สารกระตุ้นตามธรรมชาติ: วิธีฝึกการป้องกันของพืช

ใน เรามีส่วนได้ส่วนเสียมากมายในเกษตรกรรมสมัยใหม่เพื่อผลิตอาหารที่มีคุณภาพ ลดการสูญเสีย และทำในลักษณะที่เคารพต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของผู้คน พร้อมทั้งส่งเสริม การปรับตัวตามธรรมชาติต่อภัยแล้งปัญหาคือเครื่องมือทางเคมีแบบดั้งเดิมมีข้อจำกัดมากขึ้นเรื่อยๆ สร้างความต้านทานในเชื้อโรค และยิ่งไปกว่านั้น ยังไม่สอดคล้องกับความต้องการใหม่ๆ ในเรื่องความยั่งยืนอีกด้วย

ในบริบทนี้, สารกระตุ้นตามธรรมชาติได้กลายมาเป็นทรัพย์สินที่มีค่าอย่างหนึ่ง เพื่อจัดการกับศัตรูพืช โรค และความเครียดโดยไม่ต้องพึ่งพายาฆ่าแมลงสังเคราะห์มากเกินไป แทนที่จะฆ่าเชื้อโรคโดยตรง สารประกอบเหล่านี้จะ "ฝึก" พืช กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน และเตรียมพร้อมให้ตอบสนองต่อเชื้อรา แบคทีเรีย ไวรัส แมลง หรือปัจจัยที่ไม่เหมาะสม เช่น ภัยแล้ง หนาว หรือความเค็มได้ดีขึ้น

สารกระตุ้นตามธรรมชาติคืออะไร และเหตุใดจึงน่าสนใจมาก?

เมื่อเราพูดถึงผู้ชักชวน เรากำลังหมายถึง โมเลกุลที่สามารถกระตุ้นการป้องกันภายในของพืชได้สารเหล่านี้อาจสกัดได้จากสารสกัดจากพืช เชื้อรา แบคทีเรีย ผนังเซลล์ สารเมตาบอไลต์ทุติยภูมิ ฮอร์โมนพืช หรือแม้แต่สารประกอบอนินทรีย์และสารกระตุ้นทางกายภาพ สารเหล่านี้ไม่ใช่ปุ๋ยหรือสารฆ่าเชื้อราทั่วไป แม้ว่าจะมีอยู่บ้างก็ตาม ยาฆ่าเชื้อราตามธรรมชาติ ใช้ในแปลงเพาะพันธุ์และการจัดการเชิงนิเวศน์

ในกรณีที่พวกเขาทำหน้าที่เป็น ตัวกลางในการจดจำเชื้อก่อโรคพืชพวกมันจับกับตัวรับเฉพาะบนเยื่อหุ้มพลาสมา จากนั้นจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ส่งสัญญาณที่ส่งผลต่อการแสดงออกของยีนหลายร้อยตัวที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันตนเอง ผลลัพธ์คือสภาวะ "ภูมิคุ้มกันตื่นตัว" ซึ่งมักจะขยายออกไปไกลกว่าจุดเริ่มแรกของการใช้

โดยทั่วไปแล้ว ผู้ชักชวนจะถูกจำแนกตามแหล่งกำเนิดเป็น ภายนอกและภายนอกสารประกอบภายในร่างกาย (Endogenous compounds) คือชิ้นส่วนหรือโมเลกุลที่เกิดขึ้นภายในพืช เช่น ชิ้นส่วนของผนังเซลล์ที่หลุดออกมาหลังจากความเสียหายหรือความเครียด สารประกอบภายนอกร่างกายมีต้นกำเนิดมาจากเชื้อโรค (ชิ้นส่วนของเชื้อรา แบคทีเรีย ไวรัส) จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ สารสกัดจากพืช หรือสารเคมีที่นำมาใช้จากภายนอก

เกณฑ์ที่ใช้กันทั่วไปอีกประการหนึ่งคือลักษณะของมัน: สารกระตุ้นทางชีวภาพและอชีวภาพปัจจัยทางชีวภาพ ได้แก่ คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนในผนังเซลล์ โอลิโกแซ็กคาไรด์ โปรตีน เอนไซม์ และกรดไขมัน เช่น กรดอะราคิโดนิก ปัจจัยทางชีวภาพ ได้แก่ เกลือโลหะ รังสียูวี อุณหภูมิต่ำ สารประกอบอนินทรีย์ เช่น โซเดียมซิลิเกต และก๊าซ เช่น โอโซนและ CO₂₂ และแม้แต่การบำบัดทางกายภาพ เช่น ความร้อนหรือแสงพัลส์

