रोगजनकों: रोगजनकों द्वारा पादप कोशिका की दीवारों का क्षय और विषाक्त पदार्थों का उत्पादन

रोगजनकों: रोगज़नक़ों द्वारा पादप कोशिका की दीवारों का विषाक्तता और विषाक्त पदार्थों का उत्पादन!

(ए) माइक्रोबियल एंजाइमों द्वारा पौधे की कोशिका की दीवारों और झिल्लियों का ह्रास:

कई फाइटोपैथोजेनिक जीवों की विशेषता यह है कि वे विभिन्न प्रकार के एंजाइमों का उत्पादन करने की क्षमता रखते हैं जो संयंत्र कोशिका दीवार और झिल्ली घटकों के जटिल पॉलीसेकेराइड को नीचा दिखाने में सक्षम हैं। वे आम तौर पर बाह्य और अत्यधिक स्थिर होते हैं।

होस्ट सेल की दीवारें प्रवेश कर जाती हैं, ऊतक उपनिवेशित हो जाते हैं और मेजबान कोशिकाओं की पारगम्यता बदल जाती है। कवक विभिन्न प्रकार के एंजाइमों का उत्पादन कर सकते हैं और जो सामान्य रूप से उत्पादित होते हैं वे संवेदी एंजाइम होते हैं और जो उपयुक्त सब्सट्रेट द्वारा उत्तेजित होते हैं वे अनुकूली या प्रेरक एंजाइम होते हैं।

एंजाइम मेजबान-परजीवी बातचीत में एक मौलिक भूमिका निभाते हैं और न केवल रोगज़नक़ की प्रारंभिक प्रविष्टि में शामिल होते हैं और पौधे के ऊतक के भीतर फैलते हैं, बल्कि मेजबान ऊतक के क्षरण में मेटाबोलाइट्स भी होते हैं जो परजीवी उपयोग कर सकते हैं।

त्वचीय एंजाइम:

छल्ली में एक वैक्सिन होता है जिसके भीतर मोम लगे होते हैं और इसकी सतह से विस्तारित होकर एक पानी का सबूत 'खिल' देता है। क्यूटिन में एस्टर होते हैं जो हाइड्रॉलिसिस फैटी और हाइड्रॉक्सी फैटी एसिड पर उपजते हैं, जैसे कि डि और ट्राई-हाइड्रॉक्सी स्टीयरिक एसिड।

पौधों की विभिन्न प्रजातियों की पत्तियों में क्यूटिन और मोम की मात्रा भिन्न-भिन्न होती है। छल्ली में कम मात्रा में प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, पिगमेंट आदि भी मौजूद हो सकते हैं। कई एंजाइम घटते छल्ली में शामिल हैं, (क) क्यूटिन जो क्यूटिन के टूटने को उत्प्रेरित करता है, एक जटिल पॉलिएस्टर जो फैटी और हाइड्रॉक्सी फैटी एसिड और अन्य पदार्थों में हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है, (बी) एंजाइम जो फैटी एसिड और (सी) एंजाइमों के टूटने से संबंधित है। जो प्रोटीन, पिगमेंट, पेक्टिक पदार्थ और सेल्युलोज सहित अन्य क्यूटिकल पदार्थों को ख़राब करता है।

रोगज़नक़ों द्वारा इस तरह के एंजाइमों के किसी भी व्यापक उत्पादन से पत्ती की सतह की पारगम्यता बढ़ जाती है और परिणामस्वरूप विलुप्ति होती है जो हमलावर कवक के लिए एक नुकसान हो सकता है। संक्रमण संरचना द्वारा क्यूटिनाइज का एक स्थानीय स्राव छल्ली को नरम कर सकता है और प्रवेश को सुविधाजनक बना सकता है।

पेक्टिक एंजाइम:

पेक्टिक एंजाइमों का उत्पादन करने की क्षमता कवक, जीवाणु और नेमाटोड में व्यापक है। पेक्टिक पदार्थ पानी में अघुलनशील होते हैं और इन्हें 'प्रोटो-पेक्टिन' भी कहा जाता है, जो एक ऐसी सामग्री है जो प्राथमिक कोशिका भित्ति के मैट्रिक्स में मौजूद होती है और यह तनु अम्ल में घुलनशील होती है, और अलग-अलग जहॉक्सी सामग्री के पेक्टिनिक एसिड का उत्पादन करती है।

पेक्टिनसेरेस (पीई), या पेक्टिन मिथाइल एस्टरेज़ पेक्टिनिक एसिड के मिथाइल एस्टर समूहों के मिथाइल अल्कोहल और पेक्टिनिक एसिड के कम मिथाइलीन सामग्री और अंत में पेक्टिक एसिड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है। वे व्यापक रूप से पौधों और सूक्ष्म जीवों में वितरित किए जाते हैं। Polygalacturonases (PG), या पेक्टिक ग्लाइकोसिडेस और लिसेसेस, चेन स्प्लिटिंग एंजाइम होते हैं जो पेक्टिक पदार्थों में आसन्न गैलेक्टुरोनिक एसिड इकाइयों के बीच के लिंक को तोड़ते हैं।

पॉलीगैलेक्टुरोनेज़ (पीजी) तब कार्य करता है जब सब्सट्रेट पेक्टिक एसिड होता है, पॉलीमेथाइलगैलैक्टुरोनेज़ (पीएमजी) जब यह पेक्टिन होता है। कई कवक और बैक्टीरिया विशेष रूप से पेक्टिनसेरेज़ में पेक्टिक एंजाइम पैदा करते हैं। संक्रमण के शुरुआती चरणों में पेक्टिक एंजाइम सबसे अधिक सक्रिय होते हैं और नरम सड़न रोगों में प्रमुख महत्व के होते हैं जिसमें पैरेन्काइमाटस ऊतक तेजी से मध्यम लामेला के विघटन के साथ एक नरम-पानी से लथपथ ऊतक देने के लिए आक्रमण किया जाता है जो माध्यमिक आक्रमणकारियों द्वारा उपनिवेशित होने की संभावना है। ।

पेक्टिक एंजाइमों को पत्तों के विभाजन और ब्लोटिंग में शामिल कुछ रोगजनकों द्वारा भी स्रावित किया जाता है, हालांकि टॉक्सिंस के कारण होने वाले नेक्रोसिस द्वारा मैक्रोलेटिंग प्रभाव को मास्क किया जा सकता है। कई संवहनी विल्ट रोगज़नक़ संस्कृति में एंजाइम बनाने वाले एंजाइम का उत्पादन करते हैं और वे रोग के अंतिम चरण में महत्वपूर्ण हो सकते हैं जब रोगजनक संवहनी सिलेंडर से बाहर निकलता है और आसन्न ऊतकों पर हमला करता है।

सेल्युलोलिटिक एंजाइम:

सेलूलोज़ पौधों में सेल की दीवारों का मूल ढांचा बनाता है। एंजाइम सेल्युलैस अनुकूली होते हैं और सेल्यूलोज की उपस्थिति से उनका गठन उत्तेजित होता है। ये एंजाइम कई जीवों द्वारा उत्पादित किए जाते हैं जिनमें उच्च पौधे, कुछ कीड़े और नेमाटोड, और कई कवक और बैक्टीरिया शामिल हैं।

भूरे रंग की सड़ांध कवक लकड़ी और सफेद सड़ांध कवक तोड़ लिग्निन और सेलूलोज़ के क्षय में शामिल हैं। कवक की कई प्रजातियों में से, ज्यादातर बसिडिओमाइसीट्स लकड़ी के क्षय का कारण बनते हैं। स्केलेरोटियम रोफ्लेसी नरम सड़ांध पैदा कर सकता है और परिपक्व, कठोर ऊतक पर भी हमला कर सकता है और यह एक सेल्युलोलिटिक एंजाइम का उत्पादन करता है। स्यूडोटोनोनास सॉलानेयरम, वर्टिसिलियम एल्बो-एट्रम और फुसैरियम ऑक्सीस्पोरम लाइकोपर्सिस विल्ट बीमारियों का कारण बनते हैं और संस्कृति में सेल्युलोलिटिक एंजाइम भी पैदा करते हैं।

