الكابحات في التداخل بين الممرضات والنبات Suppressors in Plant- Pathogen interaction

 

الدكتور محمد حمزة عباس / مركز أبحاث النخيل/ جامعة البصرة
dr.mha24@yahoo.co.uk

   لنجاح الممرضات النباتية في أنشاء علاقة أمراضية مع عوائلها يتوجب عليها أن تقوم بإنتاج الكوابح ( المثبطات) Suppressors (Effectors)  التي تقوم بتعطيل نظام المقاومة الدفاعية

Dr.Mohammed Abbas
Dr.Mohammed Abbas

في النبات، وتعرف هذه العلاقة  على أنها المثبطات المستحثة للحساسية Effectors Triggered Susceptibility (ETS) والتي تعمل على زيادة مقدرة الممرضات على استعمار الخلايا النباتية وأحداث الامراضية بنجاح.

  وبشكل عام هذه الكوابح عبارة مركبات بروتينية والمعروفة أيضا ً بـ  Avirulence Proteins (Avr) والتي تمتلك المقدرة الكاملة على تحوير البروتينات الدفاعية في النبات وتؤدي إلى زيادة الضراوة في الممرضات و تجنب آليات التحديد للمرض في النبات، وعلى سبيل المثال المركبات الكابحة التي تفرزها البكتريا الممرضة للنبات Pseudomonas syringae عن طريق النظام الثالث للإفراز Type Three Secretion System (TTSS) والتي تقدر بـ 20-30 مركبا ً كابحا ً. ومن الدراسات المبكرة حول هذا الموضوع الدراسة التي قام بها Jakobek وجماعته في 1993 على البكتريا الممرضة للباقلاء Pseudomonas syringae pv. phaseolicola والذين أثبتوا مقدرتها على تثبيط آليات المقاومة في الباقلاء  من خلال إفرازها للكابحات.

أما عن الفطريات الممرضة للنبات فالقليل من البحوث أجريت حول هذا الموضوع، ومنها الدراسة حول الفطر المسبب للصدأ على الكتان Melampsora lini والفطر Cladosporium fulvum إذ تبين مقدرة هذين الفطريين على إفراز الكابحات المثبطة للدفاع في النباتات العائلة.

وبينت الدراسات الكيميائية أن المركبات البروتينية الكابحة المفروزة من قبل الفطريات هي غنية بالحامض الاميني السيستين Cystine rich protein  ويبلغ تعداد الأحماض الامينية فيها اقل من 300 حامض أميني.

  وحديثا ً تم تشخيص العديد من المركبات الكابحة في الفطر Magnoprthe oryzae ومنها AVR-Piz-t و AVR-Pita1 و  AVR-Piiو AVR-PIK/km/kp والتي تلعب دورا ً مهما ً في أمراضية هذا الفطر، وزيادة الحساسية في أصناف مختلفة من نبات الرز.

   ومن الجدير بالذكر أن النباتات قد طورت آليات مختلفة لتمييز وتحديد هذه المركبات البروتينية الكابحة المفروزة من قبل الممرضات النباتية من خلال جينات المقومة R genes والتي من خلالها يتم تحفيز نمطا ً أخرا ً من المقاومة يعرف بـ الكابحات المحفزة للمقاومة Effectors Triggered Immunity (ETI)  والتي بدورها تحفز تفاعلات الحساسية المؤدية إلى تحجيم الممرضات وموت الخلايا.

   أن كل جين مقاومة في النبات يوفر مقاومة مفردة وسائدة Single dominant resistance والتي تحدد نمو الممرض للنبات، ومن أولى التطبيقات على هذا التداخل هو فرضية جين- الى- جين Gene-for-gene hypothesis والتي مفادها أن لكل جين مقاوم في النبات العائل يوجد جين مقابل في الممرض والذي يتداخل معه بصورة خاصة. وطبقا ً لأخر البحوث المنشورة فقد شخصت خمس مجاميع مختلفة من R genes في النباتات.

  ومن أنماط التفاعلات الأخرى بين النبات العائل والممرض هو الموت المبرمج للخلايا النباتية Cell Programmed Death (CPD)  والذي يتميز بكونه من التفاعلات التحسسية السريعة للممرضات النباتية ذات الخاصية إجبارية التطفل Biotrophic  والتي تتطلب أن يبقى النسيج النباتي حيا ً كي يكمل دورة حياته. وتسبق التفاعلات التحسسية هذه خطوات عدة تؤدي إلى موت الخلية النباتية  ومنها تكثيف الكروماتين Chromatin condensation وتحطم الدنا و الغشاء الخلوي وتحرر محتويات الخلية. ومن المهم ذكره أن هكذا نمط من التفاعل يصب في خدمة ممرضات أخرى ذات سلوكية ترممية Necrotrophic  إذ تزيد من شدة وخطورة هكذا ممرضات.

