Mikrobijoma tal-Pjanti: Oċean ta 'possibbiltajiet għat-titjib tar-reżistenza għall-mard fil-pjanti Parti 1

Astratt:

Il-mard tal-pjanti joħloq theddida serja għall-produzzjoni tal-għelejjel u l-ekonomija agrikola madwar id-dinja. Bħalissa, il-pestiċidi kimiċi huma impjegati ta 'spiss biex jiġġieldu dawn l-infezzjonijiet, li jikkawżaw tossiċità ambjentali u l-emerġenza ta' patoġeni reżistenti. Barra minn hekk, il-manipulazzjoni ġenetika tal-mogħdijiet ta 'difiża tal-pjanti u t-tnissil ta' ġeni reżistenti kisbu suċċess limitat minħabba l-evoluzzjoni mgħaġġla tal-virulenza u r-reżistenza tal-patoġeni, flimkien mal-espansjoni tal-firxa tal-ospitanti. Barra minn hekk, minħabba t-tibdil fil-klima u t-tisħin globali, l-okkorrenza ta 'stress multipli waqt it-tifqigħat ta' mard kompliet tħalli impatt fuq it-tkabbir u l-produttività ġenerali tal-uċuħ tar-raba ', u ppreżentaw theddida serja għas-sigurtà tal-ikel. F'dan ir-rigward, l-użu tal-mikrobijoma ta 'benefiċċju għall-pjanti u l-prodotti tiegħu jista' jipprovdi toroq ġodda għar-reżistenza għall-mard minbarra li jsaħħaħ il-produzzjoni agrikola, il-fertilità tal-ħamrija u s-sostenibbiltà ambjentali.

Ir-relazzjoni bejn il-perjodu tat-tifqigħa tal-marda u l-immunità hija mill-qrib ħafna. Waqt tifqigħa ta’ marda, ħafna nies jiġu infettati minħabba li l-immunità tagħhom mhix b’saħħitha biżżejjed biex tiġġieled il-virus jew il-batterja li jinvaduh. L-immunità hija l-linja ewlenija ta 'difiża tal-ġisem tal-bniedem kontra l-mard. Jista 'jgħin lill-ġisem jirreżisti l-invażjoni u r-riproduzzjoni tal-mikrobi. Jekk l-immunità ma tkunx biżżejjed, il-ġisem tal-bniedem ikun suxxettibbli għall-mard.

Waqt tifqigħa ta’ marda, nistgħu nnaqqsu r-riskju ta’ infezzjoni billi nsaħħu l-immunità tagħna. Modi kif issaħħaħ is-sistema immuni tiegħek jinkludu li tagħti attenzjoni għad-dieta tiegħek, torqod biżżejjed, tagħmel eżerċizzju, u tevita l-istress u l-ansjetà. Barra minn hekk, skont is-sitwazzjoni tal-epidemija, it-tilqim f'waqtu huwa wkoll mod effettiv biex issaħħaħ l-immunità tiegħek.

Fil-qosor, ir-relazzjoni bejn it-tifqigħat tal-mard u l-immunità hija inseparabbli. Huwa biss billi nsaħħu l-immunità tagħna li nistgħu nipproteġu aħjar lilna nfusna mill-mard. Għalhekk, jeħtieġ li ntejbu l-immunità. Cistanche jista 'jtejjeb l-immunità b'mod sinifikanti. Cistanche għandu wkoll effetti kontra l-virus u kontra l-kanċer, li jistgħu jsaħħu l-abbiltà tas-sistema immunitarja biex tiġġieled u ttejjeb l-immunità tal-ġisem.

Ikklikkja suppliment cistanche deserticola

Fl-interazzjonijiet tal-mikrobijoma ta 'benefiċċju tal-pjanti, reżistenza sistemika indotta (ISR) ħarġet bħala mekkaniżmu ewlieni li permezz tiegħu mikrobijoma ta' benefiċċju jipprepara s-sistema kollha tal-pjanti għal difiża aħjar kontra firxa wiesgħa ta 'fitopatoġeni u pesti. F'din ir-reviżjoni, nipprovdu l-iżviluppi reċenti dwar ir-rwol tal-mikrobijomi ta 'benefiċċju għall-pjanti fir-reżistenza għall-mard. Aħna nenfasizzaw ukoll in-nuqqasijiet fl-għarfien u niddiskutu kif is-sistema immunitarja tal-pjanti tiddistingwi l-patoġeni u l-mikrobijota ta 'benefiċċju.

