Systemina to roślinny hormon peptydowy, który odgrywa kluczową rolę w mechanizmie obronnym rośliny przed chorobami. Jako dostawca Systemin byłem świadkiem na własne oczy rosnącego zainteresowania tą niezwykłą cząsteczką i jej dalekosiężnym wpływem na odporność roślin. Na tym blogu będę zagłębiać się w różnorodne działanie Systeminy na odporność roślin na choroby, podkreślając jego znaczenie we współczesnym rolnictwie i ochronie roślin.
Systemin: przegląd
Systeminę po raz pierwszy odkryto w roślinach pomidora na początku lat 90. XX wieku. Jest to mały polipeptyd składający się z 18 aminokwasów. Peptyd ten jest syntetyzowany w odpowiedzi na zranienie lub atak patogenu i działa jako cząsteczka sygnalizacyjna aktywująca reakcje obronne rośliny. Kiedy roślina ulegnie uszkodzeniu, Systemina jest uwalniana z miejsca uszkodzenia i przemieszcza się przez łyko do innych części rośliny, wywołując ogólnoustrojową reakcję obronną.
Aktywacja obrony - powiązane geny
Jednym z głównych efektów Systeminy na odporność roślin jest aktywacja genów związanych z obroną. Kiedy Systemina wiąże się ze swoim receptorem na błonie komórkowej komórek roślinnych, inicjuje złożoną kaskadę sygnalizacyjną. Kaskada ta obejmuje aktywację kinaz białkowych i produkcję wtórnych przekaźników, takich jak kwas jasmonowy (JA). JA jest kluczowym regulatorem reakcji obronnych roślin i wiadomo, że indukuje ekspresję dużej liczby genów związanych z obroną.
Te geny związane z obroną kodują białka o różnych funkcjach. Niektóre z nich biorą udział w syntezie związków przeciwdrobnoustrojowych, takich jak fitoaleksyny. Fitoaleksyny to niskocząsteczkowe metabolity wtórne o silnych właściwościach przeciwbakteryjnych i przeciwgrzybiczych. Na przykład w pomidorach indukowana przez Systeminę aktywacja genów związanych z obroną prowadzi do produkcji glikoalkaloidów, które są toksyczne dla wielu patogenów.
Inne geny związane z obroną kodują białka biorące udział we wzmacnianiu ściany komórkowej roślin. Ściana komórkowa stanowi pierwszą linię obrony przed patogenami. Systemina – aktywacja genów związanych z biosyntezą ściany komórkowej może prowadzić do odkładania się dodatkowych polimerów, takich jak lignina i kaloza, czyniąc ścianę komórkową bardziej odporną na penetrację patogenów.
Indukcja inhibitorów proteazy
Innym ważnym działaniem Systeminy jest indukcja inhibitorów proteaz. Inhibitory proteaz to białka, które mogą hamować aktywność proteaz wytwarzanych przez patogeny. Wiele patogenów, zwłaszcza owadów i grzybów, wykorzystuje proteazy do rozkładania białek roślinnych w celu zapewnienia ich wzrostu i przetrwania. Indukując produkcję inhibitorów proteaz, Systemin może skutecznie zakłócać żerowanie i wzrost tych patogenów.
U roślin pomidora leczenie Systeminem prowadzi do znacznego wzrostu poziomu inhibitorów proteaz w liściach. Inhibitory te mogą wiązać się z proteazami owadów, uniemożliwiając im trawienie białek roślinnych. W rezultacie poważnie wpływa to na wzrost i rozwój owadów, a ich zdolność do powodowania uszkodzeń rośliny jest ograniczona.
Oporność nabyta ogólnoustrojowo (SAR)
Systemina odgrywa również rolę w rozwoju ogólnoustrojowej oporności nabytej (SAR). SAR to długotrwały mechanizm oporności o szerokim spektrum działania u roślin. Gdy roślina zostanie miejscowo zakażona patogenem, może rozwinąć się w niej odporność nie tylko w miejscu zakażenia, ale także w innych częściach rośliny. Systemina bierze udział w procesie sygnalizowania, który wyzwala SAR.
Uwolnienie Systeminy z miejsca zakażenia prowadzi do wytworzenia cząsteczek sygnalizacyjnych, które są transportowane w całej roślinie. Cząsteczki te aktywują ekspresję genów zaangażowanych w SAR, takich jak geny związane z patogenezą (PR). Białka PR pełnią różne funkcje, w tym działanie przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze i przeciwwirusowe. Aktywacja genów PR w odległych częściach rośliny może zwiększyć ogólną odporność rośliny na szeroką gamę patogenów.
