Systemin มีผลกระทบต่อความต้านทานต่อโรคพืชอย่างไร?

ซิสเต็มมินเป็นฮอร์โมนเปปไทด์จากพืชที่มีบทบาทสำคัญในกลไกการป้องกันโรคของพืช ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Systemin ฉันได้เห็นโดยตรงถึงความสนใจที่เพิ่มขึ้นในโมเลกุลที่น่าทึ่งนี้ และผลกระทบที่กว้างขวางต่อความต้านทานต่อพืช ในบล็อกนี้ ผมจะเจาะลึกถึงผลกระทบต่างๆ ของ Systemin ต่อความต้านทานต่อโรคพืช โดยเน้นความสำคัญของระบบในการเกษตรสมัยใหม่และการคุ้มครองพืช

Systemin: ภาพรวม

ซิสเต็มมินถูกค้นพบครั้งแรกในต้นมะเขือเทศเมื่อต้นทศวรรษ 1990 เป็นโพลีเปปไทด์ขนาดเล็กที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 18 ชนิด เปปไทด์นี้ถูกสังเคราะห์ขึ้นเพื่อตอบสนองต่อบาดแผลหรือการโจมตีของเชื้อโรค และทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณเพื่อกระตุ้นการตอบสนองการป้องกันของพืช เมื่อต้นไม้ได้รับความเสียหาย ซิสเต็มมินจะถูกปล่อยออกจากบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บและเดินทางผ่านโฟลเอ็มไปยังส่วนอื่นๆ ของพืช เพื่อกระตุ้นการตอบสนองการป้องกันอย่างเป็นระบบ

การเปิดใช้งานการป้องกัน - ยีนที่เกี่ยวข้อง

ผลกระทบหลักอย่างหนึ่งของ Systemin ต่อความต้านทานต่อพืชคือการกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกัน เมื่อซิสเต็มมินจับกับตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์พืช มันจะเริ่มต้นการส่งสัญญาณที่ซับซ้อน น้ำตกนี้เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นโปรตีนไคเนสและการผลิตสารส่งสารที่สอง เช่น กรดจัสโมนิก (JA) JA เป็นตัวควบคุมหลักของการตอบสนองการป้องกันพืช และเป็นที่รู้กันว่ากระตุ้นการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันจำนวนมาก

ยีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันเหล่านี้เข้ารหัสโปรตีนด้วยหน้าที่ต่างๆ บางส่วนเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์สารประกอบต้านจุลชีพ เช่น ไฟโตอะเลซิน ไฟโตอะเลซินเป็นสารทุติยภูมิที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำซึ่งมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราที่รุนแรง ตัวอย่างเช่น ในต้นมะเขือเทศ ยีนที่เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นการทำงานของซิสเต็มมินนำไปสู่การผลิตไกลโคอัลคาลอยด์ ซึ่งเป็นพิษต่อเชื้อโรคหลายชนิด

ยีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันอื่นๆ จะเข้ารหัสโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเสริมความแข็งแรงของผนังเซลล์พืช ผนังเซลล์เป็นด่านแรกในการป้องกันเชื้อโรค Systemin - การกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ผนังเซลล์โดยอาศัยสื่อกลางสามารถนำไปสู่การสะสมของโพลีเมอร์เพิ่มเติม เช่น ลิกนินและแคลโลส ทำให้ผนังเซลล์ทนทานต่อการแทรกซึมของเชื้อโรคได้มากขึ้น