Barra minn hekk, nipprovdu ħarsa ġenerali ta 'kif l-ormoni tal-firma immuni, bħall-aċidu saliċiliku (SA), l-aċidu ġasmoniku (JA), u l-etilene (ET), jiffurmaw mikrobijomi ta' benefiċċju għall-pjanti. Niddiskutu wkoll l-importanza ta 'diversi għodod ta' produzzjoni għolja u l-integrazzjoni tagħhom mal-bijoloġija sintetika biex jiddisinjaw komunitajiet mikrobjali mfassla apposta għar-reżistenza għall-mard. Fl-aħħar nett, nikkonkludu billi nenfasizzaw temi importanti li jeħtieġu attenzjoni futura biex jimlew il-lakuni ta 'għarfien dwar is-sistema immunitarja tal-pjanti u r-reżistenza għall-mard medjat mill-mikrobijomi-benefiċjarji tal-pjanti.

Kliem ewlieni:

patoġeni; immunità; mikrobijoma; ormoni; reżistenza sistemika indotta; SynComs.

1. Introduzzjoni

Il-pjanti huma kontinwament sfidati minn patoġeni mikrobjali differenti li jipperikolaw is-sopravivenza tagħhom u joħolqu theddida kostanti għas-sigurtà globali tal-ikel. Fil-passat, bosta tifqigħat ta’ mard ħallew impatt sinifikanti fuq il-produzzjoni agrikola u l-ekonomija tagħna, speċjalment f’pajjiżi b’nuqqas ta’ ikel [1]. Il-ġuħ tal-patata Irlandiża fis-seklu dsatax kien ikkawżat minn Phytophthora infestans, li rriżultat f'aktar minn żewġ miljun fatalità u migrazzjoni mifruxa mill-Irlanda [2]. Bl-istess mod, Cochliobolus miyabeanus, li tikkawża tikek kannella fuq ir-ross, kienet marda oħra sinifikanti tal-pjanti u epidemija diżastruża li ħasdet il-ħajja ta 'aktar minn żewġ miljun ruħ. L-uċuħ tar-raba’ tal-ikel isofru telf sinifikanti ta’ rendiment madwar id-dinja minħabba mard mikrobjali u pesti, b’telf medju ta’ 30.3 fil-mija għar-ross, 22.6 fil-mija għall-qamħirrum, 21.5 fil-mija għall-qamħ, 21.4 fil-mija għall-fażola tas-sojja, u 17.2 fil-mija għall-patata [1].

Il-mard tal-pjanti jista’ jnaqqas ir-rendiment tal-uċuħ tar-raba’ b’50 fil-mija f’xi reġjuni, primarjament fost bdiewa żgħar, li jwassal għal sfidi ekonomiċi severi [3]. Il-mard tal-pjanti jolqot ukoll id-diversità tal-ispeċi, l-ispejjeż downstream assoċjati mal-metodi ta’ kontroll, u s-saħħa tal-bniedem [3]. Mard emerġenti tal-pjanti u tifqigħat ta’ pesti għandhom impatt ekonomiku kbir fuq l-agrikoltura, li jaffettwaw is-sigurtà tal-ikel, is-sigurtà nazzjonali, u s-saħħa tal-bniedem [4]. Fil-futur, huwa antiċipat li varjazzjonijiet fid-distribuzzjoni ġeografika tal-patoġeni b'reazzjoni għat-tibdil fil-klima u l-kummerċ globali dejjem jikber jagħmlu l-mard tal-pjanti emerġenti aktar prevalenti u sever [5,6]. Riċentement, tifqigħat tas-sadid tal-kafè ikkawżati minn Hemileia vastatrix fl-Amerika Ċentrali wkoll ikkawżaw telf kbir ta’ rendiment u kriżijiet ekonomiċi [7].

