En la В современном сельском хозяйстве на карту поставлено многое.Производить качественные продукты питания, сокращать потери и делать это с заботой об окружающей среде и здоровье людей, одновременно способствуя естественная адаптация к засухеПроблема в том, что традиционные химические средства становятся все более ограниченными, вызывают резистентность у патогенов и, кроме того, не соответствуют новым требованиям устойчивого развития.
В контексте, Природные элиситеры стали одним из самых ценных активов для борьбы с вредителями, болезнями и стрессом, не прибегая к чрезмерному использованию синтетических пестицидов. Вместо того чтобы напрямую уничтожать патоген, эти соединения «тренируют» растение, активируя его защитную систему и подготавливая его к более эффективному реагированию на грибки, бактерии, вирусы, насекомых или абиотические факторы, такие как засуха, холод или засоление.
Что такое природные элиситоры и почему они так интересны?
Когда мы говорим об элиситорах, мы имеем в виду молекулы, способные активировать внутреннюю защиту растенийИх можно получать из растительных экстрактов, грибов, бактерий, клеточных стенок, вторичных метаболитов, фитогормонов и даже неорганических соединений и физических стимулов. Они не являются традиционными удобрениями или фунгицидами, хотя некоторые из них существуют. природные фунгициды занятых в области подготовки почвы и экологического менеджмента.
В тех случаях, когда они действуют как посредники в распознавании фитопатогеновОни связываются со специфическими рецепторами на плазматической мембране и запускают каскад сигналов, влияющих на экспрессию сотен генов, связанных с защитой. Результатом является состояние «иммунной готовности», которое часто выходит за пределы первоначальной точки приложения.
По своему происхождению элиситоры обычно подразделяются на эндогенный и экзогенныйЭндогенные соединения – это фрагменты или молекулы, образующиеся внутри самого растения, например, фрагменты клеточной стенки, высвобождающиеся после повреждения или стресса. Экзогенные соединения образуются из патогенов (фрагментов грибов, бактерий, вирусов), полезных микроорганизмов, растительных экстрактов или химических веществ, применяемых извне.
Другим часто используемым критерием является его природа: биотические и абиотические элиситорыБиотические факторы включают сложные углеводы клеточных стенок, олигосахариды, белки, ферменты и жирные кислоты, такие как арахидоновая кислота. Абиотические факторы включают соли металлов, ультрафиолетовое излучение, низкие температуры, неорганические соединения, такие как силикат натрия, и газы, такие как озон и CO₂.2 и даже физические методы лечения, такие как тепло или импульсный свет.
Важно то, что после действия элиситора растение переходит в состояние Приобретенная системная резистентность (SAR) или индуцированная системная резистентность (ISR)В этом состоянии защитные механизмы активируются или «предварительно заряжаются», так что при появлении настоящего патогена реакция оказывается быстрее, интенсивнее и эффективнее, даже в органах, которые не подвергались непосредственному лечению.
Как работает индуцированный иммунитет: SAR, ISR и ключевые гормональные пути
Защитные механизмы растений организованы в два основных уровня: сформированные (конститутивные) защиты и индуцированные защитыСформированные — это те физические и химические барьеры, которые уже являются «стандартными»: восковой слой кутикулы, толщина эпидермиса, трихомы, состав кутикулы, характеристики устьиц и чечевичков или присутствие таких веществ, как терпены, алкалоиды, фенолы или сапонины.
Индуцированные защитные реакции активируются только тогда, когда растение обнаруживает атаку или стрессовый стимул. В этот момент так называемый реакция гиперчувствительности (HR), локальная гибель клеток в точке заражения, вызванная быстрыми изменениями в потоке ионов, фосфорилированием/дефосфорилированием и сильным образованием активных форм кислорода (ROS), таких как H2O2 и супероксидного радикала, а также увеличение оксида азота (NO).
Эта реакция ограничивает продвижение возбудителя и сопровождается синтезом Фитоалексины и другие защитные метаболитыК ним относятся фенолы, лигнин, танины, флавоноиды, глюкозинолаты, глюканазы, хитиназы, лектины, терпены, алкалоиды, сапонины и другие. В растениях, устойчивых к насекомым, также накапливаются соединения, препятствующие росту вредителей и снижению фертильности.
