Il sistema in un ormone peptidico vegetale noto è al centro di una vasta ricerca nel campo della fisiologia vegetale. Come fornitore di sistemi affidabili, ho assistito in prima persona al crescente interesse per comprendere i suoi effetti sfaccettati su vari processi vegetali, in particolare il metabolismo lipidico delle piante. In questo blog, esploreremo in dettaglio gli effetti del sistema nel metabolismo lipidico delle piante e discuteremo le implicazioni di questi effetti.
SystemIn: una panoramica
SystemIn è un peptide Amino - Acido scoperto nelle piante di pomodoro. Ha un ruolo cruciale nella risposta di difesa della pianta contro erbivori e agenti patogeni. Quando un impianto viene danneggiato, SystemIn viene rilasciato e attiva una serie di percorsi di segnalazione correlati alla difesa. Questi percorsi portano alla produzione di vari composti correlati alla difesa, come gli inibitori della proteinasi, che possono dissuadere gli erbivori e proteggere la pianta da ulteriori danni.
Systemin e percorsi di segnalazione lipidica
Uno dei modi principali della sistemazione influisce sul metabolismo lipidico delle piante è attraverso l'attivazione delle vie di segnalazione lipidica. In risposta alla percezione del sistema nella percezione, la membrana cellulare vegetale subisce una serie di cambiamenti. Sono attivati fosfolipasi, enzimi che abbattono i fosfolipidi nella membrana cellulare. Ad esempio, la fosfolipasi A2 (PLA2) è uno degli enzimi chiave coinvolti in questo processo. Quando il sistema in lega al suo recettore sulla membrana cellulare, innesca una cascata di segnalazione che porta all'attivazione di PLA2.
L'attivazione di PLA2 provoca l'idrolisi dei fosfolipidi di membrana, rilasciando acidi grassi liberi (FFA) e lisofosfolipidi. Tra gli FFA rilasciati, l'acido linolenico è di particolare importanza. L'acido linolenico funge da precursore per la sintesi di acido jasmonic (JA), un ormone vegetale che è strettamente associato alle risposte di difesa e al metabolismo lipidico. La conversione dell'acido linolenico in JA prevede una serie di reazioni enzimatiche, tra cui l'azione della lipossigenasi (LOX), dell'ossido di allena sintasi (AOS) e dell'ossido di allene (AOC).
JA, a sua volta, funge da molecola di segnalazione che regola l'espressione di numerosi geni coinvolti nel metabolismo lipidico. Può indurre l'espressione di geni che codificano gli enzimi coinvolti nella biosintesi e nella modifica degli acidi grassi. Ad esempio, JA può essere su - regolare l'espressione di geni che codificano le desaturasi acil -trasportatore - proteina (ACP), che sono responsabili dell'introduzione di doppi legami negli acidi grassi, alterando così la composizione degli acidi grassi dei lipidi vegetali.
Impatto sulla composizione degli acidi grassi
L'attivazione delle vie di segnalazione mediate dal sistema può alterare significativamente la composizione degli acidi grassi dei lipidi vegetali. Come accennato in precedenza, la sintesi di JA dall'acido linolenico può portare a cambiamenti nell'abbondanza relativa di diversi acidi grassi. L'acido linolenico è un acido grasso omega - 3 e il suo aumento dell'utilizzo per la sintesi di JA può comportare una diminuzione dei suoi livelli nella pianta.
D'altra parte, l'espressione dei geni coinvolti nella sintesi di altri acidi grassi può essere regolata. Ad esempio, la sintesi di acidi grassi saturi e monoinsaturi può aumentare in risposta al trattamento di sistema. Questo cambiamento nella composizione degli acidi grassi può avere diverse implicazioni per la pianta. Gli acidi grassi con diversi gradi di saturazione hanno proprietà fisiche e chimiche diverse. Gli acidi grassi saturi sono più rigidi e meno fluidi degli acidi grassi insaturi. Pertanto, un aumento del contenuto di acidi grassi saturi può influire sulla fluidità della membrana cellulare, che a sua volta può influenzare i processi associati alla membrana come il trasporto di ioni e la trasduzione del segnale.
Effetti sui composti di difesa derivata dai lipidi
Oltre ad alterare la composizione degli acidi grassi, il sistema in promuovere anche la sintesi di composti di difesa derivati dai lipidi. I triacilgliceroli (tag) possono essere idrolizzati per rilasciare FFA, che possono quindi essere ulteriormente modificati per formare composti antimicrobici. Ad esempio, alcuni FFA possono essere ossidati per formare ossilipine, che hanno proprietà antimicrobiche e anti -erbivori.
Inoltre, i cambiamenti indotti da SystemIn nel metabolismo lipidico possono portare alla produzione di composti organici volatili (COV) derivati dai lipidi. Questi COV possono agire come attrattori per nemici naturali degli erbivori o come repellenti per gli stessi erbivori. Ad esempio, alcuni volatili di foglie verdi, che sono composti derivati lipidici, possono attirare vespe parassita che preda di insetti erbivori.
Interazione con altre vie di segnalazione ormonale
SystemIn - Il metabolismo lipidico mediato è anche influenzato dalla sua interazione con altre vie di segnalazione ormonale. Ad esempio, può interagire con la via di segnalazione dell'acido salicilico (SA). SA è un altro importante ormone vegetale coinvolto nelle risposte di difesa, in particolare contro i patogeni biotrofici.
In alcuni casi, la segnalazione JA indotta da SystemIn e la segnalazione SA possono avere effetti antagonistici. L'equilibrio tra la segnalazione di JA e SA è fondamentale per la pianta per montare una risposta di difesa adeguata. Se la pianta è sotto attacco da un erbivoro, viene attivata la segnalazione di JA indotta da SystemIn, portando alla sintesi di composti correlati alla difesa. Tuttavia, se la pianta è infettata da un patogeno biotrofico, la segnalazione di SA può essere dominante e l'interazione tra i due percorsi può correre: sintonizzare la risposta di difesa della pianta.
Implicazioni commerciali
Come fornitore di sistemi, comprendere gli effetti del sistema nel metabolismo lipidico delle piante ha implicazioni commerciali significative. Per le applicazioni agricole, il sistema in può essere utilizzato come alternativa naturale ai pesticidi chimici. Migliorando i meccanismi di difesa naturale della pianta attraverso l'attivazione di percorsi di segnalazione a base lipidica, il sistema in può aiutare a proteggere le colture da erbivori e agenti patogeni senza gli impatti ambientali negativi associati ad alcuni pesticidi chimici.
Nelle industrie cosmetiche e farmaceutiche, i composti derivati dai lipidi prodotti in risposta al trattamento di SystemIn possono avere potenziali applicazioni. Ad esempio, le ossilipine e i COV con proprietà antimicrobiche e anti -infiammatorie possono essere esplorate per lo sviluppo di nuovi prodotti o farmaci cosmetici.
Conclusione e invito all'azione
In conclusione, SystemIn ha effetti profondi sul metabolismo lipidico delle piante. Attiva percorsi di segnalazione lipidica, altera la composizione degli acidi grassi, promuove la sintesi di composti di difesa derivati dai lipidi e interagisce con altre vie di segnalazione ormonale. Questi effetti non solo svolgono un ruolo cruciale nella difesa della pianta contro gli stress biotici, ma hanno anche potenziali applicazioni in vari settori.
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Riferimenti
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