مقاومت القایی در ویروس های گیاهی


سمینار کارشناسی ارشد

عنوان:
مقاومت القایی در ویروس های گیاهی

استاد راهنما:

نگارش:

پاییز 94

فهرست
چکیده 4
1-1- مقدمه 6
1-2- تاریخچه 6
1-3- مقاومت در گیاهان 7
1-3-1- مقاومت اولیه 7
1-3-2- مقاومت میزبانی 8
2-1- مفهوم مقاومت القایی 10
2-2- انواع مقاومت القایی در گیاه 12
2-2-1- مقاومت اکتسابی فعال شده سیستمیک 17
2-2-2- مقامت القایی سیستمیک 21
2-3- چگونگی بروز مقاومت سیستمیک القایی 23
2-3-1- چند مکانیزم دفاعی در مقاومت سیستمیک القایی 23
2-4- مکانیزم دفاعی گیاهان در برابر ویروسها 24
2-4-1- حفاظت تقاطعی ویروسی 25
2-5- روش های ایجاد مقاومت به ویروس 25
2-5-1- مقاومت به واسطه پروتئین پوششی 25
2-5-2- مقاومت به واسطه پروتئین حرکتی ویروس 26
2-5-3- مقاومت به واسطه توالی رپلیکازی 26
2-5-4- مقاومت به واسطه RNA 27
2-5-5- خلاصه ای از رهاسازی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس 28
2-6- اهمیت بررسی جنبه های ایمنی زیستی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس 31
2-6-1- خطرهای بالقوه ناشی از تغیییرات فنوتیپی 32
2-6-2- امکان ایجاد ویروس های جدید با پوشش گذاری نا متشابه 33
2-6-3- امکان ایجاد هم افزایی با دیگر ویروس های گیاهی و تشدید آلودگی 34
2-6-4- خطرهای بالقوه ناشی از نوترکیبی ژنتیک 34
2-7- خاموشی ژن تحت القای ویروس 35
2-7-1- انتقال افقی ژن از گیاه به ویروس 36
2-7-2- اثر بر موجودات غیر هدف 36
2-7-3- ایمنی غذایی و حساسیت 37
References 39

چکیده
ویروسها از جلبکها، قارچها و گلسنگها جدا شده اند، ولی در گیاهان عالی بیش از گیاهان پست مورد مطالعه قرار گرفته اند. ویروسها به گیاهان زراعی خسارت عمده ای وارد می سازند. در گیاهان بر خلاف گروههای دیگر، ویروسهای رشته ای دراز زیاد دیده می شود. خسارات ناشی از ویروسها به گیاهان دانشمندان را بر ان داشته تا راههای مقابله با این خطر بزرگ را مورد مطالعه قرار دهند یکی از راههای مبارزه با این پدیده ایجاد مقاومت القایی یا مصنوعی در گیاه می باشد راههای مختلفی برای ایجاد مقاومت در گیاهان کشف و مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از راههای مهم در این مسیر ایجاد مقاومت به کمک القای ویروس به گیاهان می باشد در این پژوهش در ابتدا روشهای مختلف ایجاد مقاومت در گیاهان تشریح شده است و در ادامه روش ایجاد مقاومت با القای ویروس به طور کامل مورد ارزیابی قرار گرفته و خطرات احتمالی ناشی از این پدیده نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

فصل اول

انواع مقاومت در گیاهان

1-1- مقدمه
مقاومت القایی یک روش محافظت بیولوژیک محسوب می شود که هدف آن محدود کردن بیمارگر نیست، بلکه فعال کردن گیاه می باشد. در واقع در این روش با استفاده از ایجاد تنش در گیاه انرا وادار می کنند نسبت به عاملی خاص مقاوم شود(Van Loon, 1997). ایده اصلی مربوط به بیان ژنهایی است که ایجاد مقاومت کرده، ولی بطور معمول بیان نمی شوند. مگر اینکه یک تیمار القاء کننده مقاومت آنها را فعال کند و یا بیان آنها را افزایش دهد . القاء مقاومت در گیاه شدیداً تحت تاثیر شرایط محیطی به ویژه نور و درجه حرارت در طول شبانه روز ووضعیت رشد می باشد. به طورکلی القاء مقاومت در گیاهان با استفاده ازمحرک های زنده یا غیر زنده و یا استفاده از رقم های گیاهی ناسازگار با بیمارگر، از جمله راهکارهای مورد توجه محققان در مدیریت آفات و بیماریهای گیاهی می باشد. تاکنون اثر القاء کنندگی قارچهایی(C. Chen, Belanger, Benhamou, & Paulitz, 2000) نظیرColletotrichum lindemuthianum گونه های غیربیماریزایFusarium، (Ryals et al., 1996) Rhizoctoniaو جدایه هایsp.Trichoderma و باکتریهای حمایت کننده رشد گیاه1 مورد بررسی قرار گرفته است(Mandryk, 1963).
1-2- تاریخچه
مقاومت القایی در گیاهان اولین بار در سال 1901 توسط ری و بواری شناخته شد. چستر در سال 1930 مطالعات صورت گرفته تا آن زمان را سازمان دهی نمود و با بررسی مشاهدات خود پیشنهاد کرد که این پدیده به طور طبیعی در محافظت گیاه نقش مهمی را ایفا می کند. در دهه 1960 شواهد متقاعد کننده ای پیرامون این موضوع ارائه شد. آزمایشات گلخانه ای و مزرعه ای که در آزمایشگاه کیوس2 و همکارانش صورت گرفت زمینه ی لازم را جهت دریافت صحیح از مفهوم مقاومت القایی به عنوان یک ابزار در علم گیاهپزشکی فراهم کرد(Kuć, Shockley, & Kearney, 1975). و این امر توسط عده ی زیادی از مولفان در سراسر دنیا موردحمایت قرار گرفت. روز3 در1961 در نتیجه آزمایشات کنترل شده خود بر روی ویروس TMV در گیاه توتون، اصطلاحات مقاومت اکتسابی موضعی 4 و مقاومت اکتسابی سیستمیک5 را عنوان کرد(Edreva, 2004).
امروزه اغلب روش های مورد استفاده در عرصه ی علم گیاهپزشکی علیه پاتوژنها و آفات با کاربرد سموم شیمیایی در ارتباط بوده در حالی که سلامت انسان و محیط زیست را تهدید می کند. پدیده مقاومت القایی، که مکانیزم دفاعی طبیعی گیاه را فعال می کند می تواند به عنوان یک جایگزین غیر سنتی و دوستدار محیط زیست در این عرصه مورد بهره برداری قرار گیرد و این مقدمه ای است برای سایر فعالیت های کشاورزی که قادر است کاربرد کنترل شیمیایی را کاهش دهد و به این ترتیب در گسترش کشاورزی پایدار نقش داشته باشد(Yu, 1995).
1-3- مقاومت در گیاهان
گیاهان همواره در تعامل با بسیاری از عوامل زنده و غیر زنده از جمله بیمارگرها می باشند. اما به ندرت تعداد کمی ازآنها قادر به ایجاد بیماری روی گیاه هستند و علت شکست بسیاری از این عوامل در ایجاد بیماری وجود سدهای دفاعی گیاه می باشد.
1-3-1- مقاومت اولیه6
گیاهان دارای سدهای دفاعی ساختمانی و شیمیایی از پیش ساخته شده در بافت ها و سلول های خود هستند، به طوری که اغلب بیمارگرها قادر به غلبه بر این سدها نمی باشند و در صورت ورود عامل بیماری زا این سدهای اولیه در گام نخست وظیفه دفاع از گیاه را بر عهده دارند.
1-3-2- مقاومت میزبانی7
پس از تشخیص عوامل توسط میزبان مکانیزم های دفاعی به صورت موضعی و سیستمیک، قسمت های مختلف گیاه را محافظت می نماید(Panda & Khush, 1995). تا کنون عوامل متعددی در گیاهان تحت عنوان مکانیسم های دفاعی معرفی شده اند. از جمله می توان به سنتز و ترشح مواد فنلی داخل و خارج سلول، سنتز فیتوالکسین ها، پروتئین های مرتبط با بیماریزایی، سنتز گلیکو پروتئین های غنی از اسید آمینه مانند هیدروکسی پرولین8 یا هیدروکسی گلیستین9 اشاره کرد.

