Systemin е добре известен растителен пептиден хормон, който беше в центъра на обширните изследвания в областта на растителната физиология. Като надежден доставчик на SystemIn, аз съм свидетел от първа ръка на нарастващия интерес към разбирането на многостранните му ефекти върху различни растителни процеси, особено на растителния липиден метаболизъм. В този блог ще проучим подробно ефектите на системата върху метаболизма на липидите на растенията и ще обсъдим последиците от тези ефекти.
Systemin: Преглед
Systemin е 18 - амино -киселинен пептид, открит в доматените растения. Той играе решаваща роля в реакцията на отбраната на растението срещу тревопасни и патогени. Когато растението се повреди, Systemin се освобождава и активира серия от защитни сигнални пътища. Тези пътища водят до производството на различни отбранителни съединения, като протеиназни инхибитори, които могат да възпират тревопасните и да предпазят растението от по -нататъшно увреждане.
Системни и липидни сигнални пътища
Един от основните начини, по които системата влияе на растителния липиден метаболизъм е чрез активиране на липидни сигнални пътища. В отговор на възприятието на системата, мембраната на растителните клетки претърпява серия от промени. Активират се фосфолипази, ензими, които разграждат фосфолипидите в клетъчната мембрана. Например, фосфолипаза А2 (PLA2) е един от ключовите ензими, участващи в този процес. Когато Systemin се свързва с своя рецептор върху клетъчната мембрана, той задейства сигнална каскада, която води до активиране на PLA2.
Активирането на PLA2 води до хидролиза на мембранните фосфолипиди, отделяйки свободни мастни киселини (FFAs) и лизофосфолипиди. Сред освободените FFAs линоленова киселина е от особено значение. Линоленовата киселина служи като предшественик за синтеза на жасмонова киселина (JA), растителен хормон, който е тясно свързан с защитните реакции и липидния метаболизъм. Преобразуването на линоленова киселина в JA включва серия от ензимни реакции, включително действието на липоксигеназа (LOX), ален оксид синтаза (AOS) и ален оксид циклаза (AOC).
JA от своя страна действа като сигнална молекула, която регулира експресията на множество гени, участващи в липидния метаболизъм. Той може да предизвика експресията на гени, кодиращи ензими, участващи в биосинтеза и модификация на мастни киселини. Например, JA може да регулира експресията на гени, кодиращи ацилово -носител -протеин (ACP) десатурази, които са отговорни за въвеждането на двойни връзки в мастни киселини, като по този начин променят състава на мастните киселини на растителните липиди.
Въздействие върху състава на мастни киселини
Активирането на сигнални пътища, медиирани от системата, може значително да промени състава на мастните киселини на растителните липиди. Както бе споменато по -рано, синтезът на JA от линоленова киселина може да доведе до промени в относителното изобилие на различни мастни киселини. Линоленовата киселина е омега - 3 мастна киселина и увеличеното му използване за JA синтез може да доведе до намаляване на нивата му в растението.
От друга страна, експресията на гени, участващи в синтеза на други мастни киселини, може да бъде регулирана. Например, синтезът на наситени и мононенаситени мастни киселини може да се увеличи в реакцията на лечението със системата. Тази промяна в състава на мастните киселини може да има няколко последици за растението. Мастните киселини с различна степен на насищане имат различни физически и химични свойства. Наситените мастни киселини са по -твърди и по -малко течни от ненаситените мастни киселини. Следователно, увеличаването на съдържанието на наситени мастни киселини може да повлияе на плавността на клетъчната мембрана, която от своя страна може да повлияе на мембранните процеси, като транспортиране на йони и трансдукция на сигнала.
Ефекти върху липидните отбранителни съединения
В допълнение към промяната на състава на мастни киселини, Systemin също така насърчава синтеза на липидни отбранителни съединения. Триацилглицеролите (TAGS) могат да бъдат хидролизирани за освобождаване на FFAs, които след това могат да бъдат допълнително модифицирани, за да образуват антимикробни съединения. Например, някои FFA могат да бъдат окислени до образуване на оксилипини, които имат антимикробни и анти - тревопасни свойства.
