Systemin je biljni peptidni hormon koji igra ključnu ulogu u obrambenom mehanizmu biljke od bolesti. Kao dobavljač Systemina, iz prve sam ruke svjedočio rastućem interesu za ovu izvanrednu molekulu i njezine dalekosežne učinke na otpornost biljaka. U ovom blogu istražit ću različite učinke Systemina na otpornost biljaka na bolesti, ističući njegov značaj u modernoj poljoprivredi i zaštiti bilja.
Systemin: pregled
Systemin je prvi put otkriven u biljkama rajčice ranih 1990-ih. To je mali polipeptid koji se sastoji od 18 aminokiselina. Ovaj peptid se sintetizira kao odgovor na ranjavanje ili napad patogena i djeluje kao signalna molekula za aktiviranje obrambenih odgovora biljke. Kada je biljka oštećena, Systemin se oslobađa s mjesta ozljede i putuje kroz floem do drugih dijelova biljke, pokrećući sustavnu obrambenu reakciju.
Aktivacija obrambenih gena
Jedan od primarnih učinaka Systemina na otpornost biljaka je aktivacija obrambenih gena. Kada se Systemin veže za svoj receptor na staničnoj membrani biljnih stanica, pokreće složenu signalnu kaskadu. Ova kaskada uključuje aktivaciju protein kinaza i proizvodnju sekundarnih glasnika kao što je jasmonska kiselina (JA). JA je ključni regulator obrambenih reakcija biljaka i poznato je da inducira ekspresiju velikog broja obrambenih gena.
Ovi obrambeni geni kodiraju proteine s različitim funkcijama. Neki od njih sudjeluju u sintezi antimikrobnih spojeva, poput fitoaleksina. Fitoaleksini su sekundarni metaboliti niske molekularne težine koji imaju jaka antibakterijska i antifungalna svojstva. Na primjer, u biljkama rajčice, Systemin - inducirana aktivacija obrambenih gena - dovodi do proizvodnje glikoalkaloida, koji su toksični za mnoge patogene.
Ostali geni povezani s obranom kodiraju proteine koji su uključeni u jačanje stanične stijenke biljaka. Stanična stijenka je prva linija obrane od patogena. Sisteminom posredovana aktivacija gena povezanih s biosintezom stanične stijenke može dovesti do taloženja dodatnih polimera kao što su lignin i kaloza, čineći staničnu stijenku otpornijom na prodiranje patogena.
Indukcija inhibitora proteaze
Drugi važan učinak Systemina je indukcija inhibitora proteaze. Inhibitori proteaze su proteini koji mogu inhibirati aktivnost proteaza koje proizvode patogeni. Mnogi patogeni, osobito insekti i gljive, oslanjaju se na proteaze za razgradnju biljnih proteina za svoj rast i preživljavanje. Poticanjem proizvodnje inhibitora proteaze, Systemin može učinkovito poremetiti hranjenje i rast ovih patogena.
U biljkama rajčice, tretman Systeminom dovodi do značajnog povećanja razine inhibitora proteaze u lišću. Ti se inhibitori mogu vezati na proteaze insekata, sprječavajući ih u probavi biljnih proteina. Kao rezultat toga, rast i razvoj insekata su ozbiljno pogođeni, a njihova sposobnost da nanose štetu biljci je smanjena.
Sistemska stečena otpornost (SAR)
Systemin također igra ulogu u razvoju sistemske stečene rezistencije (SAR). SAR je dugotrajan mehanizam otpornosti širokog spektra u biljkama. Kada je biljka lokalno zaražena patogenom, može razviti otpornost ne samo na mjestu infekcije već iu drugim dijelovima biljke. Systemin je uključen u proces signaliziranja koji pokreće SAR.
Oslobađanje Systemina s mjesta infekcije dovodi do proizvodnje signalnih molekula koje se prenose kroz biljku. Ove molekule aktiviraju ekspresiju gena uključenih u SAR, kao što su geni povezani s patogenezom (PR). PR proteini imaju različite funkcije, uključujući antibakterijske, antifungalne i antivirusne aktivnosti. Aktivacija PR gena u udaljenim dijelovima biljke može povećati ukupnu otpornost biljke na širok raspon patogena.