Элиситоры используют именно эту систему: Они имитируют атаку, но при этом возбудитель фактически не наносит вреда.Таким образом, растение заранее активирует свои защитные механизмы и снижает свою будущую уязвимость. Поэтому рекомендуется проводить индуцирующую обработку до появления патогена и затем советы, чтобы избежать нападения вредителейне тогда, когда болезнь уже полностью развилась.
Фитогормоны играют основополагающую роль во всем этом процессе. Два наиболее изученных пути – это салициловая кислота (SA) и жасмоновая кислота (JA)К ним присоединяются этилен и, в условиях абиотического стресса, абсцизовая кислота (АБК). АС тесно связана с САР, особенно в отношении биотрофных патогенов; АХ и этилен в большей степени связаны с защитой от некротрофных патогенов и травоядных.
Баланс между обоими путями имеет решающее значение: Избыточная АС-сигнализация может сделать растение более уязвимым для насекомых.В то время как чрезмерная активация AJ может снизить устойчивость к определенным патогенам и нарушить рост, поскольку ресурсы будут перенаправлены на защиту, а не на производство биомассы.
Вот почему коммерческие продукты нового поколения, особенно натурального происхождения, разработаны таким образом, чтобы сбалансированно модулировать пути AS, AJ и этиленастремясь к глобальной защите, не снижая при этом жизнеспособность или продуктивность сельскохозяйственных культур.
Сложность применения элиситоров: доза, смесь и среда
Использование элиситоров — это не просто нанесение контактного фунгицида и забывание о нём. Для их эффективного действия необходимо соблюдать определённые меры предосторожности. правильно отрегулируйте дозу и время примененияСлишком низкие дозы могут не активировать защитные силы в достаточной степени, а слишком высокие дозы могут вызвать непропорциональную реакцию, которая подавляет рост или вызывает фитотоксичность.
Мы также должны учитывать их совместимость с другими продуктами в программе управленияНекоторые элиситеры могут терять эффективность при смешивании с определёнными пестицидами или удобрениями, или, наоборот, могут мешать действию других средств. Проверка этикеток, проведение предварительных испытаний и обращение за технической консультацией имеют решающее значение для избегать вредителей на растениях и максимизировать эффективность.
Лас- Условия окружающей среды во время лечения оказывают существенное влияниеТемпература, относительная влажность, солнечная радиация и уровень увлажненности растений влияют на поглощение, перемещение и физиологическую реакцию. Один и тот же продукт может давать отличные результаты в одних условиях и посредственные в других, если эти факторы не учитывать.
Не менее важно и последующее наблюдение. В идеале применение элиситоров должно сопровождаться тщательным мониторингом. визуальный мониторинг и, по возможности, лабораторный анализ для отслеживания изменений в защитных метаболитах, антиоксидантных ферментах или параметрах качества. Это упрощает корректировку дозировки, частоты и сочетания с другими методами лечения.
Важно помнить, что элиситоры — это не волшебная палочка: В ситуациях сильного стресса или неадекватного управления естественные защитные силы организма снижаются.Избыточное использование синтетических агрохимикатов, резкие перепады температуры и влажности, экстремальная радиация или сильная засуха могут подавить возможности иммунной системы растений и снизить эффективность любой стратегии индукции резистентности.
Натуральные элиситеры до и после сбора урожая: улучшение и сохранение качества
Помимо прямого контроля заболеваний в течение сельскохозяйственного цикла, элиситеры оказались очень интересными инструментами для увеличить содержание фитохимических соединений и улучшить сохранность после сбора урожаяМногочисленные научные исследования изучали его действие как при применении в полевых условиях, так и непосредственно на уже собранных плодах.
