Plant Vaccines: A New Quality Productive Force in Agriculture

Удобрения|Процесс

В процессе сельскохозяйственного производства многие вредные организмы могут влиять на качество и урожайность сельскохозяйственных культур. Это может привести к значительным экономическим потерям. Таким образом, международная безопасность сельскохозяйственных культур остается важнейшим вопросом, и основным решением является создание зеленой среды.

Продукты с функциями биологического контроля на рынке:

Pэлиситор на основе белкаs:Вещества, усиливающие защитные реакции растений.

Хитозан и вещества, родственные хитозану: Они улучшают рост растений, способствуя развитию корней и общему здоровью, повышают устойчивость к болезням, стимулируя защитные механизмы растений, и улучшают здоровье почвы, сохраняя влагу и питательные вещества. Кроме того, хитозан используется в биоразлагаемых пестицидах и может стимулировать полезную микробную активность в почве. Это также помогает повысить эффективность удобрений за счет улучшения усвоения питательных веществ и снижения выщелачивания.

Harpin, растительная вакцина, в основном поражает листья и корни. Он связывается со специальными рецепторами на листьях, запуская защитный процесс. Харпин также создает поры в клеточной мембране, позволяя ему проникать в клетку. Оказавшись внутри, он активирует сотни генов, которые помогают сохранять равновесие и защищаться.

点击这里

Изображение 1: Бактериальный белок Harpin помогает растению, активируя ген NDR1. Это активирует несколько компонентов, включая NDR1-1, EDS1, TGA2, RO и частицы слияния мембран 20S.

PR1 является ключом к защите от нематод, бактерий и грибков. PR1 и RO имеют сигнальные последовательности, которые позволяют им перемещаться по системе секреции с использованием везикул из ретикулума. RO также помогает производить токсичные алкалоиды, которые борются с грибковыми патогенами.

В 2000 году растительная вакцина «Протеин Харпин» прошла тест EPA на остатки пестицидов и стала регулятором роста растений нового типа. Ли Хэпэн и другие подтвердили, что смачиваемый порошок Harpin на 52,7% эффективен против склеротинии подсолнечника, значительно повышая урожайность.

*По данным таблицы 1, все протестированные индуцирующие резистентность препараты в разной степени снижали частоту и тяжесть склеротинии подсолнечника. Среди них порошок гиперчувствительного протеина (растительная вакцина, белок Харпин) оказался наиболее эффективным, снизив заболеваемость на 46,1%. Его индекс заболеваемости существенно не отличался от индекса химического агента Sclerotinia clean.

*Из таблицы 2 видно, что все испытуемые препараты в разной степени снижали показатель заболеваемости склеротиниями подсолнечника. Среди них сверхчувствительный белок (белок Харпин растительной вакцины) позволил достичь заболеваемости 50,6%, индекса заболевания 32,1 и снижения тяжести заболевания на 52,7%. Эти результаты значительно лучше по сравнению с водным контролем, и нет существенной разницы с химическим агентом Sclerotinia clean. Белок Harpin превзошел три новых агента, индуцирующих устойчивость, в борьбе с болезнями. Кроме того, растительный вакцинный белок Harpin и хитозан увеличили урожайность на 86,86% и 77,88% соответственно по сравнению с водным контролем. Этот прирост близок к показателям, достигнутым при использовании Sclerotinia clean, и заметно выше, чем при использовании трех новых агентов, индуцирующих резистентность.

Кроме того, Тиан С. и его коллеги обнаружили, что использование растительного вакцинного белка Harpin или салициловой кислоты (SA) может значительно снизить тяжесть заболевания, усиливаемую NaCl. В растениях эндогенные соединения, такие как SA, этилен (ET) и жасмоновая кислота (JA), регулируют экспрессию генов и помогают укрепить иммунную систему растения за счет увеличения производства фенольных соединений, PR-белков и активных форм кислорода в условиях стресса.

Хотя соль может вызвать накопление антиоксидантов в растениях, она также увеличивает их восприимчивость к болезням. Применение белка Harpin или SA с NaCl и хранение растений в течение 0 или 7 дней показало значительное подавление тяжести заболевания, усиленного NaCl, по сравнению с контролем. Кроме того, Харпин помог частично восстановить уровень СА, сниженный солью. Комбинированная обработка NaCl и Харпином заметно повышала уровень антиоксидантов (таких как витамин С и фенольные соединения) и общую антиоксидантную способность проростков сои.

*Диаграмма, иллюстрирующая роль растительного вакцинного белка Harpin в облегчении солевого стресса.

*Комбинированная обработка NaCl и белком Harpin значительно повышает уровень аскорбиновой кислоты, общего количества фенольных соединений, общую антиоксидантную способность, активность PAL и активность PPO в проростках сои.

*Совместная обработка NaCl и белком Harpin значительно увеличивает накопление антиоксидантов, таких как витамин С и фенольные соединения, а также общую антиоксидантную способность в проростках сои.

Скариотто С. и его коллеги обнаружили, что растительная вакцина с белком Harpin очень эффективна в борьбе с серой гнилью клубники. На активность PAL в плодах клубники влияет послеуборочная обработка ASM (химическим агентом) и белком Harpin. И ASM, и Harpin могут приводить к накоплению метаболитов в клубнике, создавая физический барьер, препятствующий заражению патогенами. Повышенная активность PAL связана с биосинтезом активных метаболитов защитных путей растений, таких как растительные токсины, фенольные соединения, салициловая кислота и лигнин. Увеличение активности PAL также повышает содержание лигнина в плодах, что, в свою очередь, повышает их твердость.

Недавние достижения в исследованиях врожденного иммунитета растений, особенно исследования взаимодействия растений и патогенов, показывают, что белковые элиситоры могут запускать иммунный ответ растения, что приводит к сильной и длительной устойчивости к патогенам. Растительные вакцины, разработанные на основе этих иммунных элиситоров, представляют собой экологически чистые биопестициды. Они не нацелены напрямую на вредные микробы, а вместо этого стимулируют естественную иммунную систему растения и метаболические процессы для борьбы с патогенами.

Растительные вакцины нетоксичны и не вызывают развития устойчивости у патогенов. Некоторые растительные вакцины также могут стимулировать метаболическую систему растения, способствуя росту корней, стеблей и листьев, а также увеличивая синтез хлорофилла и урожайность сельскохозяйственных культур. Эти преимущества делают растительные вакцины лучшим выбором для новых решений по повышению производительности сельского хозяйства, поддерживающих устойчивое развитие сельского хозяйства.