2024年4月绵阳师范学院生命科学与生物时候学院Baoguo Du等盘考东谈主员在 Biological Reviews 杂志上发表了题为 “Strategies of plants to overcome abiotic and biotic stresses” 的著作松岛枫百度影音,系统论述了植物应付非生物/生物挟制的复杂扎眼计谋过头对植物孕育发育的影响。
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该盘考从细胞、器官、植株举座以及生态系统层面,综述了植物应付非生物/生物挟制的扎眼机制。
著作的主体框架
植物资璧轻佻扎眼计谋
植物细胞质内扎眼计谋松岛枫百度影音
植物器官及整株水平的扎眼计谋
植株生态系统层面的扎眼计谋
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在细胞壁膜轻佻中,过氧化物酶(Prxs)与NADPH氧化酶协同作用,催化氧气(O2)生成活性氧种(ROS)。这些ROS随后被超氧化物歧化酶(SOD)进一步更正为过氧化氢(H2O2),一部分通过质膜上的水通谈卵白(AQP)转运至细胞质内,另一部分由抗坏血酸(ASC)和谷胱甘肽(GSH)参与撤销。ASC和GSH的氧化体式——脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)——被特定的质膜转运卵白运载至细胞质中,在多种酶的催化下,共同组成Foyer–Halliwell–Asada轮回。
图1.植物细胞应付生物和非生物挟制的扎眼机制
在细胞质内,由应激条目下产生的超氧阴离子开脱基(•O2−)被SOD更正为H2O2,并于细胞质内的H2O2全部被Foyer–Halliwell–Asada轮回被撤销。扎眼素在细胞质中合成,具有N端信号序列,它们与其他小卵白一同抒发,并部分分派到细胞壁膜轻佻中,扎眼真菌、细菌、病毒和虫豸。在这些扎眼机制中,抗氧化扎眼机制(尤其是水溶性抗氧化剂ASC和GSH)最为“经济”,因为它们在植物细胞中含量丰富,大致通过平直的化学反应撤销ROS,无需复杂的生物合成经由。
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在靠近非生物挟制时,植物根部木质部孳生的硫酸盐会发出信号并传输至叶片,调控叶片生成零散酸(ABA),进而促使植物气孔闭合,以此缩小水散布失。在面对生物挟制时,植物会对不同细胞区室中的卵白酶、离子通量、ROS以及一氧化碳等含量加合计止,激励细胞超敏反应(以致细胞局部死亡),阻断病原体的进一步推广。且在未被感染的组织内会激活扎眼机制,以驻扎后续侵袭。鉴于该反应资本偏高,无间于感染初期发生,在早期植物与病原体的互相作用阶段较为成心。
草榴网图2.植物在器官、整株及生态系统水平的扎眼计谋与互相作用
在生态层面上,植物能产生多种蒸发性有机化合物(VOCs),指引植物植物地上部分和地下部分开释抗菌化合物(皂苷、阿维那星、番茄碱等),并眩惑有益生物群。同期也可眩惑食草动物天敌,抗争食草动物入侵,并在质壁轻佻种充任抗氧化剂,撤销臭氧或二氧化氮等氧化性空气混浊物。
这篇著作从细胞到生态系统等多档次维度启程,全面空洞了植物在应付非生/生物挟制时所摄取的复杂扎眼计谋,深刻谈判了这些计谋对植物孕育发育的紧要性,系统呈现了植物好意思满的扎眼机制体系松岛枫百度影音,并精确指出了夙昔盘考的潜在场所,尤其是聚焦于扎眼代谢物的运载及再渴望制这一要道限度。