В У сучасному сільському господарстві на кону стоїть багато чого.Виробляти якісні продукти харчування, зменшувати втрати та робити це таким чином, щоб поважати довкілля та здоров'я людей, одночасно сприяючи природна адаптація до посухиПроблема полягає в тому, що традиційні хімічні засоби стають дедалі обмеженішими, викликають стійкість у патогенів і, крім того, не відповідають новим вимогам сталого розвитку.
В цьому контексті, Природні еліситори стали одним із головних надбань боротися зі шкідниками, хворобами та стресом, не покладаючись так сильно на синтетичні пестициди. Замість того, щоб безпосередньо знищувати патоген, ці сполуки «тренують» рослину, активуючи її захисну систему та готуючи її до кращої реакції на грибки, бактерії, віруси, комах або абіотичні фактори, такі як посуха, холод або засоленість.
Що таке природні еліситори та чому вони такі цікаві?
Коли ми говоримо про еліситори, ми маємо на увазі молекули, здатні активувати внутрішні захисні механізми рослинВони можуть бути отримані з рослинних екстрактів, грибів, бактерій, клітинних стінок, вторинних метаболітів, фітогормонів або навіть неорганічних сполук та фізичних подразників. Вони не є звичайними добривами чи фунгіцидами, хоча деякі з них існують. природні фунгіциди використовуються на насіннєвих грядках та в екологічному менеджменті.
У випадках, коли вони виступають як посередники в розпізнаванні фітопатогенівВони зв'язуються зі специфічними рецепторами на плазматичній мембрані та звідти запускають сигнальний каскад, який впливає на експресію сотень генів, пов'язаних із захистом. Результатом є стан «імунної тривоги», який часто поширюється після початкової точки застосування.
За походженням еліситори зазвичай класифікуються на ендогенні та екзогенніЕндогенні сполуки – це фрагменти або молекули, що утворюються всередині самої рослини, такі як фрагменти клітинної стінки, що вивільняються після пошкодження або стресу. Екзогенні сполуки походять від патогенів (фрагменти грибів, бактерій, вірусів), корисних мікроорганізмів, рослинних екстрактів або хімічних речовин, що вносяться ззовні.
Ще одним поширеним критерієм є його природа: біотичні та абіотичні еліситориБіотичні фактори включають складні вуглеводи в клітинних стінках, олігосахариди, білки, ферменти та жирні кислоти, такі як арахідонова кислота. Абіотичні фактори включають солі металів, ультрафіолетове випромінювання, низькі температури, неорганічні сполуки, такі як силікат натрію, та гази, такі як озон і CO₂.2 і навіть фізичні методи лікування, такі як тепло або імпульсне світло.
Важливо те, що після дії еліситора рослина переходить у стан Набута системна резистентність (SAR) або індукована системна резистентність (ISR)У цьому стані захисні механізми активуються або «попередньо заряджаються», так що коли надходить фактичний патоген, реакція є швидшою, інтенсивнішою та ефективнішою, навіть в органах, які не були безпосередньо оброблені.
Як працює індукований імунітет: SAR, ISR та ключові гормональні шляхи
Захисні механізми рослин організовані на двох основних рівнях: попередньо сформовані (конститутивні) захисні механізми та індуковані захисні механізмиПопередньо сформовані бар'єри – це ті фізичні та хімічні бар'єри, які вже є «стандартними»: воскова кутикула, товщина епідермісу, трихоми, склад кутикули, характеристики продихів та чечевиць або наявність таких речовин, як терпени, алкалоїди, феноли чи сапоніни.
Індуковані захисні механізми активуються лише тоді, коли рослина виявляє атаку або стресовий подразник. У цей момент т.зв. гіперчутлива реакція (ГР), локалізована загибель клітин у місці інфекції, зумовлена швидкими змінами потоку іонів, фосфорилюванням/дефосфорилюванням та сильним продукуванням активних форм кисню (ROS), таких як H2O2 і супероксидний радикал, а також збільшення рівня оксиду азоту (NO).
