Plant disease resistance – types of resistance – vertical and horizontal

Plant disease resistance – types of resistance – vertical and horizontal (पादप रोग प्रतिरोधकता - प्रतिरोधकता के प्रकार - ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज):- Plant disease resistance refers to the ability of plants to prevent or reduce the damage caused by pathogens such as fungi, bacteria, viruses, or nematodes. It can be broadly categorized into two types: vertical resistance and horizontal resistance. These terms are often used to describe different modes by which plants protect themselves from diseases.

(पादप रोग प्रतिरोधक क्षमता से तात्पर्य पौधों की उस क्षमता से है जिसके द्वारा वे कवक, बैक्टीरिया, वायरस या निमेटोड जैसे रोगजनकों के कारण होने वाले नुकसान को रोकने या कम करने में सक्षम होते हैं। इसे व्यापक रूप से दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: ऊर्ध्वाधर प्रतिरोध और क्षैतिज प्रतिरोध। इन शब्दों का अक्सर यह वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है कि पौधे किस प्रकार से अपने आप को रोगों से बचाते हैं।)

Vertical Resistance (ऊर्ध्वाधर प्रतिरोधकता):- Vertical resistance, also known as specific resistance or qualitative resistance, is governed by single or a few genes, which confer resistance against specific strains or races of a pathogen. This resistance usually works in a gene-for-gene relationship between the host plant and the pathogen, where a specific plant resistance gene (R-gene) recognizes a specific pathogen avirulence (Avr) gene and triggers defense responses.

[ऊर्ध्वाधर प्रतिरोध, जिसे विशिष्ट प्रतिरोध या गुणात्मक प्रतिरोध भी कहा जाता है, एक या कुछ जीनों द्वारा शासित होता है, जो किसी विशिष्ट रोगजनक के कुछ स्ट्रेनों या नस्लों के विरुद्ध प्रतिरोध प्रदान करते हैं। यह प्रतिरोध आमतौर पर पौधे और रोगजनक के बीच एक जीन-फॉर-जीन संबंध में काम करता है, जहां एक विशिष्ट पौधे का प्रतिरोधक जीन (आर-जीन) किसी विशिष्ट रोगजनक के अविरुलेंस (Avr) जीन को पहचानता है और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को सक्रिय करता है।]

Characteristics of Vertical Resistance (ऊर्ध्वाधर प्रतिरोधकता की विशेषताएँ):-

i. Specificity (विशिष्टता):- It provides resistance against specific strains or races of a pathogen, but not against others. Each resistance gene in the plant matches a corresponding virulence gene in the pathogen.

(यह एक विशिष्ट रोगजनक की नस्लों या स्ट्रेनों के खिलाफ प्रतिरोध प्रदान करता है, लेकिन अन्य के खिलाफ नहीं। पौधे में प्रत्येक प्रतिरोधक जीन रोगजनक के अनुरूप विषाणुता जीन से मेल खाता है।)

ii. Rapid Response (तेजी से प्रतिक्रिया):- When the resistance gene is activated, the plant's immune system responds quickly to halt the infection, often through hypersensitive response (HR) — rapid localized cell death at the infection site, preventing the spread of the pathogen.

[जब प्रतिरोधक जीन सक्रिय होता है, तो पौधे की प्रतिरक्षा प्रणाली तेजी से प्रतिक्रिया करती है और संक्रमण को रोकने के लिए काम करती है, जिसे अक्सर हाइपरसेंसिटिव प्रतिक्रिया (HR) कहा जाता है—संक्रमण स्थल पर त्वरित स्थानीयकृत कोशिका मृत्यु, जो रोगजनक के प्रसार को रोकती है।]

iii. Complete Resistance (पूर्ण प्रतिरोध):- Vertical resistance usually confers a high level of resistance (often complete resistance) to the targeted pathogen strain.