B'differenza mill-mard endemiku, li jista' jiġi mmaniġġjat, mard emerġenti jista' jkollu konsegwenzi severi fuq sistemi agrikoli kontemporanji u sistemi oħra ta' input, li jeħtieġu strateġiji ta' mitigazzjoni fil-pront. Bħalissa, epidemija dinjija qed tipperikola s-saħħa ta’ miljuni ta’ nies madwar id-dinja. Għalhekk, id-disponibbiltà ta’ ikel nutrittiv u tajjeb għas-saħħa hija kritika biex tgħin lin-nies jaħarbu mill-faqar u jiksbu riżultati aħjar għas-saħħa.

Matul l-aħħar żewġ deċennji, skoperti xjentifiċi bbenefikaw ħafna mill-isforzi tagħna biex niġġestixxu l-infezzjonijiet tal-pjanti. Pereżempju, komponenti immuni tal-pjanti li jimmodifikaw ġenetikament u ġeni reżistenti għat-tnissil huma ftit strateġiji li ntużaw biex jikkumbattu l-patoġeni tal-pjanti [8]. Madankollu, tifqigħat ta 'mard severi huma aggravati mill-iżvilupp mgħaġġel ta' virulenza u reżistenza tal-patoġenu, kif ukoll espansjoni tal-firxa tal-ospitanti prinċipalment taħt prattiki agrikoli moderni, li joħolqu sfidi serji għall-iżvilupp ta 'kultivari reżistenti għall-mard fit-tul. Min-naħa l-oħra, l-applikazzjoni ta 'mikrobiċidi u funġiċidi kimiċi kienet parzjalment ta' suċċess, iżda l-użu eċċessiv tagħhom iweġġa 'l-ambjent, il-bnedmin, u l-emerġenza ta' patoġeni reżistenti ġodda [9].

Pereżempju, ftit eżempji ta’ patoġeni tal-pjanti reżistenti għall-fungiċidi li jirrappreżentaw periklu sostanzjali għall-uċuħ tar-raba’ kummerċjalment sinifikanti jinkludu Botrytis cinerea, Alternaria sp., Plasmopara viticola, Pseudocercospora fijiensis, Ramularia collo-cygni, u patoġeni tal-moffa trab [10]. Il-pestiċidi jista 'jkollhom ukoll impatt fuq il-mikrobijota ta' benefiċċju, li normalment tipproteġi l-pjanti mill-patoġeni billi tikkompeti magħhom, jinibixxu l-kolonizzazzjoni tagħhom, jattivaw mogħdijiet immunoloġiċi tal-pjanti, jew inixxu komposti antimikrobiċi [11]. Fil-preżent, iż-żieda ta 'pathovars reżistenti għal multi-pestiċidi hija waħda mill-konsegwenzi negattivi l-aktar serji ta' użu eċċessiv tal-pestiċidi fl-agrikoltura moderna.
Minħabba l-limitazzjonijiet tal-istrateġiji ta' mitigazzjoni attwali għall-kontroll tat-tifqigħat tal-mard, hemm bżonn li ssir tfittxija għal alternattiva oħra li hija aktar effettiva u li tirrispetta l-ambjent. F'dan il-kuntest, l-użu tal-potenzjal tal-mikrobijomi ta' benefiċċju għall-pjanti u l-prodotti tagħhom huwa strateġija vijabbli għall-mitigazzjoni tal-mard tal-pjanti fl-agrikoltura sostenibbli, minħabba l-funzjonijiet multidimensjonali li jipprovdu lill-ospiti tagħhom, bħall-promozzjoni tat-tkabbir, il-provvista tad-disponibbiltà tan-nutrijenti, iżżid il-fertilità tal-ħamrija, tkun ekoloġika u tagħti spinta lir-reżistenza għall-istress multipli. Hawnhekk, aħna niffukaw fuq l-iżviluppi reċenti dwar ir-rwol tal-mikrobijomi ta 'benefiċċju għall-pjanti u r-reżistenza għall-mard. Niddiskutu wkoll kif il-firem immuni tal-pjanti jiffurmaw mikrobijomi ta 'benefiċċju tal-pjanti. Barra minn hekk, nipprovdu ħarsa ġenerali ta 'kif is-sistemi ta' difiża tal-pjanti jinteraġixxu ma 'mikrobi ta' benefiċċju u patoġeniċi. Studji reċenti wrew li l-karatteristiċi fil-livell individwali u komunitarju tal-mikrobijomi tal-pjanti jagħtu spinta lill-immunità tal-pjanti f'sistemi differenti tal-għelejjel.

