Sistemin je biljni peptidni hormon koji igra ključnu ulogu u odbrambenom mehanizmu biljke od bolesti. Kao dobavljač Systemina, iz prve ruke sam svjedočio rastućem interesu za ovaj izuzetan molekul i njegovim dalekosežnim efektima na otpornost biljaka. U ovom blogu ću se baviti različitim efektima Systemina na otpornost biljaka na bolesti, naglašavajući njegov značaj u savremenoj poljoprivredi i zaštiti bilja.
Systemin: Pregled
Sistemin je prvi put otkriven u biljkama paradajza ranih 1990-ih. To je mali polipeptid koji se sastoji od 18 aminokiselina. Ovaj peptid se sintetizira kao odgovor na ranu ili napad patogena i djeluje kao signalni molekul za aktiviranje odbrambenih odgovora biljke. Kada je biljka oštećena, sistemin se oslobađa sa mesta povrede i putuje kroz floem do drugih delova biljke, izazivajući sistemski odbrambeni odgovor.
Aktivacija odbrane - srodni geni
Jedan od primarnih efekata Systemina na otpornost biljaka je aktivacija gena vezanih za odbranu. Kada se Systemin veže za svoj receptor na ćelijskoj membrani biljnih ćelija, on pokreće složenu signalnu kaskadu. Ova kaskada uključuje aktivaciju protein kinaza i proizvodnju sekundarnih glasnika kao što je jasmonska kiselina (JA). JA je ključni regulator odbrambenih reakcija biljaka i poznato je da indukuje ekspresiju velikog broja gena vezanih za odbranu.
Ovi geni vezani za odbranu kodiraju proteine s različitim funkcijama. Neki od njih su uključeni u sintezu antimikrobnih jedinjenja, kao što su fitoaleksini. Fitoaleksini su sekundarni metaboliti niske molekularne težine koji imaju snažna antibakterijska i antifungalna svojstva. Na primjer, u biljkama paradajza aktivacija gena povezanih s odbrambenim djelovanjem izazvana sisteminom dovodi do proizvodnje glikoalkaloida, koji su toksični za mnoge patogene.
Drugi geni vezani za odbranu kodiraju proteine koji su uključeni u jačanje biljnog ćelijskog zida. Ćelijski zid je prva linija odbrane od patogena. Sistemski posredovana aktivacija gena povezanih sa biosintezom ćelijskog zida može dovesti do taloženja dodatnih polimera kao što su lignin i kaloza, čineći ćelijski zid otpornijim na prodiranje patogena.
Indukcija inhibitora proteaze
Drugi važan efekat Systemina je indukcija inhibitora proteaze. Inhibitori proteaze su proteini koji mogu inhibirati aktivnost proteaza koje proizvode patogeni. Mnogi patogeni, posebno insekti i gljive, oslanjaju se na proteaze za razgradnju biljnih proteina za njihov rast i preživljavanje. Indukujući proizvodnju inhibitora proteaze, Systemin može efikasno poremetiti hranjenje i rast ovih patogena.
Kod biljaka paradajza, tretman Systeminom dovodi do značajnog povećanja nivoa inhibitora proteaze u listovima. Ovi inhibitori se mogu vezati za proteaze insekata, sprečavajući ih da probave biljne proteine. Kao rezultat toga, rast i razvoj insekata su ozbiljno pogođeni, a njihova sposobnost da nanose štetu biljci je smanjena.
Sistemska stečena rezistencija (SAR)
Sistemin takođe 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 signalizacije koji pokreće SAR.
Oslobađanje Systemina sa mesta infekcije dovodi do proizvodnje signalnih molekula koji se transportuju kroz biljku. Ovi molekuli aktiviraju ekspresiju gena uključenih u SAR, kao što su geni povezani s patogenezom (PR). PR proteini imaju različite funkcije, uključujući antibakterijsko, antifungalno i antivirusno djelovanje. Aktivacija PR gena u udaljenim dijelovima biljke može povećati ukupnu otpornost biljke na širok spektar patogena.
Utjecaj na mikrobiom biljaka
Osim što direktno utiče na odbrambene reakcije biljke, Systemin takođe može uticati na biljni mikrobiom. Biljni mikrobiom se sastoji od raznolike zajednice mikroorganizama koji žive na i unutar biljke. Neki od ovih mikroorganizama su korisni za biljku, pružajući zaštitu od patogena, dok drugi mogu biti patogeni.