Освен това, индуцираните от системата - промените в липидния метаболизъм могат да доведат до производството на летливи органични съединения (ЛОС), получени от липиди. Тези ЛОС могат да действат като атрактиви за естествените врагове на тревопасните или като репеленти за самите тревопасни животни. Например, някои зелени летливи листа, които са липидни съединения, могат да привлекат паразитни оси, които плячкат върху тревопасни насекоми.
Взаимодействие с други хормонални сигнални пътища
SystemIn - Медициран липиден метаболизъм също се влияе от взаимодействието му с други хормонални сигнални пътища. Например, той може да взаимодейства със сигналния път на салицилова киселина (SA). SA е друг важен растителен хормон, участващ в защитните реакции, особено срещу биотрофни патогени.
В някои случаи системата - индуцирана JA сигнализация и SA сигнализация могат да имат антагонистични ефекти. Балансът между сигнализацията на JA и SA е от решаващо значение за растението да монтира подходящ отговор на отбраната. Ако растението е атакувано от тревопасно, системата - индуцирана JA сигнализация се активира, което води до синтеза на свързани съединения, свързани с отбраната. Ако обаче растението е заразено от биотрофен патоген, SA сигнализацията може да бъде доминираща и взаимодействието между двата пътя може да глоби - настройте реакцията на защитата на растението.
Търговски последици
Като доставчик на системи, разбирането на ефектите на системата върху метаболизма на липидите на растенията има значителни търговски последици. За селскостопанските приложения системата може да се използва като естествена алтернатива на химическите пестициди. Подобрявайки естествените защитни механизми на растението чрез активиране на сигнални пътища на базата на липиди, Systemin може да помогне за защита на културите от тревопасни и патогени без отрицателните въздействия върху околната среда, свързани с някои химически пестициди.
В козметичната и фармацевтичната индустрия липидните съединения, произведени в отговор на лечението със системата, могат да имат потенциални приложения. Например, оксилипините и ЛОС с антимикробни и анти -възпалителни свойства могат да бъдат проучени за разработването на нови козметични продукти или лекарства.
Заключение и призив за действие
В заключение, Systemin има дълбоки ефекти върху метаболизма на липидите на растенията. Той активира липидните сигнални пътища, променя състава на мастните киселини, насърчава синтеза на липидни отбранителни съединения и взаимодейства с други хормонални сигнални пътища. Тези ефекти не само играят решаваща роля в защитата на растението срещу биотични натоварвания, но и имат потенциални приложения в различни индустрии.
Ако се интересувате от изследване на потенциала на Systemin за вашите изследвания или търговски приложения, ние сме тук, за да ви помогнем. Нашите висококачествени системни продукти могат да ви осигурят надежден инструмент за изучаване на нейните ефекти върху метаболизма на липидите на растенията и извън него. Моля, не се колебайте да се свържете с нас, за да обсъдим вашите специфични нужди и да започнете договаряне на обществени поръчки. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да отключим пълния потенциал на Systemin.
ЛИТЕРАТУРА
- Райън, Калифорния (2000). Системният сигнален път: Диференциално активиране на растителните защитни гени. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Изследване на молекулярни клетки, 1477 (1 - 2), 112 - 121.
- Wasternack, C., & Hause, B. (2013). Жасмонати: Биосинтеза, възприятие, трансдукция на сигнали и действие в реакцията на стрес на растенията, растеж и развитие. Актуализация на ревюто за 2007 г. в Annals of Botany. Анали на ботаника, 111 (1), 1021 - 1058.
- Farmer, EE, & Ryan, CA (1992). Октадеканоидните прекурсори на жасмонова киселина активират синтеза на индуцирани от рана протеиназна инхибитори. Растителната клетка, 4 (10), 129 - 134.