhtudel Elicitor ja biostimulanttoodetest saab oluline abivahend tasakaalu taastamiseks, kahjustuste vähendamiseks ning greenide, tii-de või jalgpalliväljakute mängitavuse ja visuaalse ilme säilitamiseks.
BestCure ja muud looduslikel ekstraktidel põhinevad kaubanduslikud preparaadid
Suur osa hiljutistest taimetervise uuendustest keskendub preparaatidele, mis ühendavad otsene biotsiidne toime koos esilekutsuja võimegaÜks näide on BestCure, mis on välja töötatud tsitruseliste ekstraktidest, millel on kahetine toime: need tõrjuvad otseselt mõningaid seen- ja bakteriaalseid haigusi ning aktiveerivad samal ajal taime loomulikku kaitsevõimet.
Seda tüüpi tooted on mõeldud mitte kahjustada biomassi tootmist ega saagikustSee on just seetõttu, et nad moduleerivad tasakaalustatult kaitse ja kasvuga seotud hormonaalseid radasid. BestCure'i konkreetsel juhul on kirjeldatud selle võimet aktiveerida nii salitsüülhappe vahendatud süsteemset omandatud resistentsust (SAR) kui ka jasmoonhappe ja etüleeniga seotud süsteemset indutseeritud resistentsust (SIR).
SAR-i ja ISR-i kombinatsioon võimaldab Põhjalik kaitse biotroofsete ja nekrotroofsete patogeenide vastusamuti parem vastus taimtoidulistele putukatele. Lisaks on taimed kaitsemehhanismide süsteemse aktiveerimise abil tulevasteks nakkusteks "valmistatud", vähendades iga uue rünnaku mõju.
Selle tootesarja juures on huvitav see, et Need sobivad väga hästi integreeritud majandamisprogrammidesse ja säästvasse põllumajandusse.Need võimaldavad vähendada tavapäraste pestitsiidide annuseid, parandada stressitaluvust ning pikendada toodete kvaliteeti ja säilivusaega pärast koristust, säilitades samal ajal inimeste tervisele kasulike bioaktiivsete ühendite kõrge taseme.
Nende ravimvormide väljatöötamist toetab ulatuslik uurimistöö, mis kajastub järgmistes valdkondades: Artiklid ja teaduslikud ülevaated elitsiaatorite rolli kohta taimekaitsesnii füsioloogilisest kui ka molekulaarsest vaatenurgast. Uuringud suure mõjuga ajakirjades on süvenenud selle mõjusse geeniekspressioonile, puuviljade metaboloomikale ja taimede ja mikroorganismide interaktsioonidele, samuti selle potentsiaalile säästvama põllukultuuride kaitse tagamiseks.
Kõik need tõendid näitavad, et looduslikud esilekutsujad – olgu need siis botaanilised ekstraktid, polüsahhariidid, taimehormoonid, kasulikud mikroorganismid, gaasid või anorgaanilised ühendid – pakuvad... Kindel viis taimede immuunsüsteemi tugevdamiseks ning kvaliteedi, saagikuse ja säilivuse parandamiseksSelle õige kasutamine koos tehnilise nõustamise, annuse kohandamise, keskkonnatingimuste austamise ja ühilduvusega teiste majandamistavadega võimaldab vähendada sünteetiliste kemikaalide kasutamist ja liikuda vastupidavama, tulusama ja keskkonnasõbralikuma põllumajanduse suunas.
