فیزیولوژی تنش گیاهی
خشکسالی، شوری، سیل، گرما و سرما همگی بقای گیاهان را تهدید میکنند و فیزیولوژی تنش گیاهی بررسی میکند که چگونه گیاهان این چالشهای غیرزیستی را حس کرده و پاسخهای محافظتی را برای تحمل آنها ایجاد میکنند.
Definition
فیزیولوژی تنش گیاهی مطالعه چگونگی پاسخ و سازگاری گیاهان به شرایط نامساعد غیرزیستی است که عملکرد طبیعی آنها را مختل میکند، و مکانیسمهایی که تحمل را فراهم میآورند.
Scope
این موضوع شامل تنشهای غیرزیستی اصلی — کمبود آب، شوری، دماهای شدید، سیل و تنش اکسیداتیو — مکانیسمهایی که گیاهان از طریق آنها این تنشها را درک میکنند، و پاسخهای فیزیولوژیکی و مولکولی، از جمله تنظیم اسمزی، سیگنالدهی اسید آبسیزیک، و دفاع آنتیاکسیدانی میشود.
Core questions
- گیاهان چگونه کمبود آب، شوری و تنش دمایی را درک میکنند؟
- چه مکانیسمهای فیزیولوژیکی و مولکولی تحمل به این تنشها را فراهم میآورند؟
- گیاهان چگونه در برابر آسیب اکسیداتیو که بسیاری از تنشها را همراهی میکند، محافظت میکنند؟
Key theories
- پاسخ تنش با واسطه اسید آبسیزیک
- تنشهای مرتبط با آب، اسید آبسیزیک را افزایش میدهند که روزنهها را میبندد و ژنهای پاسخدهنده به تنش را فعال میکند و دفاع گیاه در برابر کمآبی را هماهنگ میسازد.
- تنظیم و حفاظت اسمزی
- گیاهان مواد محلول سازگار و پروتئینهای محافظتی را برای حفظ تورژسانس سلولی و تثبیت ماکرومولکولها انباشته میکنند، در حالی که سیستمهای آنتیاکسیدانی گونههای فعال اکسیژن تولید شده تحت تنش را محدود میکنند.
Mechanisms
در شرایط کمبود آب یا شوری بالا، گیاهان اسید آبسیزیک سنتز میکنند که توسط گیرندههای PYR/PYL درک میشود تا پروتئین فسفاتازها را مهار کرده و بسته شدن روزنهها و بیان ژنهای تنش را تحریک کند. سلولها اسمولیتهای سازگار مانند پرولین و گلیسین بتائین را برای کاهش پتانسیل آب بدون اختلال در متابولیسم انباشته میکنند و پروتئینهای محافظتی مانند پروتئینهای LEA و چاپرونها را تولید میکنند. از آنجا که بسیاری از تنشها گونههای فعال اکسیژن را افزایش میدهند، سیستمهای آنتیاکسیدانی آنزیمی و غیرآنزیمی آنها را از بین میبرند؛ سرما و گرما علاوه بر این پاسخهای محافظتی غشایی و پروتئینی مانند پروتئینهای شوک حرارتی را تحریک میکنند.
Clinical relevance
تنش غیرزیستی عامل اصلی از دست دادن عملکرد محصول در سراسر جهان است، بنابراین درک فیزیولوژی تنش، پرورش و مهندسی محصولات مقاوم به خشکی، نمک و دما را که برای امنیت غذایی در شرایط تغییر اقلیم حیاتی هستند، هدایت میکند.
History
فیزیولوژی تنش گیاهی که زمانی عمدتاً توصیفی بود، از طریق شناسایی اجزای سیگنالدهی اسید آبسیزیک، فاکتورهای رونویسی پاسخدهنده به تنش، و ناقلهای یونی، که بخش عمدهای از آن از طریق ژنتیک مولکولی در گیاهان مدل انجام شد، مکانیکی شد.
Key figures
- Hans Kende
- Jian-Kang Zhu
Related topics
Seminal works
- taiz2015
- buchanan2015
Frequently asked questions
- تنش غیرزیستی چیست؟
- تنش غیرزیستی آسیبی است که به گیاهان توسط عوامل محیطی غیرزنده مانند خشکسالی، شوری، دماهای شدید و سیل وارد میشود، در مقابل تنش زیستی که توسط عوامل بیماریزا و گیاهخواران ایجاد میشود.
- اسید آبسیزیک چگونه به گیاهان در بقا در خشکسالی کمک میکند؟
- هنگامی که آب کمیاب است، اسید آبسیزیک تجمع مییابد و به سلولهای نگهبان سیگنال میدهد تا روزنهها را ببندند و از دست دادن آب را کاهش دهند، در حالی که ژنهایی را نیز فعال میکند که از سلولها در برابر کمآبی محافظت میکنند.