การเหนี่ยวนำของสารยับยั้งโปรตีเอส

ผลกระทบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของ Systemin คือการเหนี่ยวนำของสารยับยั้งโปรตีเอส สารยับยั้งโปรตีเอสคือโปรตีนที่สามารถยับยั้งการทำงานของโปรตีเอสที่ผลิตโดยเชื้อโรค เชื้อโรคหลายชนิด โดยเฉพาะแมลงและเชื้อรา อาศัยโปรตีเอสเพื่อสลายโปรตีนจากพืชเพื่อการเจริญเติบโตและความอยู่รอด ด้วยการกระตุ้นการผลิตสารยับยั้งโปรตีเอส Systemin สามารถขัดขวางการให้อาหารและการเจริญเติบโตของเชื้อโรคเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในต้นมะเขือเทศ การรักษาด้วยซิสเต็มมินทำให้ระดับของสารยับยั้งโปรตีเอสในใบเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ สารยับยั้งเหล่านี้สามารถจับกับโปรตีเอสของแมลง ป้องกันไม่ให้พวกมันย่อยโปรตีนจากพืช ส่งผลให้การเจริญเติบโตและการพัฒนาของแมลงได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง และความสามารถในการสร้างความเสียหายต่อพืชลดลง

ความต้านทานที่ได้มาอย่างเป็นระบบ (SAR)

ซิสเต็มมินยังมีบทบาทในการพัฒนาความต้านทานที่ได้รับอย่างเป็นระบบ (SAR) SAR เป็นกลไกการต้านทานในวงกว้างและยาวนานในพืช เมื่อพืชได้รับการติดเชื้อในท้องถิ่นจากเชื้อโรค จะสามารถเกิดความต้านทานได้ไม่เพียงแต่บริเวณที่เกิดการติดเชื้อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนอื่นๆ ของพืชด้วย Systemin มีส่วนร่วมในกระบวนการส่งสัญญาณที่กระตุ้นให้เกิด SAR

การปล่อยซิสเต็มมินออกจากบริเวณที่เกิดการติดเชื้อทำให้เกิดการผลิตโมเลกุลส่งสัญญาณที่ถูกขนส่งไปทั่วโรงงาน โมเลกุลเหล่านี้กระตุ้นการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับ SAR เช่น ยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรค (PR) โปรตีน PR มีหน้าที่หลายอย่าง รวมถึงฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย เชื้อรา และไวรัส การกระตุ้นการทำงานของยีน PR ในส่วนห่างไกลของพืชสามารถช่วยเพิ่มความต้านทานโดยรวมของพืชต่อเชื้อโรคหลายชนิดได้

ผลกระทบต่อไมโครไบโอมของพืช

นอกจากส่งผลโดยตรงต่อการตอบสนองการป้องกันของพืชแล้ว ซิสเต็มมินยังสามารถส่งผลกระทบต่อไมโครไบโอมของพืชอีกด้วย ไมโครไบโอมของพืชประกอบด้วยชุมชนจุลินทรีย์ที่หลากหลายซึ่งอาศัยอยู่ภายในและภายในโรงงาน จุลินทรีย์เหล่านี้บางชนิดมีประโยชน์ต่อพืช โดยให้การป้องกันเชื้อโรค ในขณะที่บางชนิดก็สามารถทำให้เกิดโรคได้

การตอบสนองการป้องกันที่เกิดจาก Systemin สามารถเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบและกิจกรรมของไมโครไบโอมของพืชได้ ตัวอย่างเช่น การผลิตสารประกอบต้านจุลชีพเพื่อตอบสนองต่อ Systemin สามารถลดจำนวนจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้ ในเวลาเดียวกัน Systemin อาจส่งเสริมการเจริญเติบโตและกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ แบคทีเรียที่เป็นประโยชน์บางชนิดสามารถโต้ตอบกับเส้นทางการส่งสัญญาณการป้องกันของพืช และเพิ่มความต้านทานต่อโรคของพืช ด้วยการปรับไมโครไบโอมของพืช ซิสเต็มมินสามารถส่งผลทางอ้อมต่อสุขภาพโดยรวมของพืชและความต้านทานโรคได้

การประยุกต์ทางการเกษตร

ผลกระทบของซิสเต็มมินต่อความต้านทานต่อโรคของพืชมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเกษตร ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Systemin ฉันได้เห็นความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ Systemin ในตลาดเกษตรกรรม ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถนำมาใช้ได้หลายวิธีเพื่อปรับปรุงสุขภาพพืชและลดการใช้ยาฆ่าแมลงที่เป็นสารเคมี

