Як поживні речовини запускають захисні механізми рослин?

Як поживні речовини запускають захисні механізми рослин?

Існує усталене поняття, що ріст, розвиток і захист рослин значною мірою залежать від поживних речовин у ґрунті. Беззаперечним фактом є й те, що наявність поживних речовин має вирішальне значення. Не тільки для підтримки життєво важливих біохімічних процесів. Але й для створення ефективного захисту від різноманітних патогенів.

У такому контексті все ще залишаються відкритими наступні питання:

• Які молекулярні механізми лежать в основі зв’язку між доступність поживних речовин і захисними реакціями для всіх поживні речовини?
• Як зміна комбінацій різних поживних речовин впливає на сигналізацію захисту рослин?
• Як рослини врівноважують імунну відповідь, дозволяючи корисним мікроорганізмам, на які вони покладаються для отримання поживних речовин, одночасно захищатись від патогенів?
• Який вплив імунної відповіді, керованої поживними речовинами, на мікробні спільноти ґрунту?

Макроелементи, такі як азот, фосфор і калій, значно впливають на захисні механізми рослин. Вони забезпечують необхідні будівельні блоки для синтезу захисних сполук, імунної сигналізації та фізіологічних реакцій, таких як регуляція продихів. Такі мікроелементи, як цинк, мідь і залізо, необхідні для збалансування активних форм кисню та інших реактивних сполук в імунній відповіді рослин. Хоча є значні непрямі докази, які пов’язують наявність поживних речовин із захистом рослин. Молекулярні механізми, що лежать в основі цього процесу, почали розуміти лише нещодавно.

Макроелементи, такі як азот (N), фосфор (P) і калій (K) є невід’ємною частиною імунної системи рослин. Вони забезпечують енергію та будівельні блоки, необхідні для синтезу захисних сполук, активації імунних сигнальних шляхів і регулювання фізичних процесів. Наприклад, азот, ключовий компонент скелета аміногрупи в амінокислотах, необхідний для синтезу білка. Це включає ряд білків, залучених у багатошарову імунну відповідь рослини, таких як цитоплазматичні та мембранні рецептори, пов’язані з патогенезом білки, фактори транскрипції та конститутивні протигрибкові молекули. Фосфор є енергетичною валютою клітини у формі АТФ, фосфорилює протеїнкінази під час захисної сигналізації та регулює експресію генів під час викликаної імунної відповіді. Калій також відіграє вирішальну роль, регулюючи продихи – механізм, який рослини використовують для блокування проникнення патогенів.

Мікроелементи, включаючи цинк, мідь і залізо, однаково важливі, оскільки вони допомагають підтримувати гомеостаз активних форм кисню та інших реактивних сполук, які беруть участь в імунній відповіді рослин.

Перехідні метали (Mn, Fe, Cu та ін.) відіграють вирішальну роль у біологічних системах, слугуючи для стабілізації субстратів або проміжних продуктів реакції в активних центрах ферментів завдяки своїм електростатичним властивостям, тоді як їх підвищена реакційна здатність робить їх цінними для каталізу (зміна швидкостей хімічних реакцій чи їх збудження внаслідок дії речовин (каталізаторів), які беруть участь у процесах, однак не входять до складу кінцевих продуктів). Однак їх токсичність у високих концентраціях становить серйозну проблему. Як патогени рослин, так і корисні організми повинні ретельно регулювати рівні цих елементів, щоб задовольнити свої фізіологічні потреби.

Узагальнюючи результати сучасних досліджень, варто зупинитись на таких ключових моментах:

• Доступність поживних речовин відіграє вирішальну роль у рості рослин, а також у створенні ефективного захисту від різноманітних патогенів.
• C-термінально кодовані пептиди (CEPs) інтегрують передачу сигналів азоту з імунними реакціями рослин.
• PHR1 (відповідь на фосфатне голодування¹) має вирішальне значення в управлінні фосфатним голодуванням і захисті рослин шляхом регулювання генів, залучених до обох процесів.
• Сигналізація дефіциту заліза та імунна відповідь об’єднуються в пептидах IMA1 (активність мобілізації заліза¹), щоб контролювати поглинання заліза.

Як висновок, не нехтуйте внесенням елементів живлення, адже це ключ не лише до високих й стабільних врожаїв, але і один із способів захистити рослини від впливу шкодочинних об’єктів, які здатні завдавати непоправної шкоди культурним рослинам, й призводити до повного знищення врожаю.

Ми, у Wonder Corporation, маємо інноваційні й актуальні рішення для поліпшення живлення рослин і стратегій їх захисту за допомогою оптимально розроблених схем живлення.

(a) Доступність азоту (N) різними способами впливає на захист рослин і взаємодію патогенів. Високий рівень азоту призводить до більшої соковитості тканин і тоншої клітинної стінки, та зниження вмісту лігніну. Це також впливає на виробництво захисних метаболітів, таких як фітоалексини, антимікробні білки та органічні кислоти, потенційно відбувається підвищення сприйнятливості рослин до патогенів і рослиноїдних комах. Крім того, вміст азоту регулює експресію патогенних ефекторів і вірулентність з N-голодуванням стимулюючи гени, пов’язані з патогенністю.

(b) Коли вміст азоту обмежений, пептидний гормон CEP виробляється в коренях, переміщається до пагона та зв’язується з рецепторами CEPR1, CEPR2 і RECEPTOR-LIKE КІНАЗА 7 (RLK7). CEP і решта рецепторів є вирішальними для ініціації імунної відповіді в пагоні та для координації імунної відповіді, викликаної азотним голодуванням. Як ці рецептори CEP викликають імунну відповідь, ще належить з’ясувати. Після активації цих рецепторів вторинні сигнальні поліпептиди, CEPD1 і CEPD2 виробляються за допомогою ще невідомого механізму. Потім ці поліпептиди повертаються до коренів, де вони активізують регуляцію ген транспортера нітратів NRT2.1 через фактори транскрипції TGA1 і TGA4. Оскільки TGA1 і TGA4 є встановленими регуляторами імунної відповіді, ймовірно, що вони також відіграють певну роль у зв’язку із кількістю азоту з імунними відповідями в коренях. Однак цей зв’язок не був повністю підтверджений. Загалом, модуль CEP-CEPR-CEPD-TGA є центральним механізмом для інтеграції доступності N з імунітетом рослин, координуючи як статус поживних речовин, так і захисні реакції в різних тканинах рослин.

🌱Щоб отримати максимальну доступність поживних речовин, оптимальне здоров’я рослин та максимальний врожай, скористайтеся добривами Wonder.

Такі добрива, як Wonder Leaf Wonder Micro, Wonder Leaf Veg&Fruit та Wonder Leaf Wonder Yellow розроблені для забезпечення необхідними поживними речовинами, які підтримують енергійний ріст, підвищують стійкість до стресів та покращують якість врожаю. Використовуючи ці добрива у своїй практиці вирощування, ви зможете забезпечити рослинам збалансоване живлення на всіх етапах їхнього розвитку.