Systemin یک هورمون پپتیدی گیاهی است که نقش مهمی در مکانیسم دفاعی گیاه در برابر بیماری ها دارد. به عنوان یک تامین کننده Systemin، من از نزدیک شاهد علاقه روزافزون به این مولکول قابل توجه و اثرات گسترده آن بر مقاومت گیاه بوده ام. در این وبلاگ، من به تأثیرات مختلف Systemin بر مقاومت گیاهان در برابر بیماری ها می پردازم و اهمیت آن را در کشاورزی مدرن و حفاظت از گیاهان برجسته می کنم.
Systemin: یک مرور کلی
Systemin اولین بار در اوایل دهه 1990 در گیاهان گوجه فرنگی کشف شد. این یک پلی پپتید کوچک است که از 18 اسید آمینه تشکیل شده است. این پپتید در پاسخ به زخم یا حمله پاتوژن سنتز می شود و به عنوان یک مولکول سیگنال برای فعال کردن پاسخ های دفاعی گیاه عمل می کند. هنگامی که گیاه آسیب می بیند، سیستمین از محل آسیب رها می شود و از طریق آبکش به سایر قسمت های گیاه می رود و پاسخ دفاعی سیستمیک را ایجاد می کند.
فعال سازی دفاع - ژن های مرتبط
یکی از اثرات اولیه Systemin بر مقاومت گیاه، فعال شدن ژن های مرتبط با دفاع است. هنگامی که Systemin به گیرنده خود در غشای سلولی سلول های گیاهی متصل می شود، یک آبشار سیگنالینگ پیچیده را آغاز می کند. این آبشار شامل فعال شدن پروتئین کینازها و تولید پیام رسان های دوم مانند اسید جاسمونیک (JA) است. JA یک تنظیم کننده کلیدی پاسخ های دفاعی گیاه است و به عنوان القا کننده بیان تعداد زیادی از ژن های مرتبط با دفاع شناخته شده است.
این ژنهای مرتبط با دفاع، پروتئینهایی را با عملکردهای مختلف رمزگذاری میکنند. برخی از آنها در سنتز ترکیبات ضد میکروبی مانند فیتوالکسین ها نقش دارند. فیتوالکسین ها متابولیت های ثانویه با وزن مولکولی کم هستند که خواص ضد باکتریایی و ضد قارچی قوی دارند. برای مثال، در گیاهان گوجهفرنگی، ژنهای مرتبط با فعالسازی دفاعی ناشی از Systemin منجر به تولید گلیکوآلکالوئیدها میشود که برای بسیاری از پاتوژنها سمی هستند.
سایر ژن های مرتبط با دفاع، پروتئین هایی را رمزگذاری می کنند که در تقویت دیواره سلولی گیاه نقش دارند. دیواره سلولی اولین خط دفاعی در برابر عوامل بیماری زا است. فعالسازی ژنهای مرتبط با بیوسنتز دیواره سلولی با واسطه سیستم میتواند منجر به رسوب پلیمرهای اضافی مانند لیگنین و کالوز شود و دیواره سلولی را در برابر نفوذ پاتوژنها مقاومتر کند.
القای مهارکننده های پروتئاز
اثر مهم دیگر Systemin القای مهارکننده های پروتئاز است. مهارکننده های پروتئاز پروتئین هایی هستند که می توانند فعالیت پروتئازهای تولید شده توسط پاتوژن ها را مهار کنند. بسیاری از پاتوژن ها، به ویژه حشرات و قارچ ها، برای رشد و بقای خود به پروتئازها برای تجزیه پروتئین های گیاهی متکی هستند. با القای تولید مهارکننده های پروتئاز، Systemin می تواند به طور موثر تغذیه و رشد این پاتوژن ها را مختل کند.
در گیاهان گوجه فرنگی، تیمار Systemin منجر به افزایش قابل توجهی در سطوح بازدارنده پروتئاز در برگها می شود. این مهارکننده ها می توانند به پروتئازهای حشرات متصل شوند و از هضم پروتئین های گیاهی جلوگیری کنند. در نتیجه رشد و نمو حشرات به شدت تحت تأثیر قرار می گیرد و توانایی آنها در آسیب رساندن به گیاه کاهش می یابد.
مقاومت اکتسابی سیستمیک (SAR)
Systemin همچنین در ایجاد مقاومت اکتسابی سیستمیک (SAR) نقش دارد. SAR یک مکانیسم مقاومت طولانی مدت و با طیف گسترده در گیاهان است. هنگامی که گیاه به صورت موضعی توسط یک عامل بیماری زا آلوده می شود، نه تنها در محل آلودگی بلکه در سایر قسمت های گیاه نیز مقاومت ایجاد می کند. Systemin در فرآیند سیگنال دهی که SAR را تحریک می کند، درگیر است.
انتشار Systemin از محل عفونت منجر به تولید مولکول های سیگنالی می شود که در سراسر گیاه منتقل می شوند. این مولکولها بیان ژنهای دخیل در SAR مانند ژنهای مرتبط با پاتوژنز (PR) را فعال میکنند. پروتئین های PR عملکردهای مختلفی از جمله فعالیت های ضد باکتریایی، ضد قارچی و ضد ویروسی دارند. فعال شدن ژن های PR در نقاط دورتر گیاه می تواند مقاومت کلی گیاه را در برابر طیف وسیعی از عوامل بیماری زا افزایش دهد.