التفاعل الدفاعي وكبحه في العلاقه بين الممرضات والنبات والعائل
التفاعل الدفاعي وكبحه في العلاقه بين الممرضات والنبات والعائل

5 آراء على “الكابحات في التداخل بين الممرضات والنبات Suppressors in Plant- Pathogen interaction”

  1. اخي دكتور محمد انا مسرور جدا لكتابتك هذا الموضوع الحديث والذي ينم عن خبرتكم ودرايتكم بحاله في الامراض النباتية لايعرفها الكثير اتمنى عليك ان تكتب مثل هذه المعلومات ليستفيد منها من لهم علاقه واولهم انا

  2. تعرف ‏Elicitors‏ في منضومة تداخل العائل والمتطفل ‏‎(Host: Parasite Interaction)‎، بأنها ‏مركبات كيميائية تفرز من قبل المسببات الممرضة عند تواجدها على سطوح العوائل النباتية ، تقوم ‏بإشعار العائل النباتي أوبالأحرى حثه على إنتاج مركبات الفايتوألكسين ‏‎(Phytoalexins)‎‏ كنوع من ‏الإجراءات الدفاعية لمنع المتطفل من الدخول أو منعه من التطور داخل أنسجة العائل. ومن الجدير بالذكر ‏بأن أغلب العوائل معرضة بشكل دائم إلى أن تأثيرات سلبية عديدة تقف وراءها عوامل حية كالفطريات ‏وأشباه الفطريات والبكتريا والفايروسات . يعتمد إنتاج هذه المركبات المنبهة أو المنشطة لتكوين خط ‏دفاعي في العائل النباتي على الممرض المهاجم، فعلى سبيل المثال فإن الحامض ‏Jasmonic Acid ‏المعروف إختصارا بـ ‏JA‏ والأثيلين ‏‎(Ethylen)‎‏ عادة ما تتكونان في بعض العوائل كرد فعل لتعرضها ‏لهجوم الممرضات ذات التطفل الإختياري والتي تقتل الخلايا أو الأنسجة ولها القدرة على إكمال دورة ‏حياتها على الأنسجة الميتة والمعروفة بـ ‏‎(Nectrotrophs)‎‏ ، بينما يتكون حامض ‏Salicylic Acid ‎‏ ‏المعروف إختصارا بـ ‏SA‏ كرد فعل عندما تهاجم العائل ممرضات إجبارية التطفل أو ما يطلق عليها ‏Biotrophs‏ . إن تكون تلك المركبات في بعض العوائل النباتية عند مهاجمتها من قبل ممرضات ‏مختلفة قد كشف عن المنبهات التي ترسلها بعض الممرضات عند المهاجمة. وجد بأن مكونات تلك ‏المنبهات عادة ما تتألف من بوليمرات كاربوهيدراتية ‏‎(Carbohydrate Polymers)‎‏ والدهون ‏‎(Lipids)‎‏ وGlycopeptides‏ و ‏Glycoproteins‏ . يعتبر تفاعل فرط الحساسية ‏‎(Hypersensitive ‎Reaction)‎‏ مثال جيد على حدوث تنبيه للعائل لقتل الخلايا المحيطة بمنطقة إختراق العائل. ومن الأمثلة ‏العديدة التي يمكن أن تساعد في فهم هذه الألية ما يحدث في الفطر ‏Monilinia fructicola‏ ، فالمركب ‏Monilicolin A‏ المنتج من قبل الفطر المسبب لمرض تعفن الثمار ‏Monilinia fructicola‏ يستحث ‏إنتاج مادة ‏Phaseolin‏ في الفاصوليا الخضراء وليس مادة ‏Pisatin‏ في البزالياء أو ‏Nesitin‏ في ‏الباقلاء، كما يفرز مسبب مرض ذبول فول الصويا ‏Phytophthora megasperma var soje‏ ‏مركب يستحث إنتاج مادة ﮔلي سيولين ‏‎(Glyseollin)‎‏ في فول الصويا بغض النظر إذا كانت عزلات ‏المسبب الممرض فعالة أو غير فعالة. تعمل عدد من عزلات الفطر ‏Trichoderma spp.‎‏ كمستحثات ‏لمقاومة الفطريات الممرضة من خلال تحفيزها على زيادة فعالية إنزيم البيروكسيديز في النباتات الناتجة ‏من بذور معاملة بأبواغ تلك العزلات. ‏ومن الجدير بالذكر بأن العامل الحاسم في هذا الصراع بين العائل (الصنف) والمسبب المرضي يتحكم فيه جينات أو مورثات موجودة في العائل مسؤولة عن تفاعل العائل (Genes for Host Reaction) يقابلها جينات في الممرض مسؤولة عن الإمراضية (Genes for Pathogen Pathogenicity) ، ولذلك فإن العائل الحساس عادة ما يكون مستسلما للممرض الفعال فأبوابه مفتوحة للممرض أينما حل وعندنا مثال حي صنف الحنطة صابر بيك حساس جدا لمسببات مرضي الصدأ البني والصدأ الأصفر … … من هنا يتوضح لنا بأن الممرضات وتحديدا ذات التطفل الإجباري تستعرض أدواتها لكي تخترق الخطوط الدفاعية للعائل وليست هناك حاجة إن كانت الأبواب مشرعة مع خالص شكري للدكتور محمد على إختيار هذا الموضوع.

    1. مداخلة راقية تفتح الأبواب لكتابة موضوع اخر ان شاء الله حول Pathogenesis-related proteins (PR Proteins)
      تحية الى الدكتور محمد الحمداني…..

تعليقك يهمنا