In tegenstelling tot dieren, die over mobiele immuuncellen beschikken die snel kunnen circuleren en infecties kunnen aanpakken, missen planten dergelijke gespecialiseerde cellen. In plaats daarvan hebben planten verschillende afweermechanismen ontwikkeld waarmee ze ziekteverwekkers snel kunnen detecteren en erop kunnen reageren. Hier zijn enkele manieren waarop planten snel reageren om infecties te bestrijden:

1. Patroonherkenningsreceptoren (PRR's):

- Planten hebben PRR's op hun celoppervlak en in hun cellen.

- PRR's kunnen geconserveerde moleculen herkennen die geassocieerd zijn met ziekteverwekkers, bekend als pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP's).

- Na PAMP-herkenning veroorzaken PRR's stroomafwaartse verdedigingsreacties.

2. Signaaloverdracht:

- De herkenning van PAMP's door PRR's initieert signaaltransductieroutes.

- Deze routes omvatten de productie van signaalmoleculen, zoals calciumionen (Ca2+) en reactieve zuurstofsoorten (ROS).

- Deze signalen worden snel door de hele plant doorgegeven.

3. Defensiegerelateerde genexpressie:

- Signaaltransductie leidt tot de activering van defensiegerelateerde genen.

- Transcriptiefactoren reguleren de expressie van deze genen, wat leidt tot de productie van antimicrobiële eiwitten, pathogenese-gerelateerde (PR) eiwitten en andere verdedigingsverbindingen.

- Dit proces kan plaatsvinden binnen enkele uren na detectie van de ziekteverwekker.

4. Overgevoeligheidsreactie (HR):

- De HR is een snelle celdoodreactie die optreedt op de plaats van infectie.

- Het wordt veroorzaakt door de herkenning van specifieke PAMP's of de ophoping van giftige verbindingen.

- De HR beperkt de verspreiding van ziekteverwekkers door een fysieke barrière te creëren en antimicrobiële verbindingen vrij te geven.

5. Systemisch verworven resistentie (SAR):

- SAR is een langdurige afweerreactie die wordt veroorzaakt door een plaatselijke infectie.

- Het omvat de productie van mobiele signalen, zoals salicylzuur, die door de plant bewegen.

- SAR bereidt niet-geïnfecteerde weefsels voor op verbeterde verdedigingsreacties bij daaropvolgende aanvallen van pathogenen.

6. Geïnduceerde weerstand:

- Planten kunnen geïnduceerde resistentie ontwikkelen bij blootstelling aan bepaalde nuttige microben of chemische verbindingen.

- Dit proces omvat het voorbereiden van de afweersystemen van de plant, waardoor een snellere en robuustere reactie op toekomstige infecties mogelijk wordt.

7. Secundaire metabolieten:

- Planten produceren een breed scala aan secundaire metabolieten, waarvan er vele antimicrobiële eigenschappen hebben.

- Deze verbindingen kunnen de groei van ziekteverwekkers direct remmen of hun infectiviteit verstoren.

8. Fysieke barrières:

- Planten hebben fysieke barrières, zoals nagelriemen, celwanden en trichomen, die fungeren als de eerste verdedigingslinie tegen het binnendringen van ziekteverwekkers.

- Deze barrières kunnen de penetratie en kolonisatie van ziekteverwekkers voorkomen of vertragen.

Door gebruik te maken van deze snelle verdedigingsmechanismen kunnen planten snel infecties detecteren en erop reageren, waardoor de schade veroorzaakt door ziekteverwekkers wordt geminimaliseerd en hun overlevingskansen in uitdagende omgevingen worden gemaximaliseerd.