Utjecaj na biljni mikrobiom
Osim izravnog utjecaja na obrambene reakcije biljke, Systemin može utjecati i na biljni mikrobiom. Biljni mikrobiom sastoji se od raznolike zajednice mikroorganizama koji žive na biljci i unutar nje. Neki od tih mikroorganizama su korisni za biljku, pružajući zaštitu od patogena, dok drugi mogu biti patogeni.
Systemin - inducirani obrambeni odgovori mogu promijeniti sastav i aktivnost biljnog mikrobioma. Na primjer, proizvodnja antimikrobnih spojeva kao odgovor na Systemin može smanjiti populaciju patogenih mikroorganizama. U isto vrijeme, Systemin također može pospješiti rast i aktivnost korisnih mikroorganizama. Neke korisne bakterije mogu stupiti u interakciju s obrambenim signalnim putovima biljke i povećati otpornost biljke na bolesti. Moduliranjem biljnog mikrobioma, Systemin može neizravno pridonijeti cjelokupnom zdravlju i otpornosti biljke na bolesti.
Primjena u poljoprivredi
Učinci Systemina na otpornost biljaka na bolesti imaju značajne implikacije za poljoprivredu. Kao dobavljač Systemina, vidio sam sve veću potražnju za proizvodima temeljenim na Systeminu na poljoprivrednom tržištu. Ovi se proizvodi mogu koristiti na različite načine za poboljšanje zdravlja biljaka i smanjenje upotrebe kemijskih pesticida.
Jedna primjena je uporaba Systemina kao biopesticida. Prskanjem Systemina po biljkama poljoprivrednici mogu aktivirati prirodne obrambene mehanizme biljke, čineći biljke otpornijima na bolesti. Ovaj pristup je ekološki prihvatljiviji od tradicionalnih kemijskih pesticida, jer se oslanja na vlastiti obrambeni sustav biljke, a ne na uvođenje vanjskih toksičnih kemikalija.
Druga primjena je u uzgoju biljaka. Znanstvenici mogu koristiti znanje obrambenih odgovora posredovanih Systeminom za razvoj novih biljnih sorti s povećanom otpornošću na bolesti. Uvođenjem gena povezanih sa signaliziranjem Systemina ili obrambenih gena induciranih Systeminom u biljne kulture, uzgajivači mogu stvoriti biljke koje su otpornije na patogene.
Povezani peptidi u našem katalogu
Ako ste zainteresirani za istraživanje drugih peptida s potencijalnom primjenom u istraživanju biljaka ili srodnim područjima, također nudimo niz visokokvalitetnih peptida u našem katalogu. Na primjer, možete se odjavitiDinorfin A (1 - 13), amid, svinjski,Prionski protein (106 - 126) (ljudski), iPTH (3 - 34) (goveđi). Ovi peptidi imaju jedinstvena svojstva i mogu biti korisni u različitim istraživačkim kontekstima.
Zaključak
Zaključno, Systemin je moćna molekula koja višestruko djeluje na otpornost biljaka na bolesti. Aktivira gene povezane s obranom, potiče proizvodnju inhibitora proteaze, potiče sistemsku stečenu otpornost i modulira biljni mikrobiom. Ovi učinci čine Systemin vrijednim alatom u poljoprivredi za poboljšanje zdravlja biljaka i smanjenje utjecaja bolesti.
Kao Systemin dobavljač, posvećen sam pružanju visokokvalitetnih Systemin proizvoda koji zadovoljavaju potrebe istraživača i poljoprivrednika. Ako ste zainteresirani za kupnju Systemina ili saznanje više o njegovim aplikacijama, slobodno nas kontaktirajte radi rasprave o nabavi. Radujemo se suradnji s vama kako bismo doprinijeli razvoju održive poljoprivrede.
Reference
- Pearce, G., Strydom, D., Johnson, S. i Ryan, CA (1991.). Polipeptid iz lišća rajčice inducira sintezu inhibitora proteinaze izazvanu ranom. Znanost, 253(5021), 895 - 898.
- Howe, GA, i Jander, G. (2008). Imunitet biljaka na insekte biljojede. Annual Review of Plant Biology, 59, 41 - 66.
- Pieterse, CM, Van der Does, D., Zamioudis, C., Leon - Reyes, A., i Van Wees, SC (2012.). Hormonska modulacija imuniteta biljaka. Annual Review of Cell and Developmental Biology, 28, 489 - 521.