فصل دوم

مقاومت القایی

2-1- مفهوم مقاومت القایی
القاء مقاومت به مفهوم بیشتر شدن مقاومت گیاهانی است که در حالت عادی به بیماری حساس بوده، بدون اینکه ساختار ژنتیکی این گیاهان از طریق اصلاح نژاد یا مهندسی ژنتیک دچار تغییر شود.
ایده اصلی مربوط به بیان ژنهایی است که ایجاد مقاومت کرده ولی به طور معمول بیان نمی شود، مگر اینکه یک تیمار القاء کننده مقاومت آنها را فعال کند و یا بیان آنها را افزایش دهد بنابراین در مقاومت القایی یک محرک واکنش های دفاعی گیاه در برابر بیمارگر را از نظر زمانی یا مقدار، چند برابر افزایش می دهد (Daayf, Schmitt, & Bélanger, 1997) به این ترتیب درجه بالاتری از مقاومت در مدت زمان کوتاهی در گیاه ایجاد می شود، در حالی که روش های مرسوم اصلاح نباتات نیاز به زمان طولانی دارد و معمولا بر سایر خصوصیات مطلوب گیاه (عملکرد و کیفیت) تاثیر منفی می گذارد.
مقاومت القایی یک روش محافظت بیولوژیک است که هدف آن محدود کردن بیمارگر نیست، بلکه فعال کردن گیاه است. تفاوت آن با حفاظت تقاطعی در این است که؛ مقاومت ایجاد شده اختصاصی نیست و از این نظر که یک واکنش فعال گیاهی در مقاومت دخالت دارد از آنتاگونیسم نیز متفاوت است. همچنین با توجه به سمی نبودن عوامل القاء کننده برای بیمارگر از روشهای مبارزه ی شیمیایی می گردد(Steiner & Schönbeck, 1995). مقاومت القایی می تواند به عنوان یک ابزار افزایش دهنده مکانیزم های دفاعی طبیعی گیاه در مقابل انواع پاتوژن ها مطرح گردد که توسط طیفی از فاکتورها برانگیخته می شود. هنگامی که یک گیاه با یک پاتوژن تلقیح می شود (مایه کوبی اولیه) و پس از یک دوره وقفه در معرض تلقیح ثانویه (مایه کوبی ثانویه) قرار می گیرد گیاه وارد مرحله مبارزه کردن10 شده و کاهش علائم بیماری مشاهده می شود.
گیاه تلقیح شده نسبت به گیاه تلقیح نشده و عادی مقاوم تر می باشد. علاوه بر پاتوژن ها، محرک های دیگری نظیر ترکیبات شیمیایی غیر سمی وجود دارد که در ایجاد مقاومت القایی موثر می باشند.
یکی از خصوصیات این پدیده عمومی بودن آن می باشد. القاء مقاومت در گیاهان گاهی با ایمن سازی یا واکسیناسیون در حیوانات مقایسه می شود . اگرچه اصطلاح (ایمن سازی) در مورد روش هایی به کار می رود که جهت بهبود ظرفیت دفاعی در گیاه مورد استفاده قرار می گیرند، اما به واکسیناسیون در مهره داران شبیه می باشد. علاوه بر آن، پایداری کمتری دارد و از روی دادن بیماری ممانعت می کند اما به طور کلی قادر است محدوده ی گسترش آن را کاهش دهد(Bergmann, Rohde, Chhatwal, & Hammerschmidt, 2001).
اصطلاح مقاومت القایی11 تقریباٌ هم معنی با مقاومت اکتسابی12 به کار می رود با توجه به این تعریف، مقاومت القایی می تواند سیستمیک یا موضعی باشد. در اوایل دهه 1960، روز در نتیجه ی آزمایشات کنترل شده ی خود بر روی tobacco- TMV توانست اصطلاحاتLAR (1961a) و SAR (1961b) را تعریف کند. او برگ های cv. Xanthi NC را مورد تلقیح قرار داد. واکنش فوق حساسیت به TMV مشاهده شد و به دنبال مایه کوبی لکه های نکروتیک موضعی کوچکی تشکیل شد. تلقیح ثانویه روی همان برگ پس از چند روز انجام شد و علائم کوچکتر و کمتری نسبت به مرحله قبل روئیت شد. این پدیده را LAR نام گذاری کرد(Ross, 1961). در ادامه ی این آزمایشات او موفق شد که مقاومت القایی سیستمیک را در مورد TMVدر برگ های بالایی گیاه، از طریق تلقیح اولیه ی برگ های پایینی توسط ویروس نشان دهد و این پدیده به نام SAR شناخته شد. کرویس شانک13 و ماندریک14 (1960) اولین بار پدیده SAR را در توتون با القاء توسط یک قارچ گزارش کردند. داده ها نشان داد کهSAR در برابر قارچPeronospora tabacina پس از تلقیح ثانویه برگ های بالایی در صورتی که برگ های پایینی 14-21 روز قبل تلقیح شده باشند، بیان می شود. قابل توجه است که تلقیح با Peronospora tabacina ، SAR را نه تنها در برابر سایر قارچ ها بلکه نسبت به TMV نیز القاء می کند(Cruickshank & Mandryk, 1960). اخیرا، اصطلاح مقاومت القایی سیستمیک15 که در برگ های گیاه بروز می کند به وسیله ی تلقیح ریشه ها توسط ریزوباکتر16 های غیر بیماریزا صورت می گیرد . این نوع مقاومت القایی اولین بار در گیاه آرابیدوپسیس17 گزارش شد که توسط کلنی ریشه باکتری غیر پاتوژن سودومونا فلورسانس18 انجام شد، برگ های این گیاه در برابر پاتوژن باکتریایی برگیsyrigae pv.Tomato مقاومت پیدا کرد(Pieterse et al., 1998).
در تمام موارد مقاومت القایی سلسله ای از پیام ها ایجاد می شود که اطلاعات را از یک سوی درمان اولیه به بافت های مجاور یا به بافت های دورتر19 منتقل می کند. زمان وقفه بین تلقیح اولیه و ثانویه شرط لازم برای بیان اثر مقاومت القایی می باشد. طول مدت این دوره در ارسال پیام ها دارای اهمیت است چرا که باید به بافت های تلقیح نشده منتقل شوند و باید نیروی دفاعی در این بافت ها را به جریان انداخته و گسترش دهد(Edreva, 2004).
2-2- انواع مقاومت القایی در گیاه
باید توجه داشت انواع مقاومت های القایی بیان شده در متن، پدیده های جدا از هم نیستند بلکه با بررسی های صورت گرفته، مسیر های مشترکی میان آنها مشاهده شده است.
مقاومت اکتسابی موضعی20: در محل حمله ی پاتوژن به صورت واکنش های فوق حساسیت بروز می کند(Kessmann, Staub, Hofmann, et al., 1994).
مقاومت اکتسابی سیستمیک21: در پاسخ به حمله پاتوژن در تمام اندام های گیاه بیان می شود(Kessmann, Staub, Ligon, Oostendorp, & Ryals, 1994).
مقاومت اکتسابی فعال شده:22 سیستمیک که توسط ترکیبات شیمیایی فعال می شود(Shirasu, Nakajima, Rajasekhar, Dixon, & Lamb, 1997).
مقاومت القایی سیستمیک23: که به وسیله باکتریهای حمایت کننده رشد گیاه24 القاء شده و به صورت سیستمیک بیان می شود.
مقاومت در اثر زخم شدن25: این نوع مقاومت در پی زخمی شدن گیاه در اثر تغذیه حشرات گیاهخوار با القاء بازدارنده های آنزیم پروتئیناز به صورت سیستمیک در گیاه ایجاد می شود.
مقاومت خاموشی ژن26: یک اصطلاح رایج برای مقاومت سیستمیک در گیاه نسبت به ویروسها می باشد.
مقاومت اکتسابی موضعی27: این مقاومت در بافتها در مجاورت لکه های ناشی از واکنش فوق حساسیت که در اثر حمله ی پاتوژن بوجود آمده، بسیار سریع اتفاق می افتد.
LAR در فاصله و مدت کوتاهی به سادگی می تواند به SAR تبدیل شود ، اما اثرات و شواهد نشان می دهد که حداقل قسمتی از مکانیسم آن متفاوت است. دقیقا در نقطه ای که پاتوژن در تماس با گیاه قرار می گیرد، فرستنده های پاتوژن قادر خواهند بود تا با گیرنده های گیاه ارتباط متقابل برقرار کنند، مثل پروتئین های leucine- rich-repeat که در سلول های جانوری یافت نمی شوند این پروتئین ها طریق یک راه تبدیل انرژی که هنوز روشن و مشخص نیست ولی احتمالا شامل کلسیم و یا پروتئین کیناز است. تولید پراکسید هیدروژن احتمالا توسط یک NADPH اکسیداز، که تقریبا شبیه فاگوسیت هایی است که در پستانداران یافت می شود، راه اندازی و اجرا می گردد. این پراکسید هم سلول را از بین می برد و هم میتواند موجب سنتز اسید سالیسیلک28 شود. اسید سالیسیلیک در مرگ سلول های فوق حساس دخیل است که ممکن است مستلزم وجود یک چرخه ی واکنشی مثبت همراه با پر اکسید، از طریق ممانعت از حضور کاتالاز باشد، و برای مرگ سلول ها در ژن های جهش یافته (LSD) lesions simulating disease با شماره های 1 و6 و 7 مهم و ضروری به نظر می رسد. اگر اسید سالیسیلیک در غلظت های کافی و مناسب تهیه گردد، ممکن است قادر باشد مقاومت اکتسابی موضعی را در بافتهای زنده ی مجاور بدون نیاز به پیام های (سیگنال) حقیقی سیستمیک ضمنی در SAR، القا کند.
مقاومت اکتسابی سیستمیک توسط بیمارگرها القاء می گردد. هنگامی که گیاهان به صورت موضعی به یک بیمارگر نکروززا یا یک غیر بیمار گر آلوده شوند معمولاً یک مقاومت یا طیف وسیعی و طولانی مدتی در برابر آلودگی ها ی بعدی ایجاد می کنند. این نوع مقاومت حدود یک قرن پیش شناخته شد(Lawton et al., 1996). خصوصیت عمومی این نوع مقاومت آن است که نکروز موضعی برای القاء آن لازم است و به طور معمول با افزایش پروتئین های مرتبط با بیماریزایی29 و لیگنینی شدن ارتباط دارد. همچنین بر علیه طیف وسیعی از بیمارگرها و نه فقط بیمارگر محرک موثر است(Görlach et al., 1996).
SAR نوعی از مقاومت است که در بافت های دورتر از محل نفوذ ناموفق یک پاتوژن بروز می کند و در برابر طیف وسیعی از پاتوژن ها بیان می شود (نه فقط در برابر یک پاتوژن). از این روSAR با تاثیر رقابتی اختصاصی پاتوژن متفاوت است یعنی یک نژاد ضعیف از پاتوژن ممکن است کاملا خلاف یک نژاد قویتر از همان پاتوژن عمل کند .
SAR دارای سه بخش اصلی است:
1) جمع آوری و انباشت پروتئین هایPR
2) چوبی شدن و روی هم قرار گرفتن دیواره های سلولی بافت های دور ازمحل بروز HR
3) پدیده ی خارق العاده ی شایسته سازی30
پروتئین هایPR درواقع پروتئین هایی هستند که بعد ازحمله ی پاتوژن و در شرایط این چنینی به صورت تجمع یافته ظاهر می شوند که شامل موارد زیر می باشند :
1. PR یک پروتئین ضد قارچی با عملکردی ناشناخته
2. PR یک گروه از β-1,3- glucanases با فعالیتی ضد قارچی
3. PR گروهی از کیتینازهای ضد قارچی و لیزوزوم های ضد باکتریائی
4. PR اسمتینی 31مشابه توماتین 32
پروتئیناز ها، آمیلاز ها، پراکسیداز ها و سیستئین و پروتئین glucine – rich پروتئین هایPR هم در تک لپه ای ها و هم در دو لپه ای ها تجمع می یابند و فعالیت ضد میکروبی آنها به اثبات رسیده است.
PR-1 به طور قابل ملاحظه ای اثر و نفوذ مقاومت اکتسابی سیستمیک را در بافتهای توتون علیه Peronospora tabacina کاهش می دهد و بیان 1,3- glucanaseβ و کیتیناز در مقاومت اکتسابی سیستمیک در بافتهای توتون علیه Rhizoctonia solaniموثر است .این آنزیمها، همچنین اثر سینرژیست بر یکدیگر و هم با PR-1 از خود نشان دادند. تراکم و انباشت پروتئین هایPR به عنوان یک مارکر برای نشان دادن مقاومت اکتسابی سیستمیک در بافت ها می باشد. گرچه آنها به طور مستقیم در واکنش متقابل به پاتوزن ها در سلول ها تولید می شوند.
بیوسنتز مقدماتی و پلیمریزاسیون لیگنین، اغلب به عنوان بخشی ازSAR نادیده گرفته می شود. اما PAL (phenyl ammonia lyase) در بیشتر بافتهای متحمل واکنش مقاومت القا می شود که مقدمات و زمینه را برای سنتز لیگنین و همچنین فنولیک ها، ایزوفلاونوئیدفیتوالکسین ها، کومارین ها و سالیسیلیک اسید فراهم می کند. شکل قدیمی لیگنین و سایر فنولیک ها، خود به طور مستقیم برای پاتوژن ها سمی هستند و پلی مریزاسیون آنها دیواره های سلولی را در برابر نفوذ و تحلیل رفتن، سخت و محکم می سازد. در خیار، واکنش فوق حساسیت HR در بافت های که SAR بیان شده است ظاهر می شود و به جای ایجاد بافت مردگی (نکروز) در برابر حمله ی پاتوژن، دیواره ی سلولی در ناحیه ی زیر جرم تیوب پاتوژن، به شدت چوبی می شود تا از ورود و پیشروی بیشتر آن جلوگیری کند. علاوه بر چوبی شدن، برخی از پروتئین هایPR، که جزئی از دیواره سلولی بوده مانند glycine – rich glycoproteins و با پراکسیدازها پیوند برقرار می کنند، قدرت و توانائی دیواره ی سلولی را بیشترافزایش می دهد به موجب آن پاتوژنی که در بافت های مواجه باSAR نفوذ می کند، با واکنشی سریعتر و موثرتر از طرف گیاه نسبت به بافت های فاقد SAR روبرو خواهد شد. این واکنش همچنین ممکن است در سطح پایین تری از فرستنده ها نیز رخ دهد، و در شرایط بدون حضور و دخالت عامل بیماریزا نیز اتفاق بیفتد. در کشت سلول های جعفری، سنتز کومارین33 در پاسخ به پاتوژنها در مرحله ی شایسته سازی پدیده یSAR بیشتر از قبل از این مرحله می باشد. همچنین افزایش رسوب کالوز، که احتمالا درنتیجه ی افزایش فعالیت اختصاصی سنتز آن در Papillae می باشد، مشاهده شد.
زیر بنا های مولکولی و پایه های واقعی این پدیده ی هنوز شناخته نشده است ولی ممکن است شامل فرورفتگی یا کاهش ژن ها باشد (به عنوان مثال عملی متضاد با فعالیت اصلی داشته باشد) یا ممکن است قابل استناد به تجمع دومین سیگنال که برای یک واکنش دفاعی کامل ضروری است، باشد.
اسید سالیسیلیک به طور قدرتمندانه ای در تبدیل پیام های (سیگنال ها) SAR و LAR به یکدیگرنقش را ایفا می کند. و میزان اسید سالیسیلیک در طی ایجاد و القاء SAR افزایش می یابد و این امر واضح است که SA برای ایجاد SAR ضروری است هنگامی که گیاه آنزیم سالیسیلات هیدروکسیلاز34 را به طور ژنتیکی تولید می کند SAR بروز نمی کند محصول ژن nahG، تمام اسید سالیسیلیک ایجاد شده برای تبدیل به کتکول35 که درالقاء SAR غیر فعال است را، از بین می برد.
در بعضی موارد اعتقاد بر این است که SA یک سیگنال درونی و سیستمیک در SAR است، تا زمانی که با سرعت مناسب و درست در آوند آبکش حرکت کند و ژنهای یکسانی را برای القاء SAR فعال کند. همچنین ممکن است SA مانع فعالیت کاتالاز گردد که منجر به تولید هیدروژن پراکسید، دومین پیغام برمی شود.
2-2-1- مقاومت اکتسابی فعال شده سیستمیک
این نوع مقاومت توسط ترکیبات شیمیایی فعال می شود. در اصل در اثر تعدادی از ترکیبات شیمیایی که منشاء زنده یا غیر زنده دارند (فعال کننده های گیاهی ) ایجاد می شود. فعال کننده ها گیاه را در برابر همان طیفی از بیمارگرها حفاظت می کنند که در واکنش SAR در گیاه به وجود می آید ( فعال شدن پروتئین های PR و لیگنینی شدن ). در اغلب موارد همان مسیر انتقال پیام که در SARبیولوژیک مطرح است، در SAR شیمیایی نیز دخالت دارد.
یک ترکیب شیمیایی برای اینکه به عنوان فعال کننده ی مسیر SAR مطرح شود باید سه خصوصیت داشته باشد:
1. بتواند مقاومت را در برابر همان طیف از بیمارگرها که القاءکننده های بیولوژیک SAR ایجاد می کنند، القاء کند .
2. همان نشانگرهای بیوشیمیایی را که درSAR بیولوژیک مطرح هستند، فعال کند.
3. تاثیر مستقیم روی بیمارگر نداشته باشد(Kessmann, Staub, Hofmann, et al., 1994).
ترکیبات فنل از جمله مهمترین مواد موثر در مقاومت گیاهان در مقابل عوامل بیماریزا می باشد. نیوتن و اندرسون (1929) اولین بار فرضیه ی ترکیبات فنلی را برای توجیه مقاومت در برابر بیماریها پیشنهاد نمودند و تا کنون وجود بسیاری از ترکیبات فنلی از جمله کتکول، رزورسینول36، گالیک اسید37 ، پروتوکاتشیک اسید38، اسید کلروژنیک39 و یا افزایش سنتز آنها در مقاومت گیاهان در برابر بسیاری از عوامل بیماریزا به اثبات رسیده است.
سایمونز40 و روز (1971) میزان ترکیبات فنلی اورتو دی هیدروکسی فنل ها و اسید کلروژنیک و فنل کل را در برگهای توتون بعد از مایه کوبی با TMV اندازه گیری کردند. آنها نشان دادند که تجمع مواد فنلی در محل مایه کوبی صورت می گیرد ولی به دیگر قسمت های گیاه به ویژه برگ های بالاتر از محل مایه کوبی انتقال نمی یابند. والت41 و همکاران (1998) با بررسیهای هیستوشیمیایی و سیتوشیمیایی ترکیبات فنلی ریشه ی موز در آلودگی با نماتد Rhadopholus similes نشان دادند که در این میزبان علاوه بر دیگر پاسخ های سلولی و بافتی ، تجمع مواد فنلی در سلول ها نقش مهمی در دفاع گیاه دارد . آنها همچنین نشان دادند که ترکیبات فلاونوئیدی و استرهای کافئیک در پارانشیم و بافت آوندی و فرولیک اسید در دیواره ی سلولی و دوپامین42 به مقدار زیادی در ریشه کولتیوار های مقاوم تچمع می یابد. میس43 (1996) نیز در تعامل بین میزبان و بیمارگر مذکور ، غلظت های بالای ترکیبات فنل از جمله دوپامین را که از ترکیباتی است که قبل از مایه کوبی با بیمارگر نیز در گیاه وجود دارد، ولی بعد از مایه کوبی مقدار آن افزایش می یابد، نشان داده بود
اغلب محققان معتقدند که برخی ترکیبات فنلی از جمله سالسیلیک اسید، علاوه بر نقش مستقیم آن در مقاومت، دارای نقش سیگنالی و محرک در مقاومت سیستمیسک می باشد .
در تحقیقات مشابه نیز پس از آلودگی میزبان به وسیله ی قارچ و باکتری، اسید سالسیلیک به عنوان ماده سیگنالی که در ایجاد مقاومت سیستمیک (SAR) و در سنتز پروتئین های (PR) فعال است شناسایی شد. بدیهی است که مواد سیگنالی متفاوت برای بیان SAR و واکنش های دفاعی مختلف آن بسته به طبیعت زخم، جراحت های مکانیکی، حمله ی حشرات گیاهخوار و یا آلودگی توسط قارچ و باکتریهای بیماریزا پاسخ مناسبی را ایجاد می کنند. آنها همچنین ممکن است در مسیر های دفاعی مشترکاتی داشته باشند. به طور مثال ممانعت گر پروتئیناز در برابر حشرات و قارچها و باکتریها سنتز می شود. SAR همچنین ممکن است به وسیله اسپری کردن یا تزریق اسید سالسیلیک به گیاهان و یا با تیمار کردن گیاهان به وسیله، متیل 2 و6 دی کلریزونیکوتینیک اسید (INA) یا بنزو تیادیازول کربوتیونیک اسید (BTH) ایجاد شود. این مواد شیمیایی مانند آنتی بیوتیکهای که به پاتوژنهای حمله کننده صدمه می رنند عمل نمی کنند بلکه باعث تحریک پاسخ مقاومت در گیاه و بیان توالی ژنهای SAR می شوند مانند مواقعی که گیاه با پاتوژن آلوده کننده تحریک می شود.
دلانی و همکاران (1994) نشان دادند که در گیاه آرابیدوپسیس (نژاد تراریخت nahG)، سطح اسید سالسیلیک درون سلولی با تبدیل به کاکتول44 (یک ماده فنلی است)پائین می آید در نتیجه مانع از بیان مقاومت علیه Peronospora parasitica یاPseudomonas syringae شود (ترکیبات اکسیده شده فنل نقش بیشتری از ترکیبات فنل در تحریک مقاومت دارند).
ورنوییچ45 و همکاران (1994) نیز نشان دادند که قلمه های نوع وحشی توتون زمانی که با شاخه های گیاه تراریخت nahG آلوده شده با TMV که عاری از اسیذ سالسیلیک هستند پیوند زده می شوند ، SAR را به طور قابل توجهی ایجاد می کنند.
بنابراین می توان نتیجه گرفت که تولیدات شاخه ی تراریخت nahG پس از تلقیح TMV بعضی مواد سیگنالی به غیر از اسید سالسیلیک هستند که در قلمه نوع وحشی تعیر مکان داده و بیان SAR را با کمک به ساخت اسید سالسیلیک ایجاد می کنند.
با استفاده از اسید سالسیلیک تولید شده در برگهای آلوده و سالم و نشاندار کردن آنها با O توسط شولاو46 و همکاران (1995) نشان داده شد که پس از آلودگی با TMV، اسید سالسیلیکی که در برگهای بالایی غیر آلوده یافت می شود به میزان 60 تا 70 درصد دارای O نشاندار شده بوده است. پس نتیجه گرفته شد که وجود اسید سالسیلیک و بیان SAR نیاز به سیگنالی دارد که از برگهای آلوده به برگهای سالم منتشر شده باشد. همچنین ودنوییچ47 و همکاران (1994) نتیجه گرفتند که به هیچ وجه تمام اسید سالسیلیک ساخته شده در ریشه های خشبی گیاه تراریخت nahG پس از آلودگی با TMV به کتکول تبدیل نمی شود و حتی همین مقدار کم اسید سالسیلیک به وجود آمده پس از آلودگی با TMV برای انتقال سیستمیک از طریق آوند آبکشی به سمت برگهای بالایی جهت ایجاد SAR کافی است. اسید سالسیلیک در مسیر متابولیسم فنیل پروپانوئید از اسید سینامونیک و اسید بنزوئیک سنتز می شود که به صورت درون سلولی، در دریافت کننده های اختصاصی پروتئینی که کاتالاز نامیده می شوند، تجمع می یابند. به طور معمول، کاتالاز؛ سلول های گیاهی را در برابراعمال استرس اکسیداتیوی، که توسط اکسیژن فعال منجر به ایجاد ترکیبات مختلف می شود، حفظ می کند. به این صورت که با اکسیژن فعال باند می شود. اما چنانچه اسید سالسیلیک با کاتالاز باند شود، از فعالیت آن جلوگیری می کند(Z. Chen, Silva, & Klessig, 1993).