การใช้งานอย่างหนึ่งคือการใช้ Systemin เป็นสารกำจัดศัตรูพืชทางชีวภาพ ด้วยการฉีดพ่น Systemin บนพืช เกษตรกรสามารถกระตุ้นกลไกการป้องกันตามธรรมชาติของพืช ทำให้พืชมีความทนทานต่อโรคมากขึ้น แนวทางนี้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าสารเคมีกำจัดศัตรูพืชแบบดั้งเดิม เนื่องจากต้องอาศัยระบบการป้องกันของพืชมากกว่าการใช้สารเคมีที่เป็นพิษจากภายนอก

การใช้งานอีกอย่างหนึ่งคือในการปรับปรุงพันธุ์พืช นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ความรู้เกี่ยวกับการตอบสนองการป้องกันโดยอาศัย Systemin เพื่อพัฒนาพันธุ์พืชใหม่ที่มีความต้านทานโรคเพิ่มขึ้น ด้วยการแนะนำยีนที่เกี่ยวข้องกับยีนที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณหรือการป้องกันของ Systemin ที่ถูกกระตุ้นโดย Systemin เข้าไปในพืชไร่ ผู้ปรับปรุงพันธุ์สามารถสร้างพืชที่มีความยืดหยุ่นต่อเชื้อโรคมากขึ้น

เปปไทด์ที่เกี่ยวข้องในแค็ตตาล็อกของเรา

หากคุณสนใจที่จะสำรวจเปปไทด์อื่นๆ ที่มีศักยภาพในการใช้งานในการวิจัยพืชหรือสาขาที่เกี่ยวข้อง เราก็มีเปปไทด์คุณภาพสูงหลากหลายประเภทในแค็ตตาล็อกของเรา ตัวอย่างเช่น คุณสามารถตรวจสอบได้ไดนอร์ฟิน เอ (1 - 13), เอไมด์, สุกร-โปรตีนพรีออน (106 - 126) (มนุษย์), และPTH (3 - 34) (วัว)- เปปไทด์เหล่านี้มีคุณสมบัติเฉพาะตัวและอาจมีประโยชน์ในบริบทการวิจัยที่แตกต่างกัน

บทสรุป

โดยสรุป ซิสเต็มมินเป็นโมเลกุลที่ทรงพลังซึ่งมีผลหลายประการต่อการต้านทานโรคของพืช โดยจะกระตุ้นการทำงานของยีนที่เกี่ยวข้องกับการป้องกัน กระตุ้นการผลิตสารยับยั้งโปรตีเอส ส่งเสริมความต้านทานที่ได้มาอย่างเป็นระบบ และปรับไมโครไบโอมของพืช ผลกระทบเหล่านี้ทำให้ Systemin เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการเกษตรสำหรับการเสริมสร้างสุขภาพพืชและลดผลกระทบของโรค

ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Systemin ฉันมุ่งมั่นที่จะจัดหาผลิตภัณฑ์ Systemin คุณภาพสูงเพื่อตอบสนองความต้องการของนักวิจัยและเกษตรกร หากคุณสนใจที่จะซื้อ Systemin หรือเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแอปพลิเคชัน โปรดติดต่อเราเพื่อขอหารือเรื่องการจัดซื้อ เราหวังว่าจะได้ร่วมงานกับคุณเพื่อสนับสนุนการพัฒนาการเกษตรกรรมแบบยั่งยืน

อ้างอิง

• Pearce, G., Strydom, D., Johnson, S., และ Ryan, CA (1991) โพลีเปปไทด์จากใบมะเขือเทศทำให้เกิดการสังเคราะห์โปรตีเอสติเนสที่ทำให้เกิดบาดแผล วิทยาศาสตร์, 253(5021), 895 - 898.
• Howe, GA และ Jander, G. (2008) ภูมิคุ้มกันของพืชต่อแมลงสัตว์กินพืช การทบทวนชีววิทยาพืชประจำปี, 59, 41 - 66.
• Pieterse, CM, Van der Does, D., Zamioudis, C., Leon - Reyes, A. และ Van Wees, SC (2012) การปรับฮอร์โมนภูมิคุ้มกันของพืช การทบทวนชีววิทยาเซลล์และพัฒนาการประจำปี, 28, 489 - 521.