Ця реакція обмежує просування патогена та супроводжується синтезом Фітоалексини та інші захисні метаболітиДо них належать феноли, лігнін, таніни, флавоноїди, глюкозинолати, глюканази, хітинази, лектини, терпени, алкалоїди та сапоніни, серед інших. У рослинах, стійких до комах, також накопичуються сполуки, що перешкоджають росту та родючості шкідників.
Елісітори користуються саме цією системою: Вони імітують наявність атаки без фактичного пошкодження патогеном.Таким чином, рослина заздалегідь активує свої захисні механізми та зменшує свою майбутню вразливість. Тому рекомендується застосовувати стимулюючу обробку до появи патогена та дотримуватися її. поради, щоб уникнути нападу шкідниківне тоді, коли хвороба вже повністю розвинулася.
Фітогормони відіграють фундаментальну роль у всьому цьому процесі. Два найбільш вивчені шляхи - це шляхи саліцилова кислота (SA) та жасмонова кислота (JA)До них приєднується етилен і, в ситуаціях абіотичного стресу, абсцизова кислота (АБК). АС тісно пов'язана з САР, особливо проти біотрофних патогенів; АЙ та етилен більше асоціюються із захистом від некротрофних патогенів та травоїдних.
Баланс між обома шляхами є критично важливим: Надмірна AS-сигналізація може зробити рослину більш вразливою до комахХоча надмірна активація AJ може знизити стійкість до певних патогенів і негативно вплинути на ріст, оскільки ресурси перенаправляються на захист, а не на виробництво біомаси.
Ось чому комерційні продукти нового покоління, особливо ті, що мають натуральне походження, розроблені таким чином, щоб збалансовано модулюють шляхи AS, AJ та етиленупрагнучи глобального захисту без шкоди для енергії росту чи продуктивності культури.
Складність використання еліситорів: доза, суміш та середовище
Використання еліситорів не таке просте, як застосувати контактний фунгіцид і забути про нього. Щоб вони діяли належним чином, необхідні певні запобіжні заходи. правильно відрегулюйте дозу та час застосуванняЗанадто низькі дози можуть недостатньо активувати захисні сили, а занадто високі можуть спричинити непропорційну реакцію, яка погіршить ріст або спричинить фітотоксичність.
Ми також повинні враховувати їх сумісність з іншими продуктами програми управлінняДеякі еліситори можуть втратити ефективність, якщо їх змішувати з певними пестицидами чи добривами, або, навпаки, вони можуть перешкоджати дії інших обробок. Перевірка етикеток, проведення попередніх випробувань та звернення за технічною консультацією є ключовими для уникнення шкідників на рослинах та максимізувати ефективність.
The Умови навколишнього середовища під час лікування мають значний впливТемпература, відносна вологість, сонячна радіація та стан вологи рослин впливають на поглинання, транслокацію та фізіологічну реакцію. Один і той самий продукт може дати чудові результати в одному контексті та посередні результати в іншому, якщо ці змінні не враховувати.
Подальше спостереження не менш важливе. В ідеалі використання еліситорів має супроводжуватися належним моніторингом. візуальний моніторинг та, де це можливо, лабораторний аналіз перевірити зміни в захисних метаболітах, антиоксидантних ферментах або параметрах якості. Це полегшує коригування дозування, частоти та поєднання з іншими методами управління.
Важливо пам'ятати, що еліситори — це не чарівна паличка: У ситуаціях сильного стресу або неадекватного лікування природний захист знижуєтьсяНадмірне використання синтетичних агрохімікатів, різкі перепади температури та вологості, екстремальна радіація або сильна посуха можуть перевантажити імунну систему рослин та знизити ефективність будь-якої стратегії індукції стійкості.
Природні еліситори у до- та післязбиральній періоди: покращення якості та збереження
Окрім прямого контролю хвороб протягом циклу вирощування рослин, еліситори виявилися дуже цікавими інструментами для збільшити вміст фітохімічних сполук та покращити післязбиральне зберіганняЧисленні наукові дослідження вивчали його вплив як при застосуванні в полі, так і безпосередньо на вже зібраних плодах.