[ऊर्ध्वाधर प्रतिरोध आमतौर पर लक्षित रोगजनक स्ट्रेन के खिलाफ उच्च स्तर का प्रतिरोध (अक्सर पूर्ण प्रतिरोध) प्रदान करता है।]

iv. Durability (स्थायित्व):- While vertical resistance can be highly effective, it is often not durable over time because pathogens can mutate or evolve new races that overcome the specific resistance gene.

(हालांकि ऊर्ध्वाधर प्रतिरोध अत्यधिक प्रभावी हो सकता है, यह अक्सर लंबे समय तक टिकाऊ नहीं होता है क्योंकि रोगजनक उत्परिवर्तित हो सकते हैं या नई नस्लें विकसित कर सकते हैं जो विशिष्ट प्रतिरोधक जीन को पार कर जाती हैं।)

Example (उदाहरण):- The classic example is the resistance seen in wheat to certain races of the rust fungi (Puccinia graminis). Some wheat varieties carry specific resistance genes that can recognize and defend against particular rust races, though new pathogen races can evolve to overcome these resistance genes.

(गेहूँ में कुछ जातियों के रस्ट कवक के प्रति देखा जाने वाला प्रतिरोध एक क्लासिक उदाहरण है। कुछ गेहूं की किस्मों में विशिष्ट प्रतिरोधक जीन होते हैं जो कुछ रस्ट नस्लों को पहचान सकते हैं और उनसे रक्षा कर सकते हैं, हालांकि नई रोगजनक नस्लें इन प्रतिरोधक जीनों को पार करने में सक्षम हो सकती हैं।)

Advantages (लाभ):- Strong protection against specific pathogens.

(विशिष्ट रोगजनकों के प्रति मजबूत सुरक्षा प्रदान करता है।)

Disadvantages (हानि):- Vulnerable to breakdown as the pathogen evolves. If a new strain appears that overcomes the plant's specific resistance gene, the plant becomes susceptible to the disease.

(रोगजनक के विकास के साथ प्रतिरोध टूट सकता है। यदि कोई नया स्ट्रेन विकसित होता है जो पौधे के विशिष्ट प्रतिरोधक जीन को पार कर जाता है, तो पौधा रोग के प्रति संवेदनशील हो जाता है।)

Horizontal Resistance (क्षैतिज प्रतिरोधकता):- Horizontal resistance, also called non-specific resistance or quantitative resistance, is controlled by many genes (polygenic) and provides broad, partial resistance against a wide range of pathogen strains or species. It does not rely on a single recognition event between a plant resistance gene and a pathogen virulence gene, and it typically results in a slower and less complete defense response.

[क्षैतिज प्रतिरोध, जिसे गैर-विशिष्ट प्रतिरोध या मात्रात्मक प्रतिरोध भी कहा जाता है, कई जीनों (बहु-आनुवांशिक) द्वारा नियंत्रित होता है और यह रोगजनक स्ट्रेन या प्रजातियों की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रति व्यापक, आंशिक प्रतिरोध प्रदान करता है। यह किसी एक पहचान घटना पर निर्भर नहीं करता है, और सामान्यतः धीरे-धीरे और कम पूर्ण रक्षा प्रतिक्रिया देता है।]

Characteristics of Horizontal Resistance (क्षैतिज प्रतिरोधकता की विशेषताएँ):-

i. Broad-spectrum Resistance (व्यापक-स्पेक्ट्रम प्रतिरोध):- It is effective against a wide range of pathogen strains, providing more general resistance, but not complete immunity.

(यह रोगजनकों की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रति प्रभावी होता है, जो अधिक सामान्य प्रतिरोध प्रदान करता है, लेकिन पूर्ण प्रतिरक्षा नहीं देता।)

ii. Partial Resistance (आंशिक प्रतिरोध):- Unlike vertical resistance, horizontal resistance does not completely prevent infection but reduces the severity and spread of the disease.