Например, в вишне предуборочное использование щавелевая кислота (ЩК) в таких сортах, как «Sweet Heart» и «Sweet Late»При применении в различных концентрациях (0,5, 1 и 2 мМ) в ключевые моменты развития плодов (затвердение косточки, начало изменения цвета и начало созревания) АО увеличивал размер, объем и вес вишен, а также улучшал цвет и твердость, при этом наиболее эффективной оказалась доза 2 мМ.
Этот тип лечения также привел к повышенное содержание биологически активных соединений и антиоксидантный потенциал Во время сбора урожая в плодах содержится больше антоцианов, флавоноидов и производных хлорогеновой кислоты. Многие из этих соединений напрямую связаны с внешней привлекательностью плода и его пользой для здоровья.
В сливах сортов «Black Splendor» и «Royal Rosa» содержатся щавелевая кислота и другие натуральные элиситеры, такие как метилжасмонат (JaMe), салициловая кислота (AS), ацетилсалициловая кислота (AAS) и метилсалицилат (SaMe) Они также показали весьма положительные результаты. Их применяли на разных стадиях развития и в разных концентрациях, после чего был выбран наиболее эффективный вариант для проведения качественных и фитохимических анализов.
В этих исследованиях наблюдалось увеличение производства и улучшение качественных параметров (вес, упругость, цвет, растворимые сухие вещества и общая кислотность) как при сборе урожая, так и после длительного хранения в холодильнике. Кроме того, сохранялись более высокие уровни общего содержания фенолов, антоцианов, каротиноидов и аскорбиновой кислоты, а также более высокая активность антиоксидантных ферментов, таких как пероксидаза (POX), каталаза (CAT) и аскорбатпероксидаза (APX).
В случае артишоков сорта «Бланка де Тудела» предуборочная обработка АО и JaMe имела схожие эффекты: более высокий процент голов первого классаПовышение общей антиоксидантной активности и увеличение содержания гидроксикоричных кислот и лютеолинов наблюдалось как при сборе урожая, так и при хранении в холодильнике. Впервые в артишоках было идентифицировано специфическое соединение – лютеолин 7-O-глюкуронид 3-O-глюкозид.
В частности, метилжасмонат продемонстрировал интересное поведение: Самые низкие концентрации (0,5 мМ) способствовали замедлению созревания и потери веса. При послеуборочной обработке слив дозы 2 мМ снижали выработку этилена и дыхание, в то время как дозы 2 мМ ускоряли процесс созревания. Это свидетельствует о том, что доза влияет не только на интенсивность защитной реакции, но и на физиологию созревания.
Предуборочная обработка деревьев сливы АС, ААС и SaMe также улучшила качество: большая твердость, больший вес и более высокая концентрация органических кислот и сахарова также фенолы и антоцианы (такие как цианидин-3-О-глюкозид и цианидин-3-О-рутинозид) и каротиноиды. При хранении обработанные плоды лучше сохраняли цвет, кислотность и биологически активные соединения.
Элиситоры после сбора урожая для сокращения потерь и химических отходов
Одной из главных проблем сегодня является то, что Почти половина мирового производства фруктов и овощей теряется после сбора урожая.Основной причиной этих потерь являются грибки. Синтетические фунгициды традиционно использовались для борьбы с болезнями во время хранения, но чрезмерное использование этих препаратов приводит к развитию резистентности, появлению остатков в пищевых продуктах и проблемам с окружающей средой.
Биологические элиситоры приобрели известность благодаря безвредная стратегия активации защитной системы плода после сбора урожаяПри применении в иммерсионных обработках, покрытиях, распылении или модифицированных атмосферах они могут инициировать синтез антимикробных и антиоксидантных вторичных метаболитов, снижая частоту заболеваний и продлевая срок годности; многие из этих альтернатив включены в сборники на традиционные средства правовой защиты дополняющий.
Среди индуцированных метаболитов выделяются следующие: фенольные соединения, флавоноиды, лигнин и фитоалексиныЭти ферменты укрепляют структуру клеточной стенки, ограничивают проникновение патогенов и повышают общую антиоксидантную активность. Одновременно повышается активность ключевых ферментов, таких как фенилаланинаммиаклиаза, супероксиддисмутаза, пероксидаза и полифенолоксидаза, что замедляет перекисное окисление липидов мембран и окислительный стресс, связанный с инфекцией.
Фрукты обнаруживают патогены через рецепторы распознавания в плазматической мембранеЭти процессы запускают выработку активных форм кислорода (АФК), активацию G-белков, убиквитина, киназ, кальциевой сигнализации и сложной сети гормонов и факторов транскрипции. Всё это в конечном итоге сводится к регуляции защитных генов, многие из которых были идентифицированы благодаря омиксным технологиям.
Транскриптомные и метаболомные исследования авокадо, обработанного хитозан как элиситор Они выявили активацию множественных метаболических путей: реакции на стресс, передачи сигнала, биосинтеза фенилпропаноидов и увеличение количества вторичных метаболитов, участвующих в устойчивости к Colletotrichum gloeosporioides. Аналогичные исследования, проведенные на мандарине, обработанном циклическими липопептидами из Bacillus subtilis, показали более значительное накопление биологически активных соединений.
Различные элиситеры были протестированы и на других фруктах: Олигохитозан, салициловая кислота и дрожжи Pichia membranaefaciens Было показано, что они индуцируют фенилпропаноидный путь, ответственный за биосинтез структурных полимеров и защитных пигментов. Антагонистические дрожжи, такие как Pichia guillermondi или Kloeckera apiculata, при применении на сливах успешно подавляли рост Monilinia fructicola, одновременно активируя выработку лигнина, флавоноидов и фенолов.
Биологические агенты контроля рода Бацилла также играет важную рольТакие штаммы, как Bacillus atrophaeus TE7, достигли эффективности биологического контроля, превышающей 85% в манго против Cladosporium cladosporioides, в то время как Bacillus subtilis ABS-S14, благодаря своим циклическим липопептидам, эффективно контролирует зеленую плесень на мандарине и запускает экспрессию генов, связанных с SAR, ROS и Ca2+ и АВА.
Помимо органических соединений, были оценены следующие: натуральные полисахариды, такие как хитозан, фруктоолигосахариды, каррагинаны, фуканы или фруктаны агавыВсе эти вещества показали хорошие результаты в борьбе с такими заболеваниями, как антракноз, у авокадо. Другие метаболиты, такие как эпикатехин, кверцетин, эфирные масла и антимикробные пептиды (митихитин-CB, эпсилон-поли-L-лизин), продемонстрировали эффективность в отношении томатов черри, яблок и клубники.
неорганические элиситеры и экзогенные газы Не отстают и они: кремний, карбонат натрия, CO2Было показано, что озон или закись азота улучшают реакцию на стресс и болезни у мандаринов, винограда, ююбы, дынь и других фруктов. В случае CO22Например, было показано, что он активирует гены, связанные с абиотическим стрессом, и снижает экспрессию ферментов, разрушающих клеточную стенку, продлевая твердость и срок хранения плодов.
На физиологическом уровне многие из этих методов лечения вызывают глубокие изменения в энергетическом и окислительном метаболизмеПротеомные исследования митохондрий обработанных плодов выявляют изменения в металлосвязывающих белках, АТФазах, оксидоредуктазах и ферментах гликолитического и трикарбонового циклов, образующих сети взаимодействий, которые усиливают устойчивость, сохраняя при этом энергетический баланс.
Элиситоры в газонных травах и интенсивных культурах: фосфиты и ключевые гормоны
Применение элиситоров не ограничивается фруктовыми деревьями и овощами. Замечено, что они также эффективны на спортивных и декоративных газонах. Правильное функционирование естественных защитных систем имеет решающее значение. противостоять атакам грибков, бактерий, вирусов, нематод и в то же время справляться с абиотическими факторами, такими как заморозки, засуха, засоление или экстремальная жара.
В этих системах лугов защита действует на двух уровнях: один активный ответ, основанный на физических и химических барьерах (кутикула, клеточная стенка, терпены, алкалоиды, фенолы и т. д.) и пассивный ответ, связанный с локальной и системной устойчивостью. Элиситоры, вырабатываемые самим растением в ответ на стресс или применяемые извне, запускают эти реакции.
