Systemin jest dobrze znanym hormonem peptydowym roślinnym, który był przedmiotem szeroko zakrojonych badań w dziedzinie fizjologii roślin. Jako niezawodny dostawca systemów, byłem świadkiem rosnącego zainteresowania zrozumieniem jego wieloaspektowego wpływu na różne procesy roślin, zwłaszcza metabolizm lipidów roślin. Na tym blogu szczegółowo zbadamy wpływ systeminy na metabolizm lipidów roślinnych i omówimy implikacje tych efektów.
Systemin: przegląd
Systemin jest 18 -amino -kwasowym peptydem odkrytym w roślinach pomidorów. Odgrywa kluczową rolę w reakcji obrony zakładu na roślinożernych i patogenach. Po uszkodzeniu zakładu systemin jest zwolniony i aktywuje serię szlaków sygnałowych związanych z obroną. Ścieżki te prowadzą do wytwarzania różnych związków związanych z obroną, takich jak inhibitory proteinazy, które mogą odstraszać roślinożerców i chronić roślinę przed dalszymi uszkodzeniami.
Szlaki sygnałowe systeminy i lipidów
Jednym z podstawowych sposobów, w jaki systemina wpływa na metabolizm lipidów roślinnych, jest aktywacja szlaków sygnałowych lipidów. W odpowiedzi na postrzeganie systeminy błona komórkowa roślinnej przechodzi szereg zmian. Aktywowane są fosfolipazy, enzymy rozkładające fosfolipidy w błonie komórkowej. Na przykład fosfolipaza A2 (PLA2) jest jednym z kluczowych enzymów zaangażowanych w ten proces. Gdy systemina wiąże się z receptorem błony komórkowej, wyzwala kaskadę sygnalizacyjną, która prowadzi do aktywacji PLA2.
Aktywacja PLA2 powoduje hydrolizę fosfolipidów błonowych, uwalniając wolne kwasy tłuszczowe (FFA) i lizofosfolipidy. Wśród uwolnionych FFA kwas linolenowy ma szczególne znaczenie. Kwas linolenowy służy jako prekursor syntezy kwasu jamazonowego (JA), hormonu roślinnego, który jest ściśle związany z odpowiedziami obronnymi i metabolizmem lipidów. Konwersja kwasu linolenowego na JA obejmuje szereg reakcji enzymatycznych, w tym działanie lipoksygenazy (LOX), syntazy tlenku allenu (AOS) i cyklazy tlenku allenu (AOC).
JA z kolei działa jako cząsteczka sygnałowa, która reguluje ekspresję licznych genów zaangażowanych w metabolizm lipidów. Może indukować ekspresję genów kodujących enzymy zaangażowane w biosyntezę i modyfikację kwasów tłuszczowych. Na przykład JA może w górę - reguluj ekspresję genów kodujących desaturazy acyl -nośnik - białko (ACP), które są odpowiedzialne za wprowadzenie podwójnych wiązań do kwasów tłuszczowych, zmieniając w ten sposób skład kwasów tłuszczowych lipidów roślinnych.
Wpływ na skład kwasów tłuszczowych
Aktywacja szlaków sygnałowych za pośrednictwem układu może znacznie zmienić skład kwasów tłuszczowych lipidów roślinnych. Jak wspomniano wcześniej, synteza JA z kwasu linolenowego może prowadzić do zmian względnej liczebności różnych kwasów tłuszczowych. Kwas linolenowy jest kwasem tłuszczowym omega - 3, a jego zwiększone wykorzystanie syntezy JA może spowodować spadek poziomu w roślinie.
Z drugiej strony może być regulowana ekspresja genów zaangażowanych w syntezę innych kwasów tłuszczowych. Na przykład synteza nasyconych i jednonienasyconych kwasów tłuszczowych może wzrosnąć w odpowiedzi na leczenie układu. Ta zmiana składu kwasu tłuszczowego może mieć kilka implikacji dla rośliny. Kwasy tłuszczowe o różnym stopniu nasycenia mają różne właściwości fizyczne i chemiczne. Kwasy tłuszczowe nasycone są bardziej sztywne i mniej płynne niż nienasycone kwasy tłuszczowe. Dlatego wzrost zawartości nasyconych kwasów tłuszczowych może wpływać na płynność błony komórkowej, która z kolei może wpływać na procesy związane z błoną, takie jak transport jonów i transdukcja sygnału.
Wpływ na związki obrony pochodzące z lipidów
Oprócz zmiany składu kwasów tłuszczowych, Systemin promuje również syntezę związków obronnych pochodzących z lipidów. Triacyloglicerole (TAG) można zhydrolizować w celu uwolnienia FFA, które można następnie dalej modyfikować w celu tworzenia związków przeciwdrobnoustrojowych. Na przykład niektóre FFA mogą być utlenione w celu utworzenia oksylipin, które mają właściwości przeciwdrobnoustrojowe i przeciwnikodawczych.