بنابراین با تغییر مقدار اسید سالسیلیک درون سلول، سطح سطح اکسیژن فعال ترکیبات مختلف، ممکن است تنظیم شود. اگر فقط مقدار کمی اسید سالسیلیک درون سلول وجود داشته و در اتصال کوچکی با کاتالاز باشد، در نتیجه کاتالاز با اکسیژن فعال ترکیبات مختلف ترکیب شده و فعالیت آن در سطح بالا باقی مانده و میزان اکسیژن فعال را پایین نگه می دارد و از اکسیداتیو جلوگیری می کند. بر عکس هنگامی که میزان اسید سالسیلیک زیاد و به طبع فعالیت کاتالاز نیز پایین باشد، سطح اکسیژن فعال بالا باقی مانده که در نتیجه ی آن سنتز پروتئین های مرتبط با بیماریزایی را سبب می شود که سبب برانگیختن سیستم مقاومت گیاه می شود.
سنتز پروتئین های مرتبط با بیماریزایی را همچنین می توان به طور مصنوعی به وسیله ی تزریق OH به برگهای گیاه ایجاد کرد، که ظهور ناگهانی اکسیداتیو به دنبال آلودگی پاتوژن می تواند بهترین اثر را در تحریک مقاومت گیاه داشته باشد. در این زمان سنتز اسید سالسیلیک افزایش یافته و فعالیت کاتالاز کاهش می یابد و نهایتاً منجر به ساخت پروتئین های مرتبط با بیماریزایی توسط اکسیژن فعال می شود.
2-2-2- مقامت القایی سیستمیک
توسط باکتریهای حمایت کننده رشد گیاه48 ایجاد می شود. این نوع مقاومت در اثر فعالیت برخی از باکتریهای موجود در روی ریشه ی گیاه القاء می شوند. باکتریهای PGRP واکنش های دفاعی گیاه را فعال کرده اما ایجاد نکروز نمی کنند. بنابراین مسیر انتقال پیام در ISR با مسیر دخیل در SARمتفاوت است به علاوه این نوع مقاومت معمولا با تولید پروتئین های PR ارتباط ندارد بلکه لیپوپلی ساکاریدها، سیدروفورها و اسیدسالسیلیک از مهمترین ترکیبات تعیین کننده ی آن هستند.
این نوع مقاومت نیز در برابر طیف وسیعی از بیمارگرها موثر می باشد و ممکن است مقاومت به حشرات رانیز القاء کند(Ramamoorthy, Viswanathan, Raguchander, Prakasam, & Samiyappan, 2001).
گیاهان چنانچه توسط پاتوژن های آلوده کننده گیاهی نظیر ویروس ها، باکتری ها و قارچ ها مورد حمله قرار گیرند، قادر خواهند بود در برابر حملات بعدی سایر پاتوژن ها از خود محافظت کنند.
چنین پدیده ای پس از حمله ی بند پایان گیاهخوار، ایجاد زخم های مکانیکی و یا تماس با بعضی مواد شیمیایی معین نیز مشاهده شده است.
به طور کلی چنین به نظر می رسد که اولین پاتوژن آلوده کننده و یا بعضی از زخم ها گیاه را در مقابل بیشتر آلودگی هایی که به وسیله ی پاتوژن های شکننده ی مقاومت ایجاد می شوند ایمن می کنند. اگر چه ممکن است که این گیاهان، ژن تعیین کننده مقاومت اختصاصی کولتیوارها را حمل نکنند. بدیهی است که اولین پاتوژن آلوده کننده و یا زخمها بیان واکنشهای مقاومت را علیه پاتوژن های آلوده کننده بعدی القاء می کنند، خواه آنها ویروس های پاتوژن، قارچ های پاتوژن و یا باکتریهای پاتوژن باشند. این قابلیتی از گیاهان برای دفع حمله پاتوژن های بعدی می باشد که در تمام گیاه سالم منتشر می شود، این پاسخ، مقاومت سیستمیک اکتسابی یا مقاومت سیستمیک القایی49 نامیده می شود که ممکن است از 6 هفته تا بیشتر دوام داشته باشد.
تفاوت SAR با مقاومت عمودی (مقاومت مختص نژادی ) از این حیث است که SAR با گذشت زمان زوال پیدا کرده و همچنین بر خلاف مقاومت عمودی بر علیه طیف وسیعی از پاتوژن های مختلف قابل اجراست. طیف پاتوژن ممکن است با تغییر گونه های گیاهی مبتلا پیدا کند. بنابراین زخمهای ایجاد شده به وسیله حشرات گیاهخوار و یا عوامل مکانیکی بیان SAR را ایجاد می کنند که باعث می شود گیاه را بر علیه دیگر حشرات تغذیه کننده محافظت کند.
اما در اینجا ممکن است بر علیه حمله ویروس ها، باکتری ها و قارچ ها محافظت نشوند. عکس این قضیه نیز صادق است که آلودگی اولیه به وسیله عوامل بیماریزای ویروسی ، باکتریایی و قارچی ممکن است گیاه را در مقابل زخم های ثانویه ایجاد شده توسط حشرات گیاهخوار حفظ کنند. القاء مقاومت در گیاه شدیدا تحت تاثیر شرایطی محیطی به ویژه درجه حرارت و وضعیت رشد گیاه می باشد. به عبارت دیگر در گیاهانی که در شرایط مناسب محیطی و رشدی قرار دارند، القاء مقاومت در آنها سریعتر و کاملتر انجام می شود. تنش های محیطی به ویژه درجه حرارت سبب کاهش یاخاموش شدن القاء مقاومت در گیاه می شود.
2-3- چگونگی بروز مقاومت سیستمیک القایی
از نشانه های ضروری برای بروز SAR ایجاد لکه های نکراتیکی می باشد که در ابتدای امر توسط پاتوژن آلوده کننده ی اولیه به وجود می آید. این لکه ها همچنین ممکن است از واکنش متقابل غیر سازگار کولتیوارهای مقاوم اختصاصی این نژاد با پاتوژن غیر بیماریزا ایجاد شوند .
ژن های مربوط به سیستم دفاعی گیاه (ژن های SAR) به وسیله ی پاتوژن های آلوده کننده اولیه تحریک شده و به صورت موضعی و سیستمیک بیان می شوند. در ابتدا SAR به صورت موضعی بروز می کند، یعنی واکنش فوق حساسیت (HR) در سلول های مجاور محل آلودگی با رسوب ضخیم شدن دیواره ی سلولی توسط پروتئین های ساختمانی یا لگنین و القاء سنتز فیتوالکسین ها ایجاد می شود. در بیشتر قسمت های غیرآالوده ی گیاه، اولین واکنش دفاعی از نوع SAR مربوط به سنتز پروتئین های مرتبط با بیماریزایی، آنزیم های بتا1و3 گلوکاناز، اندوهیدرولازها، کیتینازها، ممانعت گرهای آنزیمی مانند Thaumatin، ممانعت گرهای پروتئیناز و آمیلاز می باشد. همچنین از تجمع این ترکیبات و ترکیبات فنلی در سلول فرایندی به نام مرگ سلولی (PCD) شکل می گیرد که در طی آن سلول چوب پنبه ای شده ،می میرد و ایجاد بافت نکروزه می کند.
2-3-1- چند مکانیزم دفاعی در مقاومت سیستمیک القایی
مشاهده علائم ناشی از پدیده ی SAR اغلب در قسمت های انتهایی گیاه و شاخه های پیوندی، بیانگر وجود یکسری عوامل سیگنالی است که به انتشار SAR در تمام گیاه منجر می شود. وجود مقاومت القایی در بسیاری از کولتیوارهای گیاهانی از جمله خیار، خربزه، لوبیا، توتون، گوجه فرنگی، سیب زمینی، انگور، قهوه، جو، گندم، گلابی، آلو و میخک ثابت شده است.
یکی از موارد SAR در خیار علیه قارچColletothricum lagenarium می باشد که با ایجاد برآمدگیهای کالوز مانند در سطح داخلی دیواره ی سلول های اپیدرمی در زیر اپروسریوم مانع نفوذ هیف های قارچ می شود، این امر منجر به چوب پنبه ای شدن سلول های اپیدرمی می گردد.
بیان SAR در لوبیا سبز پس از تحریک توسط Colletothricum lindemuthianumبا افزایش سنتز فیتو الکسین ها همراه است. بیان SAR در توتون علیه Peronospora tabacina با تجمع بتا 1 و 3 گلوکاناز و کیتیناز همراه می باشد. عموما در سلول های گیاهی بیان کننده ی SAR تجمع و ذخیره ی پروتئین های مرتبط با بیماریزایی (PR) مشاهده می شود.
2-4- مکانیزم دفاعی گیاهان در برابر ویروسها
ویروسها از جلبکها، قارچها، گلسنگها، خزه ها، سرخسها و گیاهان عالی جدا شده اند، ولی در گیاهان عالی بیش از گیاهان پست مورد مطالعه قرار گرفته اند. ویروسها به گیاهان زراعی خسارت عمده ای وارد می سازند. در گیاهان بر خلاف گروههای دیگر، ویروسهای رشته ای دراز زیاد دیده می شود. شناسایی علایم ناشی از ویروسهای گیاهی در میزبان آلوده شدن گیاهان به بیماریهای ویروسی معمولا بوسیله ساییدن مستقیم مایع آلوده بر سطح برگ انجام می شود. در این حالت باید دیواره یاخته ای یاخته های گیاهی به طریقی پاره شود تا ورود ویروس آسان گردد. پس از ورود ویروسها در اکثر موارد ، در محل ورود به برگ تغییر شکل حاصل می شود. علایم ظاهر شده بر روی برگ بیشتر به صورت لکه های سبز کم رنگ و پر رنگ به شکل موزائیک یا زخمهای موضعی است. گل گیاهان نیز ممکن است آلودگی ویروسی را به صورت تغییر رنگ ظاهر کند. مثلا در لاله یا شب بوی آلوده بخشی از گلبرگها سفید می شود. ظهور علایم بیماریهای ویروسی نه تنها به ویروس و میزبان، بلکه به عوامل محیطی و غذای گیاه نیز بستگی دارد. بعضی از بیماریهای ویروسی بطور مکانیکی از طریق مالش بر روی برگ منتقل نمی شوند و برای این منظور به موجودات زنده متکی هستند. چون اکثر ویروسهای گیاهی علائمی تقریبا همانند در گیاه ظاهر می سازند، بنابراین تشخیص آنها از روی علائم کار دشواری است. در این گونه موارد به خواص ذاتی آنها مانند خواص ریخت شناسی ، نوع اسید نوکلئیک و … توجه می شود.
از صفات آلودگی ویروسهای گیاهی این است که گیاه در سراسر عمر خود آلوده باقی خواهد ماند. گیاهان برعکس مهره داران، پادتن تولید نمی کنند و در نتیجه قادر به بی اثر کردن ویروسها در بدن خود نیستند. بدین جهت ویروسها تا مدت نامحدودی در گیاه باقی می مانند و خسارتهای زیادی خصوصا به گیاهانی که از طریق رویشی تکثیر می یابند، وارد می کنند. اساسا ویروسها تمام بافتهای گیاهی غیر از بافت مریستمی را مورد حمله قرار می دهند.
2-4-1- حفاظت تقاطعی ویروسی
