Yeşil yaprak uçucuları bir bitkinin tehditlere karşı hızlı tepkisidir. Star61/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Çimleri biçerken ya da çiçek saplarını keserken burnunuza çarpan o keskin, yeşil notayı hiç merak ettiniz mi? Onlar yeşil yaprak uçucuları veya GLV'ler: Bitkilerin diğer bitkilerle iletişim kurmak ve kendilerini otçullara veya bakteri veya mantar gibi patojenlere karşı savunmak için kullandıkları, kolayca buharlaşan yağlar.
Hemen hemen her yeşil bitki hızlı bir şekilde GLV'leri sentezleyin ve serbest bırakın Saldırıya uğradığında hem saldırganları doğrudan savuşturur, hem de dolaylı olarak böcekler gibi otçul yırtıcıları kendine çeker ve bitkinin diğer savunma mekanizmalarını hazırlar. Araştırmacılar GLV'lerin bitkilerin korunmasında önemli bir rol oynadığını biliyor ancak nasıl çalıştıkları hala belirsizliğini koruyor.
Ben bir biyokimya araştırmacısıve arasındaki işbirliği yoluyla Wang Laboratuvarı ve Stratmann Laboratuvarı Güney Carolina Üniversitesi'nden meslektaşlarım ve ben bitki hücrelerinin yeşil yaprak uçucularını nasıl dağıttığını araştırıyoruz. bizim yeni yayınlanan araştırmaGLV'lerin domates hücrelerinde savunma tepkilerini tetiklemek için kullandığı potansiyel sinyal yollarını belirledik. Nihai hedefimiz, daha temiz tarım için tarımsal zararlıları kontrol etmek amacıyla GLV'leri kullanmanın yollarını bulmaktır.
Bitkilerdeki savunma sistemleri
Bitkiler kendilerini korumak için birçok savunma sistemi kullanırlar. ilk savunma hattı kullanarak mikrobiyal istilacıların ve hasarın varlığının tespit edilmesini içerir. hasarla ilişkili moleküler modeller veya DAMP'lerBunlar, hasar görmüş veya ölmekte olan hücreler tarafından salınan moleküllerdir.
Bir hücre bir DAMP'yi tanımladığında, bir bağışıklık tepkisini tetikler ve onarım mekanizmalarını destekler. Aynı zamanda şuna da yol açar: kalsiyum iyonu konsantrasyonundaki değişiklikler, bağışıklıkla ilgili genleri ve proteinleri daha da aktive eder. DAMP'ler ayrıca proteinleri aç Diğer savunma yanıtlarını etkinleştiren birçok stres sinyali yolunda ortaktır. Bitkilerin çeşitli savunma araçları vardır.
Birçok çalışma göstermiştir ki etkileri GLV'ler Benzer DAMP'ler. Bu nedenle ekibim ve ben GLV'lerin aynı zamanda DAMP gibi davranıp davranamayacağını kanıtlamak istedik.
Bunu yapmak için domates hücrelerinde hangi proteinlerin açılıp kapatıldığını araştırdık. Bir proteinin yapısının kimyasal olarak değiştirilmesi adı verilen bir işlemle fosforilasyon açar veya kapatır. Protein fosforilasyonu, çok sayıda hücresel sürecin düzenlenmesinde merkezi bir rol oynar ve birçok sinyal iletim yolunu içerir. Fosfoproteomun incelenmesiDomates hücrelerinin veya bir sistemde fosforile edilen tüm proteinlerin incelenmesi, GLV'lerin ve DAMP'lerin sinyal yollarını karşılaştırmamıza yardımcı olabilir.
Yeşil yaprak uçucu sinyal yollarında yer alan proteinlerin çoğunun stresin düzenlenmesinde rol oynadığını bulduk. Bunlar, DAMP sinyal yollarının birçok bileşenini içeriyordu ve bu, GLV'lerin savunma yanıtlarını aktive etmede DAMP'ler gibi işlev gördüğü hipotezimizi destekliyordu.
Tarımda GLV'lerin kullanılması
Tarım genellikle doğal kaynaklar ve çevre üzerinde önemli bir baskı oluşturur. Örneğin, geleneksel pestisitlerin kullanımı aşağıdakilere yol açabilir: çevresel bozulma ve haşere direnci.
biyopestisitler Daha az toksik bir alternatif olarak popülaritesi artıyor. Bunlar, zararlıların büyümesini ve yayılmasını baskılayan doğal olarak oluşan organizmalar veya bileşiklerdir. Örneğin, Uçucu organik bileşikler Bitkilerden elde edilen biyopestisitlerin, depolanan gıda tahıllarındaki zararlılarla mücadelede sentetik böcek ilaçlarının daha az kullanılmasına izin verdiği kanıtlanmış bir tür biyopestisittir.
Bu nedenle GLV'ler tarımda da etkili biyopestisitler olabilir. Bir çalışma, GLV'lerin bitki zararlılarını çekebildiğini göstermiştir. Apion miniatumu böcek, beslenmek istilacı ve kontrol edilmesi zor bir ot, Rumex konfertüsü. Ek olarak, yabani tütün bitkileri üzerinde yapılan saha çalışmaları, GLV'lerin serbest bırakılmasının otçulların düşmanlarını çekebileceğini buldu. Bu otçul rakiplerin varlığı yalnızca böcek zararlılarını kontrol etmekle kalmaz, aynı zamanda istila edilmiş bitkilerin üretimini arttırmak.
Daha fazla araştırmayla GLV'lerin zararlıları doğal olarak kontrol etme ve sürdürülebilir tarımı destekleme potansiyeline sahip olduğuna inanıyoruz.
Sasimonthakan Tanarsuwongkul, Ph.D. Biyokimya Adayı, University of South Carolina
Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.