(ऊर्ध्वाधर प्रतिरोध के विपरीत, क्षैतिज प्रतिरोध संक्रमण को पूरी तरह से नहीं रोकता है, लेकिन रोग की गंभीरता और प्रसार को कम करता है।)

iii. Polygenic Inheritance (बहु-आनुवांशिक वंशागति):- Horizontal resistance is usually controlled by many genes, each contributing a small effect toward overall resistance.

(क्षैतिज प्रतिरोध आमतौर पर कई जीनों द्वारा नियंत्रित होता है, जिनमें से प्रत्येक समग्र प्रतिरोध में एक छोटा सा योगदान देता है।)

iv. Durability (स्थायित्व):- Horizontal resistance tends to be more durable and stable over time because it is harder for pathogens to overcome resistance based on many genes.

(क्षैतिज प्रतिरोध समय के साथ अधिक स्थिर और टिकाऊ होता है क्योंकि कई जीनों पर आधारित प्रतिरोध को रोगजनकों के लिए पार करना कठिन होता है।)

Example (उदाहरण):- Crops like potatoes, with broad resistance to late blight caused by Phytophthora infestans, can exhibit horizontal resistance, where multiple genes contribute to reducing the severity of the disease but do not completely eliminate it.

[आलू की कुछ फसलों में Phytophthora infestans द्वारा उत्पन्न लेट ब्लाइट के प्रति व्यापक प्रतिरोध देखा जा सकता है, जहाँ कई जीन रोग की गंभीरता को कम करने में योगदान करते हैं, लेकिन इसे पूरी तरह से समाप्त नहीं करते।]

Advantages (लाभ):- 

i. More durable as it is harder for pathogens to evolve multiple genetic changes at once to overcome polygenic resistance.

(यह अधिक टिकाऊ होता है क्योंकि रोगजनकों के लिए कई आनुवंशिक परिवर्तन एक साथ विकसित करना कठिन होता है।)

ii. Effective against a wide range of pathogen races and types.

(यह रोगजनकों की नस्लों और प्रकारों की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रति प्रभावी होता है।)

Disadvantages (हानियाँ):-

i. Resistance is often partial, meaning the plant may still suffer some damage from the pathogen.

(प्रतिरोध अक्सर आंशिक होता है, जिसका अर्थ है कि पौधे को अभी भी रोगजनक से कुछ नुकसान हो सकता है।)

ii. It takes longer for the plant to mount a defense compared to vertical resistance.

(पौधे को ऊर्ध्वाधर प्रतिरोध की तुलना में रक्षा करने में अधिक समय लगता है।)

Comparison between Vertical and Horizontal Resistance (ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज प्रतिरोध के बीच तुलना):-

Conclusion (निष्कर्ष):- Both vertical and horizontal resistance have their roles in crop protection strategies. Vertical resistance is useful for providing strong protection against specific pathogens, but it is prone to breakdown. Horizontal resistance, on the other hand, offers a more durable, broad-spectrum defense but usually with a lower level of resistance. Successful plant breeding often involves combining both types of resistance to ensure both immediate and long-term protection against plant diseases.

(ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज प्रतिरोध दोनों का फसल सुरक्षा रणनीतियों में महत्वपूर्ण स्थान है। ऊर्ध्वाधर प्रतिरोध विशेष रोगाणुओं के प्रति मजबूत सुरक्षा प्रदान करने में सहायक होता है, लेकिन इसके टूटने की संभावना होती है। दूसरी ओर, क्षैतिज प्रतिरोध अधिक स्थायी, व्यापक-क्षेत्रीय सुरक्षा प्रदान करता है, लेकिन आमतौर पर इसमें प्रतिरोध का स्तर कम होता है। सफल पादप प्रजनन में अक्सर दोनों प्रकार के प्रतिरोधों को मिलाकर उपयोग किया जाता है, जिससे पादप रोगों के प्रति तात्कालिक और दीर्घकालिक सुरक्षा सुनिश्चित हो सके।)