Наприклад, у вишні використання перед збором врожаю щавлева кислота (ОК) у таких сортах, як «Солодке серце» та «Солодке пізнє»Застосований у різних концентраціях (0,5, 1 та 2 мМ) у ключові моменти розвитку плодів (твердіння кісточки, початок зміни кольору та початок дозрівання), АО збільшував розмір, об'єм та вагу вишень, а також покращував колір та твердість, причому 2 мМ була найефективнішою дозою.
Такий вид лікування також призвів до підвищений вміст біологічно активних сполук та антиоксидантний потенціал Під час збору врожаю фрукти містять вищий рівень антоціанів, флавоноїдів та похідних хлорогенової кислоти. Багато з цих сполук безпосередньо пов'язані з візуальною привабливістю фруктів та їхньою користю для здоров'я споживача.
У сливах таких сортів, як «Black Splendor» та «Royal Rosa», щавлева кислота та інші природні еліситори, такі як метилжасмонат (JaMe), саліцилова кислота (AS), ацетилсаліцилова кислота (AAS) та метилсаліцилат (SaMe) Вони також показали дуже позитивні результати. Їх застосовували на різних стадіях розвитку та в різних концентраціях, згодом відбираючи найефективніший з них для аналізу якості та фітохімічного аналізу.
У цих дослідженнях спостерігалося збільшення виробництва та покращення параметрів якості (вага, твердість, колір, розчинні тверді речовини та загальна кислотність) як під час збору врожаю, так і після тривалого зберігання в холоді. Крім того, зберігалися вищі рівні загальних фенолів, антоціанів, каротиноїдів та аскорбінової кислоти, а також вища активність антиоксидантних ферментів, таких як пероксидаза (POX), каталаза (CAT) та аскорбатпероксидаза (APX).
У артишоках дозбірне внесення AO та JaMe на сорт «Blanca de Tudela» мало подібний ефект: вищий відсоток першокласних голівПідвищена загальна антиоксидантна активність та вищий вміст гідроксициннамінових кислот і лютеолінів спостерігалися як під час збору врожаю, так і під час холодного зберігання. У артишоках навіть вперше було ідентифіковано специфічну сполуку, лютеолін 7-O-глюкуронід 3-O-глюкозид.
Зокрема, метилжасмонат продемонстрував цікаву поведінку: Найнижчі концентрації (0,5 мМ) сприяли уповільненню дозрівання та втрати ваги Під час післязбиральної обробки слив дози 2 мМ зменшували вироблення етилену та дихання, тоді як дози 2 мМ прискорювали процес дозрівання. Це демонструє, що доза впливає не лише на інтенсивність захисної реакції, але й на фізіологію дозрівання.
Передзбиральна обробка сливових дерев AS, AAS та SaMe також покращила якість: більша твердість, більша вага та вища концентрація органічних кислот і цукріва також феноли та антоціани (такі як ціанідин 3-O-глюкозид та ціанідин 3-O-рутинозид) і каротиноїди. Під час зберігання ці оброблені фрукти краще зберігали свій колір, кислотність та біоактивні сполуки.
Еліситори після збору врожаю для зменшення втрат та хімічних відходів
Одна з головних проблем сьогодні полягає в тому, що Майже половина світового виробництва фруктів та овочів втрачається після збору врожаю.Гриби є основною причиною цих втрат. Синтетичні фунгіциди традиційно використовувалися для боротьби з хворобами під час зберігання, але надмірне використання цих продуктів призводить до резистентності, залишків у продуктах харчування та екологічних проблем.
Біологічні еліситори здобули популярність як нешкідлива стратегія активації захисної системи фруктів після збору врожаюПри застосуванні в імерсійних обробках, покриттях, розпиленні або модифікованих атмосферах вони можуть стимулювати синтез антимікробних та антиоксидантних вторинних метаболітів, зменшуючи частоту захворювань та подовжуючи термін придатності; багато з цих альтернатив включені до збірників на народні засоби комплементарний.
Серед індукованих метаболітів виділяються наступні: фенольні сполуки, флавоноїди, лігнін та фітоалексиниЦі ферменти зміцнюють структуру клітинної стінки, обмежують проникнення патогенів та покращують загальну антиоксидантну здатність. Одночасно підвищується активність ключових ферментів, таких як фенілаланінаміакліаза, супероксиддисмутаза, пероксидаза та поліфенолоксидаза, що уповільнює перекисне окислення ліпідів мембран та оксидативний стрес, пов'язаний з інфекцією.