2. Mikrobijoma tal-Pjanti u Reżistenza għall-Mard: Approċċ Sostenibbli Ġdid għall-Kontroll ta' Tifqigħat ta' Mard Emerġenti

Pjanti fin-natura jeżistu flimkien ma 'komunitajiet mikrobjali diversi li jistgħu jkunu ta' benefiċċju, kommensali u patoġeniċi. Il-pjanti jinteraġixxu ma 'dawn il-mikrobi diversi fi tliet reġjuni ewlenin: il-filosfera, l-endosfera u r-riżosfera. Il-mikrobijoma tal-pjanti jinkludi varjetà ta 'speċi eleganti, inklużi fungi, batterji, protozoa, archaea, u viruses. Il-mikrobijomi tal-pjanti jistgħu jkunu ta’ benefiċċju f’varjetà ta’ modi, inkluż il-protezzjoni tal-pjanta minn infezzjonijiet li jagħmlu l-ħsara, it-titjib tat-tolleranza għal firxa wiesgħa ta’ stress abiotiku, iż-żieda fit-tkabbir, is-saħħa u l-produzzjoni, u l-għoti lill-pjanti ta’ vantaġġ kompetittiv b’reazzjoni għat-tibdil fil-klima [12]. –14]. Madankollu, l-interazzjonijiet kumplessi u dinamiċi bejn il-pjanti u l-mikrobijomi huma influwenzati ħafna mill-ospitanti, il-mikrobu u l-ambjent, li jiffurmaw kumpless trio li jinfluwenza r-riżultat ġenerali tagħhom [14].

Il-mikrobijoma tal-pjanti għandu rwol multidimensjonali fil-protezzjoni tal-pjanti minn attakki ta 'patoġeni bl-użu ta' strateġiji differenti, bħall-attivazzjoni ta 'risponsi immuni, reżistenza sistemika indotta (ISR), u depożizzjoni ta' callose. Huma wkoll responsabbli għall-produzzjoni u l-eskrezzjoni ta' dawn li ġejjin: komposti antimikrobiċi, bħal 2,4-diacetyl phloroglucinol, proteases, chitinases, bacteriocins, u siderophores; lipopeptidi, bħal iturin A, bafilomycin D, u mycosubtilin; u komposti volatili. Barra minn hekk, jinibixxu wkoll il-patoġeni permezz tal-kompetizzjoni għan-nutrijenti u l-ispazju, kif muri fil-Figura 1. Interessanti, fl-interazzjonijiet tal-mikrobijoma ta’ benefiċċju tal-pjanti, l-ISR ħareġ bħala mekkaniżmu ewlieni li bih il-mikrobijoma ta’ benefiċċju jipprepara s-sistema kollha tal-pjanti għal difiża aħjar kontra firxa wiesgħa ta’ fitopatoġeni u pesti [15]. ISR huwa terminu ġeneriku użat għall-mekkaniżmu ta 'reżistenza indotta stimulat kemm minn indutturi kimiċi kif ukoll bijoloġiċi li jipproteġu organi tal-pjanti mhux esposti kontra attakki sussegwenti minn batterji patoġeniċi u pesti erbivori.

Ġeneralment, ISR huwa regolat minn kumpless ta 'kaskati ta' sinjalar interkonnessi li fihom ormoni tal-pjanti bħal JA, ET, u SA, kif ukoll il-crosstalk tagħhom, għandhom rwol regolatorju importanti. Madankollu, fil-maġġoranza tal-interazzjonijiet tal-mikrobijoma ta 'benefiċċju tal-pjanti, l-ISR huwa regolat b'mod predominanti mill-kaskati ormonali JA u ET. Dan ġie ppruvat aktar kemm fil-pjanti mutanti JA/ET kif ukoll f'Arabidopsis selvaġġi, li fihom batterji ta' benefiċċju, bħal Pseudomonas fluorescens WCS417r–ISR, Serratia marcescens, Pseudomonas protegens CHA0 u Pseudomonas fluorescens Q2-87, u fungi ta' benefiċċju, bħal Penicillium sp. GP16-2 u Trichoderma harzianum T39, jikkawżaw ISR b'mod dipendenti fuq JA/ET [16–19]. Madankollu, hemm ftit rapporti li juru li mikrobi ta 'benefiċċju wkoll iqanqlu l-ISR b'mod dipendenti fuq l-SA. Pereżempju, batterji ta 'benefiċċju bħal Pseudomonas aeruginosa 7NSK2 jonqsu milli jikkawżaw ISR fil-pjanti tat-tadam mutanti SA [20].

