Informație

Inhibarea chimică a fertilizării la plante


Există compuși chimici care inhibă fertilizarea plantelor după gametogeneză? Pur și simplu, vorbesc despre spermicid sau contracepție de urgență pentru plante.

Mai exact, caut un compus care să inhibe fertilizarea unui ovul când un bob de polen a contactat deja stigmatul. Acest compus poate fi eficient înainte sau după ce s-a format tubul polenic, dar ideal înainte de zigogeneză. Deși, mă interesează și compușii care împiedică maturarea zigotului (practic o acțiune avortă).

Compusul este eficient atunci când este aplicat extern pe plantă (de exemplu, prin pulverizare lichidă). Alternativ, ar putea fi absorbit prin rădăcini sau prin orice altă cale.

Compusul poate fi o moleculă mică sau macromoleculă.


RESURSE

Problema fertilizării excesive

Ce se înțelege prin „supra-fertilizare?” În sensul acestui articol, sursa centrală a eșecului pieței este o externalitate de mediu asociată cu levigarea substanțelor nutritive în apele subterane și / sau scurgerea substanțelor nutritive în apele de suprafață. Fermierii nu se confruntă cu costurile acestor consecințe asupra mediului ale alegerilor lor de gestionare a îngrășămintelor. În măsura în care aplicațiile de îngrășăminte cresc lixivierea și scurgerea, exterioritatea mediului presupune probabil o aplicare în exces, adică „supra-fertilizare” în raport cu ceea ce ar alege un planificator social binevoitor (maximizând bunăstarea).

Cu toate acestea, această „fertilizare excesivă” nu este complet evidentă a priori. De ce? Să presupunem că fermierul cunoaște absorbția de nutrienți a plantelor și că poate adapta aplicațiile de îngrășăminte pentru a satisface această absorbție. Literatura sugerează că biologia absorbției nutrienților este în esență coeficienți fixi (cu relații de producție von-Liebig-Paris ca la Paris, Berck și Helfand, Holloway și Paris și Berck și colab.). Deși continuă dezbaterea cu privire la amploarea concavității în relație, prezența unui „șmecher” (înaintea căruia intrările sunt productive și după care nu sunt) poate implica un nivel bazat pe tehnologie de aplicare a nutrienților care nu este sensibil la aspectele economice și de mediu forțelor. Prin urmare, chiar dacă fermierii s-ar confrunta cu costuri marginale de lixiviere de mediu, alegerile lor de îngrășăminte ar continua să găsească pericolul și, prin urmare, să nu se schimbe.

O serie de considerații confundă această respingere a conjecturii „supraîngrășării”. Cel mai simplu, dacă relația de producție „prekink” este suficient de concavă, atunci alegerile de îngrășăminte nu vor atinge importanța și vor fi sensibile la prețuri. În acest caz, eșecul de a include costurile de mediu în prețul cererii va duce la o aplicare mai mare decât este optimă din punct de vedere social. Alte explicații, în concordanță cu problemele de producție de tip von-Liebig, încadrează bilanțul acestui articol.


O abordare ecologică pentru a studia efectele fizice și chimice ale reziduurilor culturilor de acoperire de secară asupra Amaranthus retroflexus, Echinochloa crus-galli și porumb

