نقش پلیآمینها در پاسخ به تنشهای غیر زیستی
نویسندگان
1 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران
2 استادیار مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (تات)، کرج، ایران،
doi
10.22103/jab.2023.21104.1463چکیده
چکیده:هدف: رشد و نمو، بهرهوری و عملکرد و توزیع جغرافیایی گیاهان تحت تاثیر تنشهای غیر زیستی بطور پیوسته تغییر میکند. برای تداوم حیات و حفاظت از شرایط نامطلوب محیطی، گیاهان رویکردهای پیچیده سازگاری و مقابله با تنشهای محیطی را توسعه دادهاند که در زمینه این سازوکارهای دفاعی میتوان به تجمع متابولیتهایی مانند پلیآمینهای متداول آلیفاتیک شامل پوترسین، اسپرمیدین و اسپرمین اشاره کرد. نتایج: در طی دو دهه گذشته، رویکردهای نوین ژنتیکی، ترانسکریپتومیک، پروتئومیک، متابولومیک، فنومیک، کارکردهای اساسی پلی-آمینها را در تنظیم تحمل تنشهای غیر زیستی آشکار ساختهاند. پژوهشها نشان دادهاند که پلیآمینها بهدلیل دارا بودن ماهیت پلی-کاتیونی در pH فیزیولوژیک و قابلیت اتصال مستحکم به مولکولهای بار منفی مانند اسیدهای نوکلئیک، پروتئینها و فسفولیپیدها قادر به تنظیم هموستازی گونههای فعال اکسیژن (ROS) شده و از طریق تنظیم و پایداری سامانههای دفاع آنتیاکسیدانی یا سرکوب تولید ROS در بهبود تحمل تنش فعالیت میکنند. تحت تنشهای اکسیداتیوی که بهدنبال اثر تنشهای محیطی ایجاد میشود، علاوه بر میزان بیوسنتز پلیآمینها، میزان تخریب آنها نیز در حفاظت از متابولیسم سلولی مهم بوده بهطوری که گیاهان با تولید متابولیتها و پیام-رسانهای سلولی دیگر، هم در فرآیند دفاع و هم در تولید انرژی ضروری سلول در چرخه کربس مشارکت میکند. نتیجهگیری: نقش مهم پلیآمینها در تحمل به تنش توسط شواهد متعددی نشان داده که میزان رونوشت ژنهای مسیر بیوسنتزی آنها و همچنین فعالیت آنزیمهای مرتبط، توسط تنشها القا میشوند. افزایش میزان پلیآمینها یا افزایش بیان ژنهای مسیر بیوسنتزی آنها از طریق محلولپاشی با پلیآمینها، منجر به افزایش تحمل تنش میشود و اینکه کاهش پلیآمینهای سلول با کاهش تحمل به تنش همراه بوده است. ب ب ب ب با توجه به تنوع فعالیتهای زیستی پلیآمینها و مسیر سنتز و تخریب آن در گیاهان زراعی، شناسایی شبکههای مولکولی و انتخاب ژنها میتواند بهعنوان کاندیدی در برنامههای بهنژادی و تولید ارقام تجاری متحمل به تنش بکار گرفته شود.