واكاوي متابوليت‌ها، در پژوهش‌هاي نوين بيماري‌شناسي گياهي

Analysis of Metabolites in Modern Plant Pathology Research

گياهان، همواره در معرض تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي قرار دارند. بيماري‌هاي گياهي به عنوان يكي از مهمترين عوامل كاهش توليد محصولات گياهي در سراسر دنيا محسوب مي‌شوند. گياهان براي دفاع از خود در برابر بيمارگرها داراي سازوكارهاي خاصي مثلِ توليد تركيبات ضد ميكروبي، تقويت ديواره‌ي سلولي و توليد گونه‌هاي اكسيژن واكنش‌پذير هستند. يك بيمارگر موفق، در مبارزه‌ي تسليحاتي با سامانه‌ي دفاعي گياه پيروز شده، مي‌تواند از ميزبان خود مواد غذايي كسب كند. براي مثال بيمارگرهاي مرده‌پرور گياهي از طريق توليد و ترشح آنزيم‌هاي تخريب ديواره‌ي سلولي گياه و زهرابه‌هاي مختل كننده فرايندهاي ميزبان، از سلول‌هاي مرده‌ي گياه تغذيه مي‌كنند. اما بيمارگرهاي زيواپرور قادر به كسب مواد غذايي از سلول‌هاي گياهي زنده هستند. اختلال در سوخت‌وساز گياهِ آلوده شده توسط بيمارگر، در بروز مراحل پس از آلودگي نقش مهمي دارد. واكاوي‌ متابوليت‌هاي گياه سالم، گياه تازه مايه‌زني شده و گياه بيمار، اطلاعاتي را درباره‌ي نقش متابوليت‌ها در برهم‌كنش گياه و بيمارگر بيان مي‌كند. بيشتر مطالعات بيماري‌شناسي گياهي وابسته به روش‌هاي ژنومي و ترانويسي بوده‌اند؛ اين در حالي است كه ورود علم متابولوميك، واكاوي متابوليت‌ها، در مطالعات مقاومت و پذيرندگي گياه، ضروري است؛ زيرا متابوليت‌ها نمايانگر محصولات نهايي بيان ژن‌ها هستند. در اين گفتار به مطالعات متابولوميك در واكنش هاي دفاعي گياه در برابر بيمارگرهاي گياهي پرداخته مي‌شود.

Plants are always exposed to biotic and abiotic stresses. Plant diseases are considered one of the most important factors in alleviating the production of plant products worldwide. Plants have unique mechanisms to defend themselves against pathogens, such as the production of antimicrobial compounds, cell wall fortification, and reactive oxygen species production. A successful pathogen overcomes the plant s defense system and can obtain food from its host. For example, plant necrotrophic pathogens feed on dead plant cells by producing and secretion plant cell wall-destroying enzymes and toxins that disrupt host processes. However, plant biotrophic pathogens can obtain food from living plant cells. Disruption in the plant s metabolism that is infected by the pathogen plays a vital role in the incidence of the post-infection process. Analysis of metabolites of healthy plants, newly inoculated plants, and diseased plants reveals information about the role of metabolites in the interaction between plants and pathogens. Most plant pathology studies depend on genomic and transcriptomic methods, whereas the introduction of metabolomics in plant resistance and susceptibility studies is necessary nowadays because metabolites represent the final products of gene expression. This review discusses metabolomics on plant defense responses against plant pathogens.