Hvordan handler planter hurtigt for at bekæmpe infektioner?

I modsætning til dyr, som har mobile immunceller, der hurtigt kan cirkulere og målrette mod infektioner, mangler planter sådanne specialiserede celler. I stedet har planter udviklet forskellige forsvarsmekanismer, der giver dem mulighed for hurtigt at opdage og reagere på patogener. Her er nogle måder, hvorpå planter handler hurtigt for at bekæmpe infektioner:

1. Mønstergenkendelsesreceptorer (PRR'er):

- Planter har PRR'er placeret på deres celleoverflader og i deres celler.

- PRR'er kan genkende konserverede molekyler forbundet med patogener, kendt som patogen-associerede molekylære mønstre (PAMP'er).

- Ved PAMP-genkendelse udløser PRR'er nedstrøms forsvarsreaktioner.

2. Signaltransduktion:

- PRR's genkendelse af PAMP'er initierer signaltransduktionsveje.

- Disse veje involverer produktion af signalmolekyler, såsom calciumioner (Ca2+) og reaktive oxygenarter (ROS).

- Disse signaler transmitteres hurtigt i hele anlægget.

3. Forsvarsrelateret genekspression:

- Signaltransduktion fører til aktivering af forsvarsrelaterede gener.

- Transkriptionsfaktorer regulerer ekspressionen af ​​disse gener, hvilket fører til produktionen af ​​antimikrobielle proteiner, patogenese-relaterede (PR) proteiner og andre forsvarsforbindelser.

- Denne proces kan forekomme inden for timer efter patogendetektion.

4. Overfølsom respons (HR):

- HR er en hurtig celledødsreaktion, der opstår på infektionsstedet.

- Det udløses af genkendelsen af ​​specifikke PAMP'er eller akkumulering af giftige forbindelser.

- HR begrænser spredningen af ​​patogener ved at skabe en fysisk barriere og frigive antimikrobielle forbindelser.

5. Systemisk erhvervet modstand (SAR):

- SAR er en langvarig forsvarsreaktion, der udløses af en lokaliseret infektion.

- Det involverer produktion af mobile signaler, såsom salicylsyre, der bevæger sig i hele anlægget.

- SAR primer uinficeret væv til forbedret forsvarsrespons ved efterfølgende patogenangreb.

6. Induceret modstand:

- Planter kan udvikle induceret resistens ved eksponering for visse gavnlige mikrober eller kemiske forbindelser.

- Denne proces involverer priming af plantens forsvarssystemer, hvilket giver mulighed for en hurtigere og mere robust reaktion på fremtidige infektioner.

7. Sekundære metabolitter:

- Planter producerer en bred vifte af sekundære metabolitter, hvoraf mange har antimikrobielle egenskaber.

- Disse forbindelser kan direkte hæmme væksten af ​​patogener eller forstyrre deres infektivitet.

8. Fysiske barrierer:

- Planter har fysiske barrierer, såsom neglebånd, cellevægge og trichomer, der fungerer som den første forsvarslinje mod indtrængen af ​​patogener.

- Disse barrierer kan forhindre eller bremse patogenpenetrering og kolonisering.

Ved at anvende disse hurtige forsvarsmekanismer kan planter hurtigt opdage og reagere på infektioner, minimere skader forårsaget af patogener og maksimere deres chancer for at overleve i udfordrende miljøer.