עזרה לצמחים להדוף פתוגנים על ידי שיפור מערכות החיסון שלהם

עזרה לצמחים להדוף פתוגנים על ידי שיפור מערכות החיסון שלהם

הציוויליזציה כידוע כיום לא הייתה יכולה להתפתח ולא יכולה לשרוד ללא אספקת מזון מספקת. - נורמן בורלאג

רוב האנשים מעולם לא שמעו על כך נורמן בורלאג. הוא, עד כה, המדען החקלאי היחיד שאי פעם זכה בפרס נובל לשלום. עבודתו בפיתוח גידולי דגנים בעלי תפוקה גבוהה ועמידה למחלות הצילה יותר ממיליארד (כן, מיליארדים) אנשים מרעב.

אף על פי שהוא אמר את הדברים לפני כמעט 50 שנה, המסר שלו לא יכול להיות רלוונטי יותר בימינו. אנו חיים בעולם שצפוי לחרוג ממנו תשעה מיליארד אנשים בסביבות 2050, וכרגע, חלקם מיליון אנשי 800 אין לך מספיק אוכל לחיות חיים בריאים ופעילים.

ארגון המזון והחקלאות של האו"ם מקרין שאנחנו צריכים להגדיל את ייצור המזון ב -70% לפחות כדי להתאים לעלייה זו בגידול האוכלוסייה. זו משימה מרתיעה, המקשה עוד יותר על ידי העובדה שכמעט 20% מהיבול העולמי אובד ממחלות צמחים. אחת הדרכים היעילות ביותר להילחם במחלות אלו היא באמצעות בקרה כימית - יישום חומרי הדברה. עם זאת, פתוגנים יכולים לפתח במהירות עמידות בפני חומרי הדברה, אשר לאחר מכן יכולים לדרוש שימוש גבוה יותר ויותר בכדי לשמור על הייצור. יש גם דאגות סביבתיות ובריאותיות הקשורים ליישום כימיקלים שעלולים להיות רעילים לשדות.

הדרישה דחופה לשיטות בטוחות וקיימות יותר להגנה על הצומח. שם אנו, פתולוגי הצמחים, נכנסים פנימה. פתולוג צמחים מתמחה בבריאות הצמח באותו האופן בו רופא מתמחה בבריאות האדם, ואנו פועלים ללא לאות להגן על אספקת המזון שלנו.

תחום מחקר חדש במלחמה נגד פתוגנים מתמקד בשיפור המערכת החיסונית הטבעית של הצמח. אם צמח יכול להדוף בזיהום בפני עצמו, נוכל להפחית את כמות ההדברה הדרושה. בדומה לאופן שבו ילדים מחוסנים להגנה מפני מחלות עתידיות, פתולוגים של צמחים משתמשים באותה מתודולוגיה כדי "לחסן" צמחים כנגד פתוגנים, במטרה לחזק את ההגנה החיסונית שלהם מפני פולשים. שיטה זו להכנת מערכות החיסון של הצמחים יכולה להיות דרך בטוחה ויעילה להציל חלק מהיבול העולמי שאבד כיום במחלות.

צמחים במתח 1מומחה לקאסווה בודק יבול חולה בצפון מזרח תאילנד. CIAT, CC BY-SA

הבנת מערכת החיסון הצמחית

צמחים נחשפים באופן טבעי למגוון חיידקים פתוגניים, כמו חיידקים, פטריות ווירוסים. בניגוד לבני אדם, שיש להם יכולת להתחמק פיזית מזיהומים, צמחים הם חסרי תנועה. לכן, כל תא בצמח חייב להגן על עצמו מפני התקפה. לצמחים מערכת חיסון רב שכבתית המסייעת להם להילחם במיקרואורגניזמים אלה. זה עובד בצורה דומה מאוד למערכת החיסון האנושית.

צמחים מזהים פתוגנים על ידי זיהוי "תבניות" מיקרוביאליות. אלו מאפיינים ייחודיים לסוג החיידק (תחשוב על דגל חיידקים) שהצמח התפתח והכיר בכך שהוא "לא עצמי". אנו יכולים לשוות יכולת זו לזיהוי אנטיגנים על ידי גוף האדם, המשרה תגובה חיסונית. למרבה הצער, פתוגנים מתפתחים ללא הרף כדי להתחמק מהכרה, בדרך כלל על ידי מיגון או הסוואה של דפוסים אלה. יכולת זו מאפשרת להם להתיישב בתאי הצמח לפני שהוא יכול להעלות תגובה חיסונית יעילה.