Ponadto indukowane systeminą zmiany metabolizmu lipidów mogą prowadzić do produkcji lotnych związków organicznych (LZO) pochodzących z lipidów. Te LZO mogą działać jako atraktanci dla naturalnych wrogów roślinożernych lub jako repelenty dla samych roślinożerców. Na przykład niektóre substancje lotne zielonego liści, które są związkami pochodzącymi z lipidów, mogą przyciągnąć pasożytnicze osy, które żerują na owadach roślinożernych.
Interakcja z innymi hormonalnymi szlakami sygnałowymi
Na interakcję z innymi hormonalnymi szlakami sygnałowymi ma również wpływ na metabolizm lipidów za pośrednictwem systemu. Na przykład może oddziaływać z szlakiem sygnałowym kwasu salicylowego (SA). SA jest kolejnym ważnym hormonem roślinnym zaangażowanym w reakcje obronne, szczególnie przeciwko patogenom biotroficznym.
W niektórych przypadkach sygnalizacja JA indukowana przez systeminę i sygnalizacja SA mogą mieć działanie antagonistyczne. Równowaga między sygnalizacją JA i SA ma kluczowe znaczenie dla zamontowania odpowiedniej reakcji obronnej. Jeśli roślina jest atakowana przez roślinożercę, aktywowana jest sygnalizacja JA indukowana przez systeminę, co prowadzi do syntezy związków związanych z obroną. Jeśli jednak roślina jest zarażona przez patogen biotroficzny, sygnalizacja SA może być dominująca, a interakcja między dwoma szlakami może ukończyć reakcję obrony rośliny.
Implikacje komercyjne
Jako dostawca systemowy zrozumienie wpływu systeminy na metabolizm lipidów roślinnych ma znaczące konsekwencje handlowe. Do zastosowań rolniczych systemina może być stosowana jako naturalna alternatywa dla pestycydów chemicznych. Poprawiając naturalne mechanizmy obrony rośliny poprzez aktywację szlaków sygnałowych opartych na lipidach, systemin może pomóc chronić uprawy przed roślinożercami i patogenami bez negatywnych wpływów na środowisko związane z niektórymi chemicznymi pestycydami.
W branżach kosmetycznych i farmaceutycznych związki pochodzące z lipidów wytwarzane w odpowiedzi na leczenie systeminy mogą mieć potencjalne zastosowania. Na przykład można zbadać oksylipiny i LZO z właściwościami przeciwdrobnoustrojowymi i przeciwzapalnymi w celu opracowania nowych produktów kosmetycznych lub leków.
Wniosek i wezwanie do działania
Podsumowując, systemina ma głęboki wpływ na metabolizm lipidów roślinnych. Aktywuje szlaki sygnalizacyjne lipidów, zmienia skład kwasu tłuszczowego, promuje syntezę związków obronnych pochodzących z lipidów i oddziałuje z innymi hormonalnymi szlakami sygnałowymi. Efekty te odgrywają nie tylko kluczową rolę w obronie rośliny przed stresami biotycznymi, ale także mają potencjalne zastosowania w różnych branżach.
Jeśli jesteś zainteresowany badaniem potencjału Systemin do badań lub aplikacji komercyjnych, jesteśmy tutaj, aby Ci pomóc. Nasze wysokiej jakości produkty systeminowe mogą zapewnić niezawodne narzędzie do badania jego wpływu na metabolizm lipidów roślinnych i nie tylko. Skontaktuj się z nami, aby omówić swoje konkretne potrzeby i zainicjować negocjacje w zakresie zamówień. Z niecierpliwością oczekujemy współpracy z Tobą w celu odblokowania pełnego potencjału Systemin.
Odniesienia
- Ryan, Kalifornia (2000). Szlak sygnałowy systeminy: zróżnicowana aktywacja genów obronnych roślin. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research, 1477 (1–2), 112–121.
- Wasternack, C., i Hause, B. (2013). Jasmonany: biosynteza, percepcja, transdukcja sygnału i działanie w reakcji stresu roślin, wzrostu i rozwoju. Aktualizacja recenzji z 2007 r. W Annals of Botany. Annals of Botany, 111 (1), 1021 - 1058.
- Farmer, EE i Ryan, Kalifornia (1992). Oktadekanoidowe prekursory kwasu jamazonowego aktywują syntezę indukowanych raną inhibitorów proteinazy. Komórka roślinna, 4 (10), 129–134.