สิ่งสำคัญคือหลังจากการกระทำของตัวกระตุ้นแล้ว ต้นไม้จะเข้าสู่สถานะ การต้านทานของระบบที่เกิดขึ้น (SAR) หรือการต้านทานของระบบที่ถูกเหนี่ยวนำ (ISR)ในสถานะนี้ กลไกการป้องกันจะถูกเปิดใช้งานหรือ "ชาร์จไว้ล่วงหน้า" ดังนั้นเมื่อเชื้อโรคมาถึง การตอบสนองจะเร็วขึ้น รุนแรงขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น แม้แต่ในอวัยวะที่ไม่ได้รับการรักษาโดยตรงก็ตาม

ภูมิคุ้มกันที่ถูกกระตุ้นทำงานอย่างไร: SAR, ISR และเส้นทางฮอร์โมนหลัก

การป้องกันของพืชแบ่งออกเป็นสองระดับหลัก: การป้องกันที่เกิดขึ้นล่วงหน้า (ตามองค์ประกอบ) และการป้องกันที่ถูกเหนี่ยวนำสิ่งที่สร้างขึ้นล่วงหน้านั้นเป็นอุปสรรคทางกายภาพและทางเคมีที่มาเป็น "มาตรฐาน" อยู่แล้ว ได้แก่ ชั้นหนังกำพร้าที่เป็นขี้ผึ้ง ความหนาของชั้นหนังกำพร้า ไตรโคม องค์ประกอบของชั้นหนังกำพร้า ลักษณะของปากใบและเลนติเซล หรือการมีอยู่ของสารต่างๆ เช่น เทอร์ปีน อัลคาลอยด์ ฟีนอล หรือซาโปนิน

การป้องกันที่ถูกเหนี่ยวนำจะถูกกระตุ้นเมื่อพืชตรวจพบการโจมตีหรือสิ่งกระตุ้นความเครียด ในขณะนั้น สิ่งที่เรียกว่า ปฏิกิริยาไวเกิน (HR)การตายของเซลล์เฉพาะที่ในจุดที่เกิดการติดเชื้อ ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในการไหลของไอออน การฟอสโฟรีเลชัน/ดีฟอสโฟรีเลชัน และการผลิตอนุมูลอิสระออกซิเจน (ROS) ในปริมาณมาก เช่น H₂O₂ และอนุมูลซุปเปอร์ออกไซด์ พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของไนตริกออกไซด์ (NO)

ปฏิกิริยานี้จะจำกัดการแพร่กระจายของเชื้อโรคและมาพร้อมกับการสังเคราะห์ ไฟโตอเล็กซินและสารเมตาบอไลต์ป้องกันตัวอื่นๆสารเหล่านี้ประกอบด้วยฟีนอล ลิกนิน แทนนิน ฟลาโวนอยด์ กลูโคซิโนเลต กลูคานาเซส ไคติเนส เลกติน เทอร์ปีน อัลคาลอยด์ และซาโปนิน เป็นต้น ในพืชที่ต้านทานแมลง สารประกอบที่รบกวนการเจริญเติบโตและความอุดมสมบูรณ์ของแมลงก็สะสมเช่นกัน

ทนายความใช้ประโยชน์จากระบบนี้โดยเฉพาะ: พวกเขาจำลองการปรากฏตัวของการโจมตีโดยที่เชื้อโรคไม่ได้สร้างความเสียหายจริงๆด้วยวิธีนี้ พืชจะกระตุ้นกลไกการป้องกันล่วงหน้าและลดความเสี่ยงในอนาคต ดังนั้น จึงขอแนะนำให้ใช้การบำบัดแบบเหนี่ยวนำก่อนที่เชื้อโรคจะมาถึงและปฏิบัติตาม เคล็ดลับในการหลีกเลี่ยงการโจมตีของศัตรูพืชไม่ใช่เมื่อโรคนั้นเกิดขึ้นเต็มที่แล้ว

ไฟโตฮอร์โมนมีบทบาทพื้นฐานในกระบวนการทั้งหมดนี้ สองวิถีทางที่ได้รับการศึกษามากที่สุดคือ กรดซาลิไซลิก (SA) และกรดจัสโมนิก (JA)สารเหล่านี้ประกอบด้วยเอทิลีน และในกรณีที่เกิดความเครียดจากสภาวะไร้ชีวิต กรดแอบไซซิก (ABA) AS มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับ SAR โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเชื้อก่อโรคที่ย่อยสลายทางชีวภาพ ขณะที่ AJ และเอทิลีนมีความเกี่ยวข้องมากกว่ากับการป้องกันเชื้อก่อโรคที่เน่าตายและสัตว์กินพืช

ความสมดุลระหว่างทั้งสองเส้นทางเป็นสิ่งสำคัญ: การส่งสัญญาณ AS ที่มากเกินไปอาจทำให้พืชมีความเสี่ยงต่อแมลงมากขึ้นในขณะที่การกระตุ้น AJ มากเกินไปอาจลดความต้านทานต่อเชื้อโรคบางชนิดและขัดขวางการเจริญเติบโต เนื่องจากทรัพยากรจะถูกนำไปใช้ในการป้องกันมากกว่าการผลิตชีวมวล

นั่นคือเหตุผลที่ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์รุ่นใหม่ โดยเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มีแหล่งกำเนิดจากธรรมชาติ ได้รับการกำหนดสูตรเพื่อ ปรับเปลี่ยนเส้นทาง AS, AJ และเอทิลีนในลักษณะสมดุลแสวงหาการปกป้องทั่วโลกโดยไม่ขัดขวางความแข็งแรงหรือผลผลิตของพืชผล

ความซับซ้อนในการใช้สารกระตุ้น: ปริมาณ ส่วนผสม และสภาพแวดล้อม

การใช้สารกระตุ้นนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเหมือนกับการใช้สารฆ่าเชื้อราแบบสัมผัสแล้วลืมใช้ เพื่อให้สารออกฤทธิ์ได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องมีข้อควรระวังบางประการ ปรับขนาดยาและเวลาการใช้ให้ถูกต้องการใช้ปริมาณที่ต่ำเกินไปอาจไม่สามารถกระตุ้นการป้องกันได้เพียงพอ และการใช้ปริมาณที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดการตอบสนองที่ไม่สมส่วนซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตหรือทำให้เกิดพิษต่อพืชได้

เราจะต้องพิจารณาถึงสิ่งเหล่านี้ด้วย ความเข้ากันได้กับผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ในโปรแกรมการจัดการสารกระตุ้นบางชนิดอาจหมดประสิทธิภาพหากผสมกับยาฆ่าแมลงหรือปุ๋ยบางชนิด หรือในทางกลับกัน อาจรบกวนการทำงานของวิธีการรักษาอื่นๆ การตรวจสอบฉลาก การทดสอบเบื้องต้น และการขอคำแนะนำทางเทคนิคเป็นสิ่งสำคัญ หลีกเลี่ยงศัตรูพืช และเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงสุด

ลา สภาพแวดล้อมในขณะทำการรักษามีอิทธิพลอย่างมากอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ รังสีดวงอาทิตย์ และสถานะน้ำของพืชมีผลต่อการดูดซึม การเคลื่อนย้าย และการตอบสนองทางสรีรวิทยา ผลิตภัณฑ์เดียวกันอาจให้ผลลัพธ์ที่ดีเยี่ยมในบริบทหนึ่ง แต่อาจให้ผลลัพธ์ปานกลางในอีกบริบทหนึ่ง หากไม่พิจารณาปัจจัยเหล่านี้

การติดตามผลก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน โดยหลักการแล้ว การใช้เครื่องมือกระตุ้นควรมาพร้อมกับการติดตามผลที่ดี การตรวจสอบภาพและการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการหากเป็นไปได้ เพื่อตรวจหาการเปลี่ยนแปลงของสารเมตาบอไลต์ป้องกัน เอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระ หรือพารามิเตอร์คุณภาพ ซึ่งทำให้ปรับขนาดยา ความถี่ และใช้ร่วมกับแนวทางการจัดการอื่นๆ ได้ง่ายขึ้น

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าตัวกระตุ้นไม่ใช่ไม้กายสิทธิ์: ในสถานการณ์ที่มีความเครียดสูงหรือการจัดการที่ไม่เพียงพอ การป้องกันตามธรรมชาติจะลดลงการใช้สารเคมีเกษตรสังเคราะห์มากเกินไป การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความชื้นอย่างกะทันหัน รังสีที่รุนแรง หรือภัยแล้งรุนแรง อาจทำให้ระบบภูมิคุ้มกันของพืชทำงานเกินขีดจำกัด และลดประสิทธิภาพของกลยุทธ์การกระตุ้นความต้านทานใดๆ

สารกระตุ้นตามธรรมชาติก่อนและหลังการเก็บเกี่ยว: การปรับปรุงคุณภาพและการเก็บรักษา

นอกเหนือจากการควบคุมโรคโดยตรงในระหว่างวงจรพืชผล เครื่องมือกระตุ้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่น่าสนใจมากสำหรับ เพิ่มปริมาณสารไฟโตเคมีคัลและปรับปรุงการเก็บรักษาหลังการเก็บเกี่ยวการศึกษาทางวิทยาศาสตร์มากมายได้ตรวจสอบผลกระทบของสารดังกล่าวทั้งเมื่อนำไปใช้ในทุ่งนาและโดยตรงกับผลไม้ที่เก็บเกี่ยวแล้ว

ในเชอร์รี่ เช่น การใช้ก่อนการเก็บเกี่ยว กรดออกซาลิก (OA) ในพันธุ์ต่างๆ เช่น 'สวีทฮาร์ท' และ 'สวีทเลท'เมื่อใช้ในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน (0,5, 1 และ 2 มิลลิโมลาร์) ในช่วงเวลาสำคัญของการพัฒนาของผลไม้ (การแข็งตัวของหิน เริ่มเปลี่ยนสี และเริ่มสุก) AO จะช่วยเพิ่มขนาด ปริมาตร และน้ำหนักของเชอร์รี ตลอดจนปรับปรุงสีและความแน่น โดย 2 มิลลิโมลาร์เป็นปริมาณที่มีประสิทธิผลมากที่สุด

การรักษาประเภทนี้ยังส่งผลให้เกิด เพิ่มปริมาณของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและศักยภาพในการต้านอนุมูลอิสระ เมื่อถึงฤดูเก็บเกี่ยว ผลไม้จะมีปริมาณแอนโทไซยานิน ฟลาโวนอยด์ และอนุพันธ์ของกรดคลอโรจีนิกสูงขึ้น สารประกอบเหล่านี้หลายชนิดเกี่ยวข้องโดยตรงกับรูปลักษณ์ที่สวยงามและประโยชน์ต่อสุขภาพของผลไม้สำหรับผู้บริโภค

ในพลัมพันธุ์ต่างๆ เช่น 'Black Splendor' และ 'Royal Rosa' กรดออกซาลิกและสารกระตุ้นธรรมชาติอื่นๆ เช่น เมทิลจัสโมเนต (JaMe), กรดซาลิไซลิก (AS), กรดอะเซทิลซาลิไซลิก (AAS) และเมทิลซาลิไซเลต (SaMe) สารสกัดเหล่านี้ยังแสดงผลลัพธ์เชิงบวกอย่างมาก สารสกัดเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในขั้นตอนการพัฒนาที่หลากหลายและในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน ต่อมาจึงได้คัดเลือกสารสกัดที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการวิเคราะห์คุณภาพและไฟโตเคมีคอล

การศึกษาเหล่านี้สังเกตเห็น เพิ่มผลผลิตและปรับปรุงพารามิเตอร์คุณภาพ (น้ำหนัก ความแน่น สี ของแข็งที่ละลายน้ำได้ และความเป็นกรดรวม) ทั้งในช่วงเก็บเกี่ยวและหลังจากการเก็บรักษาในอุณหภูมิเย็นเป็นเวลานาน นอกจากนี้ ระดับฟีนอลรวม แอนโทไซยานิน แคโรทีนอยด์ และกรดแอสคอร์บิกยังคงสูงขึ้น รวมถึงกิจกรรมของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระ เช่น เปอร์ออกซิเดส (POX) คาตาเลส (CAT) และแอสคอร์เบตเปอร์ออกซิเดส (APX) ที่สูงขึ้น

สำหรับอาร์ติโช๊ค การใช้ AO และ JaMe ก่อนการเก็บเกี่ยวในพันธุ์ 'Blanca de Tudela' มีผลคล้ายคลึงกัน: เปอร์เซ็นต์ของหัวหน้าชั้นหนึ่งที่สูงขึ้นพบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระโดยรวมเพิ่มขึ้นและมีปริมาณกรดไฮดรอกซีซินนามิกและลูทีโอลินสูงขึ้นทั้งในระหว่างการเก็บเกี่ยวและระหว่างการเก็บรักษาในที่เย็น สารประกอบเฉพาะอย่างลูทีโอลิน 7-O-กลูคูโรไนด์ 3-O-กลูโคไซด์ ยังถูกค้นพบเป็นครั้งแรกในอาร์ติโชก

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมทิลจัสมิเนตแสดงพฤติกรรมที่น่าสนใจ: ความเข้มข้นต่ำสุด (0,5 mM) ช่วยชะลอการสุกและการสูญเสียน้ำหนัก ในการจัดการลูกพลัมหลังการเก็บเกี่ยว ปริมาณ 2 มิลลิโมลาร์ช่วยลดการผลิตเอทิลีนและการหายใจ ในขณะที่ปริมาณ 2 มิลลิโมลาร์ช่วยเร่งกระบวนการสุก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าปริมาณนี้ไม่เพียงแต่ส่งผลต่อความเข้มข้นของการตอบสนองการป้องกันตนเองเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อสรีรวิทยาการสุกอีกด้วย

การบำบัดก่อนการเก็บเกี่ยวด้วย AS, AAS และ SaMe ในต้นพลัมยังช่วยปรับปรุงคุณภาพอีกด้วย: ความแน่นที่มากขึ้น น้ำหนักที่มากขึ้น และความเข้มข้นของกรดอินทรีย์และน้ำตาลที่สูงขึ้นรวมถึงฟีนอลและแอนโทไซยานิน (เช่น ไซยานิดิน 3-O-กลูโคไซด์ และไซยานิดิน 3-O-รูติโนไซด์) และแคโรทีนอยด์ ในระหว่างการเก็บรักษา ผลไม้ที่ผ่านการบำบัดเหล่านี้ยังคงรักษาสี ความเป็นกรด และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพไว้ได้ดีกว่า

สารกระตุ้นหลังการเก็บเกี่ยวเพื่อลดการสูญเสียและของเสียทางเคมี

ความกังวลหลักประการหนึ่งในปัจจุบันคือ เกือบครึ่งหนึ่งของผลผลิตผลไม้และผักของโลกสูญหายไปหลังการเก็บเกี่ยวเชื้อราเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียเหล่านี้ สารฆ่าเชื้อราสังเคราะห์ถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมโรคระหว่างการเก็บรักษามาโดยตลอด แต่การใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มากเกินไปทำให้เกิดการดื้อยา สารตกค้างในอาหาร และปัญหาสิ่งแวดล้อม

สารกระตุ้นทางชีวภาพได้รับความสำคัญมากขึ้น กลยุทธ์ที่ไม่เป็นอันตรายในการกระตุ้นระบบป้องกันของผลไม้หลังการเก็บเกี่ยวเมื่อนำไปใช้ในการบำบัดด้วยการแช่ การเคลือบ การพ่นละออง หรือบรรยากาศที่ดัดแปลง สารเหล่านี้สามารถกระตุ้นการสังเคราะห์สารเมตาบอไลต์รองที่มีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์และต้านอนุมูลอิสระ ลดการเกิดโรคและยืดอายุการเก็บรักษา สารทางเลือกเหล่านี้หลายตัวรวมอยู่ในเอกสารรวบรวม การเยียวยาแบบดั้งเดิม เสริม

ในบรรดาสารเมตาบอไลต์ที่ถูกเหนี่ยวนำ มีสิ่งต่อไปนี้โดดเด่น: สารประกอบฟีนอลิก ฟลาโวนอยด์ ลิกนิน และไฟโตอเล็กซินเอนไซม์เหล่านี้ช่วยเสริมสร้างโครงสร้างผนังเซลล์ ยับยั้งการแทรกซึมของเชื้อโรค และเพิ่มความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระโดยรวม ขณะเดียวกัน การทำงานของเอนไซม์สำคัญๆ เช่น ฟีนิลอะลานีนแอมโมเนียไลเอส ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทส เปอร์ออกซิเดส และโพลีฟีนอลออกซิเดส ก็เพิ่มขึ้น ชะลอการเกิดลิพิดเปอร์ออกซิเดชันของเยื่อหุ้มเซลล์และความเครียดออกซิเดชันที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อ

ผลไม้ตรวจจับเชื้อโรคผ่าน ตัวรับรู้ในเยื่อหุ้มพลาสมากระบวนการเหล่านี้กระตุ้นการผลิต ROS การกระตุ้นโปรตีน G ยูบิควิติน ไคเนส การส่งสัญญาณแคลเซียม และเครือข่ายฮอร์โมนและปัจจัยการถอดรหัสที่ซับซ้อน ทั้งหมดนี้มาบรรจบกันที่การควบคุมยีนป้องกัน ซึ่งหลายยีนได้รับการระบุด้วยเทคโนโลยีโอเมิกส์

การศึกษาทรานสคริปโตมิกส์และเมตาโบโลมิกส์ในอะโวคาโดที่ได้รับการรักษาด้วย ไคโตซานเป็นตัวกระตุ้น ผลการศึกษาแสดงให้เห็นถึงการกระตุ้นกระบวนการเมแทบอลิซึมหลายกระบวนการ ได้แก่ การตอบสนองต่อความเครียด การถ่ายทอดสัญญาณ การสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์ และการเพิ่มขึ้นของสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิที่เกี่ยวข้องกับการดื้อต่อเชื้อ Colletotrichum gloeosporioides การศึกษาที่คล้ายคลึงกันในส้มแมนดารินที่ได้รับการรักษาด้วยไซคลิกไลโปเปปไทด์จากเชื้อ Bacillus subtilis พบว่ามีการสะสมของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพมากขึ้น

สารกระตุ้นต่างๆ ได้รับการทดสอบในผลไม้ชนิดอื่น: โอลิโกไคโตซาน กรดซาลิไซลิก และยีสต์ Pichia membranaefaciens พบว่าสารเหล่านี้สามารถกระตุ้นวิถีฟีนิลโพรพานอยด์ ซึ่งมีหน้าที่ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์โครงสร้างและรงควัตถุป้องกันทางชีวภาพ ยีสต์ที่มีฤทธิ์ต้าน เช่น Pichia guillermondi หรือ Kloeckera apiculata ที่นำมาใช้กับลูกพลัม สามารถควบคุม Monilinia fructicola ได้สำเร็จ ในขณะเดียวกันก็กระตุ้นการผลิตลิกนิน ฟลาโวนอยด์ และฟีนอล

สารควบคุมทางชีวภาพของสกุล แบคทีเรียบาซิลลัสยังมีบทบาทสำคัญสายพันธุ์เช่น Bacillus atrophaeus TE7 มีประสิทธิภาพในการควบคุมทางชีวภาพเกิน 85% ในมะม่วงต่อ Cladosporium cladosporioides ในขณะที่ Bacillus subtilis ABS-S14 ผ่านไลโปเปปไทด์แบบวงแหวน สามารถควบคุมเชื้อราสีเขียวในส้มแมนดารินได้อย่างมีประสิทธิภาพและกระตุ้นการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับ SAR, ROS และ Ca²⁺ และ ABA

นอกจากสารประกอบอินทรีย์แล้ว ยังมีการประเมินสิ่งต่อไปนี้: โพลีแซ็กคาไรด์ธรรมชาติ เช่น ไคโตซาน ฟรุคโตโอลิโกแซ็กคาไรด์ คาร์ราจีแนน ฟูแคน หรืออะกาเวฟฟรุคแทนสารเหล่านี้ทั้งหมดแสดงให้เห็นผลลัพธ์ที่ดีในการควบคุมโรคต่างๆ เช่น โรคแอนแทรคโนสในอะโวคาโด ส่วนสารเมตาบอไลต์อื่นๆ เช่น เอพิคาเทชิน เควอซิติน น้ำมันหอมระเหย และเปปไทด์ต้านจุลชีพ (ไมทิชิติน-ซีบี, เอปซิลอน-โพลี-แอล-ไลซีน) แสดงให้เห็นประสิทธิภาพในมะเขือเทศเชอร์รี่ แอปเปิล และสตรอว์เบอร์รี

ลอส สารกระตุ้นอนินทรีย์และก๊าซจากภายนอก และไม่ได้ตามหลังไกล: ซิลิกอน โซเดียมคาร์บอเนต CO₂โอโซนหรือไนตรัสออกไซด์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยปรับปรุงความเครียดและการตอบสนองต่อโรคในส้มแมนดาริน องุ่น จูจูเบ แตงโม และผลไม้อื่นๆ ในกรณีของ CO2₂ตัวอย่างเช่น มีการแสดงให้เห็นว่าสามารถกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องกับความเครียดจากสิ่งแวดล้อมและลดการแสดงออกของเอนไซม์ที่ทำลายผนังเซลล์ ทำให้ความแน่นและอายุการเก็บรักษาของผลไม้ยาวนานขึ้น

ในระดับสรีรวิทยา การบำบัดเหล่านี้หลายอย่างทำให้เกิด การเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในพลังงานและการเผาผลาญออกซิเดชันการศึกษาโปรตีโอมิกส์ในไมโตคอนเดรียของผลไม้ที่ผ่านการบำบัดเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในโปรตีนที่จับกับโลหะ ATPases ออกซิโดรีดักเทส และเอนไซม์ของวงจรกรดไกลโคไลติกและไตรคาร์บอกซิลิก ซึ่งก่อให้เกิดเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ที่เสริมสร้างความต้านทานในขณะที่รักษาสมดุลของพลังงาน

สารกระตุ้นในหญ้าสนามหญ้าและพืชเข้มข้น: ฟอสไฟต์และฮอร์โมนสำคัญ

การใช้สารกระตุ้นไม่ได้จำกัดอยู่แค่ต้นไม้ผลไม้หรือผักเท่านั้น แต่ยังพบว่ามีประสิทธิภาพในการใช้กับสนามกีฬาและสนามหญ้าประดับอีกด้วย การทำงานที่เหมาะสมของระบบป้องกันตามธรรมชาติเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อต้านทานการโจมตีจากเชื้อรา แบคทีเรีย ไวรัส ไส้เดือนฝอย และในขณะเดียวกันก็สามารถรับมือกับปัจจัยที่ไม่มีชีวิต เช่น น้ำค้างแข็ง ภัยแล้ง ความเค็ม หรือความร้อนจัดได้

ในระบบทุ่งหญ้าเหล่านี้ การป้องกันจะทำหน้าที่สองระดับ: หนึ่ง การตอบสนองเชิงรุกโดยอาศัยอุปสรรคทางกายภาพและทางเคมี (คิวติเคิล ผนังเซลล์ เทอร์ปีน อัลคาลอยด์ ฟีนอล ฯลฯ) และการตอบสนองแบบพาสซีฟที่เชื่อมโยงกับความต้านทานเฉพาะที่และแบบระบบ สารกระตุ้นที่พืชสร้างขึ้นเองเพื่อตอบสนองต่อความเครียดหรือจากภายนอก เป็นตัวกระตุ้นการตอบสนองเหล่านี้

หนึ่งในสารดึงดูดที่รู้จักกันดีที่สุดในสนามหญ้าคือ ฟอสไฟต์ (HPO)₃^-2)มีชื่อเสียงในการกระตุ้นการสร้างไฟโตอเล็กซินที่เกี่ยวข้องกับเทอร์ปีน อัลคาลอยด์ และฟีนอล มีฤทธิ์ที่โดดเด่นเป็นพิเศษต่อเชื้อราโอโอไมซีต เช่น ไฟทอปธอรา และไพเธียม การใช้ไฟโตอเล็กซินเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การจัดการที่ชาญฉลาดเพื่อลดการพึ่งพาสารฆ่าเชื้อราแบบเดิม

ในทศวรรษที่ผ่านมายังได้มีการระบุสิ่งต่อไปนี้ด้วย โมเลกุลอื่นที่มีหน้าที่กระตุ้นในหญ้าเช่น กรดซาลิไซลิก กรดจัสโมนิก เอทิลีน และกรดแอบไซซิก ฮอร์โมนเหล่านี้ควบคุมการแสดงออกของยีนสำหรับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรค (PR) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการป้องกันเชื้อรา แบคทีเรีย ไวรัส และแม้แต่ ไส้เดือนฝอย.

ระดับแรกของการตอบสนองต่อความเครียดในสนามหญ้าคือระดับท้องถิ่น ซึ่งเกี่ยวข้องกับ การสังเคราะห์ไฟโตอเล็กซินจากเอนไซม์ฟีนิลอะลานีนแอมโมเนียไลเอส (PAL)การเพิ่มขึ้นของ PAL เชื่อมโยงกับความต้านทานโดยรวมที่มากขึ้น ระดับที่สองในระดับระบบเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นยีน PR ที่กระจายอยู่ทั่วพืช ซึ่งส่วนใหญ่ควบคุมโดยกรดซาลิไซลิก ดังที่อธิบายไว้ในงานวิจัยทางสรีรวิทยาจำนวนมาก

ภายใต้สภาวะที่ต้องเผชิญกับความเครียดอย่างรุนแรง เช่น ภัยแล้งที่ยาวนาน การใช้สารเคมีทางการเกษตรมากเกินไป หรือความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรุนแรง ระบบป้องกันของสนามหญ้าจะได้รับผลกระทบ ในกรณีเช่นนี้ ผลิตภัณฑ์กระตุ้นและสารกระตุ้นชีวภาพกลายเป็นตัวช่วยที่จำเป็น เพื่อคืนความสมดุล ลดความเสียหาย และรักษาความสามารถในการเล่นและรูปลักษณ์ของกรีน ทีออฟ หรือสนามฟุตบอล

BestCure และสูตรเชิงพาณิชย์อื่นๆ ที่ใช้สารสกัดจากธรรมชาติ

นวัตกรรมล่าสุดด้านสุขภาพพืชส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสูตรที่ผสมผสาน ฤทธิ์ฆ่าเชื้อโดยตรงพร้อมความสามารถในการกระตุ้นตัวอย่างหนึ่งคือ BestCure ซึ่งพัฒนาจากสารสกัดจากส้มที่ออกฤทธิ์ 2 ทาง คือ ควบคุมโรคเชื้อราและแบคทีเรียบางชนิดโดยตรง และกระตุ้นการป้องกันตามธรรมชาติของพืชในเวลาเดียวกัน

ผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อ ไม่กระทบต่อการผลิตชีวมวลหรือผลผลิตเหตุผลก็เพราะว่าสารเหล่านี้ช่วยปรับสมดุลวิถีฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันและการเจริญเติบโต ในกรณีของ BestCure ได้มีการอธิบายถึงความสามารถในการกระตุ้นทั้ง Systemic Acquired Resistance (SAR) ซึ่งเกิดจากกรดซาลิไซลิก และ Systemic Induced Resistance (SIR) ซึ่งเกิดจากกรดจัสโมนิกและเอทิลีน

การรวมกันของ SAR และ ISR ช่วยให้ การป้องกันที่ครอบคลุมต่อเชื้อก่อโรคที่ย่อยสลายทางชีวภาพและเน่าตายรวมถึงการตอบสนองที่ดีขึ้นต่อแมลงกินพืช นอกจากนี้ การกระตุ้นกลไกการป้องกันอย่างเป็นระบบยังช่วยให้พืช "เตรียมพร้อม" สำหรับการติดเชื้อในอนาคต โดยลดผลกระทบจากการโจมตีแต่ละครั้ง

สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ไลน์นี้ก็คือ เหมาะกับโปรแกรมการจัดการแบบบูรณาการและเกษตรกรรมยั่งยืนมากช่วยลดปริมาณยาฆ่าแมลงทั่วไป เพิ่มความทนทานต่อความเครียด และเพิ่มคุณภาพและอายุหลังการเก็บเกี่ยวของผลิตภัณฑ์ ขณะเดียวกันก็รักษาระดับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ให้อยู่ในระดับสูง

การพัฒนาสูตรเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนจากงานวิจัยจำนวนมากซึ่งสะท้อนให้เห็นใน บทความและบทวิจารณ์ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับบทบาทของสารกระตุ้นในการป้องกันพืชผลจากทั้งมุมมองทางสรีรวิทยาและโมเลกุล การศึกษาในวารสารที่มีผลกระทบสูงได้เจาะลึกถึงผลกระทบของสารนี้ต่อการแสดงออกของยีน เมตาโบโลมิกส์ของผลไม้ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับจุลินทรีย์ รวมถึงศักยภาพในการปกป้องพืชผลอย่างยั่งยืนยิ่งขึ้น

หลักฐานทั้งหมดนี้บ่งชี้ว่าสารกระตุ้นตามธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นสารสกัดจากพืช โพลีแซ็กคาไรด์ ฮอร์โมนพืช จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ ก๊าซ หรือสารประกอบอนินทรีย์ ล้วนให้ประโยชน์ วิธีการที่มั่นคงในการเสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกันของพืชและปรับปรุงคุณภาพ ผลผลิต และการเก็บรักษาการใช้ที่ถูกต้อง พร้อมด้วยคำแนะนำทางเทคนิค การปรับขนาดยา การเคารพสภาพแวดล้อม และความเข้ากันได้กับแนวทางการจัดการอื่นๆ จะช่วยลดการใช้สารเคมีสังเคราะห์ และก้าวหน้าไปสู่เกษตรกรรมที่ยืดหยุ่น มีกำไร และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

บทความที่เกี่ยวข้อง:

สารขับไล่พืชและสารป้องกันเชื้อราจากธรรมชาติ: สูตร การป้องกัน และการใช้ที่ปลอดภัย