यह सुझाव दिया गया था कि ट्रेकिड्स के भीतर स्थितियां संवहनी विल्ट रोगजनकों द्वारा सेल्युलैस के उत्पादन का पक्ष लेती हैं, और इन एंजाइमों की स्थानीय कार्रवाई के परिणामस्वरूप उच्च आणविक भार के यौगिक बन सकते हैं जो वाष्पोत्सर्जन की धारा को बाधित कर सकते हैं।

hemicellulases:

ये पौधे कोशिका भित्ति के महत्वपूर्ण घटक हैं, विशेष रूप से परिपक्व और मोटे होते हैं। कुछ सेल्युलोलिटिक एंजाइम हेमिकेलुलोज घटकों को नीचा दिखा सकते हैं, जैसे कि मायोटेहाइड वेरुसरिया द्वारा निर्मित सेल्युलस द्वारा जाइलन के हाइड्रोलिसिस के साथ।

हेमिकेलुलैस की रिपोर्ट में स्केलेरोटिनिया स्केलेरोटीवोरम द्वारा हमला किए गए सूरजमुखी के हाइपोकोटिल्स में ज़ाइलानेज़ और अरबिनेज शामिल हैं; Sclerotinia fructigena की संस्कृति filtrates में arabinofuranosidase और डीप्लोइडिया विटिकोला द्वारा बाह्य कोशिकीय अपमानजनक एंजाइमों का उत्पादन किया गया था।

लिग्नोलिटिक एंजाइम:

लिग्निन, प्लांट सेल की दीवारों का प्रमुख घटक एक जटिल बहुलक है और मुख्य रूप से सेल्यूलोज फाइबर के आसपास के मैट्रिक्स में होता है। सफेद सड़ांध कवक, मुख्य रूप से बासिडिओमाइसेट्स, एंजाइम के माध्यम से लिग्निन को तोड़ते हैं (लिग्निनैस, लिग्नेस) जो लैक्टोज प्रकार के पॉलीफेनोलोक्सीडेस हैं।

लिग्नोलिटिक एंजाइम पौधे की बीमारी में मामूली महत्व के हैं, क्योंकि लिग्निन एक प्रतिरोधी सामग्री है और कुछ सूक्ष्म जीवों द्वारा हमला किया जाता है। Fusarium की कुछ प्रजातियां, जिनमें Fusarium lactis और F. nivale शामिल हैं, आसानी से ब्रेकडाउन लिग्निन कर सकती हैं।

सेल की दीवारों के क्षरण में शामिल अन्य एंजाइम: सूक्ष्म जीवों और ज्यादातर पौधों के रोगजनकों द्वारा मौजूद कॉर्क ऊतकों में मौजूद सबरीन इस पदार्थ को तोड़ने में असमर्थ हैं।

पादप रोगजनक एंजाइमों का उत्पादन करते हैं जो फॉस्फोलिपिड्स जैसे प्रमुख झिल्ली घटकों पर हमला करते हैं। विशिष्ट फॉस्फोलिपेस की एक संख्या, फॉस्फोलिपिड्स के एसेस्टर और फॉस्फेट एस्टर बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करती है। फॉस्फोलिपासे-ए एक डाइसिलग्लिसरॉफोस्फोरिल यौगिकों के एसाइल एस्टर बॉन्ड में से एक हाइड्रोलाइज करता है, जो एक फैटी एसिड की उपज है।

