In de Er staat veel op het spel in de moderne landbouw.Om kwalitatief voedsel te produceren, verliezen te beperken en dit op een manier te doen die het milieu en de gezondheid van mensen respecteert, terwijl we tegelijkertijd de natuurlijke aanpassing aan droogteHet probleem is dat traditionele chemische hulpmiddelen steeds meer beperkingen kennen, resistentie veroorzaken bij ziekteverwekkers en bovendien niet voldoen aan de nieuwe eisen op het gebied van duurzaamheid.
In deze context, Natuurlijke prikkels zijn een van de grootste troeven geworden Om plagen, ziekten en stress te bestrijden zonder al te veel afhankelijk te zijn van synthetische pesticiden. In plaats van de ziekteverwekker direct te doden, 'trainen' deze stoffen de plant, activeren ze zijn afweersysteem en bereiden ze hem voor om beter te reageren op schimmels, bacteriën, virussen, insecten of abiotische factoren zoals droogte, kou of zoutgehalte.
Wat zijn natuurlijke elicitoren en waarom zijn ze zo interessant?
Als we het over elicitoren hebben, hebben we het over moleculen die de interne afweer van planten kunnen activerenZe kunnen afkomstig zijn van plantenextracten, schimmels, bacteriën, celwanden, secundaire metabolieten, fytohormonen of zelfs anorganische verbindingen en fysieke stimuli. Het zijn geen conventionele meststoffen of fungiciden, hoewel er wel enkele bestaan. natuurlijke fungiciden werkzaam in zaaibedden en ecologisch beheer.
In gevallen waarin zij optreden als tussenpersonen bij de herkenning van plantpathogenenZe binden zich aan specifieke receptoren op het plasmamembraan en activeren van daaruit een signaalcascade die de expressie van honderden genen die verband houden met afweer beïnvloedt. Het resultaat is een staat van "immuunalarm" die vaak langer aanhoudt dan het initiële moment van toediening.
Afhankelijk van hun oorsprong worden elicitors doorgaans ingedeeld in: endogeen en exogeenEndogene verbindingen zijn fragmenten of moleculen die in de plant zelf ontstaan, zoals celwandfragmenten die vrijkomen na beschadiging of stress. Exogene verbindingen zijn afkomstig van ziekteverwekkers (fragmenten van schimmels, bacteriën en virussen), nuttige micro-organismen, plantenextracten of chemische stoffen die van buitenaf worden aangebracht.
Een ander veelgebruikt criterium is de aard ervan: biotische en abiotische elicitorenBiotische factoren omvatten complexe koolhydraten in celwanden, oligosachariden, eiwitten, enzymen en vetzuren zoals arachidonzuur. Abiotische factoren omvatten metaalzouten, uv-straling, lage temperaturen, anorganische verbindingen zoals natriumsilicaat en gassen zoals ozon en COâ‚‚.2 en zelfs fysieke behandelingen zoals hitte of gepulseerd licht.
Het belangrijkste is dat de plant na de werking van een elicitor in een staat van Verworven systemische resistentie (SAR) of geïnduceerde systemische resistentie (ISR)In deze toestand zijn de verdedigingsmechanismen geactiveerd of 'vooraf geladen'. Wanneer de daadwerkelijke ziekteverwekker arriveert, is de reactie sneller, intenser en effectiever, zelfs in organen die niet rechtstreeks zijn behandeld.
Hoe geïnduceerde immuniteit werkt: SAR, ISR en belangrijke hormonale routes
De verdediging van planten is op twee hoofdniveaus georganiseerd: voorgevormde (constitutieve) verdedigingen en geïnduceerde verdedigingenDe vooraf gevormde barrières zijn de fysieke en chemische barrières die al 'standaard' aanwezig zijn: wasachtige cuticula, dikte van de opperhuid, trichomen, samenstelling van de cuticula, kenmerken van huidmondjes en lenticellen of de aanwezigheid van stoffen zoals terpenen, alkaloïden, fenolen of saponinen.
