03/03/2026
دور الأعشاب البحرية في مقاومة الإجهاد الحيوي:
ضد مسببات الأمراض والآفات من خلال تنشيط استجابات الدفاع الفطرية (شوكلا وآخرون، 2021؛ بهماني وآخرون، 2023).
غالبًا ما تعمل هذه المحفزات الحيوية كمحفزات، تحاكي الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs) وتحفز المناعة المحفزة بالأنماط (PTI) في النباتات.
والأهم من ذلك، أن هذا التنشيط لا يعتمد على تأثيرات مضادة للميكروبات مباشرة، بل يهيئ جهاز المناعة في النبات للاستجابة بشكل أكثر فعالية عند التعرض للتحديات (شوكلا وآخرون، 2021؛ بوسمايا وآخرون، 2023؛ حسين وآخرون، 2024).
من بين أكثر المحفزات المشتقة من الأعشاب البحرية دراسةً، اللامينارين laminarin ، وهو عديد سكاريد من نوع بيتا-1،3-جلوكان β-1,3-glucan polysaccharide يُستخلص من الطحالب البنية (كومار وآخرون، 2024).
وعند تطبيقه على النباتات، يُحفز اللامينارين انفجارًا تأكسديًا سريعًا وتدفقًا لأيونات الكالسيوم (Ca²⁺)، مما يؤدي إلى تنشيط بروتينات كيناز protein kinases المنشطة بالميتوجين (MAPKs) والتعبير الجيني المرتبط بالدفاع (غوتييه وآخرون، 2014، وانكي وآخرون، 2020).
وعلى سبيل المثال، في مزارع خلايا العنب، أدى العلاج باللامينارين إلى زيادة مفاجئة في بيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂) وتدفق الكالسيوم، مما نشّط الاستجابات الدفاعية بفعالية دون التسبب في تلف الخلايا (عزيز وآخرون، 2003).
بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لتزيروس وآخرون. أظهرت دراسة أجريت عام 2021 أن استخدام اللامينارين كمحفز لمقاومة النبات (PRI) aplant resistance inducer أدى إلى زيادة ملحوظة في التعبير عن جينات رئيسية مرتبطة بالدفاع (مثل Pal وLox وCuao وMpol) خلال ثلاثة أيام من المعالجة، لا سيما في النباتات الملقحة مقارنةً بمحفزات المقاومة الأخرى وعامل المكافحة البيولوجية Bacillus amyloliquefaciens FZB24، حيث حثّ اللامينارين استجابات دفاعية أسرع وأقوى.
وإلى جانب اللامينارين، تعمل عديدات السكاريد الكبريتية sulfated polysaccharides الأخرى المستخلصة من الأعشاب البحرية كمحفزات فعالة لمناعة النبات (Paulert and Stadnik, 2019).
فعلى وجه التحديد، ثبت أن المركبات الشبيهة ببروتين الأرابينو-جالاكتان (AGP-like) arabino-galactan protein المعزولة من طحلب Ulva lactuca تعزز مناعة النبات عن طريق تنشيط مسارات إشارات حمض الساليسيليك والإيثيلين، وتعزيز تراكم بيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂) في نبات Brassica napus (اللفت الزيتي).
#تُقلل_هذه_الجزيئات_بفعالية_من_شدة_العدوى_الفطرية، مما يُشير إلى دورها كمحفزات طبيعية قوية للمقاومة المكتسبة الجهازية systemic acquired resistance (SAR) (Přerovská et al., 2022).
وبالمثل، حفزت مستخلصات طحلب Kappaphycus alvarezii، الغني بسكريات الجالاكتو قليلة الوحدات المكبرتة sulfated galacto-oligosaccharides، الاستجابات المناعية في كل من نبات الرشاد (Arabidopsis) والأرز.
رفعت هذه المعالجات من مستوى التعبير عن الجينات المرتبطة بالمناعة، مثل PR1 وPDF1.2 وARR5، والتي تشمل مسارات إشارات حمض الساليسيليك وحمض الجاسمونيك والسيتوكينين، ووفرت حماية مُعززة ضد سلالات البكتيريا Pseudomonas syringae وXanthomonas oryzae (Roy et al., 2022).