תחילת ההגנה היא כמו חיסון

אחת ממטרות המחקר העיקריות שלנו היא לרתום דפוסים אלה בכדי להעלות ראש מערכת החיסון של הצמח, יצירת הגנה משופרת מפני חיידקים פתוגניים, במקום שיטות בקרה כימיות מסורתיות.


 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

העיקרון של "תחילת הגנה"דומה מאוד לאופן שבו אנו מפתחים חיסונים לטיפול במחלות אנושיות. חיסון פועל על ידי פעולה כמתחזה לפתוגן. זה שולל את המערכת החיסונית לחשוב שהיא מותקפת, מה שמגרה תגובות הגנה, כגון ייצור נוגדנים. זה יוצר זיכרון הגנה, המאפשר למערכת החיסון לזכור פתוגן מסוים אם הגוף נתקל בו בעתיד. לאחר מכן הוא יכול להגיב במהירות ובחוזקה, בזכות הזיכרון המוקדם שלו מהחיסון.

אנו יכולים ליישם את אותו עיקרון על יחסי צמח-פתוגן. לדוגמא, לאחר שזיהינו את דפוס העניין של הפתוגן, אנו פועלים לבודד ולטהר אותו. שלב זה הוא כמו ייצור החיסון. לאחר מכן נוכל לחסן את הצמח בתבנית המטוהרת - למשל באמצעות הזרקתו לגבעול או לעלים עם מזרק. המטרה היא לעורר את התגובה החיסונית הטבעית של הצמח, וכתוצאה מכך תגובת הגנה מהירה ו / או חזקה יותר בפעם הבאה שהצמח נתקל באותו פתוגן.

אנו בעצם מבטיחים כי הצמחים מוכנים לקרב לפני תקיפת האויב. צמחים דרוכים מראים סובלנות מוגברת לזיהום, המאופיינת לעיתים קרובות בפחות תסמינים ופחות אוכלוסיות פתוגנים בתוך הצמח. למרות שעדיין לא הוטמעו צמחים דרוכים בחקלאות מסחרית רחבת היקף, מדענים מבצעים מחקר פעיל על השימוש ב תחילת הגנה הן בחממה והן בשדה הגדרות להגנה מפני חיידקים, נגיפים ופטריות.

המחקר שלי מתמקד בעיקר בשימוש בהגנה תחולית להגנה מפני פתוגן חיידקי שנקרא fastidiosa Xylella שמשפיע על ענפי היין, השולחן והצימוקים של מיליארד הדולרים. זה גורם למחלת פירס, שעולה למדינת קליפורניה מעל 100 מיליון דולר בשנה בהוצאות אובדן יבול ובמאמצים לטפל בזה. כרגע אין תרופה למחלות הנגרמות על ידי פתוגן צמחי זה, אך מטרתנו היא להשתמש בתחלול הגנה כדי לנצח אותו.

צמחים במתח 2גם צמחים חולים! פטריית חלודה בגזע על חיטה. יואה ג'ין, שירות המחקר החקלאי

פוטנציאל בחקלאות מסחרית

בניגוד למערכת החיסון האנושית, בה תגובות הגנה ספציפיות לחיידק מסוים, ההשפעות של התחלה בצמחים הן רחבות טווח, המגנות על הצמח מפני מגוון רחב של מחלות ומזיקים לחרקים.

יתרון עיקרי נוסף בהתחלת הגנה הוא בכך שמעט או ללא הפחתה בכושר הצומח - צמחים עדיין גדלים ומתרבים כרגיל. זהו יתרון קריטי בחקלאות המסחרית, בה ההצלחה מותנית בתשואות גבוהות.

יתר על כן, המצב הבסיסי הוא עמיד וניתן לשמור עליו זמן רב לאחר הגירוי הראשוני. מחקרים עדכניים הראו גם כי צמחים יכולים להעביר את זיכרון ההגנה הזה לצאצאים שלהם, ומספקים הגנה רב-דורית ללא כל שינוי גנטי.