حفاظت تقاطعی که ویروسهای زنده ضعیف شده طی چندین نسل به سیستم کشاورزی تلقیح می شود، باعث بوجود آمدن مقاومت گیاه در برابر ویروس خاص و بیماری مشخصی می گردد. استفاده ازویروسهای ضعیف شده برای کنترل ویروسهای بیماریزا مانند ویروس موزائیک توتون و ویروس تریستزای مرکبات نیز موفقیت های تجاری به همراه داشته است. در این حالت مقاومت حالت اختصاصی دارد.
در دو دهه گذشته بعد از اولین گزارش در رابطه با ایجاد مقاومت به ویروس به واسطه خود ویروس، این (CP) پروتئین پوششی دستاورد به طور گسترده ای در تولید محصولات کشاورزی مقاوم به ویروس مورد استفاده قرار گرفته است راهکارهای ایجاد مقاومت ناشی از پاتوژن به طور کلی به دو صورت انجام می شود؛ یکی با تولید پروتئین و دیگری تولید RNA به طور معمول تولید پروتئین نسبت به تولید RNA مقاومت کمتری در گیاه نسبت به ویروس ایجاد می کند.
2-5- روش های ایجاد مقاومت به ویروس
2-5-1- مقاومت به واسطه پروتئین پوششی
این پدیده اولین بار توسط شروود و فولتو(Sherwood & Fulton, 1982) در سال 1982 و بوان و همکاران در سال 1985گزارش شد مفهوم مقاومت ناشی از پاتوژن برای اولین بار توسط سانفورد و جانسون در سال 1985 گزارش شد و در گیاهان تراریخته توتون توسط پاول -ابل و همکاران در سال 1986 به اثبات رسید(Abel et al., 1986) در این پژوهش با بیان ژن پروتئین پوششی ویروس موزاییک توتون بروز علایم ناشی از بیماری در توتون به تعویق افتاد. پس از آن آزمایش های مشابهی به سرعت انجام شد و وقوع این پدیده در ویروس های مختلف مثل ویروس موزاییک PVX ،(AMV) یونجه و ویروس موزاییک (CMV) کلم به اثبات رسید. مقاومت ناشی از پروتئین پوششی (CP) می تواند به طور گسترده یا محدودی نسبت به RNA ویروس ها ایجاد شود(Beachy, 1999). برای مثال پروتئین پوششی ویروس موزاییک توتون (TMV) قادر به کنترل سویه های نزدیک به هم ویروس موزاییک توتون است، اما با کاهش مشابهت توالی آن ها، مقاومت کاهش می یابد. در حالی که ژن CP ویروس موزاییک سویا (SMV) که قابلیت آلودگی توتون را ندارد، می تواند باعث مقاومت توتون به دو پاتی ویروس متفاوت، ویروس Y سیب زمینی (PVY) و ویروس خراشک (TEV)توتون شود . اینکه چرا برخی از پروتئین های پوششی سطوح بالایی از مقاومت ایجاد می کنند هنوز مشخص نیست . درمواردی که نیاز به ایجاد مقاومت وسیع و کافی باشد تراژن ها از چندین سویه ویروس طراحی می شوند که این موضوع به طور قطع بیان کننده ملاحظه های نوترکیبی ویروس ها است.
2-5-2- مقاومت به واسطه پروتئین حرکتی ویروس
مقاومت به واسطه پروتئین حرکتی از طریق رقابت بین پروتئین حرکتی تولید شده از گیاه تراریخته و حمله ویروس برای یافتن مکان های اتصال بر روی پلاسمودسماتای گیاه میزبان ایجاد می شود بیان ژن های پروتئین حرکتی در مقایسه با مقاومت به واسطه رپلیکاز دامنه وسیع تری از ویروس ها را تحت اثر قرار می دهد. این روش به دلیل دشوار بودن بررسی بانک های ژنی و ساخت موتانت های مناسب کاربرد زیادی ندارد.
2-5-3- مقاومت به واسطه توالی رپلیکازی
ژن های کدکننده پروتئین های رپلیکاز ویروس می توانند نسبت به آلودگی ایمنی ایجاد کنند. همه ویروس های گیاهی دارای ژن های رپلیکاز هستند. تراریزش گیاهان با این روش منجر به مقاومت بسیار زیادی می شود که این مقاومت تنها در برابر ویروس هدف و یا سویه های بسیار نزدیک به هم ایجاد می شود مکانیسم های دخیل در مقاومت به واسطه رپلیکاز به خوبی شناخته نشده اند، اما به احتمال زیاد شامل تداخل در تکثیر ویروس و بیان ژن است. با وجود اینکه نقش بسیار اختصاصی مقاومت به واسطه رپلیکاز استثناهایی نیز مشاهده شده است. برای مثال در یک گیاه تراریخته مقاوم به ویروس پیچیدگی برگ مقاومت سیب زمینی (PLRV) در دامنه وسیعی از سویه های PLRV مشاهده می شود.
2-5-4- مقاومت به واسطه RNA
برخی از راهکارهای مقاومت ناشی از پاتوژن ژن هایی را بیان می کنند که کدکننده پروتئین نیستند. یکی از این روش ها بیان توالی های ناهمسوی RNA به منظور جلوگیری از تکثیر ویروس از طریق سرکوبی RNA است. همچنین مکانیسم های دیگری وجود دارند که باعث تداخل در تکثیر ویروس و یا تشکیل و تخریب RNA دو رشته ای می شوند(Ziegler-Graff, Guilford, & Baulcombe, 1991). بازدارندگی به واسطه توالی ناهمسو دامنه محدودی از ویروس ها را تحت تاثیر قرار می دهد. مشخص شده است که مقاومت به واسطه RNA در گیاهان تراریخته از طریق رقابت ویروس با تراژن یا نسخه RNA آن به عنوان یک تله برای پروتئین های مورد نیاز تکثیر و حرکت ویروس عمل می کند. این فرآیند به صورت های مختلفی عمل می کند. در برخی موارد یک تراژن با بازدارندگی ناقص در RNAویروس می تواند باعث کاهش تکثیر ویروس شود. برای مثال بعد از حمله ویروس موزاییک زرد شلغم TYMV به گیاهان تراریخته با ژن 3, DI RNA بین ژنوم گیاه و ویروس،TYMV رقابت صورت می گیرد. امروزه متداول ترین نوع مقاومت به واسطه RNA سرکوبی RNAاست که این مکانیسم بر اساس تخریب پس از رونویسی RNA ویروس صورت می گیرد و با عنوان خاموشی ژن شناخته شده است(Kollàr, Dalmay, & Burgyàn, 1993). مقاومت در روش خاموشی ژن ویروس در گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس حتی بدون تولید تراپروتئین در گیاه حفظ می شود . خاموشی ژن در مراحل اولیه رونویسی ویروس و تخریب RNA ویروس پس از رونویسی را به ترتیب خاموشی ژن در سطح رونویسی را TGS و خاموشی ژن پس از رونویسی را PTGS می نامند. در هر مورد، در سلول میزبان یک مکانیسم تخریبی با پیدا کردن توالی های RNA نابجا فعال می شود و هر دو RNA ویروس و تراژن را تخریب می کند. مکانیسم عمل PTGS بدین صورت است که پس از تشخیص RNA هدف کمپلکس پروتئینی دایسر RNA های دو رشته ای را برش می دهد. سیگنال PTGS قابلیت پخش به صورت سیستمیک در بین سلول های گیاه میزبان از طریق پلاسمودسماتا و پخش از طریق سیستم آوندی دارد. اگر چه سطح خاموشی ژن بالا است مقاومت معمولا بر علیه ویروس هایی عمل می کند که مشابه تراژن و یا با آن یکسان باشند.
2-5-5- خلاصه ای از رهاسازی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس
در دو دهه اخیر مفهوم مقاومت ناشی از پاتوژن به طور موفقیت آمیزی در راستای تولید محصولات تراریخته مقاوم به ویروس به کار گرفته شده است. بسیاری از این گیاهان در شرایط مزرعه ارزیابی می شوند و تعداد کمی از آن ها تجاری شده اند. با کشف مکانیسم های دخیل در مقاومت افق های جدیدی در استفاده از مسیرهای ضدویروسی خاموشی ژن به عنوان مکانیسم های دفاعی قوی در برابر ویروس ها در گیاهان تراریخته باز شد. در حالی که تنها تعداد محدودی از محصولات تراریخته مقاوم به ویروس در دسترس کشاورزان قرار گرفته است. عوامل و موانع متعددی می تواند در عدم موفقیت این امر دخیل باشد. برای مثال الزامات قانونی ممکن است پیچیده باشد، زمان بر بودن، غیر عملی بودن و هزینه های زیاد تجاری سازی ایمن از دیگر دلایل ممکن هستند. همچنین متقاضیانی که به دنبال رفع ممنوعیت قانونی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس هستند، ممکن است دلسرد شده باشند. فقدان یک حکم قوی برای رساندن یک محصول به مصرف کننده نهایی، با وجود فواید این فناوری، یکی دیگر از فاکتورهای کلیدی است. هم چنین، فشار سیاسی اعمال شده توسط سازما نهای غیردولتی نسبت به توسعه و رهاسازی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس یکی دیگر از فاکتورهای بسیار مهم در بسیاری از کشورها محسوب می شود. ایمنی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس به طور گسترده ای در 20 سال اخیر مورد ارزیابی قرار گرفته است. یکی از اهداف مهم در فعالیت های ایمنی زیستی فراهم آوردن یک ارزیابی واقع بینانه از محصولات تراریخته مقاوم به ویروس است. به این منظور، ابتدا وخیم ترین احتمالات خطرآفرین تصور می شوند و بعد آزمایش ها بر مبنای آن ها طرح می شوند. برای مثال بر اساس شواهد قبلی بر روی ارتباط اختصاصی بین پروتئین پوششی دو ویروس ،ZYMV و WMV که باعث افزایش انتشار به واسطه شته می شدند، برهم کنش بین ویروس یک سویه قابل انتقال با شته از WMV و یک سویه غیرقابل انتقال با شته از ZYMV به منظور ارزیابی پوشش گذاری نامتشابه در کدو مورد بررسی قرار گرفت در این سیستم مدل 2 درصد پوشش گذاری نامتشابه به دست آمد. این درصد می تواند در سیستم های دیگری مثل ZYMV و PRSV به خاطر کمتر اختصاصی بودن HC و CP آن ها کمتر باشد. یکی دیگر از ضرورت های اصلی در ایمنی زیستی تمرکز بیشتر بر روی عواقب یک خطر بالقوه خاص است. آگاهی از اثرهای حقیقی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس به صورت پژوهش های واقع بینانه در محیط های باز صورت می گیرد. تا کنون با گذشت دو دهه از معرفی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس، هیچ گونه گزارش علمی قابل استناد حاکی از خسارت آن ها به محیط زیست ثبت نشده است. همچنین یک گزارش از تاریخچه ایمنی مصرف تجاری محصولات پاپایا و کدوی مقاوم به ویروس در ایالت متحده آمریکا وجود دارد. بر اساس شواهد آزمون های مزرعه ای و رهاسازی تجاری محصولات نشان دادند که فواید حاصل از آن ها از خطرها مهم تر بوده و گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس برای محیط زیست و مصرف کننده ها ایمنی دارند.

