Системин е растителен пептиден хормон, който играе решаваща роля в защитния механизъм на растенията срещу болести. Като доставчик на Systemin, бях свидетел от първа ръка на нарастващия интерес към тази забележителна молекула и нейните далечни ефекти върху устойчивостта на растенията. В този блог ще разгледам различните ефекти на Systemin върху устойчивостта на растенията към болести, като подчертавам значението му в съвременното земеделие и растителната защита.
Systemin: Общ преглед
Системин е открит за първи път в доматени растения в началото на 90-те години. Това е малък полипептид, състоящ се от 18 аминокиселини. Този пептид се синтезира в отговор на нараняване или атака на патоген и действа като сигнална молекула за активиране на защитните реакции на растението. Когато растението е повредено, Systemin се освобождава от мястото на нараняване и преминава през флоема до други части на растението, предизвиквайки системна защитна реакция.
Активиране на гени, свързани със защитата
Един от основните ефекти на Systemin върху устойчивостта на растенията е активирането на гени, свързани със защитата. Когато Systemin се свърже със своя рецептор върху клетъчната мембрана на растителните клетки, той инициира сложна сигнална каскада. Тази каскада включва активирането на протеин кинази и производството на вторични носители като жасмонова киселина (JA). JA е ключов регулатор на защитните реакции на растенията и е известно, че индуцира експресията на голям брой гени, свързани със защитата.
Тези свързани със защитата гени кодират протеини с различни функции. Някои от тях участват в синтеза на антимикробни съединения, като фитоалексини. Фитоалексините са вторични метаболити с ниско молекулно тегло, които имат силни антибактериални и противогъбични свойства. Например, в доматените растения, Systemin - индуцираното активиране на гените, свързани със защитата, води до производството на гликоалкалоиди, които са токсични за много патогени.
Други гени, свързани със защитата, кодират протеини, които участват в укрепването на растителната клетъчна стена. Клетъчната стена е първата линия на защита срещу патогени. Systemin - медиирано активиране на гени, свързани с биосинтезата на клетъчната стена, може да доведе до отлагането на допълнителни полимери като лигнин и калоза, което прави клетъчната стена по-устойчива на проникване на патогени.
Индукция на протеазни инхибитори
Друг важен ефект на Systemin е индукцията на протеазни инхибитори. Протеазните инхибитори са протеини, които могат да инхибират активността на протеазите, произведени от патогени. Много патогени, особено насекоми и гъбички, разчитат на протеази за разграждане на растителни протеини за техния растеж и оцеляване. Чрез индуциране на производството на протеазни инхибитори, Systemin може ефективно да наруши храненето и растежа на тези патогени.
При доматените растения третирането със Systemin води до значително повишаване на нивата на протеазните инхибитори в листата. Тези инхибитори могат да се свързват с протеазите на насекомите, като им пречат да усвояват растителните протеини. В резултат на това растежът и развитието на насекомите са силно засегнати и способността им да причиняват щети на растението е намалена.
Системна придобита резистентност (SAR)
Systemin също играе роля в развитието на системна придобита резистентност (SAR). SAR е дълготраен, широкоспектърен механизъм на устойчивост в растенията. Когато едно растение е локално заразено от патоген, то може да развие резистентност не само на мястото на инфекцията, но и в други части на растението. Systemin участва в процеса на сигнализиране, който задейства SAR.
Освобождаването на Systemin от мястото на инфекцията води до производството на сигнални молекули, които се транспортират в цялото растение. Тези молекули активират експресията на гени, участващи в SAR, като гени, свързани с патогенезата (PR). PR протеините имат различни функции, включително антибактериални, противогъбични и антивирусни дейности. Активирането на PR гени в отдалечени части на растението може да подобри цялостната устойчивост на растението към широк спектър от патогени.
Въздействие върху растителния микробиом
В допълнение към прякото въздействие върху защитните реакции на растението, Systemin може да окаже влияние и върху растителния микробиом. Растителният микробиом се състои от разнообразна общност от микроорганизми, които живеят върху и вътре в растението. Някои от тези микроорганизми са полезни за растението, като осигуряват защита срещу патогени, докато други могат да бъдат патогенни.
Системин - предизвиканите защитни реакции могат да променят състава и активността на растителния микробиом. Например, производството на антимикробни съединения в отговор на Systemin може да намали популацията на патогенни микроорганизми. В същото време Systemin може също да насърчи растежа и активността на полезни микроорганизми. Някои полезни бактерии могат да взаимодействат със защитните сигнални пътища на растението и да повишат устойчивостта на растението към болести. Чрез модулиране на растителния микробиом, Systemin може индиректно да допринесе за цялостното здраве на растението и устойчивостта му към болести.
Приложения в селското стопанство
Ефектите на Systemin върху устойчивостта на растенията към болести имат значителни последици за селското стопанство. Като доставчик на Systemin виждам нарастващо търсене на базирани на Systemin продукти на селскостопанския пазар. Тези продукти могат да се използват по различни начини за подобряване на здравето на растенията и намаляване на употребата на химически пестициди.
Едно приложение е използването на Systemin като биопестицид. Чрез пръскане на Systemin върху растенията, фермерите могат да активират естествените защитни механизми на растенията, правейки растенията по-устойчиви на болести. Този подход е по-щадящ околната среда от традиционните химически пестициди, тъй като разчита на собствената защитна система на растението, вместо да въвежда външни токсични химикали.
Друго приложение е в растениевъдството. Учените могат да използват знанията за Systemin - медиираните защитни реакции, за да разработят нови сортове растения с повишена устойчивост на болести. Чрез въвеждане на гени, свързани със сигнализацията на Systemin или гени, свързани със защитата, индуцирани от Systemin в културни растения, селекционерите могат да създадат растения, които са по-устойчиви на патогени.
Свързани пептиди в нашия каталог
Ако се интересувате от проучване на други пептиди с потенциални приложения в изследванията на растенията или свързани области, ние също предлагаме набор от висококачествени пептиди в нашия каталог. Например, можете да проверитеДинорфин А (1 - 13), Амид, Свинско,Прионов протеин (106 - 126) (човешки), иPTH (3 - 34) (говежди). Тези пептиди имат уникални свойства и могат да бъдат полезни в различни изследователски контексти.
Заключение
В заключение, Systemin е мощна молекула, която има множество ефекти върху устойчивостта на растенията към болести. Той активира гени, свързани със защитата, индуцира производството на протеазни инхибитори, насърчава системната придобита резистентност и модулира растителния микробиом. Тези ефекти правят Systemin ценен инструмент в селското стопанство за подобряване на здравето на растенията и намаляване на въздействието на болестите.
Като доставчик на Systemin, аз се ангажирам да предоставям висококачествени продукти на Systemin, за да отговоря на нуждите на изследователи и фермери. Ако се интересувате от закупуването на Systemin или да научите повече за неговите приложения, моля не се колебайте да се свържете с нас за обсъждане на поръчката. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да допринесем за развитието на устойчиво земеделие.
Референции
- Pearce, G., Strydom, D., Johnson, S., & Ryan, CA (1991). Полипептид от доматени листа индуцира синтеза на протеиназен инхибитор, индуциран от рани. Наука, 253 (5021), 895 - 898.
- Howe, GA, & Jander, G. (2008). Имунитет на растенията към тревопасни насекоми. Годишен преглед на биологията на растенията, 59, 41 - 66.
- Pieterse, CM, Van der Does, D., Zamioudis, C., Leon - Reyes, A., & Van Wees, SC (2012). Хормонална модулация на растителния имунитет. Годишен преглед на клетката и биологията на развитието, 28, 489 - 521.