Bħala riżultat, ikun interessanti li jiġi investigat kif mikrobijomi ta 'benefiċċju għall-pjanti jattivaw l-ISR minħabba li l-mikrobijomi tal-pjanti fihom varjetà ta' mikroflora li huma adattati għal diversi stili ta 'ħajja. Għalhekk, hija meħtieġa aktar riċerka biex tiddetermina kif l-ormoni JA/ET u SA, kif ukoll l-interazzjonijiet tagħhom, għandhom rwol fl-attivazzjoni tal-ISR medjata mill-mikrobijoma. Fil-pjanti, batterji ta 'benefiċċju, patoġeni, u insetti kollha jaqsmu l-mogħdijiet ta' sinjalazzjoni konnessi regolati mill-ISR. Konsegwentement, hija meħtieġa aktar riċerka biex jiġu identifikati l-parteċipanti ewlenin kemm fl-ISR ikkawżat mill-patoġenu kif ukoll mill-mikrobijoma, li jistgħu jiżvelaw jekk jużawx sinjalar jew netwerks tal-ġeni simili jew differenti.

Bosta studji rrappurtaw li l-mikrobijota tal-pjanti tagħti reżistenza għall-mard kontra patoġeni differenti ta 'stili ta' ħajja differenti. Pereżempju, l-attivazzjoni tal-immunità intrinsika fil-pjanti permezz tal-mikrobijota tal-għeruq ġiet ikkaratterizzata b'mod estensiv biex tipprovdi reżistenza kontra bosta mard tal-pjanti fuq l-art permezz tal-ISR [15,21]. L-attivazzjoni tal-ISR ġiet irrappurtata bħala mutur importanti tal-biċċa l-kbira tar-reżistenza għall-mard medjata mill-batterji li jippromwovu t-tkabbir tal-pjanti (PGPR) fil-pjanti [15,22]. Studji preċedenti wrew li infezzjonijiet batterjali u oomycete f'Arabidopsis leave jinfluwenzaw l-exudates ta 'l-għeruq biex jippromwovu l-assemblaġġ ta' mikro-organiżmi ta 'benefiċċju li jqanqlu l-ISR [23,24].

Fil-pjanti, l-exudates tal-għeruq għandhom rwol ewlieni mhux biss billi jsawru l-mikrobijoma ta 'benefiċċju iżda wkoll billi jipprovdu reżistenza għall-mard billi jinibixxu direttament it-tkabbir tal-patoġenu jew jattivaw is-sistema immuni tal-pjanti. Il-pjanti inixxu diversi essudati ta 'għeruq, bħal aċidi organiċi, vitamini, flavonoids, polisakkaridi, aċidi amminiċi, u zokkor li direttament jew indirettament jagħtu reżistenza għall-mard ospitanti. Ħafna batterji ta 'benefiċċju jirrispondu b'mod attiv għal exudates ta' l-għeruq billi jaġġustaw il-programm ta 'traskrizzjoni tagħhom lejn karatteristiċi involuti fil-kolonizzazzjoni ta' l-għeruq, jattivaw l-ISR, il-kimotassi, il-formazzjoni tal-bijofilm, u l-metaboliżmu ta 'l-enerġija li huma importanti biex jinibixxu l-patoġeni u l-progressjoni tal-mard. Għalkemm ir-rwol tal-exudates tal-għeruq fit-tiswir tal-mikrobijoma tal-pjanti huwa indirizzat tajjeb, kif dawn iqanqlu s-sistema immuni fil-biċċa l-kbira mhux magħruf.