Wpływ na mikrobiom roślin
Oprócz bezpośredniego wpływu na reakcje obronne rośliny, Systemin może mieć również wpływ na mikrobiom rośliny. Mikrobiom roślinny składa się ze zróżnicowanej społeczności mikroorganizmów żyjących na roślinie i wewnątrz niej. Niektóre z tych mikroorganizmów są pożyteczne dla rośliny, zapewniając ochronę przed patogenami, inne zaś mogą być chorobotwórcze.
Systemina - wywołane odpowiedzi obronne mogą zmieniać skład i aktywność mikrobiomu roślinnego. Na przykład wytwarzanie związków przeciwdrobnoustrojowych w odpowiedzi na Systemin może zmniejszyć populację mikroorganizmów chorobotwórczych. Jednocześnie Systemin może również promować wzrost i aktywność pożytecznych mikroorganizmów. Niektóre pożyteczne bakterie mogą wchodzić w interakcje ze szlakami sygnalizacyjnymi obrony rośliny i zwiększać jej odporność na choroby. Modulując mikrobiom roślinny, Systemin może pośrednio przyczyniać się do ogólnego zdrowia i odporności roślin na choroby.
Zastosowania w rolnictwie
Wpływ Systeminy na odporność roślin na choroby ma istotne implikacje dla rolnictwa. Jako dostawca Systemin zaobserwowałem rosnące zapotrzebowanie na produkty na bazie Systemin na rynku rolnym. Produkty te można stosować na różne sposoby w celu poprawy zdrowia roślin i ograniczenia stosowania chemicznych pestycydów.
Jednym z zastosowań jest zastosowanie Systeminy jako biopestycydu. Opryskując rośliny Systeminem, rolnicy mogą aktywować naturalne mechanizmy obronne roślin, czyniąc je bardziej odpornymi na choroby. Takie podejście jest bardziej przyjazne dla środowiska niż tradycyjne pestycydy chemiczne, ponieważ opiera się na własnym systemie obronnym rośliny, a nie na wprowadzaniu zewnętrznych toksycznych chemikaliów.
Innym zastosowaniem jest hodowla roślin. Naukowcy mogą wykorzystać wiedzę dotyczącą reakcji obronnych za pośrednictwem Systeminy do opracowania nowych odmian roślin o zwiększonej odporności na choroby. Wprowadzając geny związane z sygnalizacją Systemin lub geny związane z obroną indukowane przez Systemin do roślin uprawnych, hodowcy mogą tworzyć rośliny bardziej odporne na patogeny.
Powiązane peptydy w naszym katalogu
Jeśli jesteś zainteresowany badaniem innych peptydów o potencjalnych zastosowaniach w badaniach roślin lub dziedzinach pokrewnych, w naszym katalogu oferujemy również szereg wysokiej jakości peptydów. Możesz na przykład sprawdzićDynorfina A (1 - 13), amid, wieprzowina,Białko prionowe (106 - 126) (ludzkie), IPTH (3 - 34) (bydło). Peptydy te mają unikalne właściwości i mogą być przydatne w różnych kontekstach badawczych.
Wniosek
Podsumowując, Systemina jest potężną cząsteczką, która ma wieloraki wpływ na odporność roślin na choroby. Aktywuje geny związane z obroną, indukuje produkcję inhibitorów proteaz, promuje ogólnoustrojową odporność nabytą i moduluje mikrobiom roślinny. Te efekty sprawiają, że Systemin jest cennym narzędziem w rolnictwie, poprawiającym zdrowie roślin i zmniejszającym wpływ chorób.
Jako dostawca Systemin jestem zaangażowany w dostarczanie wysokiej jakości produktów Systemin, aby zaspokoić potrzeby badaczy i rolników. Jeśli jesteś zainteresowany zakupem Systemin lub chcesz dowiedzieć się więcej o jego zastosowaniach, skontaktuj się z nami w celu omówienia zakupu. Z niecierpliwością czekamy na współpracę z Państwem, aby przyczynić się do rozwoju zrównoważonego rolnictwa.
Referencje
- Pearce, G., Strydom, D., Johnson, S. i Ryan, Kalifornia (1991). Polipeptyd z liści pomidora indukuje syntezę inhibitora proteinazy wywołaną ranami. Nauka, 253(5021), 895 - 898.
- Howe, GA i Jander, G. (2008). Odporność roślin na owady roślinożerne. Roczny przegląd biologii roślin, 59, 41 - 66.
- Pieterse, CM, Van der Does, D., Zamioudis, C., Leon – Reyes, A. i Van Wees, SC (2012). Hormonalna modulacja odporności roślin. Roczny przegląd biologii komórki i rozwoju, 28, 489–521.