La sistemina è un ormone peptidico vegetale che svolge un ruolo cruciale nel meccanismo di difesa della pianta contro le malattie. In qualità di fornitore di Systemin, ho assistito in prima persona al crescente interesse per questa straordinaria molecola e ai suoi effetti di vasta portata sulla resistenza delle piante. In questo blog approfondirò i vari effetti della Systemin sulla resistenza delle piante alle malattie, evidenziandone l'importanza nell'agricoltura moderna e nella protezione delle piante.
Sistemina: una panoramica
La sistemina è stata scoperta per la prima volta nelle piante di pomodoro all'inizio degli anni '90. È un piccolo polipeptide costituito da 18 aminoacidi. Questo peptide viene sintetizzato in risposta a ferite o attacchi di agenti patogeni e agisce come molecola di segnalazione per attivare le risposte di difesa della pianta. Quando una pianta è danneggiata, la sistemina viene rilasciata dal sito della lesione e viaggia attraverso il floema verso altre parti della pianta, innescando una risposta di difesa sistemica.
Attivazione della difesa - Geni correlati
Uno degli effetti primari della Systemin sulla resistenza delle piante è l'attivazione dei geni legati alla difesa. Quando la sistemina si lega al suo recettore sulla membrana cellulare delle cellule vegetali, avvia una complessa cascata di segnali. Questa cascata comporta l'attivazione delle proteine chinasi e la produzione di secondi messaggeri come l'acido jasmonico (JA). JA è un regolatore chiave delle risposte di difesa delle piante ed è noto per indurre l'espressione di un gran numero di geni legati alla difesa.
Questi geni legati alla difesa codificano per proteine con varie funzioni. Alcuni di essi sono coinvolti nella sintesi di composti antimicrobici, come le fitoalessine. Le fitoalessine sono metaboliti secondari a basso peso molecolare che hanno forti proprietà antibatteriche e antifungine. Ad esempio, nelle piante di pomodoro, l'attivazione dei geni legati alla difesa indotta dalla sistemina porta alla produzione di glicoalcaloidi, che sono tossici per molti agenti patogeni.
Altri geni legati alla difesa codificano per proteine coinvolte nel rinforzo della parete cellulare della pianta. La parete cellulare è la prima linea di difesa contro gli agenti patogeni. L'attivazione mediata dalla sistemina dei geni legati alla biosintesi della parete cellulare può portare alla deposizione di ulteriori polimeri come lignina e callosio, rendendo la parete cellulare più resistente alla penetrazione degli agenti patogeni.
Induzione di inibitori della proteasi
Un altro effetto importante della Systemin è l'induzione degli inibitori della proteasi. Gli inibitori della proteasi sono proteine che possono inibire l'attività delle proteasi prodotte dai patogeni. Molti agenti patogeni, in particolare insetti e funghi, si affidano alle proteasi per abbattere le proteine vegetali per la loro crescita e sopravvivenza. Inducendo la produzione di inibitori della proteasi, la Systemin può effettivamente interrompere l'alimentazione e la crescita di questi agenti patogeni.
Nelle piante di pomodoro il trattamento con Systemina porta ad un aumento significativo dei livelli di inibitori della proteasi nelle foglie. Questi inibitori possono legarsi alle proteasi degli insetti, impedendo loro di digerire le proteine vegetali. Di conseguenza, la crescita e lo sviluppo degli insetti vengono gravemente compromessi e la loro capacità di causare danni alla pianta viene ridotta.
Resistenza acquisita sistemica (SAR)
La sistemina svolge anche un ruolo nello sviluppo della resistenza sistemica acquisita (SAR). Il SAR è un meccanismo di resistenza ad ampio spettro e di lunga durata nelle piante. Quando una pianta viene infettata localmente da un agente patogeno, può sviluppare resistenza non solo nel sito dell’infezione ma anche in altre parti della pianta. La sistemina è coinvolta nel processo di segnalazione che attiva la SAR.
Il rilascio di sistemina dal sito di infezione porta alla produzione di molecole di segnalazione che vengono trasportate in tutta la pianta. Queste molecole attivano l'espressione dei geni coinvolti nella SAR, come i geni correlati alla patogenesi (PR). Le proteine PR hanno varie funzioni, tra cui attività antibatteriche, antifungine e antivirali. L'attivazione dei geni PR in parti distanti della pianta può aumentare la resistenza complessiva della pianta a un'ampia gamma di agenti patogeni.
