stringtranslate.com

Метилжасмонат

Метилжасмонат (сокращенно MeJA ) представляет собой летучее органическое соединение, используемое для защиты растений и во многих различных путях развития, таких как прорастание семян , рост корней , цветение , созревание плодов и старение . [1] Метилжасмонат получают из жасмоновой кислоты , и реакция катализируется S -аденозил- L -метионин:карбоксилметилтрансферазой жасмоновой кислоты. [2]

Описание

Растения вырабатывают жасмоновую кислоту и метилжасмонат в ответ на многие биотические и абиотические стрессы (в частности, травоядные и поранительные), которые накапливаются в поврежденных частях растения. Метилжасмонат можно использовать для подачи сигнала защитным системам исходного растения, а также он может распространяться при физическом контакте или по воздуху, вызывая защитную реакцию у неповрежденных растений. Неповрежденные растения поглощают MeJA, передающуюся по воздуху, либо через устьица, либо путем диффузии через цитоплазму клеток листа . Атака травоядных растений на растение заставляет его производить MeJA как для внутренней защиты, так и для передачи сигнала другим растениям. [3]

Оборонные химикаты

MeJA может заставить растение производить несколько различных типов защитных химикатов, таких как фитоалексины (антимикробные), [4] никотин или ингибиторы протеазы . [3] Ингибиторы протеазы мешают процессу пищеварения насекомых и препятствуют тому, чтобы насекомые снова поедали растение.

MeJA использовался для стимулирования образования травматических смоляных каналов на деревьях европейской ели . [5] Это можно использовать в качестве защиты от многих насекомых-нападающих, как своего рода вакцину. [6]

Эксперименты

Было показано, что наружное применение метилжасмоната вызывает защитные реакции растений как против биотических, так и абиотических стрессоров. Когда обработка метилжасмонатом применялась к Picea abies ( ель европейская ), накопление монотерпеновых и сесквитерпеновых соединений в тканях хвои ели удвоилось - реакция, которая обычно запускается только при повреждении ткани. [7]

В эксперименте по проверке влияния обработки метилжасмонатом на устойчивость к засухе было показано, что растения клубники изменили свой метаболизм и стали лучше противостоять водному стрессу и условиям засухи за счет снижения количества транспирации и перекисного окисления мембранных липидов. [8]

Наружное применение метилжасмоната также показало склонность вызывать повышенную устойчивость к травоядным насекомым у некоторых сельскохозяйственных культур, таких как капуста и табак . Растения, обработанные метилжасмонатом и подвергшиеся воздействию травоядных насекомых, имели значительно более низкий уровень травоядных, а травоядные насекомые имели более медленное развитие по сравнению с необработанными растениями. [9]

В недавних экспериментах было показано, что метилжасмонат эффективен в предотвращении роста бактерий в растениях при распылении на листья. Считается , что антибактериальный эффект обусловлен резистентностью к метилжасмонату. [10]

MeJA также является растительным гормоном, участвующим в свертывании усиков (корней), цветении, созревании семян и плодов. Увеличение уровня гормона влияет на время цветения, морфологию цветков и количество раскрытых цветков. [11] MeJA индуцирует активность этиленобразующего фермента, который увеличивает количество этилена до количества, необходимого для созревания плодов. [12]

Было показано, что повышенное количество метилжасмоната в корнях растений подавляет их рост. [13] Предполагается, что более высокие количества MeJA активируют ранее неэкспрессированные гены в корнях, вызывая ингибирование роста. [12]