De geïnduceerde afweer wordt alleen geactiveerd wanneer de plant een aanval of een stressprikkel detecteert. Op dat moment treedt de zogenaamde overgevoeligheidsreactie (HR), een gelokaliseerde celdood op het punt van infectie, veroorzaakt door snelle veranderingen in de ionenstroom, fosforyleringen/defosforyleringen en een sterke productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) zoals H2O2 en superoxideradicaal, samen met een toename van stikstofoxide (NO).
Deze reactie beperkt de opmars van de ziekteverwekker en gaat gepaard met de synthese van Fytoalexinen en andere defensieve metabolietenDeze omvatten onder andere fenolen, lignine, tannines, flavonoïden, glucosinolaten, glucanasen, chitinasen, lectinen, terpenen, alkaloïden en saponinen. In insectenresistente planten hopen zich ook stoffen op die de groei en vruchtbaarheid van plagen verstoren.
Elicitors maken juist gebruik van dit systeem: Ze simuleren een aanval, zonder dat de ziekteverwekker daadwerkelijk schade aanricht.Op deze manier activeert de plant zijn afweermechanismen al van tevoren en vermindert hij zijn toekomstige kwetsbaarheid. Daarom is het aan te raden de inductiebehandeling toe te passen voordat de ziekteverwekker arriveert en deze te volgen. Tips om ongedierteaanvallen te voorkomenniet wanneer de ziekte al volledig is ontwikkeld.
Fytohormonen spelen een fundamentele rol in dit hele proces. De twee meest bestudeerde routes zijn die van salicylzuur (SA) en jasmonzuur (JA)Deze worden aangevuld door ethyleen en, in situaties van abiotische stress, abscisinezuur (ABA). AS is nauw verbonden met SAR, met name tegen biotrofe pathogenen; AJ en ethyleen worden meer geassocieerd met de verdediging tegen necrotrofe pathogenen en herbivoren.
Het evenwicht tussen beide paden is cruciaal: Overmatige AS-signalering kan de plant kwetsbaarder maken voor insectenOveractivatie van de AJ kan de weerstand tegen bepaalde pathogenen verminderen en de groei benadelen, omdat hulpbronnen worden gebruikt voor verdediging in plaats van voor biomassaproductie.
Daarom zijn nieuwe generatie commerciële producten, vooral die van natuurlijke oorsprong, zo samengesteld dat moduleren de AS-, AJ- en ethyleenpaden op een evenwichtige manierop zoek naar wereldwijde bescherming zonder de groeikracht of productiviteit van het gewas te belemmeren.
Complexiteit bij het gebruik van elicitors: dosis, mengsel en omgeving
Het gebruik van elicitors is niet zo eenvoudig als het aanbrengen van een contactfungicide en het vervolgens vergeten. Om ze goed te laten werken, zijn bepaalde voorzorgsmaatregelen essentieel. pas de dosis en de applicatietijd correct aanTe lage doseringen activeren de afweer mogelijk niet voldoende, terwijl te hoge doseringen een onevenredige reactie kunnen veroorzaken die de groei in gevaar brengt of fytotoxiciteit veroorzaakt.
We moeten ook rekening houden met hun compatibiliteit met andere producten in het beheerprogrammaSommige elicitoren kunnen hun effectiviteit verliezen als ze worden gemengd met bepaalde pesticiden of meststoffen, of omgekeerd kunnen ze de werking van andere behandelingen verstoren. Het controleren van etiketten, het uitvoeren van voorafgaande tests en het inwinnen van technisch advies zijn essentieel om vermijd ongedierte op planten en de effectiviteit maximaliseren.
De De omgevingsomstandigheden tijdens de behandeling hebben een aanzienlijke invloedTemperatuur, relatieve vochtigheid, zonnestraling en de waterkwaliteit van het gewas beïnvloeden de absorptie, translocatie en fysiologische respons. Hetzelfde product kan in de ene context uitstekende resultaten opleveren en in de andere matige, als er geen rekening wordt gehouden met deze variabelen.
Follow-up is net zo belangrijk. Idealiter gaat het gebruik van elicitoren gepaard met goede monitoring. visuele monitoring en, waar mogelijk, laboratoriumanalyse Om te controleren op veranderingen in defensieve metabolieten, antioxidantenzymen of kwaliteitsparameters. Dit maakt het gemakkelijker om de dosering, frequentie en combinatie met andere beheersmaatregelen aan te passen.
Het is belangrijk om te onthouden dat elicitors geen toverstokjes zijn: In situaties van intense stress of ontoereikend management neemt de natuurlijke afweer afOvermatige hoeveelheden synthetische landbouwchemicaliën, plotselinge veranderingen in temperatuur en vochtigheid, extreme straling of ernstige droogte kunnen de capaciteit van het immuunsysteem van de plant overbelasten en de effectiviteit van elke strategie om resistentie te induceren verminderen.
Natuurlijke elicitoren in de voor- en naoogst: kwaliteitsverbetering en behoud
Naast de directe ziektebestrijding tijdens de teeltcyclus blijken elicitoren zeer interessante hulpmiddelen te zijn voor het verhogen van het gehalte aan fytochemische verbindingen en het verbeteren van de bewaring na de oogstEr zijn talrijke wetenschappelijke studies uitgevoerd naar de werking ervan, zowel bij toepassing in het veld als direct op reeds geoogst fruit.
Bij kersen bijvoorbeeld is het gebruik van pre-oogst-middelen oxaalzuur (OA) in rassen zoals 'Sweet Heart' en 'Sweet Late'Toegepast in verschillende concentraties (0,5, 1 en 2 mM) op belangrijke momenten in de vruchtontwikkeling (steenharding, begin van kleurverandering en begin van rijping), verhoogde de AO de grootte, het volume en het gewicht van de kersen en verbeterde tevens de kleur en stevigheid, waarbij 2 mM de meest effectieve dosis was.
Dit type behandeling resulteerde ook in een verhoogd gehalte aan bioactieve verbindingen en antioxiderend potentieel Tijdens de oogst bevat het fruit hogere gehaltes aan anthocyanen, flavonoïden en chlorogeenzuurderivaten. Veel van deze stoffen zijn direct gerelateerd aan de visuele aantrekkingskracht van het fruit en de gezondheidsvoordelen voor de consument.
In pruimen van variëteiten zoals 'Black Splendor' en 'Royal Rosa', oxaalzuur en andere natuurlijke elicitors zoals methyljasmonaat (JaMe), salicylzuur (AS), acetylsalicylzuur (AAS) en methylsalicylaat (SaMe) Ze hebben ook zeer positieve resultaten laten zien. Ze werden in verschillende ontwikkelingsstadia en in verschillende concentraties toegepast, waarna de meest effectieve werd geselecteerd voor kwaliteits- en fytochemische analyses.
Deze studies observeerden een verhoogde productie en verbeterde kwaliteitsparameters (gewicht, stevigheid, kleur, oplosbare vaste stoffen en totale zuurgraad), zowel tijdens de oogst als na langdurige koelopslag. Bovendien bleven de concentraties totale fenolen, anthocyanen, carotenoïden en ascorbinezuur hoger, evenals de activiteit van antioxidantenzymen zoals peroxidase (POX), catalase (CAT) en ascorbaatperoxidase (APX).
Bij artisjokken had de toepassing van AO en JaMe vóór de oogst in de variëteit 'Blanca de Tudela' een vergelijkbaar effect: hoger percentage eersteklas hoofdenEen verhoogde totale antioxidantactiviteit en een hoger gehalte aan hydroxykaneelzuur en luteoline werden waargenomen, zowel tijdens de oogst als tijdens de koelopslag. Een specifieke verbinding, luteoline 7-O-glucuronide 3-O-glucoside, werd zelfs voor het eerst in artisjokken geïdentificeerd.