फॉस्फोलिपेज़-बी फैटी एसाइल एस्टर के दोनों एक क्लीवेज, एक डायसेलिग्लिसरॉफ़ॉस्फोरिल यौगिक से, दो फैटी एसिड और ग्लिसरॉफ़ॉस्फ़ोरील मौन उपज देता है। प्रोटीन में प्रोटीओलाइटिक एंजाइम पेप्टाइड बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करते हैं।

स्टेफोफिलियम बोट्रीओसम द्वारा संक्रमित अल्फाल्फा लीफ टिशू में प्रोटीज गतिविधि का पता चला था। कई पौधे रोगजनकों फॉस्फोटिडेस और इन एंजाइमों और प्रोटीज कोशिका झिल्ली को प्रभावित कर सकते हैं।

(बी) रोगजनकों द्वारा विषाक्त पदार्थों का उत्पादन:

लक्षण जो रोगज़नक़ के अग्रिम में विकसित होते हैं, अक्सर एक क्लोरोटिक या पारभासी क्षेत्र के रूप में होते हैं, रोगज़नक़ द्वारा स्रावित फैलने वाले चयापचयों के कारण होने की संभावना होती है। इस प्रकार यह गौमन (1954) द्वारा माना गया कि सूक्ष्म जीव रोगजनक होते हैं केवल अगर वे विषैले होते हैं।

विषाक्त पदार्थ जहरीले प्रोटीन होते हैं जैसे कि रोगजनक मूल के पदार्थ होते हैं और पौधों के लिए हानिकारक होते हैं। विषाक्त पदार्थ एक्सोटॉक्सिन या एंडोटॉक्सिन हो सकते हैं। आसानी से फैलने वाले प्रोटीन से बना पूर्व, अत्यधिक विषैला होता है, और बाद वाला, दृढ़ता से बाध्य ग्लुकोइड लिपोप्रोटीन से बना होता है, कम विषाक्त होता है। कुछ महत्वपूर्ण विषाक्त पदार्थों में विजोरिन (हेल्मिनथोस्पोरियम द्वारा स्रावित) विजोरिया), पेरिकोनिन (पेरिकोनिया सर्किनटा द्वारा स्रावित), पाइरेक्टिन (पाइरकुलरिया ओरेजा द्वारा स्रावित), अल्टरनेरिक एसिड (अल्टरनेरिया सोलानी द्वारा स्रावित) और कोलेटोनिन (कोललेटोट्रिचम फाल्टेटीमियम द्वारा स्रावित) है। फुसैरियम लाइकोपर्सिसी) और फुसरिक एसिड (फुसैरियम ऑक्सीस्पोरम द्वारा स्रावित)। कुछ टॉक्सिंस (जैसे, पिरिकेनिन, अल्टरनेरिक एसिड, कोलोनटिन) गैर-विशिष्ट होते हैं, अर्थात, वे एक से अधिक मेजबानों को प्रभावित करते हैं, जबकि अन्य (जैसे, विजोरिन, पेरिकोनिन, फाइटो-अल्टरिन) मेजबान-विशिष्ट होते हैं।

विष कोशिकाओं और ऊतक के बीच कई अंतःक्रियाओं के साथ विषाक्तता संयंत्र कोशिकाओं को मारने के तरीके जटिल हैं।

फाइटोटॉक्सिसिटी के संभावित तंत्र निम्नलिखित हैं:

(i) पारगम्यता परिवर्तन:

प्लाज्मा झिल्ली की अर्धचालकता बदल जाती है, पानी और चयापचयों के नुकसान की अनुमति देता है, विषाक्त पदार्थों के बिना अप्रतिबंधित प्रवेश। लाइकोकार्समिन, फुसरिक एसिड, ए-पिकोलोलिनिक एसिड, ऑक्सालिक एसिड, विजोरिन आदि पारगम्यता को प्रभावित करते हैं।

(ii) सामान्य चयापचय प्रक्रियाओं में व्यवधान:

विषाक्त पदार्थ कुछ महत्वपूर्ण चयापचयों के लिए एक एंटीमेटाबोलाइट के रूप में कार्य करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटोप्लाज्मिक प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस, एंजाइम सिस्टम का अवरोधन आदि होते हैं। पिरिकिनिन अतिसंवेदनशील चावल के पौधों के पॉलीफेनोलोक्सीडेज सिस्टम को रोकता है, अघुलित ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन द्वारा विजोरिन कार्य करता है।

फ्यूसरिक एसिड और ए-पिकोलोलिनिक एसिड भारी धातुओं वाले आयनों के साथ केलेट-रिंग कॉम्प्लेक्स का निर्माण कर सकते हैं और परिणामस्वरूप एंजाइम सिस्टम के निषेध हो सकते हैं। टॉक्सिन प्रतिरोधी ऊतक वैकल्पिक चयापचय मार्गों का उपयोग करके अवरुद्ध एंजाइम प्रणाली को टॉक्सिन और निष्क्रिय कर सकते हैं।

(iii) विषाक्तता के अन्य तंत्र:

इनमें बड़े अणुओं के भौतिक 'अवरुद्ध' प्रभाव, संभावित आसमाटिक प्रभाव, मेजबान वृद्धि की उत्तेजना, जड़ विकास का निषेध आदि शामिल हैं।

(ग) रोगज़नक़ द्वारा विकास-विनियमन वाले पदार्थों का उत्पादन:

कुछ रोगजनकों मेजबान ऊतक में वृद्धि नियामकों का उत्पादन करते हैं। मुख्य विकास नियामक इंडोलैसिटिक एसिड (IAA) और गिबरेलिन हैं। IAA का उत्पादन ट्रिप्टोफैन की उपस्थिति में कई कवक और बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है, सबसे महत्वपूर्ण अग्रदूत, और कुछ कवक ऑक्सीडेट्स का उत्पादन करने में सक्षम हैं जो IAA को नष्ट करते हैं।

आईएए, गिबरेलिन और किन के अलावा कुछ विशिष्ट विकास नियामक भी रोगजनन में शामिल हैं। रोगग्रस्त पौधों में हाइपरऔक्सिनी की कई रिपोर्टें होती हैं, जहां ऊतक अतिवृद्धि होती है, जैसा कि क्राउन पित्त (एग्रोबैक्टीरियम टूमफैसीन्स) में होता है। संक्रमित ऊतक में हाइपरएक्जिनी रोगज़नक़ द्वारा ऑक्सिन के उत्पादन के कारण हो सकता है, मेजबान द्वारा इसकी वृद्धि हुई उत्पादन या रोगग्रस्त ऊतक में इसके कम विनाश के लिए।

औक्सिन संचय IAA ऑक्सीडेज गतिविधि के निषेध के माध्यम से होता है, और यह गैर-परजीवी परजीवी जैसे स्यूडोमोनस सोलानैक्रम में भी होता है, जिसमें एंजाइम अवरोध IAA ऑक्सीडेज के संचय के साथ सहसंबद्ध हो सकता है।

वर्टिसिलियम एल्बोट्रम द्वारा संक्रमित टमाटर के तने और पत्तियों में वृद्धि हुई IAA की सूचना है। गिब्बरेलिन और गिबेरेलिक एसिड गिब्बरेलफुजिकोइरी द्वारा उत्पादित होते हैं जो रूट सड़ांध, पैर सड़ने, अनाज के डंठल सड़ने का कारण बनता है।

यह चावल की बेकन बीमारी का कारण बनता है जिसमें युवा रोपाई गंभीर रूप से संक्रमित, etiolated और असामान्य रूप से लंबे हो जाते हैं। किनोलिन-जूस पदार्थों की वृद्धि को फ़िरोलस वुल्गैरिस और विकिया फैबा के पत्तों में उरोमीज़ फेज़ोली और यूरोमिसेफ़ैबे द्वारा हमला किया गया था।