Odbrambeni odgovori izazvani sisteminom mogu promijeniti sastav i aktivnost biljnog mikrobioma. Na primjer, proizvodnja antimikrobnih jedinjenja kao odgovor na Systemin može smanjiti populaciju patogenih mikroorganizama. Istovremeno, Systemin može podsticati rast i aktivnost korisnih mikroorganizama. Neke korisne bakterije mogu stupiti u interakciju sa odbrambenim signalnim putevima biljke i povećati otpornost biljke na bolesti. Modulacijom biljnog mikrobioma, Systemin može indirektno doprinijeti ukupnom zdravlju biljke i otpornosti na bolesti.
Primjena u poljoprivredi
Efekti Systemina na otpornost biljaka na bolesti imaju značajne implikacije na poljoprivredu. Kao dobavljač Systemina, uočio sam sve veću potražnju za proizvodima na bazi Systemina na poljoprivrednom tržištu. Ovi proizvodi se mogu koristiti na različite načine za poboljšanje zdravlja biljaka i smanjenje upotrebe kemijskih pesticida.
Jedna od aplikacija je upotreba Systemina kao biopesticida. Prskanjem Systemina na biljke, farmeri mogu aktivirati prirodne odbrambene mehanizme biljke, čineći biljke otpornijima na bolesti. Ovaj pristup je ekološki prihvatljiviji od tradicionalnih hemijskih pesticida, jer se oslanja na sopstveni odbrambeni sistem biljke, a ne na uvođenje spoljnih toksičnih hemikalija.
Druga primjena je u oplemenjivanju biljaka. Naučnici mogu iskoristiti znanje o odbrambenim odgovorima posredovanim od strane sistema za razvoj novih sorti biljaka sa povećanom otpornošću na bolesti. Uvođenjem gena povezanih sa signalizacijom Systemina ili gena vezanih za odbranu induciranih Systeminom u biljke usjeva, uzgajivači mogu stvoriti biljke koje su otpornije na patogene.
Srodni peptidi u našem katalogu
Ako ste zainteresirani za istraživanje drugih peptida s potencijalnom primjenom u istraživanju biljaka ili srodnim poljima, nudimo i niz visokokvalitetnih peptida u našem katalogu. Na primjer, možete se odjavitiDynorphin A (1 - 13), Amid, Porcine,Prionski protein (106 - 126) (ljudski), iPTH (3 - 34) (goveda). Ovi peptidi imaju jedinstvena svojstva i mogu biti korisni u različitim istraživačkim kontekstima.
Zaključak
Zaključno, Systemin je moćan molekul koji ima višestruke efekte na otpornost biljaka na bolesti. Aktivira gene vezane za odbranu, inducira proizvodnju inhibitora proteaze, promoviše sistemsku stečenu otpornost i modulira biljni mikrobiom. Ovi efekti čine Systemin vrijednim oruđem u poljoprivredi za poboljšanje zdravlja biljaka i smanjenje utjecaja bolesti.
Kao Systemin dobavljač, posvećen sam pružanju visokokvalitetnih Systemin proizvoda koji će zadovoljiti potrebe istraživača i poljoprivrednika. Ako ste zainteresovani da kupite Systemin ili saznate više o njegovim primenama, slobodno nas kontaktirajte za raspravu o nabavci. Radujemo se što ćemo raditi s vama kako bismo doprinijeli razvoju održive poljoprivrede.
Reference
- Pearce, G., Strydom, D., Johnson, S., & Ryan, CA (1991). Polipeptid iz listova paradajza indukuje sintezu inhibitora proteinaze izazvanu ranom. Nauka, 253(5021), 895 - 898.
- Howe, GA, & Jander, G. (2008). Imunitet biljaka na insekte biljojede. Godišnji pregled biologije biljaka, 59, 41 - 66.
- Pieterse, CM, Van der Does, D., Zamioudis, C., Leon - Reyes, A., & Van Wees, SC (2012). Hormonska modulacija imuniteta biljaka. Godišnji pregled ćelijske i razvojne biologije, 28, 489 - 521.