Az Sok minden forog kockán a modern mezőgazdaságban.Minőségi élelmiszert termelni, csökkenteni a veszteséget, és mindezt a környezetet és az emberek egészségét tiszteletben tartva, miközben elősegíti a természetes alkalmazkodás a szárazsághozA probléma az, hogy a hagyományos kémiai eszközök egyre korlátozottabbak, rezisztenciát generálnak a kórokozókban, ráadásul nem felelnek meg a fenntarthatóság új követelményeinek.
Ebben az összefüggésben, A természetes elicitorok az egyik legnagyobb előnyükké váltak a kártevők, betegségek és stressz kezelésére anélkül, hogy annyira a szintetikus növényvédő szerekre támaszkodnánk. Ahelyett, hogy közvetlenül elpusztítanák a kórokozót, ezek a vegyületek „edzi” a növényt, aktiválják védekező rendszerét, és felkészítik arra, hogy jobban reagáljon a gombákra, baktériumokra, vírusokra, rovarokra vagy abiotikus tényezőkre, például az aszályra, a hidegre vagy a sótartalomra.
Mik azok a természetes elicitorok, és miért olyan érdekesek?
Amikor elicitorokról beszélünk, akkor azokra gondolunk, olyan molekulák, amelyek képesek beindítani a növények belső védekező mechanizmusaitNövényi kivonatokból, gombákból, baktériumokból, sejtfalakból, másodlagos metabolitokból, fitohormonokból, vagy akár szervetlen vegyületekből és fizikai ingerekből is származhatnak. Nem hagyományos műtrágyák vagy gombaölő szerek, bár léteznek belőlük. természetes gombaölők magágyakban és ökológiai gazdálkodásban alkalmazzák.
Azokban az esetekben, amikor úgy járnak el, mint közvetítők a növényi kórokozók felismerésébenA plazmamembrán specifikus receptoraihoz kötődnek, és onnan indítanak el egy jelátviteli kaszkádot, amely több száz, a védekezéssel kapcsolatos gén expresszióját befolyásolja. Az eredmény egy „immunriadó” állapot, amely gyakran túlmutat a kezdeti alkalmazási ponton.
Eredetük szerint az elicitorokat általában a következőképpen osztályozzák: endogén és exogénAz endogén vegyületek a növényben keletkező fragmensek vagy molekulák, például a sérülés vagy stressz után felszabaduló sejtfaltöredékek. Az exogén vegyületek kórokozókból (gombák, baktériumok, vírusok fragmensei), hasznos mikroorganizmusokból, növényi kivonatokból vagy kívülről alkalmazott vegyi anyagokból származnak.
Egy másik gyakran használt kritérium a természete: biotikus és abiotikus elicitorokA biotikus tényezők közé tartoznak a sejtfalakban található komplex szénhidrátok, az oligoszacharidok, a fehérjék, az enzimek és a zsírsavak, például az arachidonsav. Az abiotikus tényezők közé tartoznak a fémsók, az UV-sugárzás, az alacsony hőmérséklet, a szervetlen vegyületek, például a nátrium-szilikát, valamint a gázok, például az ózon és a CO₂.2 és akár fizikai kezeléseket is, például hőt vagy pulzáló fényt.
A lényeg az, hogy egy elicitor hatása után a növény a következő állapotba kerül: Szerzett szisztémás rezisztencia (SAR) vagy indukált szisztémás rezisztencia (ISR)Ebben az állapotban a védekező mechanizmusok aktiválódnak, vagyis „előtöltődnek”, így amikor a tényleges kórokozó megérkezik, a válasz gyorsabb, intenzívebb és hatékonyabb, még azokban a szervekben is, amelyeket nem kezeltek közvetlenül.
Az indukált immunitás működése: SAR, ISR és a kulcsfontosságú hormonális útvonalak
A növényi védekezés két fő szintre oszlik: előre kialakított (konstitutív) védekezések és indukált védekezésekAz előre kialakított akadályok azok a fizikai és kémiai akadályok, amelyek már "standardnak" számítanak: viaszos kutikula, az epidermisz vastagsága, szőrszálak, kutikula összetétele, a gázcserenyílások és lencsék jellemzői, vagy olyan anyagok jelenléte, mint a terpének, alkaloidok, fenolok vagy szaponinok.
Az indukált védekező mechanizmusok csak akkor aktiválódnak, amikor a növény támadást vagy stresszingert érzékel. Ekkor az ún. túlérzékenységi reakció (HR), a fertőzés helyén lokalizált sejthalál, amelyet az ionáramlás gyors változásai, a foszforilációk/defoszforilációk és a reaktív oxigénfajták (ROS), például a H + erős termelése okoz.2O2 és szuperoxid gyök, a nitrogén-monoxid (NO) szintjének növekedésével együtt.
Ez a reakció korlátozza a kórokozó előrenyomulását, és a következő szintézissel jár együtt: Fitoalexinek és más védekező metabolitokEzek közé tartoznak többek között a fenolok, lignin, tanninok, flavonoidok, glükozinolátok, glükanázok, kitinázok, lektinek, terpének, alkaloidok és szaponinok. A rovarrezisztens növényekben olyan vegyületek is felhalmozódnak, amelyek zavarják a kártevők növekedését és termékenységét.
Az elitőrök pontosan ezt a rendszert használják ki: Szimulálják a támadás jelenlétét anélkül, hogy a kórokozó ténylegesen kárt okozna.Ily módon a növény előre aktiválja védekező mechanizmusait, és csökkenti a jövőbeni sebezhetőségét. Ezért ajánlott az indukáló kezelést a kórokozó megérkezése előtt alkalmazni, és azt követni. tippek a kártevők támadásainak elkerülésérenem akkor, amikor a betegség már teljesen lezajlott.
A fitohormonok alapvető szerepet játszanak ebben a teljes folyamatban. A két leggyakrabban tanulmányozott útvonal a következő: szalicilsav (SA) és jázmonsav (JA)Ezekhez csatlakozik az etilén, és abiotikus stressz esetén az abszcizinsav (ABA). Az AS szorosan kapcsolódik a SAR-hoz, különösen a biotróf kórokozókkal szemben; az AJ és az etilén inkább a nekrotrof kórokozók és a növényevők elleni védekezéssel hozható összefüggésbe.
A két út közötti egyensúly kritikus fontosságú: A túlzott AS-jelzés sebezhetőbbé teheti a növényt a rovarokkal szembenMíg az AJ túlaktiválása csökkentheti bizonyos kórokozókkal szembeni rezisztenciát és büntetheti a növekedést, mivel az erőforrásokat a biomassza-termelés helyett a védekezésre irányítják.
Ezért az új generációs kereskedelmi termékeket, különösen a természetes eredetűeket, úgy fejlesztették ki, hogy kiegyensúlyozott módon modulálja az AS, AJ és etilén útvonalakatglobális védelemre törekszik anélkül, hogy akadályozná a növény életerejét vagy termelékenységét.
Az elicitorok használatának összetettsége: dózis, keverék és környezet
Az elicitorok használata nem olyan egyszerű, mint egy kontakt gombaölő szer felvitele és a használata. Ahhoz, hogy megfelelően működjenek, bizonyos óvintézkedések elengedhetetlenek. állítsa be helyesen az adagot és az alkalmazási időtA túl alacsony dózisok nem feltétlenül aktiválják kellőképpen a védelmet, a túl magas dózisok pedig aránytalan választ válthatnak ki, ami veszélyezteti a növekedést vagy fitotoxicitást okoz.
Azt is figyelembe kell vennünk, hogy kompatibilitás a menedzsmentprogram többi termékévelEgyes elicitorok elveszíthetik hatékonyságukat, ha bizonyos növényvédő szerekkel vagy műtrágyákkal keverik, vagy éppen ellenkezőleg, befolyásolhatják más kezelések hatását. A címkék ellenőrzése, az előzetes vizsgálatok elvégzése és a műszaki tanácsadás kérése kulcsfontosságú a következők szempontjából: kerülje a kártevőket a növényeken és maximalizálja a hatékonyságot.
az A kezelés idején fennálló környezeti feltételek jelentős hatással vannakA hőmérséklet, a relatív páratartalom, a napsugárzás és a növény vízállása befolyásolja az abszorpciót, a transzlokációt és a fiziológiai választ. Ugyanaz a termék kiváló eredményeket hozhat az egyik kontextusban, és közepes eredményeket egy másikban, ha ezeket a változókat nem vesszük figyelembe.