تاثیر بر میکروبیوم گیاهی
Systemin علاوه بر تأثیر مستقیم بر پاسخهای دفاعی گیاه، میتواند بر میکروبیوم گیاه نیز تأثیر بگذارد. میکروبیوم گیاهی از جامعه متنوعی از میکروارگانیسم ها تشکیل شده است که روی و داخل گیاه زندگی می کنند. برخی از این میکروارگانیسم ها برای گیاه مفید هستند و در برابر عوامل بیماری زا محافظت می کنند، در حالی که برخی دیگر می توانند بیماری زا باشند.
پاسخ های دفاعی ناشی از سیستمین می تواند ترکیب و فعالیت میکروبیوم گیاه را تغییر دهد. به عنوان مثال، تولید ترکیبات ضد میکروبی در پاسخ به Systemin می تواند جمعیت میکروارگانیسم های بیماری زا را کاهش دهد. در همان زمان، Systemin همچنین ممکن است رشد و فعالیت میکروارگانیسمهای مفید را تقویت کند. برخی از باکتری های مفید می توانند با مسیرهای سیگنال دفاعی گیاه تعامل داشته باشند و مقاومت گیاه را در برابر بیماری ها افزایش دهند. با تعدیل میکروبیوم گیاه، Systemin می تواند به طور غیر مستقیم به سلامت کلی گیاه و مقاومت در برابر بیماری کمک کند.
کاربردها در کشاورزی
اثرات Systemin بر مقاومت گیاه در برابر بیماری ها پیامدهای قابل توجهی برای کشاورزی دارد. به عنوان یک تامین کننده Systemin، من شاهد افزایش تقاضا برای محصولات مبتنی بر Systemin در بازار کشاورزی هستم. این محصولات را می توان به روش های مختلف برای افزایش سلامت گیاه و کاهش استفاده از آفت کش های شیمیایی مورد استفاده قرار داد.
یکی از کاربردها استفاده از Systemin به عنوان آفت کش است. با اسپری Systemin روی گیاهان، کشاورزان می توانند مکانیسم های دفاعی طبیعی گیاه را فعال کرده و گیاهان را در برابر بیماری ها مقاوم تر کنند. این رویکرد نسبت به آفت کش های شیمیایی سنتی دوستدار محیط زیست است، زیرا به جای معرفی مواد شیمیایی سمی خارجی به سیستم دفاعی خود گیاه متکی است.
کاربرد دیگر در اصلاح نباتات است. دانشمندان می توانند از دانش پاسخ های دفاعی مبتنی بر سیستمین برای توسعه گونه های گیاهی جدید با مقاومت در برابر بیماری ها استفاده کنند. با معرفی ژن های مرتبط با سیگنال دهی یا دفاعی سیستمین که توسط سیستمین به گیاهان زراعی القا شده اند، پرورش دهندگان می توانند گیاهانی را ایجاد کنند که در برابر عوامل بیماری زا مقاوم تر باشند.
پپتیدهای مرتبط در کاتالوگ ما
اگر علاقه مند به کاوش پپتیدهای دیگر با کاربردهای بالقوه در تحقیقات گیاهی یا زمینه های مرتبط هستید، ما همچنین طیف وسیعی از پپتیدهای با کیفیت بالا را در کاتالوگ خود ارائه می دهیم. به عنوان مثال، می توانید بررسی کنیددینورفین A (1 - 13)، آمید، خوک،پروتئین پریون (106 - 126) (انسان)، وPTH (3 - 34) (گاو). این پپتیدها خواص منحصر به فردی دارند و ممکن است در زمینه های تحقیقاتی مختلف مفید باشند.
نتیجه گیری
در نتیجه، Systemin یک مولکول قدرتمند است که اثرات متعددی بر مقاومت گیاه در برابر بیماری ها دارد. این ژنهای مرتبط با دفاع را فعال میکند، تولید مهارکنندههای پروتئاز را القا میکند، مقاومت اکتسابی سیستمی را تقویت میکند و میکروبیوم گیاه را تعدیل میکند. این اثرات Systemin را به ابزاری ارزشمند در کشاورزی برای افزایش سلامت گیاهان و کاهش تأثیر بیماری ها تبدیل می کند.
به عنوان یک تامین کننده Systemin، من متعهد به ارائه محصولات با کیفیت بالا Systemin برای پاسخگویی به نیازهای محققان و کشاورزان هستم. اگر علاقه مند به خرید Systemin یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد برنامه های آن هستید، لطفاً برای بحث در مورد خرید با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما برای کمک به توسعه کشاورزی پایدار هستیم.
مراجع
- پیرس، جی.، استریدوم، دی.، جانسون، اس.، و رایان، کالیفرنیا (1991). یک پلی پپتید از برگ های گوجه فرنگی سنتز مهارکننده پروتئیناز ناشی از زخم را القا می کند. علم، 253(5021)، 895 - 898.
- Howe, GA, & Jander, G. (2008). مصونیت گیاهی در برابر حشرات گیاهخوار. بررسی سالانه بیولوژی گیاهی، 59، 41 - 66.
- پیترز، سی ام، ون در دوز، دی.، زامیودیس، سی، لئون - ریس، آ.، و ون ویز، SC (2012). تعدیل هورمونی ایمنی گیاه. بررسی سالانه بیولوژی سلولی و تکاملی، 28، 489 - 521.