Dalam Kami mempunyai banyak kepentingan dalam pertanian moden.Untuk menghasilkan makanan berkualiti, mengurangkan kerugian, dan berbuat demikian dengan cara yang menghormati alam sekitar dan kesihatan orang ramai, sambil menggalakkan penyesuaian semula jadi terhadap kemarauMasalahnya ialah alat kimia tradisional semakin terhad, menghasilkan rintangan dalam patogen, dan, lebih-lebih lagi, tidak sesuai dengan tuntutan kemampanan baharu.
Dalam konteks ini, Elicitor semulajadi telah menjadi salah satu aset yang hebat untuk menguruskan perosak, penyakit dan tekanan tanpa terlalu bergantung kepada racun perosak sintetik. Daripada membunuh patogen secara langsung, sebatian ini "melatih" tumbuhan, mengaktifkan sistem pertahanannya dan menyediakannya untuk bertindak balas dengan lebih baik kepada kulat, bakteria, virus, serangga, atau faktor abiotik seperti kemarau, sejuk atau kemasinan.
Apakah elisitor semula jadi dan mengapa ia begitu menarik?
Apabila kita bercakap tentang elicitor, kita merujuk kepada molekul yang mampu mencetuskan pertahanan dalaman tumbuhanIa boleh diperoleh daripada ekstrak tumbuhan, kulat, bakteria, dinding sel, metabolit sekunder, fitohormon, atau sebatian bukan organik dan rangsangan fizikal. Ia bukan baja konvensional atau racun kulat, walaupun ada yang wujud. racun kulat semulajadi digunakan dalam persemaian dan pengurusan ekologi.
Dalam kes mereka bertindak sebagai perantara dalam pengecaman tumbuhan-patogenMereka mengikat kepada reseptor tertentu pada membran plasma dan, dari sana, mencetuskan lata isyarat yang mempengaruhi ekspresi beratus-ratus gen yang berkaitan dengan pertahanan. Hasilnya ialah keadaan "amaran imun" yang sering melangkaui titik awal permohonan.
Mengikut asal usul mereka, elisitor biasanya dikelaskan kepada endogen dan eksogenSebatian endogen ialah serpihan atau molekul yang dijana dalam tumbuhan itu sendiri, seperti serpihan dinding sel yang dilepaskan selepas kerosakan atau tekanan. Sebatian eksogen berasal daripada patogen (serpihan kulat, bakteria, virus), mikroorganisma berfaedah, ekstrak botani, atau bahan kimia yang digunakan dari luar.
Satu lagi kriteria yang biasa digunakan ialah sifatnya: elisitor biotik dan abiotikFaktor biotik termasuk karbohidrat kompleks dalam dinding sel, oligosakarida, protein, enzim, dan asid lemak seperti asid arakidonik. Faktor abiotik merangkumi garam logam, sinaran UV, suhu rendah, sebatian tak organik seperti natrium silikat, dan gas seperti ozon dan COâ‚‚.2 dan juga rawatan fizikal seperti haba atau cahaya berdenyut.
Perkara yang penting ialah, selepas tindakan elicitor, tumbuhan memasuki keadaan Rintangan sistemik yang diperolehi (SAR) atau rintangan sistemik teraruh (ISR)Dalam keadaan ini, mekanisme pertahanan diaktifkan atau "dicas terlebih dahulu," supaya apabila patogen sebenar tiba, tindak balas adalah lebih cepat, lebih sengit, dan lebih berkesan, walaupun dalam organ yang tidak dirawat secara langsung.
Cara imuniti teraruh berfungsi: SAR, ISR dan laluan hormon utama
Pertahanan tumbuhan disusun kepada dua peringkat utama: pertahanan prabentuk (konstitutif) dan pertahanan teraruhYang telah dibentuk adalah halangan fizikal dan kimia yang sudah menjadi "standard": kutikula berlilin, ketebalan epidermis, trikoma, komposisi kutikula, ciri-ciri stomata dan lentisel, atau kehadiran bahan seperti terpenes, alkaloid, fenol atau saponin.
Pertahanan teraruh hanya diaktifkan apabila loji mengesan serangan atau rangsangan tekanan. Pada masa itu, apa yang dipanggil tindak balas hipersensitif (HR), kematian sel setempat pada titik jangkitan, didorong oleh perubahan pantas dalam aliran ion, fosforilasi/defosforilasi dan pengeluaran spesies oksigen reaktif (ROS) yang kuat seperti H2O2 dan radikal superoksida, bersama-sama dengan peningkatan dalam oksida nitrik (NO).
Tindak balas ini mengehadkan kemaraan patogen dan disertai dengan sintesis Phytoalexin dan metabolit pertahanan lainIni termasuk fenol, lignin, tanin, flavonoid, glukosinolat, glukanase, kitinase, lektin, terpenes, alkaloid dan saponin, antara lain. Dalam tumbuhan tahan serangga, sebatian yang mengganggu pertumbuhan dan kesuburan perosak juga terkumpul.
Elicitors mengambil kesempatan daripada sistem ini dengan tepat: Mereka mensimulasikan kehadiran serangan tanpa patogen yang sebenarnya menyebabkan kerosakan.Dengan cara ini, loji itu mengaktifkan mekanisme pertahanannya terlebih dahulu dan mengurangkan kelemahan masa depannya. Oleh itu, adalah disyorkan bahawa rawatan induksi digunakan sebelum patogen tiba dan diikuti petua untuk mengelakkan serangan perosakbukan apabila penyakit itu sudah bertapak sepenuhnya.
Fitohormon memainkan peranan asas dalam keseluruhan proses ini. Dua laluan yang paling banyak dikaji ialah laluan asid salisilik (SA) dan asid jasmonik (JA)Ini bercantum dengan etilena dan, dalam situasi tekanan abiotik, asid absisik (ABA). AS berkait rapat dengan SAR, terutamanya terhadap patogen biotropik; AJ dan etilena lebih dikaitkan dengan pertahanan terhadap patogen dan herbivor nekrotropik.
Keseimbangan antara kedua-dua laluan adalah kritikal: Isyarat AS yang berlebihan boleh menjadikan tumbuhan lebih terdedah kepada seranggaWalaupun pengaktifan berlebihan AJ boleh mengurangkan rintangan kepada patogen tertentu dan menghukum pertumbuhan, kerana sumber dialihkan ke arah pertahanan dan bukannya pengeluaran biojisim.
Itulah sebabnya produk komersil generasi baru, terutamanya yang berasal dari semula jadi, dirumuskan untuk memodulasi laluan AS, AJ dan etilena dengan cara yang seimbangmencari perlindungan global tanpa menghalang tenaga atau produktiviti tanaman.
Kerumitan dalam penggunaan elisitor: dos, campuran dan persekitaran
Menggunakan elicitor tidak semudah menggunakan racun kulat kenalan dan melupakannya. Untuk mereka berfungsi dengan betul, langkah berjaga-jaga tertentu adalah penting. laraskan dos dan masa penggunaan dengan betulDos yang terlalu rendah mungkin tidak mengaktifkan pertahanan secukupnya, dan dos yang terlalu tinggi boleh menyebabkan tindak balas yang tidak seimbang yang menjejaskan pertumbuhan atau menyebabkan fitotoksik.
Kita juga mesti mempertimbangkan mereka keserasian dengan produk lain dalam program pengurusanSesetengah elisitor boleh kehilangan keberkesanan jika dicampur dengan racun perosak atau baja tertentu, atau sebaliknya, ia boleh mengganggu tindakan rawatan lain. Menyemak label, menjalankan ujian awal dan mendapatkan nasihat teknikal adalah kunci kepada mengelakkan perosak pada tumbuhan dan memaksimumkan keberkesanan.
yang Keadaan persekitaran pada masa rawatan mempunyai pengaruh yang signifikanSuhu, kelembapan relatif, sinaran suria dan status air tanaman mempengaruhi penyerapan, translokasi dan tindak balas fisiologi. Produk yang sama boleh menghasilkan keputusan yang sangat baik dalam satu konteks dan hasil yang biasa-biasa dalam yang lain jika pembolehubah ini tidak diambil kira.
Tindakan susulan adalah sama penting. Sebaik-baiknya, penggunaan elicitor hendaklah disertakan dengan pemantauan yang baik. pemantauan visual dan, jika boleh, analisis makmal untuk menyemak perubahan dalam metabolit pertahanan, enzim antioksidan, atau parameter kualiti. Ini memudahkan untuk melaraskan dos, kekerapan dan kombinasi dengan amalan pengurusan lain.
Adalah penting untuk diingat bahawa elicitor bukanlah tongkat ajaib: Dalam situasi tekanan yang teruk atau pengurusan yang tidak mencukupi, pertahanan semula jadi merosotAgrokimia sintetik yang berlebihan, perubahan mendadak dalam suhu dan kelembapan, sinaran melampau, atau kemarau yang teruk boleh mengatasi kapasiti sistem imun tumbuhan dan mengurangkan keberkesanan sebarang strategi induksi rintangan.
Elisitor semula jadi dalam pra dan selepas tuai: peningkatan kualiti dan pemeliharaan
Di luar kawalan penyakit secara langsung semasa kitaran tanaman, elicitor telah terbukti sebagai alat yang sangat menarik untuk meningkatkan kandungan sebatian fitokimia dan meningkatkan pemeliharaan selepas tuaiBanyak kajian saintifik telah mengkaji kesannya apabila digunakan di ladang dan secara langsung pada buah yang sudah dituai.
Dalam ceri, sebagai contoh, penggunaan pra-penuaian asid oksalik (OA) dalam jenis seperti 'Sweet Heart' dan 'Sweet Late'Digunakan pada kepekatan yang berbeza (0,5, 1 dan 2 mM) pada saat-saat penting perkembangan buah (pengerasan batu, permulaan perubahan warna dan permulaan masak), AO meningkatkan saiz, isipadu dan berat ceri, serta meningkatkan warna dan ketegasan, dengan 2 mM merupakan dos yang paling berkesan.
Rawatan jenis ini juga mengakibatkan a peningkatan kandungan sebatian bioaktif dan potensi antioksidan Pada masa penuaian, buah mempunyai paras antosianin, flavonoid, dan derivatif asid klorogenik yang lebih tinggi. Kebanyakan sebatian ini berkaitan secara langsung dengan daya tarikan visual buah-buahan dan manfaat kesihatan untuk pengguna.
Dalam pelbagai jenis plum seperti 'Black Splendor' dan 'Royal Rosa', asid oksalik dan elisitor semula jadi lain seperti metil jasmonate (JaMe), asid salisilik (AS), asid asetilsalisilat (AAS) dan metil salisilat (SaMe) Mereka juga telah menunjukkan hasil yang sangat positif. Ia digunakan pada pelbagai peringkat pembangunan dan pada kepekatan yang berbeza, seterusnya memilih yang paling berkesan untuk analisis kualiti dan fitokimia.
Kajian-kajian ini memerhatikan a peningkatan pengeluaran dan parameter kualiti yang lebih baik (berat, ketegasan, warna, pepejal larut, dan jumlah keasidan) semasa penuaian dan selepas tempoh penyimpanan sejuk yang lama. Di samping itu, paras jumlah fenol, anthocyanin, karotenoid dan asid askorbik yang lebih tinggi dikekalkan, bersama-sama dengan aktiviti enzim antioksidan yang lebih tinggi seperti peroksidase (POX), katalase (CAT), dan ascorbate peroxidase (APX).
Dalam articok, aplikasi pra-penuaian AO dan JaMe dalam varieti 'Blanca de Tudela' mempunyai kesan yang sama: peratusan ketua kelas pertama yang lebih tinggiPeningkatan jumlah aktiviti antioksidan dan kandungan asid hidroksisinamik dan luteolin yang lebih tinggi telah diperhatikan semasa penuaian dan semasa penyimpanan sejuk. Sebatian khusus, luteolin 7-O-glucuronide 3-O-glucoside, telah dikenal pasti buat kali pertama dalam articok.
Methyl jasmonate, khususnya, menunjukkan tingkah laku yang menarik: Kepekatan terendah (0,5 mM) membantu melambatkan masak dan penurunan berat badan Dalam pengendalian buah plum selepas tuai, dos 2 mM mengurangkan pengeluaran dan pernafasan etilena, manakala dos 2 mM mempercepatkan proses masak. Ini menunjukkan bahawa dos mempengaruhi bukan sahaja keamatan tindak balas pertahanan tetapi juga fisiologi masak.
Rawatan pra-penuaian dengan AS, AAS dan SaMe dalam pokok plum juga meningkatkan kualiti: ketegasan yang lebih besar, berat yang lebih besar dan kepekatan asid dan gula organik yang lebih tinggiserta fenol dan antosianin (seperti cyanidin 3-O-glucoside dan cyanidin 3-O-rutinoside) dan karotenoid. Semasa penyimpanan, buah-buahan yang dirawat ini mengekalkan warna, keasidan dan sebatian bioaktifnya dengan lebih baik.
Elisitor selepas tuai untuk mengurangkan kerugian dan sisa kimia
Salah satu kebimbangan utama hari ini ialah Hampir separuh daripada pengeluaran buah-buahan dan sayur-sayuran dunia hilang selepas tuai.Kulat adalah punca utama kerugian ini. Racun kulat sintetik secara tradisinya digunakan untuk mengawal penyakit semasa penyimpanan, tetapi penggunaan berlebihan produk ini membawa kepada rintangan, sisa dalam makanan, dan masalah alam sekitar.
Elisitor biologi telah menjadi terkenal sebagai strategi tidak berbahaya untuk mengaktifkan sistem pertahanan buah selepas tuaianApabila digunakan dalam rawatan rendaman, salutan, nebulisasi, atau atmosfera yang diubah suai, ia boleh mencetuskan sintesis metabolit sekunder antimikrob dan antioksidan, mengurangkan kejadian penyakit dan memanjangkan jangka hayat; banyak alternatif ini disertakan dalam kompilasi pada ubat tradisional saling melengkapi.
Antara metabolit teraruh, yang berikut menonjol: sebatian fenolik, flavonoid, lignin dan fitoaleksinEnzim ini menguatkan struktur dinding sel, menghadkan penembusan patogen, dan meningkatkan kapasiti antioksidan keseluruhan. Pada masa yang sama, aktiviti enzim utama seperti phenylalanine ammonia lyase, superoxide dismutase, peroxidase, dan polyphenol oxidase meningkat, memperlahankan peroksidasi lipid membran dan tekanan oksidatif yang berkaitan dengan jangkitan.
Buah-buahan mengesan patogen melalui reseptor pengecaman dalam membran plasmaProses ini mencetuskan pengeluaran ROS, pengaktifan protein G, ubiquitin, kinase, isyarat kalsium, dan rangkaian kompleks hormon dan faktor transkripsi. Semua ini bertumpu pada peraturan gen pertahanan, kebanyakannya telah dikenal pasti berkat teknologi omics.
Kajian transkrip dan metabolomik dalam alpukat dirawat dengan kitosan sebagai elisitor Mereka menunjukkan pengaktifan pelbagai laluan metabolik: tindak balas tekanan, transduksi isyarat, biosintesis fenilpropanoid, dan peningkatan metabolit sekunder yang terlibat dalam penentangan terhadap Colletotrichum gloeosporioides. Kajian serupa dalam mandarin yang dirawat dengan lipopeptida kitaran daripada Bacillus subtilis menunjukkan pengumpulan sebatian bioaktif yang lebih besar.
Pelbagai elisitor telah diuji dalam buah-buahan lain: Oligokitosan, asid salisilik, dan yis Pichia membranaefaciens Mereka telah ditunjukkan untuk mendorong laluan fenilpropanoid, bertanggungjawab untuk biosintesis polimer struktur dan pigmen pelindung. Yis antagonis seperti Pichia guillermondi atau Kloeckera apiculata, digunakan pada plum, telah berjaya mengawal Monilinia fructicola, sambil mengaktifkan pengeluaran lignin, flavonoid dan fenol secara serentak.
Ejen kawalan biologi genus Bacillus juga memainkan peranan pentingStrain seperti Bacillus atrophaeus TE7 telah mencapai keberkesanan biokawalan melebihi 85% dalam mangga terhadap Cladosporium cladosporioides, manakala Bacillus subtilis ABS-S14, melalui lipopeptida kitarannya, berkesan mengawal acuan hijau dalam mandarin dan mencetuskan ekspresi gen yang berkaitan dengan SAR, ROS, dan Ca2+ dan ABA.
Sebagai tambahan kepada sebatian organik, yang berikut telah dinilai: polisakarida semulajadi seperti kitosan, fructooligosaccharides, karagenan, fucans atau fruktan agaveSemua ini telah menunjukkan hasil yang baik dalam mengawal penyakit seperti antraknosa dalam alpukat. Metabolit lain seperti epicatechin, quercetin, minyak pati, dan peptida antimikrobial (mytichitin-CB, epsilon-poly-L-lysine) telah menunjukkan keberkesanan dalam tomato ceri, epal dan strawberi.
The elisitor tak organik dan gas eksogen Mereka juga tidak jauh di belakang: silikon, natrium karbonat, CO2Ozon atau nitrus oksida telah ditunjukkan untuk meningkatkan tekanan dan tindak balas penyakit dalam mandarin, anggur, jujube, tembikai, dan buah-buahan lain. Dalam kes CO22Sebagai contoh, ia telah ditunjukkan untuk mengaktifkan gen yang dikaitkan dengan tekanan abiotik dan mengurangkan ekspresi enzim yang merendahkan dinding sel, memanjangkan ketegasan dan jangka hayat buah.
Pada peringkat fisiologi, kebanyakan rawatan ini mendorong perubahan mendalam dalam tenaga dan metabolisme oksidatifKajian proteomik dalam mitokondria buah-buahan yang dirawat mendedahkan perubahan dalam protein pengikat logam, ATPase, oksidoreduktase dan enzim kitaran asid glikolitik dan trikarboksilik, membentuk rangkaian interaksi yang mengukuhkan rintangan sambil mengekalkan keseimbangan tenaga.
Elicitor dalam rumput turf dan tanaman intensif: fosfit dan hormon utama
Penggunaan elicitor tidak terhad kepada pokok buah-buahan atau sayur-sayuran. Ia juga telah diperhatikan bahawa mereka berkesan dalam sukan dan rumput hiasan. Sistem pertahanan semulajadi berfungsi dengan betul adalah penting. untuk menahan serangan kulat, bakteria, virus, nematod dan, pada masa yang sama, menghadapi faktor abiotik seperti fros, kemarau, kemasinan atau haba melampau.
Dalam sistem padang rumput ini, pertahanan bertindak pada dua peringkat: satu tindak balas aktif berdasarkan halangan fizikal dan kimia (kutikel, dinding sel, terpenes, alkaloid, fenol, dsb.) dan tindak balas pasif yang dikaitkan dengan Rintangan Setempat dan Sistemik. Elicitor, yang dihasilkan oleh tumbuhan itu sendiri sebagai tindak balas kepada tekanan atau digunakan secara luaran, mencetuskan tindak balas ini.
Salah satu elicitor yang paling terkenal dalam rumput ialah fosfit (HPO)3-2)Terkenal kerana merangsang pembentukan phytoalexin yang berkaitan dengan terpenes, alkaloid, dan fenol, ia mempunyai kesan yang ketara terhadap kulat oomycete seperti Phytophthora dan Pythium. Penggunaannya telah ditetapkan sebagai sebahagian daripada strategi pengurusan pintar untuk mengurangkan pergantungan kepada racun kulat konvensional.
Dalam dekad yang lalu, perkara berikut juga telah dikenal pasti molekul lain dengan fungsi elicitor dalam rumputseperti asid salisilik, asid jasmonik, etilena, dan asid absisik. Hormon ini mengawal ekspresi gen untuk protein berkaitan patogenesis (PR), yang terlibat dalam perlindungan terhadap kulat, bakteria, virus, dan juga nematod.
Tahap pertama tindak balas tekanan dalam rumput turf adalah tempatan, berkaitan dengan sintesis phytoalexin daripada enzim phenylalanine ammonia lyase (PAL)Peningkatan dalam PAL dikaitkan dengan rintangan keseluruhan yang lebih besar. Tahap kedua, sistemik melibatkan pengaktifan gen PR yang diedarkan di seluruh tumbuhan, sebahagian besarnya dimediasi oleh asid salisilik, seperti yang diterangkan dalam banyak kajian fisiologi.
Di bawah keadaan tekanan yang teruk—kemarau yang berpanjangan, penggunaan bahan kimia pertanian yang berlebihan atau turun naik suhu yang kuat—sistem pertahanan turf terjejas. Dalam kes sedemikian, Produk elisitor dan biostimulan menjadi bantuan penting untuk memulihkan keseimbangan, mengurangkan kerosakan dan mengekalkan kebolehmainan dan penampilan visual hijau, tee atau padang bola sepak.
BestCure dan formulasi komersial lain berdasarkan ekstrak semula jadi
Kebanyakan inovasi terkini dalam kesihatan tumbuhan berkisar pada formulasi yang digabungkan aktiviti biosidal langsung dengan kapasiti elicitorSatu contoh ialah BestCure, dibangunkan daripada ekstrak sitrus yang bertindak dalam dua cara: mereka secara langsung mengawal beberapa penyakit kulat dan bakteria dan, pada masa yang sama, mengaktifkan pertahanan semula jadi tumbuhan.
Jenis produk ini direka untuk bukan untuk menjejaskan pengeluaran atau hasil biojisimIni adalah kerana mereka memodulasi, dengan cara yang seimbang, laluan hormon yang terlibat dalam pertahanan dan pertumbuhan. Dalam kes khusus BestCure, keupayaannya untuk mengaktifkan kedua-dua Systemic Acquired Resistance (SAR), yang dimediasi oleh asid salisilik dan Systemic Induced Resistance (SIR), yang dikaitkan dengan asid jasmonik dan etilena, telah diterangkan.
Gabungan SAR dan ISR membolehkan a perlindungan menyeluruh terhadap patogen biotropik dan nekrotropikserta tindak balas yang lebih baik terhadap serangga herbivor. Tambahan pula, dengan mengaktifkan mekanisme pertahanan secara sistematik, tumbuhan "bersedia" untuk jangkitan pada masa hadapan, dengan impak yang berkurangan daripada setiap serangan baru.
Apa yang menarik tentang rangkaian produk ini ialah Mereka sangat sesuai dengan program pengurusan bersepadu dan pertanian mampanMereka membenarkan pengurangan dalam dos racun perosak konvensional, meningkatkan toleransi tekanan, dan meningkatkan kualiti dan hayat lepas tuai produk, sambil mengekalkan tahap tinggi sebatian bioaktif yang bermanfaat kepada kesihatan manusia.
Pembangunan formulasi ini disokong oleh sejumlah besar penyelidikan, yang ditunjukkan dalam Artikel dan ulasan saintifik mengenai peranan elicitor dalam perlindungan tanamandari sudut fisiologi dan molekul. Kajian dalam jurnal berimpak tinggi telah menyelidiki kesannya terhadap ekspresi gen, metabolomik buah, dan interaksi tumbuhan-mikroorganisma, serta potensinya untuk perlindungan tanaman yang lebih mampan.
Semua bukti ini menunjukkan bahawa elisitor semula jadi—sama ada ekstrak botani, polisakarida, hormon tumbuhan, mikroorganisma berfaedah, gas atau sebatian tak organik—menawarkan Cara yang kukuh untuk menguatkan sistem imun tumbuhan dan meningkatkan kualiti, hasil dan pemeliharaanPenggunaannya yang betul, dengan nasihat teknikal, pelarasan dos, menghormati keadaan persekitaran dan keserasian dengan amalan pengurusan lain, membolehkan pengurangan penggunaan bahan kimia sintetik dan kemajuan ke arah pertanian yang lebih berdaya tahan, menguntungkan dan mesra alam.