A nyomon követés ugyanilyen fontos. Ideális esetben az elicitorok használatát megfelelő monitorozásnak kell kísérnie. vizuális ellenőrzés és ahol lehetséges, laboratóriumi elemzés a védekező metabolitok, antioxidáns enzimek vagy minőségi paraméterek változásainak ellenőrzésére. Ez megkönnyíti az adagolás, a gyakoriság és az egyéb kezelési gyakorlatokkal való kombináció beállítását.
Fontos megjegyezni, hogy az elicitorok nem varázspálca: Intenzív stressz vagy nem megfelelő stresszkezelés esetén a természetes védekezőképesség csökken.A túlzott szintetikus agrokemikáliák, a hirtelen hőmérséklet- és páratartalom-változások, a szélsőséges sugárzás vagy a súlyos aszály túlterhelheti a növény immunrendszerének kapacitását, és csökkentheti a rezisztencia indukciós stratégiájának hatékonyságát.
Természetes elicitorok betakarítás előtt és után: minőségjavítás és tartósítás
A termesztési ciklus alatti közvetlen betegségellenőrzésen túl az elicitorok nagyon érdekes eszközöknek bizonyultak a következőkben: növeli a fitokémiai vegyületek tartalmát és javítja a betakarítás utáni tartósítástSzámos tudományos tanulmány vizsgálta a hatását mind a szabadföldi alkalmazás, mind pedig közvetlenül a már betakarított gyümölcsökön.
Cseresznye esetében például a betakarítás előtti felhasználás oxálsav (OA) olyan fajtákban, mint a 'Sweet Heart' és a 'Sweet Late'A gyümölcsfejlődés kulcsfontosságú pillanataiban (magkeményedés, színváltozás kezdete és érés kezdete) különböző koncentrációkban (0,5, 1 és 2 mM) alkalmazva az AO növelte a cseresznye méretét, térfogatát és súlyát, valamint javította a színét és szilárdságát, a 2 mM-os dózis volt a leghatékonyabb.
Ez a fajta kezelés azt is eredményezte, hogy megnövekedett bioaktív vegyülettartalom és antioxidáns potenciál Szüretkor a gyümölcs magasabb antocianinok, flavonoidok és klorogénsav-származékok szintjét tartalmazza. Ezen vegyületek közül sok közvetlenül összefügg a gyümölcs vizuális vonzerejével és a fogyasztóra gyakorolt egészségügyi előnyeivel.
Az olyan szilvafajtákban, mint a 'Black Splendor' és a 'Royal Rosa', az oxálsav és más természetes kiváltó szerek, mint például a metil-jázmonát (JaMe), szalicilsav (AS), acetilszalicilsav (AAS) és metil-szalicilát (SaMe) Nagyon pozitív eredményeket is mutattak. Különböző fejlődési szakaszokban és koncentrációkban alkalmazták őket, majd a minőség és a fitokémiai elemzések szempontjából a leghatékonyabbat választották ki.
Ezek a tanulmányok egy megnövekedett termelés és javuló minőségi paraméterek (tömeg, keménység, szín, oldható szárazanyag-tartalom és összes savtartalom) mind betakarításkor, mind hosszú távú hideg tárolás után. Ezenkívül magasabb maradt az összes fenol, antocianinok, karotinoidok és aszkorbinsav szintje, valamint az antioxidáns enzimek, például a peroxidáz (POX), a kataláz (CAT) és az aszkorbát-peroxidáz (APX) fokozott aktivitása.
Articsókáknál az AO és a JaMe betakarítás előtti alkalmazása a 'Blanca de Tudela' fajtánál hasonló hatást mutatott: az első osztályú vezetők magasabb százalékaMegnövekedett antioxidáns aktivitást, valamint magasabb hidroxi-fahéjsav- és luteolintartalmat figyeltek meg mind a betakarításkor, mind a hidegtárolás során. Egy specifikus vegyületet, a luteolin-7-O-glükuronid-3-O-glükozidot, elsőként azonosítottak articsókában.
Különösen a metil-jázmonát mutatott érdekes viselkedést: A legalacsonyabb koncentrációk (0,5 mM) segítettek lassítani az érést és a súlyvesztést. A szilva betakarítás utáni kezelése során a 2 mM-os dózisok csökkentették az etiléntermelést és a légzést, míg a 2 mM-os dózisok felgyorsították az érési folyamatot. Ez azt mutatja, hogy a dózis nemcsak a védekező válasz intenzitását befolyásolja, hanem az érési fiziológiát is.
A szilvafák betakarítás előtti AS, AAS és SaMe kezelései szintén javították a minőséget: nagyobb szilárdság, nagyobb súly és magasabb szerves sav- és cukorkoncentrációvalamint fenolokat és antocianinok (például cianidin-3-O-glükozid és cianidin-3-O-rutinoid) és karotinoidok. Tárolás során ezek a kezelt gyümölcsök jobban megtartották színüket, savasságukat és bioaktív vegyületeiket.
Betakarítás utáni elicitorok a veszteségek és a kémiai hulladék csökkentésére
Az egyik legfőbb aggodalom napjainkban az, hogy A világ gyümölcs- és zöldségtermelésének közel fele a betakarítás után kárba vész.A gombák okozzák ezeket a veszteségeket főként. A szintetikus gombaölő szereket hagyományosan a tárolás során előforduló betegségek leküzdésére használták, de ezeknek a termékeknek a túlzott használata rezisztenciához, az élelmiszerekben található szermaradványokhoz és környezeti problémákhoz vezet.
A biológiai elicitorok egyre nagyobb figyelmet kapnak, mivel ártalmatlan stratégia a gyümölcs védekező rendszerének aktiválására a betakarítás utánMerüléses kezelésekben, bevonatokban, porlasztásban vagy módosított atmoszférában alkalmazva antimikrobiális és antioxidáns másodlagos metabolitok szintézisét indíthatják el, csökkentve a betegségek előfordulását és meghosszabbítva az eltarthatóságot; ezek közül az alternatívák közül sok megtalálható a ...-ról szóló összeállításokban. hagyományos gyógymódok kiegészítő.
Az indukált metabolitok közül a következők emelkednek ki: fenolos vegyületek, flavonoidok, lignin és fitoalexinekEzek az enzimek erősítik a sejtfal szerkezetét, korlátozzák a kórokozók penetrációját és javítják az általános antioxidáns kapacitást. Ezzel egyidejűleg fokozódik a kulcsfontosságú enzimek, például a fenilalanin-ammónia-liáz, a szuperoxid-diszmutáz, a peroxidáz és a polifenol-oxidáz aktivitása, lassítva a membránok lipidperoxidációját és a fertőzéssel járó oxidatív stresszt.
A gyümölcsök a kórokozókat is kimutatják felismerő receptorok a plazmamembránbanEzek a folyamatok indítják el a ROS termelődését, a G-fehérjék, az ubiquitin, a kinázok aktiválódását, a kalciumjelátvitelt, valamint a hormonok és transzkripciós faktorok komplex hálózatát. Mindez a védekező gének szabályozására irányul, amelyek közül sokat az omika technológiáknak köszönhetően azonosítottak.
Transzkriptomikai és metabolomikai vizsgálatok avokádónál, amelyet a következővel kezeltek: kitozán, mint elicitor Több anyagcsere-útvonal aktiválódását mutatták ki: stresszválasz, jelátvitel, fenilpropanoid bioszintézis, valamint a Colletotrichum gloeosporioides elleni rezisztenciában szerepet játszó másodlagos metabolitok számának növekedése. Hasonló, Bacillus subtilis ciklikus lipopeptidekkel kezelt mandarinon végzett vizsgálatok a bioaktív vegyületek nagyobb mértékű felhalmozódását mutatták ki.
Különböző elicitorokat teszteltek más gyümölcsökben: Oligochitosan, szalicilsav és a Pichia membranaefaciens élesztőgomba Kimutatták, hogy indukálják a fenilpropanoid útvonalat, amely a szerkezeti polimerek és védő pigmentek bioszintéziséért felelős. Az antagonista élesztőgombák, mint például a Pichia guillermondi vagy a Kloeckera apiculata, szilvára alkalmazva sikeresen irtották a Monilinia fructicola-t, miközben egyidejűleg aktiválták a lignin, a flavonoidok és a fenolok termelését.
A nemzetség biológiai védekezőszerei A Bacillus is kiemelkedő szerepet játszikAz olyan törzsek, mint a Bacillus atrophaeus TE7, mangóban 85%-ot meghaladó biokontroll hatékonyságot értek el a Cladosporium cladosporioides ellen, míg a Bacillus subtilis ABS-S14 ciklikus lipopeptidjein keresztül hatékonyan szabályozza a mandarin zöldpenészét, és beindítja a SAR, ROS és Ca-val kapcsolatos gének expresszióját.2+ és az ABA.
A szerves vegyületek mellett a következőket is értékelték: természetes poliszacharidok, például kitin, fruktooligoszacharidok, karragén, fukán vagy agávé fruktánokMindezek jó eredményeket mutattak olyan betegségek leküzdésében, mint az avokádó antracnózisa. Más metabolitok, mint az epikatekin, a kvercetin, az illóolajok és az antimikrobiális peptidek (mitichitin-CB, epsilon-poli-L-lizin) hatékonyságot mutattak koktélparadicsomban, almában és eperben.
sok szervetlen elicitorok és exogén gázok Nem sokkal maradnak el: szilícium, nátrium-karbonát, CO2Az ózonról vagy a dinitrogén-oxidról kimutatták, hogy javítja a stressz- és betegségválaszreakciót a mandarinokban, szőlőben, zsidótövisben, dinnyékben és más gyümölcsökben. A CO2 esetében2Például kimutatták, hogy aktiválja az abiotikus stresszel kapcsolatos géneket, és csökkenti a sejtfalat lebontó enzimek expresszióját, meghosszabbítva a gyümölcs szilárdságát és eltarthatóságát.
Fiziológiai szinten ezek közül a kezelések közül sok indukál mélyreható változások az energia- és oxidatív anyagcserébenA kezelt gyümölcsök mitokondriumában végzett proteomikai vizsgálatok a fémkötő fehérjék, ATPázok, oxidoreduktázok és a glikolítikus és trikarbonsav-ciklusok enzimjeinek változásait tárták fel, olyan kölcsönhatási hálózatokat képezve, amelyek megerősítik az ellenállást, miközben fenntartják az energiaegyensúlyt.
Gyep- és intenzív növénykultúrák elicitorai: foszfitok és kulcsfontosságú hormonok
Az elicitorok használata nem korlátozódik gyümölcsfákra vagy zöldségekre. Megfigyelték, hogy hatékonyak sport- és dísznövényfüvekben is. A természetes védekező rendszerek megfelelő működése kulcsfontosságú. hogy ellenálljon a gombák, baktériumok, vírusok, fonálférgek támadásainak, és ugyanakkor megbirkózzon az abiotikus tényezőkkel, mint például a fagy, az aszály, a sótartalom vagy a szélsőséges hőség.
Ezekben a füves rendszerekben a védekezés két szinten működik: egyrészt aktív válasz fizikai és kémiai akadályok alapján (kutikula, sejtfal, terpének, alkaloidok, fenolok stb.) és egy passzív válasz, amely a lokális és szisztémás rezisztenciához kapcsolódik. A növény által stresszre adott válaszként termelt vagy külsőleg alkalmazott elicitorok váltják ki ezeket a válaszokat.
A gyepekben található egyik legismertebb elicitor a foszfit (HPO)3-2)Híres arról, hogy serkenti a terpénekhez, alkaloidokhoz és fenolokhoz kapcsolódó fitoalexinek képződését, különösen figyelemre méltó hatással van az oomiceta gombák, például a Phytophthora és a Pythium ellen. Használata az intelligens irányítási stratégiák részeként bevett gyakorlattá vált a hagyományos gombaölő szerektől való függőség csökkentése érdekében.
Az elmúlt évtizedben a következőket is azonosították egyéb, elicitor funkcióval rendelkező molekulák fűfélékbenpéldául szalicilsav, jázmonsav, etilén és abszcizinsav. Ezek a hormonok szabályozzák a patogenezissel kapcsolatos (PR) fehérjék génjeinek expresszióját, amelyek szerepet játszanak a gombák, baktériumok, vírusok és még a kórokozók elleni védelemben is. fonálférgek.
A gyepben a stresszreakció első szintje lokális, és a következőkhöz kapcsolódik: fitoalexinek szintézise a fenilalanin-ammónia-liáz (PAL) enzimbőlA PAL növekedése a nagyobb általános rezisztenciához kapcsolódik. A második, szisztémás szint a növényben elosztott PR gének aktiválódását foglalja magában, nagyrészt szalicilsav közvetítésével, amint azt számos fiziológiai tanulmány is leírja.
Intenzív stresszhelyzetben – elhúzódó aszály, agrokemikáliák túlzott használata vagy erős hőmérséklet-ingadozások esetén – a gyep védekezőrendszere károsodik. Ilyen esetekben, Az elicitor és biostimuláns termékek nélkülözhetetlen segédeszközzé válnak az egyensúly helyreállítására, a sebzés csökkentésére, valamint a greenek, pólók vagy futballpályák játszhatóságának és vizuális megjelenésének fenntartására.
BestCure és más, természetes kivonatokon alapuló kereskedelmi forgalomban kapható készítmények
A növényegészségügy területén a legújabb innovációk nagy része olyan készítményekre összpontosít, amelyek egyesítik a következőket: közvetlen biocid aktivitás elicitor kapacitássalEgy példa erre a citrusfélék kivonataiból kifejlesztett BestCure, amely kettős módon ható: közvetlenül szabályoz bizonyos gombás és bakteriális betegségeket, ugyanakkor aktiválja a növény természetes védekezőképességét.
Az ilyen típusú termékeket úgy tervezték, hogy ne veszélyeztesse a biomassza-termelést vagy a hozamotEz pontosan azért van, mert kiegyensúlyozott módon modulálják a védekezésben és a növekedésben részt vevő hormonális útvonalakat. A BestCure konkrét esetében leírták a szalicilsav által közvetített szisztémás szerzett rezisztencia (SAR) és a jázmonsavhoz és etilénhez kapcsolódó szisztémás indukált rezisztencia (SIR) aktiválására való képességét.
A SAR és az ISR kombinációja lehetővé teszi a Átfogó védelem a biotróf és nekrotrof kórokozók ellenvalamint a növényevő rovarokkal szembeni jobb válasz. Továbbá a védekező mechanizmusok szisztematikus aktiválásával a növények „felkészülnek” a jövőbeni fertőzésekre, és minden új támadás hatása csökken.
Ami érdekes ebben a termékcsaládban, az az, hogy Nagyon jól illeszkednek az integrált gazdálkodási programokba és a fenntartható mezőgazdaságba.Lehetővé teszik a hagyományos növényvédő szerek dózisának csökkentését, a stressztűrő képesség javítását, valamint a termékek minőségének és betakarítás utáni eltarthatóságának növelését, miközben fenntartják az emberi egészségre jótékony hatású bioaktív vegyületek magas szintjét.
Ezen készítmények fejlesztését nagyszámú kutatás támasztja alá, amely tükröződik a következőkben: Cikkek és tudományos áttekintések az elicitorok szerepéről a növényvédelembenmind fiziológiai, mind molekuláris szempontból. Nagy hatású folyóiratokban megjelent tanulmányok mélyrehatóan vizsgálták a génexpresszióra, a gyümölcsök metabolomikájára és a növény-mikroorganizmus kölcsönhatásokra gyakorolt hatásait, valamint a fenntarthatóbb növényvédelemben rejlő lehetőségeit.
Mindezek a bizonyítékok arra utalnak, hogy a természetes elicitorok – legyenek azok növényi kivonatok, poliszacharidok, növényi hormonok, hasznos mikroorganizmusok, gázok vagy szervetlen vegyületek –... Megbízható módszer a növények immunrendszerének erősítésére, valamint a minőség, a terméshozam és a tartósság javításáraHelyes használata, technikai tanácsadással, dózismódosítással, a környezeti feltételek tiszteletben tartásával és más gazdálkodási gyakorlatokkal való összeegyeztethetőséggel, lehetővé teszi a szintetikus vegyszerek használatának csökkentését és az ellenállóbb, jövedelmezőbb és környezetbarátabb mezőgazdaság felé való előrelépést.
