بررسی تغییرات شیمیایی گیاه هنگام پاسخ های دفاعی علیه پاتوژن ها

گیاهان مکانیسم های دفاعی مختلفی دارند تا در مقابل خشکی، زخمی شدن و حمله میکروارگانیسم های پاتوژن مقاومت کنند. یکی از راه های پاسخ گیاه به تنش های زنده و غیرزنده تجمع پروتئین های مرتبط با بیماری زایی (PR) پروتئین می باشد. این پروتئین ها توسط میزبان کد می شوند و در بیماری زایی و شرایط مشابه القا می شوند و در کمیت این پروتئین های محلول سلول در طول فرآیند دفاع تغییرات عمده به وجود می آورد. گیاهان فاقد پاسخ های ایمنی با وساطت سلول ها و آنتی بادی ها مانند آنچه در جانوران وجود دارد می باشند. اکثر پاسخ های دفاعی در سلول های گیاهی شامل قلیایی شدن محیط در اثر تغییر در غلظت یون های K+ و Ca۲+ صورت می گیرد. یکی از اولین واکنش های ردیابی شده در بسیاری از تعاملات ناسازگار که منجر به مقاومت گیاه می شود فعال شدن یک انفجار اکسیداتیو است که منجر به افزایش گونه های فعال اکسیژنی می گردد. انفجار اکسیداتیو شامل تولید سریع و موقت رادیکال سوپراکسید (O۲ˉ)، هیدروژن پراکسید (H۲O۲)، رادیکال هیدروکسیل (OH) است و نقش اساسی در القای مرگ سلولی در گیاه دارد که منجر به جلوگیری از رشد پاتوژن می شود. علاوه بر همه مسیرهای از بین برنده آنزیمی، سلول های گیاهی دارای مولکول های آنتی اکسیدانت غیرآنزیمی مختلف هم هستند که در حفاظت از سلول در مقابل تنش اکسیداتیو و آسیب ناشی از ROS دخالت می کنند. متابولیسم گونه های فعال اکسیژنی توسط تعدادی آنزیم از قبیل سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز صورت می گیرد. بنابراین یک سیستم آنزیمی پیچیده مسئول کنترل ROS در گیاه است که شامل دو گروه آنزیم است. گروه اول در تنش اکسیداتیو شرکت می کنند و در تولید ROS دخالت دارند که شامل آنزیم هایی از قبیل گلیکولات اکسیداز، NADPH اکسیداز و اکسالات اکسیداز است و گروه دوم سیستم آنتی اکسیداتیو است که شامل آنزیم های از بین برنده ROS از قبیل سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیداز و آلفا توکوفرول می باشد. ملکول های آنتی اکسیدانت غیرآنزیمی اصلی، آسکوربات، گلوتاتیون، فلاونوییدها، آلکالوییدها، ترکیبات فنلی، آلفا توکوفرول و کاروتنوییدها هستند که به از بین بردن ROS کمک می کنند. با وجود این سیستم آنتی اکسیدان کارآمد آسیب اکسیداتیو هنوز در سلول های گیاهی اتفاق می افتد که ناشی از تولید کنترل نشده یا از بین بردن ناکارآمد ROS می باشد. به عنوان مثال پیری بافت و رسیدن میوه در گیاه با تولید بیشتر ROS و از دست دادن تدریجی آنزیم های از بین برنده رادیکال های آزاد همراه می باشد. پس از آلوده شدن گیاه به وسیله پاتوژن، گیاه طیف وسیعی از مکانیسم های دفاعی را در مقابل میکروب ها ایجاد می کند. یک مکانیسم دفاعی، عمومی واکنش فوق حساسی است که در آن سلول های اطراف منطقه ی آلوده به سرعت می میرند. به این ترتیب پاتوژن از کسب ترکیبات غذایی محروم و همچنین از انتشار آن به دیگر نقاط گیاه جلوگیری می شود. پس از یک واکنش فوق حساسیتی موفق فقط یک منطقه ی کوچک از بافت گیاه در منطقه مورد تهاجم می میرد و بقیه گیاه سالم باقی می ماند.

کلیدواژه ها:

پاسخ های دفاعی ، پاتوژن