Vooral methyljasmonaat vertoonde interessant gedrag: De laagste concentraties (0,5 mM) hielpen de rijping en het gewichtsverlies te vertragen Bij de behandeling van pruimen na de oogst verminderden doses van 2 mM de ethyleenproductie en de ademhaling, terwijl doses van 2 mM het rijpingsproces versnelden. Dit toont aan dat de dosis niet alleen de intensiteit van de afweerreactie beïnvloedt, maar ook de fysiologie van de rijping.
Ook de kwaliteit van pruimenbomen werd verbeterd door behandelingen vóór de oogst met AS, AAS en SaMe: grotere stevigheid, groter gewicht en hogere concentratie organische zuren en suikersevenals fenolen en anthocyanen (zoals cyanidine-3-O-glucoside en cyanidine-3-O-rutinoside) en carotenoïden. Tijdens de opslag behielden deze behandelde vruchten hun kleur, zuurgraad en bioactieve bestanddelen beter.
Na-oogst-elicitors om verliezen en chemisch afval te verminderen
Een van de grootste zorgen vandaag de dag is dat Bijna de helft van de wereldwijde productie van fruit en groenten gaat na de oogst verloren.Schimmels zijn de belangrijkste oorzaak van deze verliezen. Synthetische fungiciden worden traditioneel gebruikt om ziekten tijdens de opslag te bestrijden, maar overmatig gebruik van deze producten leidt tot resistentie, residuen in voedsel en milieuproblemen.
Biologische elicitoren hebben aan populariteit gewonnen als onschadelijke strategie om het afweersysteem van het fruit na de oogst te activerenWanneer ze worden toegepast bij immersiebehandelingen, coatings, verneveling of gemodificeerde atmosferen, kunnen ze de synthese van antimicrobiële en antioxiderende secundaire metabolieten op gang brengen, waardoor de incidentie van ziekten wordt verminderd en de houdbaarheid wordt verlengd; veel van deze alternatieven zijn opgenomen in compilaties over traditionele remedies complementair.
Onder de geïnduceerde metabolieten vallen de volgende op: fenolische verbindingen, flavonoïden, lignine en fytoalexinenDeze enzymen versterken de celwandstructuur, beperken de penetratie van ziekteverwekkers en verbeteren de algehele antioxidatieve capaciteit. Tegelijkertijd wordt de activiteit van belangrijke enzymen zoals fenylalanine-ammoniaklyase, superoxidedismutase, peroxidase en polyfenoloxidase verhoogd, waardoor de lipideperoxidatie van membranen en de met infectie gepaard gaande oxidatieve stress worden vertraagd.
Fruit detecteert ziekteverwekkers via herkenningsreceptoren in het plasmamembraanDeze processen activeren de productie van ROS, de activering van G-proteïnen, ubiquitine, kinasen, calciumsignalering en een complex netwerk van hormonen en transcriptiefactoren. Dit alles komt samen in de regulatie van afweergenen, waarvan er vele zijn geïdentificeerd dankzij omics-technologieën.
Transcriptomische en metabolomische studies in avocado behandeld met chitosan als elicitor Ze toonden de activering aan van meerdere metabole routes: stressrespons, signaaltransductie, fenylpropanoïdebiosynthese en een toename van secundaire metabolieten die betrokken zijn bij resistentie tegen Colletotrichum gloeosporioides. Vergelijkbare studies met mandarijn behandeld met cyclische lipopeptiden van Bacillus subtilis lieten een grotere accumulatie van bioactieve stoffen zien.
Verschillende elicitoren zijn getest bij andere soorten fruit: Oligochitosan, salicylzuur en de gist Pichia membranaefaciens Er is aangetoond dat ze de fenylpropanoïderoute induceren, verantwoordelijk voor de biosynthese van structurele polymeren en beschermende pigmenten. Antagonistische gisten zoals Pichia guillermondi of Kloeckera apiculata, toegepast op pruimen, hebben Monilinia fructicola succesvol bestreden en tegelijkertijd de productie van lignine, flavonoïden en fenolen geactiveerd.
Biologische bestrijdingsmiddelen van het geslacht Bacillus speelt ook een prominente rolStammen zoals Bacillus atrophaeus TE7 hebben een biologische bestrijdingseffectiviteit van meer dan 85% bereikt in mango tegen Cladosporium cladosporioides, terwijl Bacillus subtilis ABS-S14, via zijn cyclische lipopeptiden, effectief groene schimmel in mandarijn bestrijdt en de expressie van genen gerelateerd aan SAR, ROS en Ca activeert.2+ en ABA.
Naast organische verbindingen zijn de volgende stoffen geëvalueerd: natuurlijke polysacchariden zoals chitosan, fructo-oligosacchariden, carrageen, fucanen of agavefructanenAl deze metabolieten hebben goede resultaten laten zien bij de bestrijding van ziekten zoals antracnose in avocado. Andere metabolieten zoals epicatechine, quercetine, etherische oliën en antimicrobiële peptiden (mytichitin-CB, epsilon-poly-L-lysine) zijn effectief gebleken in cherrytomaten, appels en aardbeien.
De anorganische elicitoren en exogene gassen Ze lopen ook niet ver achter: silicium, natriumcarbonaat, CO2Ozon of lachgas blijkt de stress- en ziekterespons bij mandarijnen, druiven, jujubes, meloenen en ander fruit te verbeteren. In het geval van CO22Er is bijvoorbeeld aangetoond dat het genen activeert die verband houden met abiotische stress en de expressie van enzymen die de celwand afbreken, vermindert, waardoor de stevigheid en houdbaarheid van het fruit wordt verlengd.
Op fysiologisch niveau veroorzaken veel van deze behandelingen diepgaande veranderingen in energie en oxidatieve stofwisselingProteomische studies in mitochondriën van behandeld fruit laten veranderingen zien in metaalbindende eiwitten, ATPases, oxidoreductases en enzymen van glycolytische en tricarbonzuurcycli, waardoor interactienetwerken worden gevormd die de weerstand versterken en tegelijkertijd de energiebalans in stand houden.
Elicitoren in graszoden en intensieve teelten: fosfieten en sleutelhormonen
Het gebruik van elicitors is niet beperkt tot fruitbomen of groenteplanten. Ook in sport- en siergrasvelden is gebleken dat ze effectief zijn. Het goed functioneren van natuurlijke afweersystemen is van cruciaal belang. om bestand te zijn tegen aanvallen van schimmels, bacteriën, virussen en aaltjes, maar ook om abiotische factoren zoals vorst, droogte, zoutgehalte of extreme hitte het hoofd te bieden.
In deze graslandsystemen werken de verdedigingsmechanismen op twee niveaus: één actieve respons op basis van fysieke en chemische barrières (cuticula, celwand, terpenen, alkaloïden, fenolen, enz.) en een passieve reactie gekoppeld aan lokale en systemische resistentie. Deze reacties worden getriggerd door de plant zelf als reactie op stress of extern toegediend.
Een van de bekendste elicitors in gazons is de fosfiet (HPO)3-2)Het staat bekend om het stimuleren van de vorming van fytoalexinen die verwant zijn aan terpenen, alkaloïden en fenolen, en heeft een bijzonder opmerkelijk effect tegen oömyceten zoals Phytophthora en Pythium. Het gebruik ervan is inmiddels een vast onderdeel geworden van slimme beheersstrategieën om de afhankelijkheid van conventionele fungiciden te verminderen.
In het laatste decennium zijn ook de volgende geïdentificeerd andere moleculen met een elicitorfunctie in grassenzoals salicylzuur, jasmonzuur, ethyleen en abscisinezuur. Deze hormonen reguleren de expressie van genen voor pathogenese-gerelateerde (PR) eiwitten, die betrokken zijn bij de bescherming tegen schimmels, bacteriën, virussen en zelfs nematoden.
