Systemin jest hormonem peptydowym roślinnym, który odgrywa kluczową rolę w mechanizmie obronnym rośliny, szczególnie w ramach układu naczyniowego rośliny. Jako dostawca systemowy zagłębiłem się w zrozumienie, w jaki sposób działa ten niezwykły peptyd, i cieszę się, że mogę podzielić się z tobą tymi spostrzeżeniami.
Odkrycie i podstawy systeminy
Systemin został po raz pierwszy odkryty w roślinach pomidorów na początku lat 90. Jest to 18 -amino -kwasowy peptyd, który jest odszczepiony z większego białka prekursorowego, prozysteminy. Odkrycie to było znaczącym kamieniem milowym w biologii roślin, ponieważ było jednym z pierwszych zidentyfikowanych hormonów peptydowych w roślinach. W przeciwieństwie do zwierząt, rośliny nie mają układu krążenia z sercem do pompowania płynów. Zamiast tego polegają na układzie naczyniowym, który składa się z ksylemu i łyka, do transportu wody, składników odżywczych i cząsteczek sygnałowych.
Rola Systemina w obronie roślin
Kiedy roślina zostaje atakowana przez roślinożerców lub patogeny, systemin jest uwalniany. To wydanie jest kluczowym krokiem w wywołaniu reakcji obrony zakładu. Uszkodzone komórki w miejscu ataku wytwarzają systeminę, która następnie wchodzi do łyka. Phloem jest odpowiedzialny za transport cukrów i innych cząsteczek organicznych w całej roślinie i służy jako autostrada dla systeminy do podróży z miejsca uszkodzenia innych części rośliny.
Gdy systemin jest w łyku, jest on przenoszony do odległych tkanek. Po dotarciu do komórek docelowych Systemin wiąże się ze specyficznym receptorem na błonie komórkowej. Ten receptor jest białkiem transbłonowym, które ma wysokie powinowactwo do układu. Wiązanie układiny z receptorem aktywuje szlak transdukcji sygnału w komórce.
Ścieżka transdukcji sygnału obejmuje szereg reakcji biochemicznych. Jednym z kluczowych składników na tym szlaku jest aktywacja kinaz białkowych aktywowanych mitogenem (MAPK). Te kinazy fosforylują inne białka, co prowadzi do aktywacji genów zaangażowanych w wytwarzanie związków związanych z obroną. Na przykład geny kodujące inhibitory proteazy są aktywowane. Inhibitory proteazy to białka, które mogą hamować aktywność enzymów trawiennych w roślinożernych, co sprawia, że roślina jest mniej smaczna i trudniejsza do strawienia.
Ruch układu w układzie naczyniowym
Ruch systeminy w łyku jest napędzany przez mechanizm przepływu ciśnienia. Phloem SAP, który zawiera cukry i inne substancje rozpuszczone, przesuwa się z obszarów wysokiego ciśnienia (regiony źródłowe, w których wytwarzane są cukry) na obszary niskiego ciśnienia (regiony zlewu, w których cukry są używane lub przechowywane). Systemina, rozpuszczona w soku Phloem, jest przenoszona wraz z prądem.
Szybkość ruchu systeminy może się różnić w zależności od kilku czynników. Ważnym czynnikiem jest odległość między miejscem uszkodzenia a tkankami docelowymi. Dłuższe odległości mogą powodować dłuższy czas, aby Systemin dotrzeć do miejsca docelowego. Ponadto stan fizjologiczny rośliny może również wpływać na ruch systeminy. Na przykład roślina pod stresem może mieć zmniejszoną szybkość przepływu łyka, co może spowolnić ruch systeminy.
Porównanie z innymi hormonami peptydowymi
W świecie hormonów peptydowych istnieją inne znane przykłady, takie jakSecretin, PorcineWEledois, IVIP (ludzki, bydlęcy, świński, szczur). Sekretina jest hormonem peptydowym u zwierząt, który reguluje wydzieliny trzustki. Edoisin jest peptydem występującym w gruczołach ślinowych niektórych zwierząt morskich i ma różne działanie fizjologiczne. VIP to wazoaktywny peptyd jelit, który odgrywa rolę w regulacji przepływu krwi i neurotransmisji u zwierząt.
Podczas gdy te hormony peptydowe mają różne funkcje u zwierząt, mają pewne podobieństwa z systeminą pod względem sposobu działania. Wszystkie wiążą się ze specyficznymi receptorami na powierzchni komórki i aktywują szlaki przekazywania sygnału. Jednak specyficzne receptory, cząsteczki sygnalizacyjne i efekty niższe są różne spowodowane różnymi kontekstami fizjologicznymi, w których działają.
Znaczenie systeminy w rolnictwie
Badanie systeminy ma znaczące implikacje dla rolnictwa. Rozumiejąc, jak działa systemina w systemie naczyniowym roślin, możemy opracować strategie zwiększające obronę roślin przed szkodnikami i chorobami. Na przykład techniki inżynierii genetycznej można stosować do nadekspresji układu lub jej receptora w roślinach. Może to prowadzić do solidniejszej i szybkiej reakcji obronnej, zmniejszając potrzebę pestycydów chemicznych.
Ponadto, jako dostawca systemów, możemy zapewnić naukowcom i firmom rolniczym o wysokiej jakości. Nasze produkty systeminowe są starannie oczyszczane i testowane w celu zapewnienia ich aktywności biologicznej. Naukowcy mogą wykorzystać nasz systemin do badania molekularnych mechanizmów obrony roślin, podczas gdy firmy rolnicze mogą zbadać potencjalne zastosowania w zakresie ochrony upraw.
Kontakt w celu zakupu i współpracy
Jeśli jesteś zainteresowany zakupem systemu badań lub projektów rolniczych, zapraszamy do skontaktowania się z nami w celu szczegółowej dyskusji. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc w wyborze odpowiedniego produktu i zapewnienia wsparcia technicznego. Niezależnie od tego, czy jesteś naukowcem, który chce rozwiązywać tajemnice biologii roślin, czy przedsiębiorcy rolnicze poszukujące innowacyjnych rozwiązań w zakresie ochrony upraw, jesteśmy tutaj, aby pomóc.
Odniesienia
- Pearce, G., Strydom, DJ, Johnson, R., i Ryan, CA (1991). Polypeptyd z liści pomidorów indukuje geny indukowalne rany - indukowalne inhibitor proteinazy. Science, 253 (5024), 895 - 898.
- Ryan, CA, i Pearce, G. (1998). Systemina: sygnał polipeptydowy dla reakcji obrony roślin. Coroczny przegląd fizjologii roślin i biologii molekularnej rośliny, 49, 87–105.
- Schilmiller, AL, i Howe, GA (2005). Sygnalizacja Jasmonate: zachowana odpowiedź na atak. Obecna opinia w Plant Biology, 8 (4), 369–377.