Фрукти виявляють патогени через рецептори розпізнавання в плазматичній мембраніЦі процеси запускають вироблення активних форм кисню (ROS), активацію G-білків, убіквітину, кіназ, кальцієву сигналізацію та складну мережу гормонів і транскрипційних факторів. Все це зводиться до регуляції захисних генів, багато з яких були ідентифіковані завдяки омік-технологіям.
Транскриптомічні та метаболомічні дослідження авокадо, обробленого хітозан як еліситор Вони показали активацію кількох метаболічних шляхів: стресової реакції, передачі сигналів, біосинтезу фенілпропаноїдів та збільшення вторинних метаболітів, що беруть участь у стійкості до Colletotrichum gloeosporioides. Подібні дослідження мандаринів, оброблених циклічними ліпопептидами з Bacillus subtilis, показали більше накопичення біоактивних сполук.
Різні еліситори були протестовані на інших фруктах: Олігохітозан, саліцилова кислота та дріжджі Pichia membranaefaciens Було показано, що вони індукують фенілпропаноїдний шлях, відповідальний за біосинтез структурних полімерів та захисних пігментів. Антагоністичні дріжджі, такі як Pichia guillermondi або Kloeckera apiculata, застосовані до слив, успішно контролювали Monilinia fructicola, одночасно активуючи вироблення лігніну, флавоноїдів та фенолів.
Біологічні засоби боротьби з родом Бацила також відіграє важливу рольТакі штами, як Bacillus atrophaeus TE7, досягли ефективності біоконтролю, що перевищує 85% у манго проти Cladosporium cladosporioides, тоді як Bacillus subtilis ABS-S14, завдяки своїм циклічним ліпопептидам, ефективно контролює зелену плісняву в мандаринах та запускає експресію генів, пов'язаних з SAR, ROS та Ca.2+ та АБА.
Окрім органічних сполук, було оцінено наступне: природні полісахариди, такі як хітозан, фруктоолігосахариди, карагенани, фукани або фруктани агавиУсі вони показали хороші результати в боротьбі з такими хворобами, як антракноз авокадо. Інші метаболіти, такі як епікатехін, кверцетин, ефірні олії та антимікробні пептиди (мітихітин-CB, епсилон-полі-L-лізин), продемонстрували ефективність на помідорах чері, яблуках та полуниці.
L неорганічні еліситори та екзогенні гази Не набагато відстають вони також: кремній, карбонат натрію, CO2Доведено, що озон або закис азоту покращують реакцію на стрес та хвороби у мандаринів, винограду, фінікулів, динь та інших фруктів. У випадку CO22Наприклад, було показано, що він активує гени, пов'язані з абіотичним стресом, і зменшує експресію ферментів, що руйнують клітинну стінку, подовжуючи твердість і термін зберігання плодів.
На фізіологічному рівні багато з цих методів лікування викликають глибокі зміни в енергетичному та окислювальному метаболізміПротеомні дослідження в мітохондріях оброблених фруктів виявляють зміни в металозв'язуючих білках, АТФазах, оксидоредуктазах та ферментах гліколітичного та трикарбонового циклів, утворюючи мережі взаємодії, що посилюють резистентність, зберігаючи при цьому енергетичний баланс.
Еліцитори в газонах та інтенсивних культурах: фосфіти та ключові гормони
Використання еліситорів не обмежується фруктовими деревами чи овочами. Також було відзначено, що вони ефективні на спортивних та декоративних газонах. Правильне функціонування природних захисних систем має вирішальне значення. протистояти атакам грибків, бактерій, вірусів, нематод і, водночас, справлятися з абіотичними факторами, такими як заморозки, посуха, засоленість або екстремальна спека.
У цих системах трав'янистих трав'янистих систем захисні механізми діють на двох рівнях: один активна реакція, що базується на фізичних та хімічних бар'єрах (кутикула, клітинна стінка, терпени, алкалоїди, феноли тощо) та пасивна реакція, пов'язана з місцевою та системною резистентністю. Елісіатори, що виробляються самою рослиною у відповідь на стрес або застосовуються зовні, запускають ці реакції.
