既存の障壁 :
- 物理的障壁:キューティクルや細胞壁などの植物組織の外層は、病原体が植物に入って感染するために克服しなければならない物理的障壁として機能します。より厚いまたはより複雑な障壁は、より広い範囲の病原体に対して耐性を提供できます。
- 化学障壁:植物は、植物大西洋(構成的)およびフィトアレキシン(感染時に誘導)を含むさまざまな抗菌化合物を生成します。これらの化合物は、感染を確立する前に病原体を阻害または殺すことができます。
認識とシグナル伝達 :
- パターン認識受容体(PRR):植物は、病原体関連分子パターン(PAMP)として知られる病原体に関連する保存された分子を認識できるPRRを所有しています。この認識は、抗菌薬の産生や免疫関連遺伝子の活性化を含む防御反応を引き起こします。
- エフェクタートリガー免疫(ETI):一部の病原体はエフェクター、宿主免疫応答を抑制できる分子を分泌します。しかし、植物は特定のエフェクターを認識し、ETIにつながる耐性(R)遺伝子を進化させました。この認識は、しばしば非ホスト抵抗をもたらす堅牢な防御応答を引き起こします。
宿主と病原体の共進化 :
- 遺伝子と遺伝子の関係:植物R遺伝子と病原体への回答(AVR)遺伝子との相互作用は、遺伝子と遺伝子の仮説に従います。植物に病原体のAVR遺伝子に対応する特定のR遺伝子がない場合、病原体は病気を引き起こす可能性があります。この共進化的武器競争は、植物が病原体AVR遺伝子に対して効果的なR遺伝子を持っている場合、非ホスト抵抗につながります。
- 脱出と反防衛:病原体は、AVR遺伝子の突然変異を取得するか、新しいエフェクターを獲得することにより、宿主耐性を克服するために進化する可能性があります。それに応じて、植物は新しいR遺伝子を進化させるか、既存の遺伝子を修正して耐性を維持する場合があります。
遺伝的および環境的要因 :
- 植物遺伝学:植物種と栽培品種の遺伝的多様性は、病原体に対する感受性に影響します。一部の植物品種は、特定の病原体に対する非宿主耐性を付与する自然耐性遺伝子または遺伝子の組み合わせを持っています。
- 環境条件:温度、湿度、栄養の利用可能性などの環境要因は、植物の健康と防衛の反応に影響を与える可能性があります。ストレスの多い状態は、植物を弱め、それらを病原体の影響を受けやすくする可能性があります。
ミクロビオーム相互作用 :
- 有益な微生物:植物は、非ホスト耐性に寄与する可能性のある内生植物や根茎を含む有益な微生物を抱きます。これらの有益な微生物は、抗菌化合物を生成したり、資源のために病原体と競合したり、植物に全身性耐性を誘発したりする可能性があります。
結論として、非ホスト抵抗は、既存の障壁、認識とシグナル伝達メカニズム、宿主病原体の共進化、遺伝的多様性、環境条件、有益な微生物との相互作用など、さまざまな要因の影響を受ける複雑な現象です。これらの要因を理解することは、持続可能な疾患管理戦略を開発し、病原体に対する作物抵抗を改善するために重要です。