Системин е добре проучен растителен пептид, който играе решаваща роля в различни физиологични процеси в растенията. Като водещ доставчик на Systemin, бях свидетел на нарастващ интерес към разбирането на ефектите му върху дишането на растенията. В този блог ще навлезем дълбоко в науката зад това как Systemin влияе върху дишането на растенията и защо това знание е от съществено значение както за селскостопанските, така и за научните общности.
Разбиране на Systemin: кратък преглед
Системин е пептид от 18 аминокиселини, открит за първи път в доматени растения. Той действа като сигнална молекула, задействайки системна защитна реакция в растенията, когато са увредени от тревопасни животни или патогени. Когато растението е атакувано, Systemin се освобождава на мястото на нараняване и след това се транспортира из растението чрез флоема. Това системно разпространение позволява на цялото растение да активира защитните си механизми, включително производството на протеазни инхибитори, които могат да възпрат тревопасните животни.
Връзката между Systemin и дишането на растенията
Дишането на растенията е основен метаболитен процес, който включва разграждането на органични съединения, като захари, за освобождаване на енергия под формата на АТФ. След това тази енергия се използва за различни клетъчни дейности, включително растеж, възстановяване и защита. Установено е, че Systemin има значително въздействие върху този решаващ процес.
1. Активиране на дихателните пътища
Един от основните начини, по които Systemin влияе върху дишането на растенията, е чрез активиране на специфични дихателни пътища. Когато Systemin се освобождава в отговор на увреждане, той може да стимулира активността на ензимите, участващи в гликолизата и цикъла на трикарбоксилната киселина (TCA). Това са централните пътища на дишането на растенията. Например Systemin може да увеличи активността на фосфофруктокиназата, ключов ензим в гликолизата. Чрез засилване на активността на този ензим, повече глюкоза се разгражда, което води до повишено производство на пируват. След това пируватът влиза в цикъла на ТСА, където се окислява допълнително, за да генерира повече АТФ.
Това активиране на дихателните пътища е от съществено значение за защитния отговор на растението. Повишеното производство на енергия позволява на растението да синтезира съединения, свързани със защитата, като фитоалексини и протеазни инхибитори. Тези съединения помагат на растението да се бори по-ефективно с патогени и тревопасни животни.
2. Влияние върху митохондриалната функция
Митохондриите са силовите центрове на клетката и са отговорни за по-голямата част от производството на АТФ по време на дишането. Доказано е, че Systemin има въздействие върху митохондриалната функция. Проучванията показват, че Systemin може да увеличи броя на митохондриите в растителните клетки и да подобри дихателния им капацитет.
Когато Systemin се свърже със своите рецептори на клетъчната мембрана, той предизвиква серия от сигнални събития, които в крайна сметка водят до промени в експресията на митохондриален ген. Това води до синтеза на повече митохондриални протеини, които са от съществено значение за ефективното дишане. Освен това Systemin може да повлияе и на мембранния потенциал на митохондриите, който е от решаващо значение за производството на АТФ. Чрез увеличаване на мембранния потенциал Systemin може да подобри ефективността на окислителното фосфорилиране, което води до по-висок добив на АТФ.
3. Роля при стрес - предизвикано дишане
Растенията често изпитват стрес от различни фактори на околната среда, като суша, висока температура и атака на патогени. Системин играе жизненоважна роля при дишане, предизвикано от стрес. Когато растението е подложено на стрес, нивата на Systemin се увеличават, което от своя страна стимулира дишането. Това предизвикано от стреса дишане помага на растението да се справи с неблагоприятните условия.
Например, по време на стрес от суша, Systemin може да увеличи дишането, за да осигури енергия за синтеза на осмолити, които помагат на растението да поддържа водния си баланс. По същия начин, в случай на атака на патоген, повишеното дишане, дължащо се на Systemin, позволява на растението да произвежда повече съединения, свързани със защитата.
Последици за селското стопанство
Ефектите на Systemin върху дишането на растенията имат значителни последици за селското стопанство. Като разбират как Systemin регулира дишането, фермерите и селекционерите могат да разработят стратегии за подобряване на здравето и производителността на растенията.
1. Устойчивост на болести и вредители
Тъй като Systemin подобрява защитния отговор на растението чрез повишено дишане, той може да се използва за развитие на растения с подобрена устойчивост на болести и вредители. Чрез прилагане на Systemin или чрез отглеждане на растения, които произвеждат свръхпроизводство Systemin, фермерите могат да намалят нуждата от химически пестициди. Това не само е от полза за околната среда, но и намалява разходите за земеделие.
2. Устойчивост на стрес
Растенията, които реагират по-добре на Systemin, вероятно ще бъдат по-толерантни към стреса от околната среда. Чрез подбор или генетично модифициране на растения, за да имат по-ефективен Systemin - медииран дихателен отговор, ние можем да развием култури, които могат да издържат на суша, висока температура и други стресови условия. Това е особено важно в контекста на изменението на климата, където екстремните климатични явления стават все по-чести.
Свързани пептиди в нашия каталог
Като доставчик на Systemin, ние също предлагаме набор от други пептиди, които са от значение за физиологията на растенията. например,Урокортин III (човешки)е изследван за неговата потенциална роля в модулирането на клетъчните реакции в различни организми. Друг пептид в нашия каталог еVIP (човек, свиня, плъх, овца), който има различни функции в различни биологични системи. Ние също така предоставямеПроинсулин С - пептид (55 - 89) (човешки), която е била обект на изследвания в областта на ендокринологията.
Заключение
В заключение Systemin има дълбок ефект върху дишането на растенията. Той активира дихателните пътища, влияе върху функцията на митохондриите и играе решаваща роля при дишане, предизвикано от стрес. Тези ефекти имат далечни последици за селското стопанство, включително подобрена устойчивост на болести и вредители и повишена устойчивост на стрес. Като доставчик на Systemin, ние се ангажираме да предоставяме висококачествен Systemin и други свързани пептиди в подкрепа на изследванията в тази вълнуваща област.
Ако се интересувате да научите повече за Systemin или някой от нашите други продукти, или ако искате да започнете дискусия за обществена поръчка, моля не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем с вашите изследователски и земеделски нужди.
Референции
- Райън, Калифорния (2000). Системният сигнален път: диференциално активиране на растителни защитни гени. Biochimie, 82 (10 - 11), 847 - 853.
- Stratmann, JW (2003). MAP кинази в сигнализацията за защита на растенията. Current Opinion in Plant Biology, 6(5), 491 - 495.
- Mittler, R., & Blumwald, E. (2010). Генно инженерство за съвременното земеделие: предизвикателства и перспективи. Годишен преглед на биологията на растенията, 61, 443 - 462.