En resistent plante er en velnæret plante
For at kunne forsvare sig mod sygdomme og skadedyr skal planten råde over alle de næringsstoffer, den har brug for på den ene side at have en kraftig vækst, og på den anden side til syntetisere de molekyler, der gør det muligt at kæmpe mod aggressorer : proteiner, glycoproteiner, glycolipider, oligosaccharider og polysaccharider, enzymer … En plante, der mangler eller vokser i et miljø, der ikke er tilpasset dens behov, vil være mere skrøbelig i tilfælde af angreb. Når det er sagt, lad os se, hvad der sker i planten i tilfælde af et angreb af et patogent middel (bakterier, svampe, virus).
Planteforsvar mod sygdom
Passive forsvar
Det første af forsvaret er fysisk barriere, som forhindrer aggressoren i at komme ind i planten. Til dette kan løvet præsentere en neglebånd mere eller mindre tyk, endda voksagtig, hvilket gør adgang vanskeligere til det indre af bladets epidermis celler. Det pectocellulosic wall er en ekstra beskyttelse : den omgiver hver plantecelle og bremser skadedyrets progression.
Aktive forsvar
Når de fysiske barrierer er utilstrækkelige, og når bakterierne, svampen eller virussen har formået at trænge ind i cellen, udløses en kaskade af reaktioner af tilstedeværelsen af molekyler, der stammer fra aggressoren og er identificeret som fremmede af cellen (de kaldes: eksogene elicitors). Disse defensive reaktioner kan sammenlignes med immunforsvar hos dyr.
Flere forsvarsfænomener kan finde sted samtidigt eller successivt:
- Det inficerede celler ødelægger sig selv (apoptose) for at fange angriberen: Ved at gøre det sender den en advarselsmeddelelse til de omkringliggende celler, som forbereder sig på at modvirke angrebet og skaber således en modstandszone, der skal forhindre angrebets progression.
- Advarselssignalet (som kan være nitrogenmonoxid, hydrogenperoxid) inducerer i andre celler syntese af forskellige defensive stoffer, i kaskade: salicylsyre og ethylen, der udløser produktionen af forsvarsproteiner (chitinaser, f.eks. enzymer, der "napper" aggressorens cellevægge); jasmonsyre, der inducerer syntesen af planteantibiotika (phytoalexiner) …
- Advarselssignalet kan også stimulere lignifikation og fortykkelse cellevægge for at øge fysiske barrierer.
Programmeret celledød af inficerede celler og lignifikation af berørte områder er årsag til nekrotiske pletter set på blade eller stilke syg: planten praktiserer den brændte jordpolitik, ødelægger sig selv de inficerede områder og isolerer dem fra sunde dele for at inddæmme aggressoren.
Disse advarselssignaler og sekretionen af forsvarsmolekyler kan generaliseres til hele planten systemisk (= gennem saften). Anlægget opnår således en vis varig modstand: i tilfælde af et nyt angreb af den samme aggressor vil forsvarsreaktionen være hurtigere og derfor mere effektiv. I modsætning til dyr har planten imidlertid et sandt immunsystem med cirkulerende celler.
En måde at bruge mindre pesticider på i landbruget?
Det agronomisk forskning udforsker disse modstandsfænomener, som planter erhverver efter kontakt med en elicitor (enten en eksogen elicitor, det vil sige et molekyle, der stammer fra aggressororganismen, der er i stand til at udløse den defensive reaktion, eller en endogen elicitor, det vil sige udskilt af planten for at aktivere forsvaret).
Lidt som om vi vaccinerer dyr og mennesker, kunne vi derfor forberede planter til at forsvare sig mod en sygdom eller en parasit ved at sætte dem i kontakt med de molekyler, der udløser plantens defensive kaskade (= SDN, til Natural Defense Stimulators): syntese af antimikrobielle forbindelser, afstivning og styrkelse af plantecellemembraner …
Fænomenerne er komplicerede og involverer receptorer, kemiske signaler, enzymer og aktivering af gener, der styrer de defensive mekanismer, men analogien med vaccination er en god illustration. Efter at planten er blevet mere modstandsdygtig, har planten mindre behov for fytosanitære behandlinger: den forsvarer sig mod bakterielle, virale eller svampesygdomme.