Impatto sul microbioma vegetale
Oltre ad influenzare direttamente le risposte di difesa della pianta, la Systemina può anche avere un impatto sul microbioma vegetale. Il microbioma vegetale è costituito da una comunità diversificata di microrganismi che vivono sopra e all’interno della pianta. Alcuni di questi microrganismi sono benefici per la pianta, fornendo protezione contro gli agenti patogeni, mentre altri possono essere patogeni.
Le risposte di difesa indotte dalla sistemina possono alterare la composizione e l'attività del microbioma vegetale. Ad esempio, la produzione di composti antimicrobici in risposta alla sistemina può ridurre la popolazione di microrganismi patogeni. Allo stesso tempo, la Systemina può anche favorire la crescita e l’attività di microrganismi benefici. Alcuni batteri benefici possono interagire con le vie di segnalazione di difesa della pianta e migliorare la resistenza della pianta alle malattie. Modulando il microbioma vegetale, la sistemina può contribuire indirettamente alla salute generale della pianta e alla resistenza alle malattie.
Applicazioni in Agricoltura
Gli effetti della Systemin sulla resistenza delle piante alle malattie hanno implicazioni significative per l’agricoltura. In qualità di fornitore di Systemin, ho notato una crescente domanda di prodotti a base di Systemin nel mercato agricolo. Questi prodotti possono essere utilizzati in vari modi per migliorare la salute delle piante e ridurre l’uso di pesticidi chimici.
Un'applicazione è l'uso della sistemina come biopesticida. Spruzzando Systemin sulle piante, gli agricoltori possono attivare i meccanismi di difesa naturale delle piante, rendendole più resistenti alle malattie. Questo approccio è più rispettoso dell'ambiente rispetto ai tradizionali pesticidi chimici, poiché si basa sul sistema di difesa della pianta piuttosto che sull'introduzione di sostanze chimiche tossiche esterne.
Un'altra applicazione è nella coltivazione delle piante. Gli scienziati possono utilizzare la conoscenza delle risposte di difesa mediate dalla sistemina per sviluppare nuove varietà vegetali con maggiore resistenza alle malattie. Introducendo geni legati alla segnalazione della sistemina o geni legati alla difesa indotti dalla sistemina nelle piante coltivate, i coltivatori possono creare piante più resistenti agli agenti patogeni.
Peptidi correlati nel nostro catalogo
Se sei interessato ad esplorare altri peptidi con potenziali applicazioni nella ricerca sulle piante o in campi correlati, offriamo anche una gamma di peptidi di alta qualità nel nostro catalogo. Ad esempio, puoi controllareDinorfina A (1 - 13), Ammide, Suino,Proteina prionica (106 - 126) (umana), EPTH (3 - 34) (bovino). Questi peptidi hanno proprietà uniche e possono essere utili in diversi contesti di ricerca.
Conclusione
In conclusione, la Systemina è una potente molecola che ha molteplici effetti sulla resistenza delle piante alle malattie. Attiva i geni legati alla difesa, induce la produzione di inibitori della proteasi, promuove la resistenza sistemica acquisita e modula il microbioma vegetale. Questi effetti rendono Systemin uno strumento prezioso in agricoltura per migliorare la salute delle piante e ridurre l’impatto delle malattie.
In qualità di fornitore di Systemin, mi impegno a fornire prodotti Systemin di alta qualità per soddisfare le esigenze di ricercatori e agricoltori. Se sei interessato all'acquisto di Systemin o a saperne di più sulle sue applicazioni, non esitare a contattarci per una discussione sull'approvvigionamento. Non vediamo l’ora di lavorare con voi per contribuire allo sviluppo di un’agricoltura sostenibile.
Riferimenti
- Pearce, G., Strydom, D., Johnson, S. e Ryan, CA (1991). Un polipeptide proveniente dalle foglie di pomodoro induce la sintesi dell'inibitore della proteinasi indotta dalla ferita. Scienza, 253(5021), 895 - 898.
- Howe, GA e Jander, G. (2008). Immunità delle piante agli insetti erbivori. Revisione annuale di biologia vegetale, 59, 41 - 66.
- Pieterse, CM, Van der Does, D., Zamioudis, C., Leon - Reyes, A., & Van Wees, SC (2012). Modulazione ormonale dell'immunità delle piante. Revisione annuale della biologia cellulare e dello sviluppo, 28, 489 - 521.