جدول 1- خلاصه ای از مهم ترین محصولات تراریخته مقاوم به ویروس در دنیا که در مزرعه در حال ارزیابی بوده و یا به طور (CERA) تجاری رهاسازی شده اند. اطلاعات ثبت شده برگرفته از وب سایت مرکز ارزیابی خطر محیط زیست است50.
2-6- اهمیت بررسی جنبه های ایمنی زیستی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس
مکانیسم عمل مقاومت به ویروس به واسطه پروتئین پوششی (CP) به این صورت است که تولید و تجمع پروتئین پوششی می تواند به طور مستقیم یا غیرمستقیم باعث ایجاد تداخل در تجمع ویروس، تکثیر و حرکت در فواصل طولانی و سلول به سلول ویروس شود(Beachy, Loesch-Fries, & Tumer, 1990). اگرچه این مکانیسم در برخی موارد اختصاصی عمل می کند، بعدها مشخص شد که افزایش بیان ژن پروتئین پوششی ویروس می تواند منجر به تخریب RNA ویروس در یک مسیر غیر وابسته به تجمع پروتئین شود کشف این مکانیسم، که امروزه به نام خاموشی ژن پس از رونویسی (PTGS) شناخته می شود، راه جدیدی را درعرصه پژوهش و علم زیست شناسی معاصر گشوده است القای دائمی PTGS از طریق CP و یا بقیه بخش های ژنوم ویروس می تواند منجر به تخریب RNA ویروس شود که در حال حاضر به طور گسترده ای در ایجاد مقاومت به ویروس استفاده می شود(Lindbo & Dougherty, 2005). با افزایش کاربرد این روش در تولید گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس ملاحظه هایی در مورد احتمال تولید پروتئین پوششی در گیاه افزایش یافت. همزمان با انجام آزمایش های مزرعه ای متعدد بر روی توالی های مختلف ویروسی، پژوهش هایی با هدف ایجاد مقاومت به ویروس با استفاده از توالی های غیر ویروسی انجام شد. اگر چه استفاده از توالی های غیر ویروسی در شرایط آزمایشگاهی و گلخانه ای می تواند تا حدودی ملاحظه های اکولوژیک را کم کند ولی مشخص شده است که مقاومت به ویروس در شرایط مزرعه به ندرت ایجاد می شود بررسی لاین های مختلف تراریخته سیب زمینی مقاوم به ویروس PVY نشان داد که این گیاهان در مقایسه با رقم غیر تراریخته اسپونتا ١٦ از لحاظ ویژگی های زراعی و ترکیبات بیوشیمیایی تفاوت معنی داری نداشتند به طور کلی نگرانی های زیست محیطی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس را می توان بر اساس اینکه آیا ژنوم تحت اثر برهم کنش ویروس-میزبان قرار می گیرد یا نه به دو دسته تقسیم کرد(Vance, Berger, Carrington, Hunt, & Shi, 1995).
گروه اول شامل همه موقعیت هایی است که در آن فنوتیپ تحت اثر برهم کنش ویروس-گیاه تغییر کرده ولی ژنوتیپ هیچکدام تغییر نمی کند. این گروه شامل انواع مختلف مکمل سازی، پوشش گذاری نا متشابه و هم افزایی با دیگر ویروس های گیاهی و تشدید آلودگی هستند. این تغییرات فنوتیپی می توانند برگشت پذیر باشند(Voinnet, 2001). گروه دوم با ایجاد تغییرات ژنتیک در گیاه و یا ویروس منجر به خطرهای بالقوه ای می شود . این گروه شامل شار ژنی از گیاهی به گیاه دیگر از طریق دگرگشنی و شار ژنی از گیاه به ویروس از طریق نوترکیبی است . به طور معمول تغییرات ژنوتیپی مهم تر هستند چرا که این نوع تغییرات برگشت ناپذیرند . اثر بر موجودات غیر هدف و ایمنی غذای انسان و علوفه نیز از مباحث مهم در ارزی ابی خطر هستند(Wassenegger & Pélissier, 1998).
2-6-1- خطرهای بالقوه ناشی از تغیییرات فنوتیپی
ویروس شناسان بعد از تولید اولین گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس به بررسی برهم کنش بین گیاه و ویروس در قالب آزمون های مکمل سازی پرداختند. بررسی بر روی گیاهان توتون تراریخته مقاوم به ویروس TMVنشان داد که در گیاه تراریخته ژن CP می تواند طی عمل مکمل سازی باعث فعال شدن یک سویه TMV که ژن CP آن غیرفعال است شود متعاقبا پژوهش های متعددی با آزمایش های مکمل سازی بر روی پروتئین های کدکننده ویروسی که در حرکت سلول به سلول، حرکت در مسافت طویل و شناسایی بافت هدف نقش دارند انجام شد(Callaway, Giesman-Cookmeyer, Gillock, Sit, & Lommel, 2001) ملاحظات دیگری در رابطه با اینکه آیا بیان ژن CP در گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس منجر به اشتباه در علایم، تغییر در اختصاصی بودن بافت و یا ایجاد حساسیت به یک ویروس در یک گیاه که در حالت طبیعی میزبان آن نیست، می شود یاخیر به وجود آمد . اگر چه بعدها ثابت شد که این ملاحظه ها بی اساس است اما این امکان همچنان وجود دارد با وجود این احتمالات، این گونه اثرهای نامطلوب می تواند به طور نسبی در توسعه گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس مورد توجه قرار گرفته و در بدترین حالت، منجر به جلوگیری از انتقال ژن های مقاومت به ویروس شود و یا در صورت امکان با تغییر ژن مقاومت به ویروس از مکمل سازی جلوگیری شود، به طوریکه توانایی ایجاد مقاومت در گیاه تراریخته حفظ شود(Lazarowitz & Beachy, 1999).
2-6-2- امکان ایجاد ویروس های جدید با پوشش گذاری نا متشابه
یکی از ملاحظه ها در رابطه با تولید گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس ایجاد ویروس های جدید با پروتئین پوششی نا متشابه است. برای اولین بار در دهه 1970 زمانی که گیاهان با دو ویروس هم خانواده آلوده شدند، برای مثال دو و یا دو پاتی ویروس تئو ویروس اشکال متفاوتی از پوشش گذاری نا متشابه مشاهده شد، به این معنی که RNA یک ویروس می تواند در بخش هایی از خود که با CP ویروس دیگر به طور کامل و یا به صورت بخشی ترکیب شده است، پوشش گذاری کند. CP یک عامل مهم تعیین کننده در انتقال ویروس توسط ناقل است.
ناقل اختصاصی ویروس زمانی مشاهده شد که یک گیاه غیر تراریخته توسط دو ویروس هم خانواده که توانایی پوشش گذاری نا متشابه دارند و توسط دو گونه شته انتقال پیدا می کند، آلوده شدند . بعد از آلودگی نوع ناقل اختصاصی آن ها تغییر پیدا کرد. برای مثال پس از آلودگی گیاهان تراریخته حامل ژن CP ویروس پاکس نخل (PPV) با یک سویه ویروسی که قابل انتقال با شته نیست، ویروس، موزاییک زرد کدو (ZYMV-NAT) پوشش گذاری نا متشابه اتفاق افتاد و در نتیجه ویروس ZYMV-NAT قابلیت انتقال با شته را پیدا کرد(Tepfer, 2002).
پژوهشگران تلاش های بسیاری به منظور کاهش یا حذف خطرهای وقوع این پدیده کرده اند. از جمله اینکه از طریق دستکاری ژن های کدکننده پروتئین پوششی علاوه بر ایجاد مقاومت امکان تغییر و برهم کنش با ژنوم موجود ناقل از بین می رود. برای مثال سویه های آزمایشگاهی از ویروس CMV تولید شدند که با ایجاد جهش در ژن CP آن ها قابلیت انتقال با شته را از دست داده اند بنابراین با بیان این تراژنCMV CP در گیاه، علاوه بر ایجاد مقاومت به ویروس، ویژگی پوشش گذاری نامتشابه بروز نمی کند بررسی ها بر روی چندین نوع پاتی ویروس از لحاظ ویژگی غیر قابل انتقال بودن توسط شته در سویه های آزمایشگاهی نشان داد که ترکیب آسپارتیت- آلانین- گلایسین (DAG) دربخش -Nترمینال CP برای انتقال توسط شته ضروری است. بنابراین پژوهش های مختلف نشان دادند که می توان با حذف انتهای بخش -N ترمینال، و یا ترکیب DAG ویژگی انتقال با شته را حذف کرده در حالی که ایجاد مقاومت توسط ژن CP حفظ می شود بنابراین، بیان ژن، CP غیر قابل ترجمه در ایجاد مقاومت بر اساس مکانیسم خاموشی پس از رونویسی (PTGS) از لحاظ ایمنی زیستی مطلوب به نظر می رسد چرا که علاوه بر جلوگیری از تجمع پروتئین پوششی CP احتمال القای قابلیت انتقال با شته از ، طریق پوشش گذاری نا متشابه برطرف می شود.
2-6-3- امکان ایجاد هم افزایی با دیگر ویروس های گیاهی و تشدید آلودگی
در برخی موارد وقتی گیاهان با بیش از یک ویروس آلوده می شوند، برهم کنش بین آن ها منجر به افزایش علایم خسارت ویروس می شود. علت این پدیده ناشناخته که در گذشته هم افزایی نامیده شد، نوعی مکمل سازی گزارش شد. پژوهش های جدید نشان دادند که برخی از انواع هم افزایی بر مبنای مکمل سازی نیست. اولین مثال هم افزایی بودبرهم کنش بین ویروس PVY و PVX بود. مشخص شد که آنزیم کمک کننده پروتئاز (HC-Pro)در پاتی ویروس ها باایجاد تداخل در سیستم مقاومت طبیعی گیاه شبیه نوعی خاموشی پس از رونویسی، باعث پدیده هم افزایی می شود(Vaucheret, Béclin, & Fagard, 2001).
2-6-4- خطرهای بالقوه ناشی از نوترکیبی ژنتیک
شار ژنی بین گیاهان زراعی و گونه های وحشی هم خانواده آن ها از آغاز اهلی شدن محصولات اتفاق افتاده و هنوز هم بین همه گونه های زراعی و گونه های وحشی هم خانواده که با هم سازگاری ژنتیک دارند اتفاق می افتد. اگر چه این پدیده از مدت ها پیش شناخته شده است، ولی هنوز هم اثر شار ژنی از محصولات زراعی به گونه های وحشی مورد بحث و بررسی است. کاهش تنوع زیستی در جمعیت های گیاهی که گونه های وحشی کمتری دارند خطرناک تر است و می تواند باعث انقراض جمعیت های خاصی از گیاهان وحشی شود . تا کنون آزمایش های مزرعه ای گسترده ای در رابطه با انتقال تراژن های مقاومت به ویروس از گیاهی به گیاه دیگر انجام شده است. شناسایی و بررسی گونه های گیاهی وحشی، قرابت بین گونه ای، نحوه گرده افشانی و پراکنش گونه های مختلف همگی از مبانی اصلی بررسی انتقال افقی ژن است. به منظور بررسی امکان شار ژنی بین لاین های سیب زمینی تراریخته مقاوم به ویروس PVY و گیاه وحشی chacoense هم خانواده با آن آزمایشی صورت گرفت. بر اساس نتایج هیچ تلاقی بین گونه ای ثبت نشد و احتمال وقوع این پدید بسیار پایین گزارش شد. تلاقی بین گونه ای همواره به طور معمول در طبیعت اتفاق می افتد.
2-7- خاموشی ژن تحت القای ویروس
خاموشی ژن تحت القای ویروس51روشی است که در آن از مکانیسم دفاعی ضد ویروسی با واسط RNA گیاه استفاده می شود در گیاه آلوده شده بوسیله ویروس این مکانیسم مخصوص ژنوم ویروسی بوده و آن را مورد هدف قرار می دهد، در حالیکه مایه زنی با ناقلین ویروسی که دارای توالی هایی از ژن میزبان هستند، این فرآیند mRNA های میزبانی مشابه را نیز مورد هدف قرار می دهد. VIGS برای آنالیز عملکرد ژن مورد استفاده قرار می گیرد و برای بالا بردن عملکرد ژنو میکس کاربردی در گیاهان سازگار شده است برای مثال به منظور خاموش سازی ژن (PDS phytoene) desaturaاز ناقلین ‏52TRV شامل pTRv1.pTRV2 و pTRV2PDS استفاده گردید. ناقلین به اشرشیاکلای53 سویه DH5 جهت حفظ و نگهداری آنها منتقل شده و سپس برای انتقال ژن به گیاه ناقلین به باکتری بیمارگر گیاهی Agrobacterium tumefaciens سویه GV3101 منتقل شدند. تایید حضور ژن های PDS و RNA dependentRNA polymerase با استفاده از آغاز گرهای اختصاصی طراحی شده از مناطق داخلی هر دو ژن با استفاده از تکنیک Colony PCR انجام شد. به باکتری های دارای pTRV1، استو سرینگون اضافه کرده و محیط pTRV1 و pTRV2 ( که دارای ژن مورد نظر نیز می باشد) به نسبت 1:1 مخلوط شده و توسط سرنگ به برگ های کوتیلدون گیاه گوجه فرنگی تزریق شدند. نتایج حاصل از مایه زنی، خاموشی ژن phytoene desaturase که باعث سفید شدگی برگ ها (photobleaching) می گردد را در برداشت در صورتیکه هیچگونه خاموشی ژن و سفید شدگی در گیاهان شاهد که شامل تلقیح با pTRV1 و pTRV2 بدون ژن PDS بودند مشاهده نشد.
2-7-1- انتقال افقی ژن از گیاه به ویروس
نوترکیبی در ویروس ها ممکن است باعث تولید سویه های جدید با فنوتیپ جدید شود نوترکیبی به دو صورت می تواند روی دهد.
نوترکیبی بین دو ویرو س مشابه که همزمان یک گیاه غیر تراریخته را آلوده کرده اند.
نوترکیبی بین یک ویروس خارجی و یک گیاه تراریختی که mRNA حامل توالی های مورد نظر در ویروس هدف را بیان می کند. به نظر می رسد که نوترکیبی RNA ویروس در حین تکثیر ژنوم ویروس با فعالیت RNA پلیمرازهای وابسته به(RdRp) در گیاه اتفاق می افتد. به طور کلی به نظر می رسد که بیشترین خطر توسعه گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس، مربوط به نوترکیبی بین mRNA تراژن ویروسی و RNA ژنومی یک ویروس غیر هدف باشد در سال های اخیر در آزمایشی در مورد کوکوموویروس ها مشخص شد که پس از آلوده سازی همزمان گیاهان با یک CMV CP تراریخته بیان کننده ژن کوکوموویروس و گیاهان غیر تراریخته با دو نوع کوکوموویروس، جمعیت های مشابهی از ویروس های نوترکیب تولید شدند. مقایسه انواع ویروس های نوترکیب تولید شده در گیاهان تراریخته با گیاهان غیر تراریخته پس از دو بار آلوده سازی تفاوتی نشان نداد. این نتایج تا حدودی ملاحظه های نوترکیبی گیاهان تراریخته بیان کننده توالی های ویروسی را کاهش می دهد(Nielsen, Bones, Smalla, & van Elsas, 1998).
2-7-2- اثر بر موجودات غیر هدف
محصولات تراریخته مقاوم به ویروس می توانند به طور بالقوه تنوع و پویایی موجودات غیر هدف مثل حشرات ناقل را تحت اثر قرار دهند. همچنین ژن های ویروسی که باعث ایجاد مقاومت در گیاهان تراریخته می شوند، می توانند با وقوع پدیده انتقال افقی ژن به میکروارگانیسم های خاک مثل باکتری و قارچ انتقال پیدا کنند . اگر چه این گونه پدیده ها خطر به نظر می رسند، اما احتمال وقوع آن ها بسیار پایین است. برای مثال هیچ تفاوت معنی داری در تنوع و تحرک حشرات ناقل ویروس که بر روی درختان آلوی غیر PPV CP تراریخته و تراریخته حاوی ژن نشسته بودند، مشاهده نشد.
2-7-3- ایمنی غذایی و حساسیت
یکی از مباحث مهم ایمنی غذایی اثر حساسیت غذایی بر سلامت انسان و دام است. بنابراین بررسی ویژگی حساسیت زایی پروتئین های کد شونده در توالی های ویروسی که در گیاهان تراریخته بیان می شوند، ضروری به نظر می رسد. محصولات پروتئینی ناشی از تراژن های ویروسی ممکن است از توالی های آمینواسیدی تشکیل شده باشند که به عنوان ایمونوگلوبولین E- اپیتوپ های خطی اتصال پروتئین های حساسیت زا شناخته شده اند بنابراین، می توانند منجر به تولید حساسیت های جدید غذایی، تماسی و یا تنفسی شوند و یا باعث تغییر سطح یا طبیعت عوامل حساسیت زای طبیعی شوند. شواهد مختلف نشان می دهد که یک پروتئین ویروسی در گیاهان تراریخته از لحاظ ایمنی شناختی باعث حساسیت نمی شود. جالب توجه است که در برخی موارد، گیاهان آلوده به ویروس که علایم بیماری را نشان نمی دهند بعد از تبدیل به غذا خورده می شوند. همچنین در برزیل به منظور بررسی و ایجاد مقاومت به ویروس تریستیزا هر ساله میلیون ها درخت مرکبات با یک سویه خفیف ویروس آلوده سازی می شوند، ولی هیچ گونه گزارشی مبنی بر ایجاد خطر برای انسان منتشر نشده است. به طور مشابه، هیچ نوع بیماری حاصل از مصرف میوه های برداشت شده از هزاران درخت پاپایا که با یک سویه خفیف آلوده سازی شده بودند مشاهده نشد PRSV همچنین تا کنون هیچ گونه گزارش علمی مستند مبنی بر حساسیت زایی پروتئین ویروس گیاهی پوششی(CP) وجود ندارد. با این حال، بررسی جنبه های ایمنی غذایی گیاهان تراریخته مقاوم به ویروس از روی احتیاط لازم به نظر می رسد. در بیشتر موارد مقاومت در گیاه با القای ایمنی ایجاد می شود، بنابراین تجمع RNA و یا پروتئین به مقدار کم انجام شده و یا اصلا صورت نمی گیرد، در نتیجه به طور اساسی مشکلی در رابطه با تولید ویروس های جدید با پروتئین پوششی غیرمشابه، بوجود نمی آید. چرا که نوترکیبی بین mRNA کد کننده تراژن و RNA ویروسی بعید به نظر می رسد. در ویروس های گیاهی پروتئین هایی وجود دارند که می توانند در PTGS مداخله ایجاد کنند . بنابراین این احتمال وجود دارد که آلودگی گیاه به یک ویروس غیر هدف می تواند منجر به شکستن مقاومت شود. در مواردی که یک mRNA بتواند تشکیل ساختار سنجاق سری بدهد مقاومت بیشتری در گیاه ایجاد می کند(Hsieh & Pan, 2006).

References
Abel, P. P., Nelson, R. S., De, B., Hoffmann, N., Rogers, S. G., Fraley, R. T., & Beachy, R. N. (1986). Delay of disease development in transgenic plants that express the tobacco mosaic virus coat protein gene. Science, 232(4751), 738-743.
Beachy, R. N. (1999). Coat-protein-mediated resistance to tobacco mosaic virus: discovery mechanisms and exploitation. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 354(1383), 659-664.
Beachy, R. N., Loesch-Fries, S., & Tumer, N. E. (1990). Coat protein-mediated resistance against virus infection. Annual Review of Phytopathology, 28(1), 451-472.
Bergmann, S., Rohde, M., Chhatwal, G. S., & Hammerschmidt, S. (2001). α‐Enolase of Streptococcus pneumoniae is a plasmin (ogen)‐binding protein displayed on the bacterial cell surface. Molecular Microbiology, 40(6), 1273-1287.
Callaway, A., Giesman-Cookmeyer, D., Gillock, E. T., Sit, T. L., & Lommel, S. A. (2001). The multifunctional capsid proteins of plant RNA viruses. Annual Review of Phytopathology, 39(1), 419-460.
Chen, C., Belanger, R. R., Benhamou, N., & Paulitz, T. C. (2000). Defense enzymes induced in cucumber roots by treatment with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and Pythium aphanidermatum. Physiological and Molecular Plant Pathology, 56(1), 13-23.
Chen, Z., Silva, H., & Klessig, D. F. (1993). Active oxygen species in the induction of plant systemic acquired resistance by salicylic acid. Science, 262(5141), 1883-1886.
Cruickshank, I. A. M., & Mandryk, M. (1960). The effect of stem infestation of Tobacco with Peronospora tabacina Adam, on foliage reaction to blue mold. Journal of the Australian Institute of Agricultural Science, 26(4), 369-372.
Daayf, F., Schmitt, A., & Bélanger, R. R. (1997). Evidence of phytoalexins in cucumber leaves infected with powdery mildew following treatment with leaf extracts of Reynoutria sachalinensis. Plant Physiology, 113(3), 719-727.
Edreva, A. (2004). A novel strategy for plant protection: Induced resistance. Journal of Cell and Molecular Biology, 3(2), 61-69.
Görlach, J., Volrath, S., Knauf-Beiter, G., Hengy, G., Beckhove, U., Kogel, K.-H., … Kessmann, H. (1996). Benzothiadiazole, a novel class of inducers of systemic acquired resistance, activates gene expression and disease resistance in wheat. The Plant Cell, 8(4), 629-643.
Hsieh, Y.-T., & Pan, T.-M. (2006). Influence of planting papaya ringspot virus resistant transgenic papaya on soil microbial biodiversity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(1), 130-137.
Kessmann, H., Staub, T., Hofmann, C., Maetzke, T., Herzog, J., Ward, E., … Ryals, J. (1994). Induction of systemic acquired disease resistance in plants by chemicals. Annual Review of Phytopathology, 32(1), 439-459.
Kessmann, H., Staub, T., Ligon, J., Oostendorp, M., & Ryals, J. (1994). Activation of systemic acquired disease resistance in plants. European Journal of Plant Pathology, 100(6), 359-369.
Kollàr, À., Dalmay, T., & Burgyàn, J. (1993). Defective interfering RNA-mediated resistance against cymbidium ringspot tombusvirus in transgenic plants. Virology, 193(1), 313-318.
Kuć, J., Shockley, G., & Kearney, K. (1975). Protection of cucumber against Colletotrichum lagenarium by Colletotrichum lagenarium. Physiological Plant Pathology, 7(2), 195-199.
Lawton, K. A., Friedrich, L., Hunt, M., Weymann, K., Delaney, T., Kessmann, H., … Ryals, J. (1996). Benzothiadiazole induces disease resistance in Arabidopsis by activation of the systemic acquired resistance signal transduction pathway. The Plant Journal, 10(1), 71-82.
Lazarowitz, S. G., & Beachy, R. N. (1999). Viral movement proteins as probes for intracellular and intercellular trafficking in plants. The Plant Cell, 11(4), 535-548.
Lindbo, J. A., & Dougherty, W. G. (2005). Plant pathology and RNAi: a brief history. Annu. Rev. Phytopathol., 43, 191-204.
Mandryk, M. (1963). Acquired systemic resistance to tobacco mosaic virus in Nicotiana tabacum evoked by stem injection with Peronospora tabacina Adam. Crop and Pasture Science, 14(3), 315-318.
Nielsen, K. M., Bones, A. M., Smalla, K., & van Elsas, J. D. (1998). Horizontal gene transfer from transgenic plants to terrestrial bacteria-a rare event? FEMS Microbiology Reviews, 22(2), 79-103.
Panda, N., & Khush, G. S. (1995). Host plant resistance to insects. Cab International.
Pieterse, C. M. J., Van Wees, S. C. M., Van Pelt, J. A., Knoester, M., Laan, R., Gerrits, H., … Van Loon, L. C. (1998). A novel signaling pathway controlling induced systemic resistance in Arabidopsis. The Plant Cell, 10(9), 1571-1580.
Ramamoorthy, V., Viswanathan, R., Raguchander, T., Prakasam, V., & Samiyappan, R. (2001). Induction of systemic resistance by plant growth promoting rhizobacteria in crop plants against pests and diseases. Crop Protection, 20(1), 1-11.
Ross, A. F. (1961). Systemic acquired resistance induced by localized virus infections in plants. Virology, 14(3), 340-358.
Ryals, J. A., Neuenschwander, U. H., Willits, M. G., Molina, A., Steiner, H.-Y., & Hunt, M. D. (1996). Systemic acquired resistance. The Plant Cell, 8(10), 1809.
Sherwood, J. L., & Fulton, R. W. (1982). The specific involvement of coat protein in tobacco mosaic virus cross protection. Virology, 119(1), 150-158.
Shirasu, K., Nakajima, H., Rajasekhar, V. K., Dixon, R. A., & Lamb, C. (1997). Salicylic acid potentiates an agonist-dependent gain control that amplifies pathogen signals in the activation of defense mechanisms. The Plant Cell, 9(2), 261-270.
Steiner, U., & Schönbeck, F. (1995). Induced disease resistance in monocots. In Induced resistance to disease in plants (pp. 86-110). Springer.
Tepfer, M. (2002). Risk assessment of virus-resistant transgenic plants. Annual Review of Phytopathology, 40(1), 467-491.
Van Loon, L. C. (1997). Induced resistance in plants and the role of pathogenesis-related proteins. European Journal of Plant Pathology, 103(9), 753-765.
Vance, V. B., Berger, P. H., Carrington, J. C., Hunt, A. G., & Shi, X. M. (1995). 5′ proximal potyviral sequences mediate potato virus X/potyviral synergistic disease in transgenic tobacco. Virology, 206(1), 583-590.
Vaucheret, H., Béclin, C., & Fagard, M. (2001). Post-transcriptional gene silencing in plants. Journal of Cell Science, 114(17), 3083-3091.
Voinnet, O. (2001). RNA silencing as a plant immune system against viruses. TRENDS in Genetics, 17(8), 449-459.
Wassenegger, M., & Pélissier, T. (1998). A model for RNA-mediated gene silencing in higher plants. Plant Molecular Biology, 37(2), 349-362.
Yu, L. M. (1995). Elicitins from Phytophthora and basic resistance in tobacco. Proceedings of the National Academy of Sciences, 92(10), 4088-4094.
Ziegler-Graff, V., Guilford, P. J., & Baulcombe, D. C. (1991). Tobacco rattle virus RNA-1 29K gene product potentiates viral movement and also affects symptom induction in tobacco. Virology, 182(1), 145-155.

