واکنش گیاه به تنش سیل
بیشتر گونه های گیاهی نمی توانند در مقابل غوطه ور شدن طولانی مدت یا غرقاب شدن خاک مقاومت کنند. به طور خاص محصولات زراعی در برابر کمبود اکسیژن ناشی از غوطه ور شدن نمی توانند مقاومت کنند. در عوض، برنج حتی اگر در آب فرو رود می تواند جوانه بزند و رشد کند. اساس ملکولی قدرت تحمل برنج به تازگی آشکار شده است و به توسعه ی انواع بهتر برنج که با سیل سازگاری دارند ، کمک می کند. مکانیسم سنجش اکسیژن نیز به تازگی کشف شده است. این سیستم احتمالا در تمام گونه های گیاهی موثر است و به بی ثباتی وابسته به اکسیژن عوامل پاسخ اتیلن گروه VII (ERFVIIs) ، به عنوان خوشه ای از عوامل رونویسی واکنش اتیلن وابسته است. یک مکانیسم متعادل که تولید ژن در گیاهان را کنترل می کند و در معرض هیپوکسی (کمبود اکسیژن) قرار دارد از فعال سازی بیش از حد متابولیسم غیر هوازی که می تواند برای بقای تنش مضر باشد ، جلوگیری می کند.
مقدمه
اگرچه گیاهان اکسیژن را از طریق فتوسنتز تولید می کنند ، اما کمبود یک سیستم کارآمد برای انتقال اکسیژن به ارگان های غیر فتوسنتزی نشان می دهد که این ارگان ها ممکن است در صورت محدود شدن اکسیژن از خارج ، از اکسیژن محدود شوند. علاوه بر این ، غوطه ور شدن کامل گیاه به واسطه ی سیل ممکن است منجر به دسترسی پایین به اکسیژن در اندام های بالاتر از زمین شود ، به خصوص زمانی که آلودگی آب فتوسنتز را محدود می کند. زمانی که اکسیژن برای تنفس محدود شود ، گیاهان هیپوکسی را تجربه می کنند ، در حالی که فقدان کامل اکسیژن (آنوکسی) برای بقای گیاه بیش تر مضر است. هم هیپوکسی و هم آنوکسی (کمبود اکسیژن) موجب برنامه نویسی مجدد ساختار ژن با القای متابولیسم خمیری می شوند و گیاه را قادر به استفاده از گلیکولیز برای تولید ATP می سازند. تغییرات آب و هوا باعث دسترسی بیش از اندازه به آب می شوند و در برخی نواحی منجر به خشکسالی می شوند ، در حالی که جاری شدن سیل به علت بارندگی شدید سایر مناطق جغرافیایی را تحت تاثیر قرار می دهد. به غیر از این در برخی از موارد انواع جدید محصولات قادر به مقاومت در برابر تنش های غیر زنده می باشند ، و حاصلخیزی به شدت تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. تا یک دهه پیش اطلاعات کمی در رابطه با ژن هایی که تحمل در برابر غوطه ور شدن را افزایش می دادند وجود داشت ، و در طول سال های اخیر مکانیسم های ملکولی مربوط به سنجش اکسیژن و سیگنال دهی در گیاهان توسعه یافتند. در این بررسی ، یافته های اخیر در زمینه ی گیاهان غیرهوازی از اکوفیزیولوژی گیاهان که در تالاب ها رشد می کنند ، مورد توجه قرار دارند.
Most plant species cannot survive prolonged submergence or soil waterlogging. Crops are particularly intolerant to the lack of oxygen arising from submergence. Rice can instead germinate and grow even if submerged. The molecular basis for rice tolerance was recently unveiled and will contribute to the development of better rice varieties, well adapted to flooding. The oxygen sensing mechanism was also recently discovered. This system likely operates in all plant species and relies on the oxygen-dependent destabilization of the group VII ethylene response factors (ERFVIIs), a cluster of ethylene responsive transcription factors. An homeostatic mechanism that controls gene expression in plants subjected to hypoxia prevents excessive activation of the anaerobic metabolism that could be detrimental to surviving the stress. Most plant species cannot survive prolonged submergence or soil waterlogging. Crops are particularly intolerant to the lack of oxygen arising from submergence. Rice can instead germinate and grow even if submerged. The molecular basis for rice tolerance was recently unveiled and will contribute to the development of better rice varieties, well adapted to flooding. The oxygen sensing mechanism was also recently discovered. This system likely operates in all plant species and relies on the oxygen-dependent destabilization of the group VII ethylene response factors (ERFVIIs), a cluster of ethylene responsive transcription factors. An homeostatic mechanism that controls gene expression in plants subjected to hypoxia prevents excessive activation of the anaerobic metabolism that could be detrimental to surviving the stress.
Introduction
Although plants produce oxygen through photosynthesis, the lack of an efficient system to transport oxygen to nonphotosynthetic organs implies that these organs can be deprived of oxygen if their anatomy limits oxygen diffusion from outside [1,2]. Additionally, complete submergence of the plant by flooding events may also lead to lowoxygen availability in the aboveground organs, especially when water turbidity limits photosynthesis [3]. When oxygen becomes limiting for respiration plants experience hypoxia, whilst the complete absence of oxygen (anoxia) is even more detrimental to plant survival. Both hypoxia and anoxia trigger extensive reprogramming of gene expression, with induction of the fermentative metabolism, allowing the plant to use glycolysis for ATP production [1]. Climate changes will lead to extremes in water availability that will cause severe drought in some areas, while flooding due to extreme rainfall events will affect other geographical areas [4]. Unless new crop varieties able to withstand abiotic stresses are developed, productivity will be gravely affected. Until a decade ago little was known about the genesthat confer tolerance to submergence, and it is only during recent years that light has been shed on the molecular mechanisms behind oxygen sensing and signalling in plants [2]. In this review we will highlight the most recent findingsin the field of plant anaerobiosis, from ecophysiology of plants growing in wetlands to the translation of discoveries made in Arabidopsis to crops.
مقدمه
جاری شدن سیل در طبیعت
گیاه غرق شده : اکسیژن کم و اتیلن زیاد
جاری شدن سیل در مزرعه : برنج
آبگرفتگی در آزمایشگاه: آرابیدوپسیس و مسیر منتهی به N برای دریافت اکسيژن
تبدیل تحقیقات آزمایشگاهی به محصولات بهتر
Introduction
Flooding in the wild
The submerged plant: low oxygen and high ethylene
Flooding in the field: rice
Flooding in the lab: Arabidopsis and the N-end rule pathway for oxygen sensing
Translating lab research into better crops
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه