واکاوی متابولیت‌ها، در پژوهش‌های نوین بیماری‌شناسی گیاهی

گیاهان، همواره در معرض تنش‌های زیستی و غیرزیستی قرار دارند. بیماری‌های گیاهی به عنوان یکی از مهمترین عوامل کاهش تولید محصولات گیاهی در سراسر دنیا محسوب می‌شوند. گیاهان برای دفاع از خود در برابر بیمارگرها دارای سازوکارهای خاصی مثلِ تولید ترکیبات ضد میکروبی، تقویت دیواره‌ی سلولی و تولید گونه‌های اکسیژن واکنش‌پذیر هستند. یک بیمارگر موفق، در مبارزه‌ی تسلیحاتی با سامانه‌ی دفاعی گیاه پیروز شده، می‌تواند از میزبان خود مواد غذایی کسب کند. برای مثال بیمارگرهای مرده‌پرور گیاهی از طریق تولید و ترشح آنزیم‌های تخریب دیواره‌ی سلولی گیاه و زهرابه‌های مختل کننده فرایندهای میزبان، از سلول‌های مرده‌ی گیاه تغذیه می‌کنند. اما بیمارگرهای زیواپرور قادر به کسب مواد غذایی از سلول‌های گیاهی زنده هستند. اختلال در سوخت‌وساز گیاهِ آلوده شده توسط بیمارگر، در بروز مراحل پس از آلودگی نقش مهمی دارد. واکاوی‌ متابولیت‌های گیاه سالم، گیاه تازه مایه‌زنی شده و گیاه بیمار، اطلاعاتی را درباره‌ی نقش متابولیت‌ها در برهم‌کنش گیاه و بیمارگر بیان می‌کند. بیشتر مطالعات بیماری‌شناسی گیاهی وابسته به روش‌های ژنومی و ترانویسی بوده‌اند؛ این در حالی است که ورود علم متابولومیک، واکاوی متابولیت‌ها، در مطالعات مقاومت و پذیرندگی گیاه، ضروری است؛ زیرا متابولیت‌ها نمایانگر محصولات نهایی بیان ژن‌ها هستند. در این گفتار به مطالعات متابولومیک در واکنش های دفاعی گیاه در برابر بیمارگرهای گیاهی پرداخته می‌شود.

analysis of metabolites in modern plant pathology research

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.