Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe een schadelijke schimmel zijn waardplant weerloos maakt

Botrytis, een necrotrofe schimmel, gebruikt verschillende mechanismen om de waardplant weerloos te maken, wat leidt tot de ontwikkeling van ziekten en vernietiging van plantenweefsel. Hier is een overzicht van hoe Botrytis zijn waardplant verzwakt:

1. Productie van celwandafbrekende enzymen:

- Botrytis produceert een reeks enzymen, waaronder cutinasen, pectinasen en cellulasen, die de celwanden van de waardplant kunnen afbreken.

- Deze enzymatische afbraak verzwakt de structurele integriteit van de plant, waardoor de schimmel het gastheerweefsel kan binnendringen en koloniseren.

2. Afscheiding van toxines:

- Botrytis geeft gifstoffen vrij, zoals botrydiaal en botcinezuur, die het cellulaire metabolisme van de waardplant kunnen verstoren en de afweerreacties kunnen verstoren.

- Deze toxines kunnen celdood, elektrolytlekkage en verlies van membraanintegriteit veroorzaken, wat bijdraagt ​​aan de snelle verspreiding van de infectie.

3. Onderdrukking van de verdediging van de gastheer:

- Botrytis kan de afweermechanismen van de waardplant onderdrukken door de signaalroutes en de productie van defensiegerelateerde verbindingen te verstoren.

- De schimmel kan moleculen produceren die de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) en andere afweerenzymen remmen, waardoor de plant vatbaarder wordt voor infecties.

4. Exploitatie van natuurlijke openingen:

- Botrytis maakt vaak gebruik van natuurlijke openingen van de plant, zoals wonden, huidmondjes of bloemblaadjes, om binnen te komen.

- Deze toegangspunten bieden directe toegang tot de interne weefsels van de gastheer, waardoor de schimmel gemakkelijker infecties kan veroorzaken.

5. Vorming van Appressoria en infectiestructuren:

- Botrytis vormt gespecialiseerde infectiestructuren, appressoria genaamd, die de schimmel helpen de cuticula en epidermis van de waardplant te doorbreken.

- De apressoria oefenen mechanische druk uit en scheiden enzymen af ​​die de celwanden van de plant afbreken, waardoor het penetratieproces wordt vergemakkelijkt.

6. Verwerving van voedingsstoffen uit de gastheer:

- Eenmaal in het gastheerweefsel haalt Botrytis voedingsstoffen uit de cellen van de plant, waardoor de afweer van de gastheer verder wordt verzwakt.

- De schimmel kan verschillende verbindingen in de weefsels van de plant gebruiken, waaronder suikers, aminozuren en lipiden, om de groei en voortplanting te ondersteunen.

7. Productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS):

- Hoewel de productie van ROS doorgaans een afweermechanisme van planten is, kan Botrytis deze reactie in zijn voordeel manipuleren.

- De schimmel kan in grote hoeveelheden ROS produceren, waardoor de antioxidatieve afweersystemen van de plant worden overweldigd, wat leidt tot oxidatieve schade en celdood.

8. Systemische verspreiding binnen de gastheer:

- Botrytis kan zich systemisch verspreiden binnen het vasculaire systeem van de waardplant, waarbij het zich snel van het ene deel van de plant naar het andere verplaatst.

- Door deze systemische verspreiding kan de schimmel meerdere weefsels en organen infecteren en beschadigen, wat leidt tot ernstige ziektesymptomen en afsterving van de plant.

Samenvattend verzwakt Botrytis zijn waardplant door gebruik te maken van verschillende strategieën, waaronder de productie van celwandafbrekende enzymen, toxines en de onderdrukking van de afweer van de gastheer. De schimmel maakt gebruik van natuurlijke openingen en gebruikt gespecialiseerde infectiestructuren om toegang te krijgen tot de plant en zich te verspreiden. Door de cellulaire processen van de gastheer en de opname van voedingsstoffen te manipuleren, maakt Botrytis zijn gastheer weerloos, wat resulteert in de ontwikkeling van ziekten en aanzienlijke plantschade. Het begrijpen van deze mechanismen is essentieel voor het ontwikkelen van effectieve managementstrategieën tegen Botrytis en het beschermen van gewasopbrengsten.