1 PGPR
2 Kuc
1 Ross
4 LAR
5 SAR
6 Basic resistance
7 Host resistance
8 HPRG
9 HGRG
10 challenge
11 Induced Resistance (IR)
12 AR
13 Cruickshank
14 Mandryk
15 ISR
16 Rhizobacter
17 Arabidopsis
18 Pseudomonas fluorescens
19 ISR , SAR
20 Local acquired resistance (LAR)
21 Systemic acquired resistance (SAR)
22 Chemical activated (CAR)
23 Induced systemic resistance (ISR)
24 PGPR
25 Systemic wounding response (SWR)
26 Systemic gene silencing (SGS)
27 Local Acquired Resistance (LAR)
28 SA
29 PR
30 Conditioning
31 osmotin
32 thaumatin
33 Coumarine
34 NahG
35 Catechol
36 Resorcinol
37 Gallic acid
38 Protocatechuic acid
39 chlorogenic acid
40 symonse
41 valt
42 Dopamine
43 mice
44 Catchol
45 vernovech
46 sholave
47 vednovech
48 Plant Growth Promoting Rhizobacteria) PGRP(
49 ISR
50 http://www.cera-gmc.org
51 VIGS
52 Tobacco rattle tobravirus
53 Escherichia coli
—————

————————————————————

—————

————————————————————

40