Het eerste niveau van stressrespons in graszoden is lokaal en gerelateerd aan de synthese van fytoalexinen uit het enzym fenylalanine-ammoniaklyase (PAL)De toename van PAL hangt samen met een grotere algehele resistentie. Het tweede, systemische niveau betreft de activering van PR-genen verspreid over de plant, grotendeels gemedieerd door salicylzuur, zoals beschreven in talrijke fysiologische studies.
Onder extreme stress – langdurige droogte, overmatig gebruik van landbouwchemicaliën of sterke temperatuurschommelingen – lijdt het afweersysteem van het gras. In dergelijke gevallen, Elicitor- en biostimulerende producten worden een essentieel hulpmiddel om het evenwicht te herstellen, schade te beperken en de speelbaarheid en het uiterlijk van greens, tees of voetbalvelden te behouden.
BestCure en andere commerciële formules op basis van natuurlijke extracten
Een groot deel van de recente innovaties op het gebied van plantgezondheid draait om formules die directe biocide activiteit met elicitorcapaciteitEen voorbeeld hiervan is BestCure, ontwikkeld op basis van citrusextracten die een dubbele werking hebben: ze bestrijden rechtstreeks een aantal schimmel- en bacteriële ziekten en activeren tegelijkertijd de natuurlijke afweer van de plant.
Dit soort producten zijn ontworpen voor om de biomassaproductie of -opbrengst niet in gevaar te brengenDit komt precies doordat ze op een evenwichtige manier de hormonale processen moduleren die betrokken zijn bij afweer en groei. In het specifieke geval van BestCure is het vermogen beschreven om zowel systemisch verworven resistentie (SAR), gemedieerd door salicylzuur, als systemisch geïnduceerde resistentie (SIR), gekoppeld aan jasmonzuur en ethyleen, te activeren.
De combinatie van SAR en ISR maakt het mogelijk om: uitgebreide bescherming tegen biotrofe en necrotrofe pathogenenen een verbeterde reactie op herbivore insecten. Bovendien worden de planten, door systematische activering van afweermechanismen, "voorbereid" op toekomstige infecties, met een verminderde impact van elke nieuwe aanval.
Wat interessant is aan deze productlijn is dat Ze passen heel goed in geïntegreerde beheerprogramma's en duurzame landbouwZe maken het mogelijk de dosering van conventionele pesticiden te verlagen, de stresstolerantie te verbeteren en de kwaliteit en de houdbaarheid van producten na de oogst te verlengen. Tegelijkertijd blijven de concentraties bioactieve stoffen die gunstig zijn voor de gezondheid van de mens, hoog.
De ontwikkeling van deze formuleringen wordt ondersteund door een grote hoeveelheid onderzoek, wat tot uiting komt in Artikelen en wetenschappelijke reviews over de rol van elicitoren in gewasbeschermingZowel vanuit fysiologisch als moleculair perspectief. Studies in toonaangevende tijdschriften hebben zich verdiept in de effecten ervan op genexpressie, fruitmetabolomics en interacties tussen planten en micro-organismen, evenals de mogelijkheden voor duurzamere gewasbescherming.
Al dit bewijsmateriaal wijst erop dat natuurlijke prikkels – of het nu gaat om botanische extracten, polysacchariden, plantenhormonen, nuttige micro-organismen, gassen of anorganische verbindingen – een positief effect hebben op de gezondheid. Een solide manier om het immuunsysteem van planten te versterken en de kwaliteit, opbrengst en bewaring te verbeterenEen correct gebruik ervan, in combinatie met technisch advies, aanpassing van de dosering, respect voor de omgevingsomstandigheden en compatibiliteit met andere beheerpraktijken, zorgt voor een vermindering van het gebruik van synthetische chemicaliën en vooruitgang in de richting van een veerkrachtigere, winstgevendere en milieuvriendelijkere landbouw.