Buruienile pot fi suprimate în câmp prin reziduurile de cultură de acoperire, ale căror extracte au demonstrat că exercită inhibarea chimică a germinării culturilor și a buruienilor și a creșterii timpurii în bioanalize. În acest studiu, s-au dezvoltat două teste bio complementare cu sol și material de mulci provenind dintr-un experiment pe termen lung de cultură de porumb-acoperire pentru a determina efectul relativ fizic și chimic al reziduurilor culturilor de acoperire de secară asupra germinării buruienilor și porumbului și a creșterii timpurii. Acest lucru a fost comparat cu efectul exercitat de materialul rezidual din vegetația naturală care s-a dezvoltat în miriște în timpul iernii înainte de însămânțarea porumbului. Procentul de germinare și creșterea timpurie a porumbului și a două buruieni, Amaranthus retroflex și Echinochloa crus-galli, au fost evaluați într-un incubator de semințe în sol cultivat (îngrășământ verde) și neatins (suprafață mulcită), cu și fără fertilizare cu N, la diferite date după distrugerea culturilor acoperite. Răspunsurile au fost comparate cu cele ale aceleiași specii într-un sol standard fără mulci sau cu un mulci de plop inert. Un al doilea test biologic a fost amenajat într-o seră pentru a determina efectul diferitelor cantități de material rezidual proaspăt și fertilizarea suplimentară cu N asupra vitezei și procentului de apariție și asupra vigoare a plantelor în primele 22 de zile după distrugerea culturilor acoperite. Aceste rezultate au fost comparate cu controalele fără mulci și controalele cu mulci din plop. Rezultatele acestor studii au fost comparate cu densitatea buruienilor și biomasa care s-au dezvoltat în cultura de porumb însămânțată după distrugerea culturilor de acoperire. Proprietățile chimice și biologice ale solului și mulciului au fost determinate pentru materialul colectat în câmp în momente diferite după distrugerea culturilor acoperite. Proprietățile chimice ale mulciului au diferit doar ocazional între tratamente, dar variația producției de biomasă a culturilor de acoperire a condus la proprietăți chimice semnificativ diferite ale solului. Deși conținutul total de acid fenolic din sol nu s-a corelat întotdeauna cu germinarea buruienilor și porumbului și cu inhibarea precoce a creșterii, activitatea microbiană a solului a făcut-o. În condiții suboptime, așa cum se întâmplă adesea în câmp, materialul rezidual al plantelor a exercitat atât un efect fizic, cât și un efect chimic asupra apariției porumbului și a buruienilor și a creșterii timpurii. Fertilizarea cu azot și momentul aplicării pot oferi recoltei de porumb un avantaj competitiv în ceea ce privește buruienile, dar răspunsul final și consecințele practice au depins în mare măsură de speciile de buruieni implicate.


Kazan, K. & amp Manners, J.M Jasmonate de semnalizare: spre o vedere integrată. Fiziol vegetal. 146, 1459–1468 (2008).

Wasternack, C. & amp Hause, B. Jasmonates: biosinteză, percepție, transducție a semnalului și acțiune în răspunsul la stresul plantelor, creșterea și dezvoltarea. O actualizare a revizuirii din 2007 în Annals of Botany. Ann. Bot. 111, 1021–1058 (2013).

Staswick, P.E. & amp Tiryaki, I. Semnalul oxilipinei acidul jasmonic este activat de o enzimă care îl conjugă cu izoleucina în Arabidopsis. Celula plantei 16, 2117–2127 (2004).

Miersch, O., Neumerkel, J., Dippe, M., Stenzel, I. & amp Wasternack, C. Jasmonații hidroxilați sunt în mod obișnuit metaboliți ai acidului iasmonic și contribuie la o oprire parțială a semnalizării iasmonatului. Fitol nou. 117, 114–127 (2008).

Koo, A.J. & amp Howe, G.A. Catabolismul și dezactivarea hormonului derivat din lipide jasmoono-izoleucină. Față. Plant Sci. 3, 19 (2012).

Kombrink, E. Explorarea chimică și genetică a biosintezei iasmonatului și a căilor de semnalizare. Planta 236, 1351–1366 (2012).

Lorenzo, O., Chico, J.M., Sánchez-Serrano, J.J. & amp Solano, R. JASMONATE-INSENSITIVE1 codifică un factor de transcripție MYC esențial pentru a discrimina între diferite răspunsuri de apărare reglementate de iasmonat în Arabidopsis. Celula plantei 16, 1938–1950 (2004).

Dombrecht, B. și colab. MYC2 modulează diferențial diferite funcții dependente de iasmonat în Arabidopsis. Celula plantei 19, 2225–2245 (2007).

