النباتات في مرمى النيران: النيتروجين يزيد من قابلية الإصابة بالأمراض!

النباتات في مرمى النيران: النيتروجين يزيد من قابلية الإصابة بالأمراض!

في الزراعة الحديثة، كثيرا ما تتم مناقشة استخدام الأسمدة، وخاصة آثار الاستخدام المفرط للنيتروجين. الباحثون في جامعة ميونيخ التقنية (TUM) وقد وجد أن ارتفاع مستويات النيتروجين في النباتات لا يؤثر فقط على نموها، ولكن أيضًا على صحتها. تظهر إحدى النتائج الرئيسية لدراساتهم أن زيادة إمدادات النيتروجين تجعل النباتات أكثر عرضة للإصابة بأمراض معينة.

حدد باحثو TUM بروتينًا صغيرًا يُعرف باسم الببتيدات المشفرة طرفيًا (CEPs)، والذي يلعب دورًا حاسمًا في الدفاع المناعي للنبات. يوضح رالف هوكلهوفن، أستاذ علم أمراض النبات، أن المحتوى العالي من النيتروجين يحد من الدفاعات المناعية للنباتات. ما يعنيه الأمر هو أن الفلانزين هو أحد أفضل تركيزات المواد اللاصقة التي يتم إنتاجها من خلال CEPs أو أجهزة استشعار السكر لهذه الهرمونات، مما يؤدي إلى الإصابة بالعدوى البكتيرية.

دور الببتيدات المشفرة طرفيًا

CEPs هي هرمونات الببتيد النباتية التي تعمل كرسل وتساعد في تنظيم الاستجابات المناعية. تظهر الدراسات أن النباتات تنتج المزيد من هرمونات الببتيد عندما تهاجمها البكتيريا. قام الباحثون بوضع نباتات الاختبار مع البكتيريا المسببة للأمراض من هذا الجنسالزائفةولاحظ أن التركيزات العالية من النيتروجين تؤثر سلبًا على مسار الإشارة للـ CEPs. تشير هذه النتائج إلى أن الاستخدام المعتدل للنيتروجين في الزراعة يمكن أن يساعد في إنتاج المزيد من المحاصيل المقاومة للأمراض.

علاوة على ذلك، توضح النتائج أن استخدام كينازات المستقبلات (RKs) في النباتات يلعب دورًا رئيسيًا في التحكم في النمو والتطور والمناعة. تعمل RKs كمستقبلات للتعرف على الأنماط التي يمكنها اكتشاف الأنماط الجزيئية المرتبطة بالميكروبات وبالتالي تنشيط المناعة المنشطة للأنماط (PTI)، كما لوحظ على سبيل المثال في نبات الأرابيدوبسيس ثاليانا.

العرض الغذائي والحصانة في التفاعل

بالإضافة إلى ذلك، تظهر الأبحاث أن انخفاض توافر النيتروجين يحسن تنشيط مسارات مناعية معينة وبالتالي يزيد من مقاومة البكتيريا. أكدت الأبحاث أن التعبير عن CEP4، وهو CEP محدد، يتم تنظيمه عن طريق علاج السوط البكتيري، مما يشير إلى آلية تنظيمية معقدة تربط بين تزامن المغذيات والمناعة.

هذه الروابط بين الإخصاب وصحة النبات لا تلقي الضوء على آليات مقاومة الأمراض فحسب، بل توسع أيضًا فهمنا للاستجابات المناعية للنبات. تلعب CEPs دورًا رئيسيًا في مسارات الإشارات التي تتحكم في استجابة النباتات لتوافر العناصر الغذائية والمحفزات المسببة للأمراض. وفي المستقبل، يمكن أن تكون هذه المعرفة حاسمة لتطوير أساليب الزراعة المستدامة التي تعمل على زيادة الغلة وتقليل تعرض النباتات للأمراض.