Раковые клетки

Метилжасмонат индуцирует высвобождение цитохрома С в митохондриях раковых клеток, что приводит к гибели клеток , но не вредит нормальным клеткам. В частности, он может вызывать гибель клеток В-клеточного хронического лимфоцитарного лейкоза, взятых у людей, больных этим заболеванием, а затем обработанных в тканевой культуре метилжасмонатом. Обработка изолированных нормальных лимфоцитов крови человека не приводила к гибели клеток. [14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чеонг, Чон-Джу; Чхве, Ян До (июль 2003 г.). «Метилжасмонат как жизненно важное вещество растений». Тенденции в генетике . 19 (7): 409–413. дои : 10.1016/S0168-9525(03)00138-0. ПМИД  12850447.
  2. ↑ Кристи, Уильям В. (22 мая 2014 г.). «Растительные оксилипины: Химия и биология». Архивировано из оригинала 30 июня 2015 года . Проверено 11 июля 2017 г.
  3. ^ AB Фармер, EE; Райан, Калифорния (1 октября 1990 г.). «Межрастительная коммуникация: переносимый по воздуху метилжасмонат индуцирует синтез ингибиторов протеиназ в листьях растений». Труды Национальной академии наук . 87 (19): 7713–7716. Бибкод : 1990PNAS...87.7713F. дои : 10.1073/pnas.87.19.7713 . ПМК 54818 . ПМИД  11607107. 
  4. ^ Стэнли, Д. (февраль 1998 г.). «Сохранение свежести свежесрезанных продуктов». Журнал сельскохозяйственных исследований . Министерство сельского хозяйства США . Проверено 27 октября 2010 г.
  5. ^ Мартин, DM; Гершензон Дж.; Больманн, Дж. (2003). «Индукция биосинтеза летучих терпенов и суточная эмиссия метилжасмонатом в листве ели европейской». Физиология растений . 132 (3): 1586–1599. дои : 10.1104/стр.103.021196. ПМК 167096 . PMID  12857838. S2CID  23062454 . Проверено 1 сентября 2016 г. 
  6. ^ Магерой, Мелисса Х.; Кристиансен, Эрик; Лонгстрем, Бо; Борг-Карлсон, Анна-Карин; Сольхейм, Халвор; Бьёрклунд, Никлас; Чжао, Тао; Шмидт, Аксель; Фоссдал, Карл Гуннар; Крокене, Паал (февраль 2020 г.). «Загрузка индуцируемой защиты защищает ель европейскую от короедов-короедов, уничтожающих деревья». Растение, клетка и окружающая среда . 43 (2): 420–430. дои : 10.1111/шт.13661. hdl : 21.11116/0000-0004-E7D0-C . ISSN  0140-7791. PMID  31677172. S2CID  207834105.
  7. ^ Мартин, Дайан М.; Гершензон, Джонатан; Больманн, Йорг (июль 2003 г.). «Индукция биосинтеза летучих терпенов и суточная эмиссия метилжасмонатом в листве ели европейской». Физиология растений . 132 (3): 1586–1599. дои : 10.1104/стр.103.021196. ISSN  1532-2548. ПМК 167096 . ПМИД  12857838. 
  8. ^ Ван, SY (ноябрь 1999 г.). «Метилжасмонат снижает водный стресс у клубники». Журнал регулирования роста растений . 18 (3): 127–134. дои : 10.1007/pl00007060. ISSN  0721-7595. PMID  10594248. S2CID  1019939.
  9. ^ Авдюшко, С.А.; Браун, GC; Дальман, Д.Л.; Хильдебранд, Д.Ф. (1 июня 1997 г.). «Воздействие метилжасмоната вызывает устойчивость капусты и табака к насекомым». Экологическая энтомология . 26 (3): 642–654. дои : 10.1093/ee/26.3.642. ISSN  1938-2936.
  10. ^ Луццато, Т.; Ишай, М.; Липский, А.; Ион, А.; Белаусов Е.; Едидия, И. (август 2007 г.). «Эффективная и длительная устойчивость к бактериям мягкой гнили Pectobacterium carotovorum в калле, обеспечиваемая активатором растений метилжасмонатом». Патология растений . 56 (4): 692–701. дои : 10.1111/j.1365-3059.2007.01622.x.
  11. ^ Радхика, В.; Стоимость, Дж.; Боланд, В.; Хайль, М. (2010). «Роль жасмонатов в секреции цветочного нектара». ПЛОС ОДИН . 5 (2): е9265. дои : 10.1371/journal.pone.0009265 . ПМЦ 2824824 . ПМИД  20174464. 
  12. ^ аб Бергер, С.; Белл, Э.; Маллет, JE (июнь 1996 г.). «Два мутанта, нечувствительных к метилжасмонату, демонстрируют измененную экспрессию AtVsp в ответ на метилжасмонат и ранение». Физиология растений . 111 (2): 525–531. дои : 10.1104/стр.111.2.525. ПМЦ 157863 . ПМИД  12226307. 
  13. ^ Вастернак, К. (2007). «Жасмонаты: обновленная информация о биосинтезе, передаче сигналов и действиях при реакции растений на стресс, росте и развитии». Анналы ботаники . 100 (4): 681–697. doi : 10.1093/aob/mcm079. ПМЦ 2749622 . PMID  17513307. Архивировано из оригинала 25 июня 2012 года . Проверено 27 октября 2010 г. 
  14. ^ Ротем, Р.; Хейфец, А.; Финрут, О.; Бликштейн, Д.; Шаклай, М.; Флешер, Э. (2005). «Жасмонаты: новые противораковые агенты, действующие непосредственно и избирательно на митохондрии раковых клеток человека». Исследования рака . 65 (5): 1984–1993. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-04-3091. PMID  15753398. S2CID  2151552 . Проверено 27 октября 2010 г.

Внешние ссылки