Korp dejjem jikber ta 'studji dwar Triticum viaticum [25,26], Arabidopsis thaliana, u Beta vulgaris [27] żvelat li l-għeruq tal-pjanti infettati bil-patoġeni jistgħu jattiraw batterji utli biex isalvaw jew jissalvagwardjaw ġenerazzjonijiet futuri. Il-membri tal-mikrobijoma tal-endosfera u r-riżosfera nstabu wkoll li jinibixxu l-mard tal-pjanti, bħal damping-off u take-all [28-30]. Bl-istess mod, Kwak et al. [31] irrapporta li l-mikrobijota riżosferika fil-pjanti tat-tadam ittejjeb ir-reżistenza għall-mard kontra l-mard tad-dbiel ikkawżat minn Ralstonia solanacearum. Mendes et al. [32] irrapporta wkoll li r-rhizobacteria mill-familji Pseudomonadaceae, Bacillaceae, Solibacteraceae, u Cytophagaceae huma aktar prevalenti fir-rhizosphere ta 'kultivari tal-fażola reżistenti għal Fusarium. Bl-istess mod, studju ieħor żvela r-rwol tal-mikrobijoma ta 'benefiċċju fil-mitigazzjoni tal-effetti negattivi tal-marda tal-iskab tal-patata, u identifika ġeneri ewlenin bħal Geobacillus u Curtobacterium [33]. Bosta studji wrew li l-mikrobijoma ta 'benefiċċju jrażżan direttament il-patoġeni permezz ta' varjetà ta 'strateġiji, inkluża s-sintesi ta' komposti antimikrobiċi, iperparasitiżmu, u kompetizzjoni għan-nutrijenti u l-ispazju [34,35]. Dawn l-istrateġiji kollha jirriżultaw f'limitazzjoni tal-patoġenu iżda jistgħu jvarjaw minn mikrobu għal mikrobu. Pereżempju, pjanti tal-ħjar vulnerabbli Fusarium spiss jiġbru mikro-organiżmi utli, bħal Comamonadaceae u Xanthomonadaceae, biex jinibixxu l-patoġenu Fusarium billi jipproduċu livelli ogħla ta 'aċidi organiċi [36]. Studju preċedenti rrapporta li Pseudomonas fluorescens WCS417 jippromwovi d-depożizzjoni ta’ callose fis-sit tad-dħul tal-patoġenu u jqanqal ukoll l-espressjoni ta’ ġeni ta’ firma tad-difiża (ġeni relatati mal-patoġenesi) li jirrestrinġu d-dħul tal-patoġenu u l-progressjoni tal-marda [37].

Riċentement, razza ta 'Sphingomonas melonis endofitika taż-żerriegħa kienet irrappurtata li tipprovdi reżistenza għall-mard kontra Burkholderia plantarii, li tikkawża t-tnixxija tan-nebbieta fir-ross [38]. Arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) intwera wkoll f'bosta studji li jżidu r-reżiljenza tal-pjanti għal varjetà ta 'mard. Pereżempju, il-kolonizzazzjoni tal-mikorriżi f'pjanti differenti tal-għelejjel tipprovdi reżistenza għall-mard kontra bosta fitopatoġeni, bħal Pyrenochaeta terrestris, Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici, Phytophthora nicotianae var. parassitiku, P. parasitica u Pseudomonas syringae [39-41]. Barra minn hekk, l-AMF jattiva l-ISR u r-reżistenza akkwiżita sistemika (SAR), li tipprovdi reżistenza għall-mard għal patoġeni minn diversi stili ta 'ħajja. Id-deċifrar ta' kif l-AMF u mikrobijoma ta' benefiċċju jaħdmu flimkien jista' għalhekk jipprovdi perspettivi ġodda dwar ir-reżistenza għall-mard tal-pjanti fl-agrikoltura sostenibbli. Barra minn hekk, aħna nġabru fil-qosor ir-rwol tal-mikrobijomi ta 'benefiċċju għall-pjanti u l-prodotti tagħhom fir-reżistenza għall-mard fit-Tabella 1.

Riċentement, ħarġet ipoteżi ġdida fil-pjanti fil-kuntest ta 'stress u reklutaġġ ta' mikrobijomi ta 'benefiċċju għall-pjanti, magħrufa bħala l-'cry for help'. Skont din l-ipoteżi tal-għajta għall-għajnuna, il-pjanti jirreklutaw jew jarrikkixxu b'mod attiv mikro-organiżmi speċifiċi waqt kundizzjonijiet ta 'stress li jistgħu jipproteġuhom minn effetti detrimentali u li jistgħu jipprovdu firxa ta' benefiċċji li jippromwovu t-tkabbir. Din l-ipoteżi ġiet studjata aktar taħt diversi kundizzjonijiet stressanti f'pjanti differenti, u r-riżultati kienu tal-għaġeb, u wrew kif il-pjanti jirreklutaw il-mikrobijomi ta 'benefiċċju tagħhom biex iwarrbu l-attakki tal-patoġeni u jiksbu aktar benefiċċji ta' tkabbir minnhom [26]. F'din ir-reviżjoni, għamilna mudell wieħed li juri kif l-attakki tal-patoġeni fl-ospiti tagħhom jew irażżnu jew jarrikkixxu l-mikrobijoma ta 'benefiċċju, li mbagħad iwassal għal jew reżistenza għall-mard jew progressjoni tal-marda, kif muri fil-Figura 2. Madankollu, ħafna fatturi jirregolaw is-suċċess ġenerali jew falliment tal-battalji tal-mikrobijoma ta 'benefiċċju għall-pjanti u l-patoġeni.

Pereżempju, l-istil tal-ħajja tal-patoġeni tal-pjanti, l-ispeċi tal-pjanti, il-fatturi ambjentali, il-kimika tal-exudate tal-għeruq, is-sistema immuni tal-pjanti, u l-firem jista 'jkollhom effett sinifikanti (kemm individwalment kif ukoll flimkien) fuq l-interazzjonijiet tal-mikrobijoma ta' benefiċċju għall-pjanti u tal-patoġeni. Għadna fl-istadji bikrija ta 'fehim tal-kumplessità tal-mikrobijomi ta' benefiċċju għall-pjanti u r-reżistenza għall-mard ospitanti. Għalhekk, ir-riċerka futura għandha tikkonċentra fuq id-determinazzjoni ta 'kif il-mikrobijoma ta' benefiċċju għall-pjanti jinfluwenza r-reżistenza għall-mard kemm f'kultivari suxxettibbli kif ukoll reżistenti u kif tvarja bejn it-tnejn, li jistgħu jipprovdu opportunitajiet ġodda biex jiżviluppaw kultivari reżistenti għall-mard u jikkontrollaw tifqigħat ta 'mard futuri.

Barra minn hekk, ikun interessanti li jiġi esplorat kif pjanti suxxettibbli jirrilaxxaw komposti volatili (VOCs) waqt attakki ta 'patoġeni jew żvilupp ta' mard li jistgħu jikkawżaw is-sistema immunitarja tal-pjanti jew l-assemblaġġ tal-mikrobijoma f'impjanti ġirien, li jagħmluhom attenti u reżistenti għall-attakki ta 'patoġeni mixtieqa. Il-VOCs jiffunzjonaw bħala sinjali fl-arja fil-komunikazzjoni pjanti-pjanti jew pjanti-mikrobi, li jistgħu jgħinu lill-pjanti jiżviluppaw u jlaħħqu mal-istress b'modi kemm diretti kif ukoll indiretti. Huwa dokumentat sew li l-pjanti jirrilaxxaw firxa wiesgħa ta 'molekuli organiċi volatili meta jiġu infettati minn mikro-organiżmi patoġeniċi, bħal aromatiċi, terpeni, derivattivi ta' aċidu xaħmi, u komposti li fihom in-nitroġenu, kif ukoll fitoormoni volatili, methyl jasmonate, u methyl salicylate. , li jidhru li jipprovdu reżistenza għall-mard jew direttament jew indirettament [51]. Fil-futur, l-integrazzjoni ta 'għodod analitiċi u molekulari hija meħtieġa biex jiġi deċifrat ir-rwol tal-VOCs prodotti mill-pjanti jew il-mikrobijoma ta' benefiċċju fir-reżistenza għall-mard f'sistemi differenti ta 'patoloġija tal-għelejjel. Barra minn hekk, kif il-VOCs mill-pjanti u l-mikrobijomi ta 'benefiċċju jaqsmu jew ivarjaw fil-bidu tas-sistema immunitarja tal-pjanti huwa wieħed mill-aktar oqsma ta' riċerka eċċitanti fil-qasam tal-mikrobijomi tal-pjanti. Mikro-organiżmi 2023, 11, x GĦAL REVIŻJONI TAL-PARI 6 minn 15 jirreklutaw il-mikrobijomi ta 'benefiċċju tagħhom biex iwarrbu l-attakki tal-patoġeni u jiksbu aktar benefiċċji ta' tkabbir minnhom [26]. F'din ir-reviżjoni, għamilna mudell wieħed li juri kif l-attakki tal-patoġeni fl-ospiti tagħhom jew irażżnu jew jarrikkixxu l-mikrobijoma ta 'benefiċċju, li mbagħad iwassal għal jew reżistenza għall-mard jew progressjoni tal-marda, kif muri fil-Figura 2. Madankollu, ħafna fatturi jirregolaw is-suċċess ġenerali jew falliment tal-battalji tal-mikrobijoma ta 'benefiċċju għall-pjanti u l-patoġeni.

