Systemin je dobro proučen biljni peptid koji igra ključnu ulogu u raznim fiziološkim procesima unutar biljaka. Kao vodeći dobavljač Systemina, svjedočio sam rastućem interesu za razumijevanjem njegovih učinaka na disanje biljaka. U ovom ćemo blogu zaroniti duboko u znanost koja stoji iza toga kako Systemin utječe na disanje biljaka i zašto je to znanje bitno i za poljoprivredne i za znanstvene zajednice.
Razumijevanje Systemina: Kratki pregled
Systemin je peptid od 18 aminokiselina koji je prvi put otkriven u biljkama rajčice. Djeluje kao signalna molekula, pokrećući sustavnu obrambenu reakciju u biljkama kada ih oštete biljojedi ili patogeni. Kada je biljka napadnuta, Systemin se oslobađa na mjestu ozljede, a zatim se transportira kroz biljku putem floema. Ovo sustavno širenje omogućuje cijeloj biljci da aktivira svoje obrambene mehanizme, uključujući proizvodnju inhibitora proteaze koji mogu odvratiti biljojede.
Veza između Systemina i disanja biljaka
Disanje biljaka temeljni je metabolički proces koji uključuje razgradnju organskih spojeva, poput šećera, kako bi se oslobodila energija u obliku ATP-a. Ta se energija zatim koristi za razne stanične aktivnosti, uključujući rast, popravak i obranu. Utvrđeno je da Systemin ima značajne učinke na ovaj ključni proces.
1. Aktivacija dišnih puteva
Jedan od primarnih načina na koji Systemin utječe na disanje biljaka je aktiviranje specifičnih respiratornih puteva. Kada se Systemin oslobađa kao odgovor na oštećenje, može stimulirati aktivnost enzima uključenih u glikolizu i ciklus trikarboksilne kiseline (TCA). To su središnji putovi disanja biljaka. Na primjer, Systemin može povećati aktivnost fosfofruktokinaze, ključnog enzima u glikolizi. Povećanjem aktivnosti ovog enzima, više glukoze se razgrađuje, što dovodi do povećane proizvodnje piruvata. Piruvat tada ulazi u TCA ciklus, gdje se dalje oksidira kako bi se stvorilo više ATP-a.
Ova aktivacija dišnih putova neophodna je za obrambenu reakciju biljke. Povećana proizvodnja energije omogućuje biljci da sintetizira obrambene spojeve, kao što su fitoaleksini i inhibitori proteaze. Ovi spojevi pomažu biljci da se učinkovitije bori protiv patogena i biljojeda.
2. Utjecaj na funkciju mitohondrija
Mitohondriji su elektrane stanice i odgovorni su za većinu proizvodnje ATP-a tijekom disanja. Dokazano je da Systemin utječe na funkciju mitohondrija. Studije su pokazale da Systemin može povećati broj mitohondrija u biljnim stanicama i povećati njihov respiratorni kapacitet.
Kada se Systemin veže za svoje receptore na staničnoj membrani, pokreće niz signalnih događaja koji u konačnici dovode do promjena u ekspresiji mitohondrijskih gena. To rezultira sintezom više mitohondrijskih proteina, koji su neophodni za učinkovito disanje. Dodatno, Systemin također može utjecati na membranski potencijal mitohondrija, koji je ključan za proizvodnju ATP-a. Povećanjem membranskog potencijala, Systemin može poboljšati učinkovitost oksidativne fosforilacije, što dovodi do većeg prinosa ATP-a.
3. Uloga u stresu - inducirano disanje
Biljke često doživljavaju stres od raznih čimbenika iz okoliša, poput suše, visoke temperature i napada patogena. Systemin igra vitalnu ulogu u disanju izazvanom stresom. Kada je biljka pod stresom, povećava se razina Systemina, što zauzvrat stimulira disanje. Ovo disanje izazvano stresom pomaže biljci da se nosi s nepovoljnim uvjetima.
Na primjer, tijekom stresa od suše, Systemin može povećati disanje kako bi osigurao energiju za sintezu osmolita, koji pomažu biljci da održi ravnotežu vode. Slično tome, u slučaju napada patogena, pojačano disanje zbog Systemina omogućuje biljci da proizvede više obrambenih spojeva.
Implikacije za poljoprivredu
Učinci Systemina na disanje biljaka imaju značajne implikacije za poljoprivredu. Razumijevajući kako Systemin regulira disanje, farmeri i uzgajivači biljaka mogu razviti strategije za poboljšanje zdravlja i produktivnosti biljaka.
1. Otpornost na bolesti i štetočine
Kako Systemin pojačava obrambenu reakciju biljke pojačanim disanjem, može se koristiti za razvoj biljaka s poboljšanom otpornošću na bolesti i štetočine. Primjenom Systemina ili uzgojem biljaka koje prekomjerno proizvode Systemin, poljoprivrednici mogu smanjiti potrebu za kemijskim pesticidima. To ne samo da koristi okolišu, već i smanjuje troškove uzgoja.
2. Tolerancija na stres
Biljke koje bolje reagiraju na Systemin vjerojatno će biti tolerantnije na stres iz okoliša. Odabirom ili genetskom modificiranjem biljaka kako bi imale učinkovitiju reakciju disanja posredovanu Systeminom, možemo razviti usjeve koji mogu izdržati sušu, visoke temperature i druge stresne uvjete. Ovo je osobito važno u svjetlu klimatskih promjena, gdje su ekstremni vremenski događaji sve češći.
Povezani peptidi u našem katalogu
Kao dobavljač Systemina, također nudimo niz drugih peptida koji su relevantni za fiziologiju biljaka. Na primjer,Urocortin III (ljudski)je proučavana zbog njegove potencijalne uloge u moduliranju staničnih odgovora u različitim organizmima. Još jedan peptid u našem katalogu jeVIP (ljudi, svinje, štakori, ovce), koji ima različite funkcije u različitim biološkim sustavima. Također pružamoProinzulin C - peptid (55 - 89) (ljudski), koja je bila predmetom istraživanja u području endokrinologije.
Zaključak
Zaključno, Systemin ima duboke učinke na disanje biljaka. Aktivira dišne putove, utječe na funkciju mitohondrija i igra ključnu ulogu u disanju izazvanom stresom. Ovi učinci imaju dalekosežne implikacije na poljoprivredu, uključujući poboljšanu otpornost na bolesti i štetočine i povećanu otpornost na stres. Kao dobavljač Systemina, predani smo pružanju visokokvalitetnog Systemina i drugih srodnih peptida za podršku istraživanju u ovom uzbudljivom području.
Ako ste zainteresirani saznati više o Systeminu ili nekom od naših drugih proizvoda, ili ako želite započeti raspravu o nabavi, slobodno nam se obratite. Tu smo da vam pomognemo s vašim istraživačkim i poljoprivrednim potrebama.
Reference
- Ryan, CA (2000). Sustav u signalnom putu: diferencijalna aktivacija biljnih obrambenih gena. Biochimie, 82 (10 - 11), 847 - 853.
- Stratmann, JW (2003). MAP kinaze u obrambenoj signalizaciji biljaka. Current Opinion in Plant Biology, 6(5), 491 - 495.
- Mittler, R. i Blumwald, E. (2010). Genetski inženjering za suvremenu poljoprivredu: izazovi i perspektive. Annual Review of Plant Biology, 61, 443 - 462.