Одним из самых известных элиситоров для газонов является фосфит (HPO)3-2)Известный своей стимуляцией образования фитоалексинов, родственных терпенам, алкалоидам и фенолам, он оказывает особенно выраженное действие против оомицетовых грибов, таких как Phytophthora и Pythium. Его применение стало частью продуманных стратегий управления, направленных на снижение зависимости от традиционных фунгицидов.
В последнее десятилетие также были выявлены следующие другие молекулы с элиситорной функцией в травахТакие как салициловая кислота, жасмоновая кислота, этилен и абсцизовая кислота. Эти гормоны регулируют экспрессию генов белков, связанных с патогенезом (PR), которые участвуют в защите от грибков, бактерий, вирусов и даже нематоды.
Первый уровень реакции на стресс у газонной травы является локальным и связан с синтез фитоалексинов из фермента фенилаланинаммиаклиазы (ФАЛ)Повышение уровня PAL связано с повышением общей устойчивости. Второй, системный уровень, включает активацию генов PR, распределённых по всему растению, в основном опосредованную салициловой кислотой, как описано в многочисленных физиологических исследованиях.
В условиях сильного стресса — продолжительной засухи, чрезмерного использования агрохимикатов или резких колебаний температуры — защитная система дерна страдает. В таких случаях Элиситорные и биостимулирующие продукты становятся незаменимой помощью для восстановления баланса, уменьшения повреждений и сохранения игрового процесса и внешнего вида гринов, площадок для игры в гольф или футбольных полей.
BestCure и другие коммерческие составы на основе натуральных экстрактов
Большая часть последних инноваций в области здоровья растений связана с формулами, которые сочетают в себе прямая биоцидная активность с элиситорной способностьюОдним из примеров является BestCure, разработанный на основе экстрактов цитрусовых, которые действуют двойным образом: они напрямую контролируют некоторые грибковые и бактериальные заболевания и одновременно активируют естественные защитные силы растений.
Эти типы продуктов предназначены для не ставить под угрозу производство биомассы или урожайностьЭто происходит именно потому, что они сбалансированно модулируют гормональные пути, участвующие в защите и росте. В конкретном случае BestCure была описана его способность активировать как системную приобретенную резистентность (SAR), опосредованную салициловой кислотой, так и системную индуцированную резистентность (SIR), связанную с жасмоновой кислотой и этиленом.
Сочетание SAR и ISR позволяет комплексная защита от биотрофных и некротрофных патогенова также улучшение реакции на травоядных насекомых. Более того, благодаря системной активации защитных механизмов растения «готовятся» к будущим инфекциям, снижая ущерб от каждой новой атаки.
Что интересно в этой линейке продуктов, так это то, что Они очень хорошо вписываются в комплексные программы управления и устойчивого сельского хозяйства.Они позволяют снизить дозы обычных пестицидов, повысить стрессоустойчивость, а также повысить качество и продолжительность послеуборочного срока годности продукции, сохраняя при этом высокий уровень биологически активных соединений, полезных для здоровья человека.
Разработка этих формул поддерживается большим объемом исследований, отраженных в Статьи и научные обзоры о роли элиситоров в защите растенийКак с физиологической, так и с молекулярной точки зрения. Исследования, опубликованные в авторитетных журналах, посвящены его влиянию на экспрессию генов, метаболомику плодов и взаимодействие растений с микроорганизмами, а также его потенциалу для более устойчивой защиты растений.
Все эти данные указывают на то, что природные элиситоры — будь то растительные экстракты, полисахариды, фитогормоны, полезные микроорганизмы, газы или неорганические соединения — предлагают Надежный способ укрепить иммунную систему растений и улучшить качество, урожайность и сохранностьЕго правильное использование, с учетом технических консультаций, корректировки дозировки, соблюдения экологических условий и совместимости с другими методами управления, позволяет сократить использование синтетических химикатов и двигаться в направлении более устойчивого, прибыльного и экологически чистого сельского хозяйства.