Pereżempju, l-istil tal-ħajja tal-patoġeni tal-pjanti, l-ispeċi tal-pjanti, il-fatturi ambjentali, il-kimika tal-exudate tal-għeruq, is-sistema immuni tal-pjanti, u l-firem jista 'jkollhom effett sinifikanti (kemm individwalment kif ukoll flimkien) fuq l-interazzjonijiet tal-mikrobijoma ta' benefiċċju għall-pjanti u tal-patoġeni. Għadna fl-istadji bikrija ta 'fehim tal-kumplessità tal-mikrobijomi ta' benefiċċju għall-pjanti u r-reżistenza għall-mard ospitanti. Għalhekk, ir-riċerka futura għandha tikkonċentra fuq id-determinazzjoni ta 'kif il-mikrobijoma ta' benefiċċju għall-pjanti jinfluwenza r-reżistenza għall-mard kemm f'kultivari suxxettibbli kif ukoll reżistenti u kif tvarja bejn it-tnejn, li jistgħu jipprovdu opportunitajiet ġodda biex jiżviluppaw kultivari reżistenti għall-mard u jikkontrollaw tifqigħat ta 'mard futuri. Barra minn hekk, ikun interessanti li jiġi esplorat kif pjanti suxxettibbli jirrilaxxaw komposti volatili (VOCs) waqt attakki ta 'patoġeni jew żvilupp ta' mard li jistgħu jikkawżaw is-sistema immunitarja tal-pjanti jew l-assemblaġġ tal-mikrobijoma f'impjanti ġirien, li jagħmluhom attenti u reżistenti għall-attakki ta 'patoġeni mixtieqa. Il-VOCs jiffunzjonaw bħala sinjali fl-arja fil-komunikazzjoni pjanti-pjanti jew pjanti-mikrobi, li jistgħu jgħinu lill-pjanti jiżviluppaw u jlaħħqu mal-istress b'modi kemm diretti kif ukoll indiretti.

Huwa dokumentat sew li l-pjanti jirrilaxxaw firxa wiesgħa ta 'molekuli organiċi volatili meta jiġu infettati minn mikro-organiżmi patoġeniċi, bħal aromatiċi, terpeni, derivattivi ta' aċidu xaħmi, u komposti li fihom in-nitroġenu, kif ukoll fitoormoni volatili, methyl jasmonate, u methyl salicylate. , li jidhru li jipprovdu reżistenza għall-mard jew direttament jew indirettament [51]. Fil-futur, l-integrazzjoni ta 'għodod analitiċi u molekulari hija meħtieġa biex jiġi deċifrat ir-rwol tal-VOCs prodotti mill-pjanti jew il-mikrobijoma ta' benefiċċju fir-reżistenza għall-mard f'sistemi differenti ta 'patoloġija tal-għelejjel. Barra minn hekk, kif il-VOCs mill-pjanti u l-mikrobijomi ta 'benefiċċju jaqsmu jew ivarjaw fil-bidu tas-sistema immunitarja tal-pjanti huwa wieħed mill-aktar oqsma ta' riċerka eċċitanti fil-qasam tal-mikrobijomi tal-pjanti.

For more information:1950477648nn@gamil.com