יש צורך במחקר נוסף בכדי לשפר את הבנתנו את המנגנונים המולקולריים העומדים מאחורי תופעה זו, אך תחילת הגנה נראית ככל הנראה כלי יקר ומבטיח בעתיד החקלאות בת קיימא.

על המחברשיחה

ג'נט רפיקאבוליג'נט רפיקאווולי היא מועמדת לתואר שלישי בפתולוגיית צמחים באוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד. המחקר שלי מתמקד בבסיס המולקולרי של האינטראקציות בין המארח לפתוגן של חיידקים פתוגניים בצמח השוכנים בצילם, או ברקמות המובילות מים של מערכת כלי הדם הצמחיים. באופן ספציפי, אני עובד עם פתוגן חיידקי הגורם למחלות קשות בענבים ובהדרים, בין שאר המארחים החשובים מבחינה כלכלית. נכון לעכשיו, המחקר שלי הדגיש את התפקיד של פוליסכרידים על פני תאי חיידקים כמפיקים את המערכת החיסונית המולדת.

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה. קרא את מאמר מקורי.

ספר קשור:

at

אולי גם תאהב

עקוב אחר InnerSelf ב

אייקון פייסבוקאייקון טוויטרסמל YouTubeאייקון אינסטגרםסמל pintrestאייקון rss

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

שפות זמינות

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

הנקראים ביותר

מיינדפולנס וריקוד בריאות נפשית 4 27
כיצד מיינדפולנס וריקוד יכולים לשפר את בריאות הנפש
by אדריאנה מנדרק, אוניברסיטת הבישופ
במשך עשרות שנים, קליפת המוח הסומטו-סנסורית נחשבה כאחראית רק לעיבוד חושי...
אי יכולת מטען 9 19
כלל חדש למטען USB-C מראה כיצד הרגולטורים של האיחוד האירופי מקבלים החלטות עבור העולם
by רנו פוקארט, אוניברסיטת לנקסטר
האם אי פעם שאלת מטען של חבר רק כדי לגלות שהוא לא תואם לטלפון שלך? אוֹ…
מתח חברתי והזדקנות 6 17
כיצד מתח חברתי יכול להאיץ את הזדקנות מערכת החיסון
by אריק קלופאק, אוניברסיטת דרום קליפורניה
ככל שאנשים מתבגרים, המערכת החיסונית שלהם מתחילה באופן טבעי להידרדר. ההזדקנות הזו של מערכת החיסון,…
מזון בריא יותר בבישול 6 19
9 ירקות בריאים יותר בבישול
by לורה בראון, אוניברסיטת Teesside
לא כל מזון מזין יותר כשאוכלים אותו נא. אכן, ירקות מסוימים הם למעשה יותר...
צום intermetten 6 17
האם צום לסירוגין באמת טוב לירידה במשקל?
by דיוויד קלייטון, אוניברסיטת נוטינגהאם טרנט
אם אתה מישהו שחשב לרדת במשקל או רצה להיות בריא יותר בשנים האחרונות...
איש. אישה וילד בחוף הים
האם זה היום? מפנה ליום האב
by וויל וילקינסון
זה יום האב. מה המשמעות הסמלית? האם משהו משנה חיים יכול לקרות היום ב...
בעיות בתשלום חשבונות ובריאות נפשית 6 19
בעיות בתשלום חשבונות עלולות לגבות מחיר כבד מבריאות הנפש של אבות
by ג'ויס י.לי, אוניברסיטת אוהיו סטייט
מחקר עוני קודם נערך בעיקר עם אמהות, עם התמקדות עיקרית ב...
איך משככי כאבים עובדים 4 27
כיצד משככי כאבים למעשה הורגים כאב?
by רבקה סיל ובנדיקט אלטר, אוניברסיטת פיטסבורג
ללא היכולת לחוש כאב, החיים מסוכנים יותר. כדי למנוע פציעה, כאב אומר לנו להשתמש ב...

עמדות חדשות - אפשרויות חדשות

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | שוק InnerSelf
זכויות יוצרים © 1985 - פרסומי 2021 InnerSelf. כל הזכויות שמורות.