من الناحية الآلية، تشمل المناعة المُستحثة بواسطة الأعشاب البحرية مساري المقاومة المكتسبة الجهازية (SAR) والمقاومة الجهازية المُستحثة (ISR)، وذلك تبعًا لطبيعة المُحفز والسياق الهرموني (بهماني وآخرون، 2023). في حين أن المقاومة المكتسبة الجهازية (SAR) تتوسطها عادةً حمض الساليسيليك وترتبط بتعبير جينات البروتينات المرتبطة بالمرض (PR) (مثل PR1 وPR5)، فإن المقاومة الجهازية المُستحثة (ISR) تشمل مساري حمض الجاسمونيك (JA) والإيثيلين (ET)، مما يؤدي إلى تنشيط جينات مثل PDF1.2 وعوامل النسخ مثل WRKY (رويتشودري وآخرون، 2024، سلطانة وآخرون، 2024).
يُمكّن هذا التفاعل المزدوج بين المقاومة المكتسبة الجهازية (SAR) والمقاومة الجهازية المُستحثة induced systemic resistance (ISR) المُحفزات الحيوية للأعشاب البحرية من منح مقاومة واسعة النطاق (شوكلا وآخرون، 2021).
ومن السمات الحاسمة الأخرى .
تُتيح هذه الحالة المُهيأة استجابة دفاعية أسرع وأقوى عند التعرض لهجوم مسببات الأمراض (إسلام وآخرون، 2021؛ ساهانا وآخرون، 2021).
تتراكم في النباتات المُهيأة مستويات أعلى من المستقلبات المضادة للميكروبات، مثل الفيتوألكسينات، وتُظهر نشاطًا متزايدًا لبروتينات الاستجابة المرضية، مثل الكيتيناز والجلوكاناز (ماخاي وآخرون، 2021؛ شاسميتا وآخرون، 2022).
على سبيل المثال، أدى التحفيز الحيوي للبذور بمستخلصات قلوية من طحالب Acanthophora spicifera وGracilaria ornata وغيرها من الطحالب البحرية الكاريبية إلى تعزيز دفاع الطماطم والفلفل الحلو بشكل ملحوظ ضد Alternaria solani وXanthomonas campestris، حيث أظهرت النباتات المُعالجة نشاطًا مُرتفعًا للكيتيناز، وPOX، وPAL، وأكسيداز البوليفينول، وβ-1,3-جلوكاناز، إلى جانب زيادة في إجمالي محتوى الفينولات.
بالإضافة إلى ذلك، لوحظ ارتفاع ملحوظ في التعبير عن الجينات الرئيسية المرتبطة بالدفاع والمتعلقة بمسارات إشارات حمض الساليسيليك (SA) وحمض الجاسمونيك (JA) والإيثيلين (ET) (علي وآخرون، 2022أ).
وفي الوقت نفسه، غالبًا ما يؤدي التحفيز بمستخلصات الأعشاب البحرية إلى إطلاق انفجار تأكسدي طفيف، يتميز بتراكم أنواع الأكسجين التفاعلية مثل بيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂)، والذي يعمل كعامل مضاد للفطريات بشكل مباشر، وإشارة لتفعيل آليات دفاعية أخرى (فيسينتي وآخرون، 2022).
فعلى سبيل المثال، المستخلصة من الطحالب الخضراء الكبيرة إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية، وخاصة بيروكسيد الهيدروجين، استجابةً لتحفيز الكيتين والكيتوزان، بما يصل إلى ستة أضعاف في القمح و150 ضعفًا في الأرز.
يرتبط هذا الانفجار ROS بانخفاض شدة المرض الناجم عن Blumeria graminis بنسبة 45% في القمح و 80% في الشعير، مما يدل على نشاط ulvan التحفيزي ودوره في تعزيز مناعة النبات (Paulert et al.
Seaweed-derived biostimulants for sustainable crop production: A review
Journal of Biotechnology
Volume 408, December 2025, Pages 201-216