Fonseca, S. și colab. (+) - 7-iso-Jasmonoyl-l-izoleucina este jasmonatul bioactiv endogen. Nat. Chem. Biol. 5, 344–350 (2009).

Thines, B. și colab. Proteinele represoare JAZ sunt ținte ale complexului SCFCOI1 în timpul semnalizării iasmonatului. Natură 448, 661–665 (2007).

Chini, A. și colab. Familia JAZ de represori este veriga lipsă în semnalizarea iasmonatului. Natură 448, 666–671 (2007).

Yan, Y. și colab. Un mediator în aval în membrele de reprimare a creșterii ale căii iasmonate. Celula plantei 19, 2470–2483 (2007).

Glauser, G. și colab. Dinamica spațială și temporală a sintezei și acumulării iasmonatului în Arabidopsis ca răspuns la rănire. J. Biol. Chem. 283, 16400–16407 (2008).

Chung, H.S. și colab. Reglementarea și funcția Arabidopsis JASMONATE ZIM-genele domeniului ca răspuns la rănire și ierbivor. Fiziol vegetal. 146, 952–964 (2008).

Sheard, L.B. și colab. Percepția jasmonatului prin co-receptor COI1-JAZ potențat cu inozitol-fosfat. Natură 468, 400–405 (2010).

Katsir, L., Schilmiller, A.L., Staswick, P.E., He, S.Y. & amp Howe, G.A. COI1 este o componentă critică a unui receptor pentru jasmonat și factorul de virulență bacteriană coronatină. Proc. Natl. Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 105, 7100–7105 (2008).

Santner, A. & amp Estelle, M. Progresele recente și tendințele emergente în semnalizarea hormonilor vegetali. Natură 459, 1071–1078 (2009).

Heitz, T. și colab. Citocromii P450 CYP94C1 și CYP94B3 catalizează două etape succesive de oxidare a hormonului vegetal jasmonoyl-izoleucină pentru rotirea catabolică. J. Biol. Chem. 287, 6296–6306 (2012).

Widemann, E. și colab. Amidohidrolazele IAR3 și ILL6 contribuie la rotația hormonului jasmonoil-izoleucină și generează acid 12-hidroxi-jasmonic la rănirea în Arabidopsis frunze. J. Biol. Chem. 288, 31701–31714 (2013).

Glauser, G. și colab. Estimările de viteză pentru propagarea semnalului care duc la acumularea sistemică de acid jasmonic la răniți Arabidopsis. J. Biol. Chem. 284, 34506–34513 (2009).

Browse, J. Puterea mutanților pentru investigarea biosintezei și semnalizării iasmonatului. Fitochimie 70, 1539–1546 (2009).

McCourt, P. & amp Desveaux, D. Genetica chimică a plantelor. Fitol nou. 185, 15–26 (2010).

Hicks, G.R. & amp Raikhel, N.V. Moleculele mici prezintă oportunități mari în biologia plantelor. Annu. Pr. Plant Biol. 63, 261–282 (2012).

Armstrong, J.I., Yuan, S., Dale, J.M., Tanner, V.N. & amp Theologis, A. Identificarea inhibitorilor activării transcripționale a auxinei prin intermediul geneticii chimice în Arabidopsis. Proc. Natl. Acad. Știință. Statele Unite ale Americii 101, 14978–14983 (2004).

Park, S.-Y. și colab. Acidul abscizic inhibă fosfatazele proteice de tip 2C prin familia PYR / PYL a proteinelor START. Ştiinţă 324, 1068–1071 (2009).

Lin, L.-C., Hsu, J.-H. & amp Wang, L.-C. Identificarea de noi inhibitori ai acidului 1-aminociclopropan-1-carboxilic sintază prin screening chimic în Arabidopsis thaliana. J. Biol. Chem. 285, 33445–33456 (2010).

De Rybel, B. și colab. