Plant Vaccines: A New Quality Productive Force in Agriculture

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Dans le processus de production agricole, de nombreux organismes nocifs peuvent affecter la qualité et le rendement des cultures. Cela peut entraîner des pertes économiques importantes. Par conséquent, la sécurité internationale des cultures reste un problème crucial et une solution majeure consiste à développer un environnement vert.

Produits avec des fonctions de contrôle biologique sur le marché:

PElicitor basé sur RoteinS: substances qui améliorent les réponses de la défense des plantes

Substances liées au chitosane et au chitosane: Ils améliorent la croissance des plantes en favorisant le développement des racines et la santé globale, renforcent la résistance aux maladies en induisant les mécanismes de défense des plantes et en améliorant la santé du sol en conservant l'humidité et les nutriments. De plus, le chitosane est utilisé dans les pesticides biodégradables et peut stimuler l'activité microbienne bénéfique dans le sol. Il aide également à augmenter l'efficacité des engrais en améliorant l'absorption des nutriments et en réduisant la lixiviation.

Harpin, un vaccin végétal, cible principalement les feuilles et les racines. Il se lie aux récepteurs spéciaux sur les feuilles, en coupant le processus de défense. Harpin crée également des pores dans la membrane cellulaire, lui permettant d'entrer dans la cellule. Une fois à l'intérieur, il active des centaines de gènes qui aident à l'équilibre et à la défense.

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Picture 1: La protéine bactérienne Harpin aide la plante en allumant le gène NDR1. Cela active plusieurs composants, notamment les particules de fusion membranaire NDR1-1, EDS1, TGA2, RO et 20S.

PR1 est essentiel pour se défendre contre les nématodes, les bactéries et les champignons. PR1 et RO ont chacun des séquences de signaux qui les permettent de se déplacer dans le système de sécrétion à l'aide de vésicules du réticulum. RO aide également à produire des alcaloïdes toxiques, qui combattent les agents pathogènes fongiques.

En 2000, la protéine de Harpin vaccin contre la plante a réussi le test des résidus de pesticides de l'EPA et est devenu un nouveau type de régulateur de croissance des plantes. Li Hepeng et d'autres ont confirmé que la poudre mouillable Harpin était efficace à 52,7% contre la sclérotinia de tournesol, ce qui augmente considérablement le rendement des cultures.

* Selon le tableau 1, tous les agents induisant la résistance testés ont réduit l'incidence et la gravité de la sclérotinia de tournesol à des degrés divers. Parmi eux, la poudre de protéine hypersensive (protéine Harpin vaccin contre la plante) était la plus efficace, avec une réduction de 46,1% de la maladie. Son indice de maladie n'était pas significativement différent de celui de l'agent chimique, Sclérotinia propre.

* Le tableau 2 montre que tous les agents testés ont réduit l'indice de maladie de la sclérotinia de tournesol à des degrés divers. Parmi eux, la protéine hypersensible (protéine Harpin vaccin contre la plante) a obtenu une incidence de la maladie de 50,6%, un indice de maladie de 32,1 et une réduction de 52,7% de la gravité de la maladie. Ces résultats sont significativement meilleurs par rapport au contrôle de l'eau, et il n'y a pas de différence significative par rapport à l'agent chimique sclérotinia propre. La protéine Harpin a surpassé trois nouveaux agents induisant la résistance en termes de contrôle de la maladie. Ces augmentations sont proches de celles obtenues avec la sclérotinité propre et sont notablement plus élevées que les rendements avec les trois nouveaux agents induisant la résistance.

De plus, Tian S et ses collègues ont constaté que l'utilisation de la protéine Harpin vaccinée végétale ou de l'acide salicylique (SA) peut réduire considérablement la gravité de la maladie améliorée par le NaCl. Chez les plantes, des composés endogènes comme SA, l'éthylène (ET) et l'acide jasmonique (JA) régulent l'expression des gènes et aident à stimuler le système immunitaire de la plante en augmentant la production de composés phénoliques, de protéines PR et d'espèces réactives à l'oxygène sous stress.

Bien que le sel puisse déclencher l'accumulation d'antioxydants chez les plantes, elle augmente également leur sensibilité à la maladie. L'application de la protéine Harpin ou SA avec NaCl et le stockage des plantes pendant 0 ou 7 jours a montré une suppression significative de la gravité de la maladie améliorée par le NaCl par rapport au témoin. De plus, Harpin a aidé à restaurer en partie les niveaux de SA réduits par le sel. Un traitement combiné avec NaCl et Harpin ont notamment augmenté les niveaux d'antioxydants (tels que la vitamine C et les composés phénoliques) et la capacité antioxydante globale dans les semis de soja.

* Diagramme illustrant le rôle de la protéine Harpin vaccin contre la plante dans le soulagement du stress salin.

* Le traitement combiné de la protéine NaCl et Harpin augmente considérablement les niveaux d'acide ascorbique, les composés phénoliques totaux, la capacité antioxydante globale, l'activité PAL et l'activité PPO dans les semis de soja.

* Le traitement combiné de la protéine NaCl et Harpin augmente considérablement l'accumulation d'antioxydants, tels que la vitamine C et les composés phénoliques, ainsi que la capacité antioxydante globale dans les semis de soja.

Scariotto S. et ses collègues ont constaté que la protéine Harpin vaccin contre la plante est très efficace pour contrôler la moisissure gris de fraise. L'activité du PAL dans les fruits de fraise est influencée par le traitement post-récolte avec ASM (un agent chimique) et la protéine Harpin. L'ASM et le Harpin peuvent conduire à l'accumulation de métabolites dans les fraises, créant une barrière physique qui inhibe l'infection des agents pathogènes. L'activité PAL accrue est liée à la biosynthèse des métabolites actifs dans les voies de défense des plantes, telles que les toxines végétales, les composés phénoliques, l'acide salicylique et la lignine. Cette augmentation de l'activité PAL stimule également la teneur en lignine dans le fruit, ce qui améliore la fermeté du fruit.

Les progrès récents de la recherche sur l'immunité innée des plantes, en particulier les études sur les interactions de la plante-pathogène, montrent que les éliciteurs de protéines peuvent déclencher la réponse immunitaire de la plante, conduisant à une résistance forte et durable contre les agents pathogènes. Les vaccins végétaux, développés à partir de ces éliciteurs immunitaires, sont des biopesticides respectueux de l'environnement. Ils ne ciblent pas directement les microbes nocifs mais stimulent plutôt le système immunitaire naturel et les processus métaboliques de la plante pour repousser les agents pathogènes.

Les vaccins végétaux sont non toxiques et ne provoquent pas des agents pathogènes à développer une résistance. Certains vaccins végétaux peuvent également augmenter le système métabolique de la plante, favorisant la croissance des racines, des tiges et des feuilles, ainsi que l'augmentation de la synthèse de la chlorophylle et du rendement des cultures. Ces avantages font des vaccins végétaux un choix de premier plan pour les nouvelles solutions de productivité agricole, soutenant le développement agricole durable.