Одним з найвідоміших еліситорів на газонах є фосфіт (HPO)3-2)Відомий стимулюванням утворення фітоалексинів, пов'язаних з терпенами, алкалоїдами та фенолами, він має особливо помітний ефект проти ооміцетних грибів, таких як Phytophthora та Pythium. Його використання стало частиною розумних стратегій управління для зменшення залежності від традиційних фунгіцидів.
За останнє десятиліття також було виявлено наступне інші молекули з функцією еліситора в травахтакі як саліцилова кислота, жасмонова кислота, етилен та абсцизова кислота. Ці гормони регулюють експресію генів білків, пов'язаних з патогенезом (PR), які беруть участь у захисті від грибків, бактерій, вірусів і навіть нематоди.
Перший рівень стресової реакції в газоні є локальним і пов'язаний з синтез фітоалексинів з ферменту фенілаланін-аміакліази (PAL)Збільшення PAL пов'язане з більшою загальною стійкістю. Другий, системний рівень включає активацію PR-генів, розподілених по всій рослині, значною мірою опосередковану саліциловою кислотою, як описано в численних фізіологічних дослідженнях.
В умовах сильного стресу — тривалої посухи, надмірного використання агрохімікатів або сильних коливань температури — захисна система дерну страждає. У таких випадках, Еліситорні та біостимуляторні продукти стають незамінним помічником для відновлення балансу, зменшення пошкоджень та підтримки ігрового стану та візуального вигляду зелених майданчиків, майданчиків для ті або футбольних полів.
BestCure та інші комерційні формули на основі натуральних екстрактів
Значна частина нещодавніх інновацій у сфері здоров'я рослин зосереджена на формулюваннях, що поєднують пряма біоцидна активність з еліситорною здатністюОдним із прикладів є BestCure, розроблений з екстрактів цитрусових, які діють подвійно: вони безпосередньо контролюють деякі грибкові та бактеріальні захворювання та водночас активують природний захист рослини.
Ці типи виробів призначені для не поставити під загрозу виробництво або врожайність біомасиЦе пояснюється саме тим, що вони збалансовано модулюють гормональні шляхи, що беруть участь у захисті та рості. У конкретному випадку BestCure описана його здатність активувати як системну набуту резистентність (SAR), опосередковану саліциловою кислотою, так і системну індуковану резистентність (SIR), пов'язану з жасмоновою кислотою та етиленом.
Поєднання SAR та ISR дозволяє комплексний захист від біотрофних та некротрофних патогеніва також покращена реакція на травоїдних комах. Крім того, завдяки системній активації захисних механізмів рослини «готуються» до майбутніх інфекцій, зі зменшенням впливу кожної нової атаки.
Цікавим у цій лінійці продуктів є те, що Вони дуже добре вписуються в програми інтегрованого управління та сталого сільського господарстваВони дозволяють зменшити дози звичайних пестицидів, покращити стійкість до стресу, а також підвищити якість і термін служби продукції після збору врожаю, зберігаючи при цьому високий рівень біоактивних сполук, корисних для здоров'я людини.
Розробка цих рецептур підкріплена великим обсягом досліджень, що відображено в Статті та наукові огляди про роль еліситорів у захисті сільськогосподарських культуряк з фізіологічної, так і з молекулярної точки зору. Дослідження у високоімпактних журналах заглиблювалися у його вплив на експресію генів, метаболоміку плодів та взаємодію рослин і мікроорганізмів, а також його потенціал для більш сталого захисту сільськогосподарських культур.
Усі ці дані свідчать про те, що природні еліситори — чи то ботанічні екстракти, полісахариди, рослинні гормони, корисні мікроорганізми, гази чи неорганічні сполуки — пропонують Надійний спосіб зміцнити імунну систему рослин та покращити якість, врожайність та збереженняЙого правильне використання, з технічними порадами, коригуванням дозування, дотриманням умов навколишнього середовища та сумісністю з іншими методами управління, дозволяє скоротити використання синтетичних хімікатів та просуватися до більш стійкого, прибуткового та екологічно чистого сільського господарства.
