ലോകത്തെ ഭക്ഷ്യ ഉൽപാദനത്തെയും കാർഷിക വ്യവസായത്തെയും സംരക്ഷിക്കുന്നതിനായി സസ്യങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് പ്രതിരോധം കൈവരിക്കുന്നതെന്ന് മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. സസ്യങ്ങളും ബാക്ടീരിയ, ഫംഗസ്, ഊമൈസെറ്റ്, വൈറൽ, നെമറ്റോഡ് രോഗകാരികൾ എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുകൾ നന്നായി മനസ്സിലാക്കുന്നതിന് നിരവധി മാതൃകാസംവിധാനങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. പ്ലാന്റ് പാത്തോളജിയുടെ ഉപവിഭാഗത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിനുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണമാണ് അറബിഡോപ്സിസ് താലിയാന. അതായത് സസ്യങ്ങളും രോഗകാരികളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം.

എ. താലിയാനയുടെ ഉപയോഗം സസ്യങ്ങൾ എങ്ങനെ സസ്യരോഗ പ്രതിരോധം പ്രകടമാക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവിന്റെ പുരോഗതിയിൽ നിരവധി മുന്നേറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമായി. മിക്ക സസ്യങ്ങളും മിക്ക രോഗകാരികളേയും പ്രതിരോധിക്കാൻ കാരണം നോൺഹോസ്റ്റ് പ്രതിരോധത്തിലൂടെയാണ്. എല്ലാ രോഗകാരികളും എല്ലാ സസ്യങ്ങളെയും ബാധിക്കില്ല. നോൺഹോസ്റ്റ് പ്രതിരോധത്തിന് ഉത്തരവാദികളായ ജീനുകളെ നിർണ്ണയിക്കാൻ എ. താലിയാനയിൽ ഉപയോഗിച്ച ഒരു ഉദാഹരണം ബ്ലൂമേരിയ ഗ്രാമിനിസ് ആണ്. ഇത് പുല്ലുകളിൽ പുഴുക്കുത്തുണ്ടാക്കുന്നു. എ. താലിയാന മ്യൂട്ടന്റുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത് മ്യൂട്ടജെൻ എഥൈൽ മെത്തനസെൽഫോണേറ്റ് ഉപയോഗിച്ചാണ്. ബി. ഗ്രാമിനിസ് വർദ്ധിച്ച അണുബാധയുള്ള ജനിതക വ്യതിയാനം സംഭവിച്ചവയെ തിരിച്ചറിയാൻ സ്ക്രീൻ ചെയ്തു.രോഗപ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നതിന് എ. താലിയാനയിലേക്ക് നുഴഞ്ഞുകയറാനുള്ള ബി. ഗ്രാമിനിസിന്റെ ഉയർന്ന കഴിവ് കാരണം അണുബാധ നിരക്ക് ഉള്ള ജനിതക വ്യതിയാനം സംഭവിച്ചവയെ PEN മ്യൂട്ടന്റുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ബി. ഗ്രാമിനിസിനോടുള്ള നോൺഹോസ്റ്റ് പ്രതിരോധത്തിന് കാരണമായ ജീനുകളെ തിരിച്ചറിയാൻ പിഎൻ ജീനുകൾ പിന്നീട് ചിത്രീകരിച്ചു.
പൊതുവേ, ഒരു സസ്യം രോഗകാരി അല്ലെങ്കിൽ നോൺ-പാത്തോജനിക് സൂക്ഷ്മജീവിയുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, PAMP- ട്രിഗർഡ് ഇമ്മ്യൂണിറ്റി (PTI) എന്നറിയപ്പെടുന്ന പ്രാരംഭ പ്രതികരണം കാണപ്പെടുന്നു. സസ്യരോഗകാരികളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട തന്മാത്രാ പാറ്റേണുകൾ (PAMPs) എന്നറിയപ്പെടുന്ന സംരക്ഷിത സവിശേഷതകൾ ഇത് കണ്ടെത്തുന്നു. സസ്യകോശത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പാറ്റേൺ റെക്കഗ്നിഷൻ റിസപ്റ്ററുകൾ (പിആർആർ) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഹോസ്റ്റിലെ പ്രത്യേക റിസപ്റ്ററുകൾ ഈ പി‌എം‌പികൾ കണ്ടെത്തുന്നു.

എ. താലിയാനയിലെ ഏറ്റവും മികച്ച സ്വഭാവമുള്ള പിആർആർ ബാക്ടീരിയ ഫ്ലാഗെലിനെ തിരിച്ചറിയുന്ന എഫ്എൽഎസ് 2 (ഫ്ലാഗെലിൻ-സെൻസിംഗ് 2) ആണ്. ചലനാത്മകതയ്ക്കുള്ള സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ, ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക ഓർഗനല്ലെയും അതുപോലെ തന്നെ FLS2 അംഗീകരിച്ച 22 അമിനോ ആസിഡുകൾ അടങ്ങുന്ന ലിഗാണ്ട് flg22 ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. എ. താലിയാന ഇക്കോടൈപ്പ്, ഡബ്ല്യുഎസ് -0, തിരിച്ചറിയുന്നതിലൂടെ എഫ്എൽഎസ് 2 കണ്ടെത്തൽ സുഗമമാക്കി. അതിന് flg22 കണ്ടെത്താനായില്ല. ഇത് എഫ്‌എൽ‌എസ് 2 എന്ന ജീൻ എൻ‌കോഡിംഗ് തിരിച്ചറിയുന്നതിലേക്ക് നയിച്ചു. 1995-ൽ വേർതിരിച്ച ആദ്യത്തെ പിആർആർ റൈസ് എക്സ്എ 21 മായി എഫ്എൽഎസ് 2 കാണിക്കുന്നു.

എ. താലിയാനയിൽ തിരിച്ചറിഞ്ഞ രണ്ടാമത്തെ പിആർആർ, ഇ.എഫ്-ടു റിസപ്റ്റർ (ഇ.എഫ്.ആർ), പ്രോട്ടീൻ സിന്തസിസിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രോകാരിയോട്ടിക് എലോങേഷൻ ഫാക്ടർ, ബാക്ടീരിയൽ ഇ.എഫ്-ടു പ്രോട്ടീൻ, ആയും ലബോറട്ടറിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ലിഗാണ്ട് എൽഫ് 18 ആയും അംഗീകരിക്കുന്നു.അഗ്രോബാക്ടീരിയം ജീനുകളെ ഹോസ്റ്റ് പ്ലാന്റുകളിലേക്ക് മാറ്റുന്ന സ്വാഭാവിക പ്രക്രിയയെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു സാങ്കേതികതയായ അഗ്രോബാക്ടീരിയം-മെഡിയേറ്റഡ് ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ ഉപയോഗിച്ച്, ഇ.എഫ്.ആർ ജീൻ നിക്കോടിയാന ബെന്താമിയാന, ഇ.എഫ്-ടു തിരിച്ചറിയാത്ത പുകയില പ്ലാന്റായി രൂപാന്തരപ്പെട്ടു. അതുവഴി ബാക്ടീരിയ ഇ.എഫ്- തിരിച്ചറിയാൻ അനുവദിക്കുന്നു. തു അതുവഴി ഇ.എഫ്.ആറിനെ ഇ.എഫ്-ടുവിന്റെ റിസപ്റ്ററായി സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.

പി‌ടി‌ഐ ആരംഭിക്കുന്നതിന് FLS2, EFR എന്നിവ സമാന സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്‌ഡക്ഷൻ പാതകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എ. തലിയാന രോഗപ്രതിരോധ പ്രതികരണങ്ങളുടെ നിയന്ത്രണം നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ ഈ പാതകളെ വിഭജിക്കുന്നതിൽ പ്രധാന പങ്കുവഹിച്ചു, അതിൽ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായത് മൈറ്റോജെൻ-ആക്റ്റിവേറ്റഡ് പ്രോട്ടീൻ കൈനാസ് (എം‌എപി കൈനാസ്) കാസ്കേഡ് ആണ്. കോളിസ് ഡിപോസിഷൻ, ഓക്സിഡേറ്റീവ് പൊട്ടിത്തെറി, പ്രതിരോധവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ജീനുകളുടെ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ എന്നിവ പിടിഐയുടെ ഡൗൺസ്ട്രീം പ്രതികരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

രോഗകാരികളെ നിർദ്ദിഷ്ട രീതിയിൽ നേരിടാൻ പി‌ടി‌ഐക്ക് കഴിയും. സസ്യങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ശക്തവും കൂടുതൽ വ്യക്തവുമായ പ്രതികരണം എഫെക്റ്റർ-ട്രിഗർഡ് ഇമ്മ്യൂണിറ്റി (ഇടിഐ) ആണ്. രോഗകാരിയുടെ ഫലപ്രാപ്തിയെ തിരിച്ചറിയുന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും ഇടിഐ, ഹോസ്റ്റിലെ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്ന രോഗകാരി പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ, പ്ലാന്റ് റെസിസ്റ്റൻസ് ജീനുകൾ (ആർ-ജീനുകൾ), പലപ്പോഴും ജീൻ-ഫോർ-ജീൻ ബന്ധം എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഗാർഡ് ഹൈപ്പോഥസിസ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു അനുമാനത്തിൽ ഒരു ഗാർഡി പ്രോട്ടീൻ വഴി നേരിട്ടോ അല്ലാതെയോ ഈ തിരിച്ചറിയൽ സംഭവിക്കാം. എ. താലിയാനയിൽ ക്ലോൺ ചെയ്ത ആദ്യത്തെ ആർ-ജീൻ ആർ‌പി‌എസ് 2 (സ്യൂഡോമോണസ് സിറിംഗെ 2 നെ പ്രതിരോധിക്കുക) ആയിരുന്നു. ഇത് എഫെക്ടർ avrRpt2 നെ തിരിച്ചറിയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. പി. സിറിംഗേ പിവി തക്കാളി സ്‌ട്രെയിൻ DC3000 ന്റെ ടൈപ്പ് III സെക്രീഷൻ സംവിധാനം വഴി avrRpt2 എന്ന ബാക്ടീരിയൽ എഫെക്റ്റർ A. താലിയാനയിലേക്ക് എത്തിക്കുന്നു. ആർ‌പി‌എസ് 2 വഴി avrRpt2 തിരിച്ചറിയുന്നത് ഗാർഡി പ്രോട്ടീൻ RIN4 വഴിയാണ് സംഭവിക്കുന്നതിലൂടെ അത് വേർപെടുത്തുന്നു. ഒരു പാത്തോജൻ എഫെക്ടർ തിരിച്ചറിയുന്നത് നാടകീയമായ രോഗപ്രതിരോധ പ്രതികരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും രോഗകാരി വീണ്ടും വർദ്ധിക്കാതിരിക്കാൻ രോഗം ബാധിച്ച സസ്യകോശങ്ങളുടെ മരണത്തിന് വിധേയമാകുന്നു.

എ. താലിയാനയിൽ നടത്തിയ ഗവേഷണത്തിലൂടെ സസ്യങ്ങളിൽ നന്നായി മനസ്സിലാക്കാവുന്ന പ്രതിരോധത്തിന്റെ മറ്റൊരു ഉദാഹരണമാണ് സിസ്റ്റമിക് അക്വേർഡ് റെസിസ്റ്റൻസ് (എസ്എആർ). സാലിസിലിക് ആസിഡ് (എസ്എ) അനലോഗ് ആയ ബെൻസോത്തിയാഡിയസോൾ (ബിടിഎച്ച്) ചരിത്രപരമായി വിള സസ്യങ്ങളിൽ ആന്റിഫംഗൽ സംയുക്തമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബി‌ടി‌എച്ച്, എസ്‌എ എന്നിവയും സസ്യങ്ങളിൽ SAR നെ സൃഷ്ടിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതായി തെളിഞ്ഞു. സൈറ്റോസോളിലെ റിഡോക്സ് മാറ്റം മൂലം എൻ‌പി‌ആർ 1 കുറയുന്നതിന്റെ ഫലമായി പി‌ആർ‌ ജീനുകൾ‌ 1 (എൻ‌പി‌ആർ‌1) ന്റെ എക്സ്‌പ്രസ്സർ‌ എസ്‌എ ലെവലുകൾ‌ തിരിച്ചറിഞ്ഞ എ. താലിയാനയിൽ‌ എസ്‌എ‌ആർ‌ പാതയുടെ തുടക്കം ആദ്യമായി പ്രകടമാക്കി. സാധാരണയായി മൾട്ടിപ്ലക്സ് (ഒലിഗോമെറിക്) അവസ്ഥയിൽ നിലനിൽക്കുന്ന എൻ‌പി‌ആർ 1, കുറച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ മോണോമെറിക് (ഒരൊറ്റ യൂണിറ്റ്) ആയി മാറുന്നു.എൻ‌പി‌ആർ‌1 മോണോമെറിക് ആയിത്തീരുമ്പോൾ, അത് ന്യൂക്ലിയസിലേക്ക് ട്രാൻസ്ലോക്കേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, അവിടെ അത് നിരവധി ടി‌ജി‌എ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഘടകങ്ങളുമായി സംവദിക്കുന്നു. കൂടാതെ പി‌ആർ‌ 1 പോലുള്ള രോഗകാരികളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ജീനുകളെ പ്രേരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ട്രാൻസ്ജെനിക് പുകയില സസ്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നടത്തിയ ഗവേഷണമാണ് എസ്‌എആറിന്റെ മറ്റൊരു ഉദാഹരണം, ബാക്ടീരിയ സാലിസിലേറ്റ് ഹൈഡ്രോക്സിലേസ്, നഹ്ജി ജീൻ, എന്നിവയുടെ ആവിഷ്കാരത്തിന് എസ്എ ശേഖരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

മറ്റ് ഗവേഷണങ്ങൾ
ടാക്സോണമി
ജീവിത ചക്രം
സസ്യ-രോഗകാരി പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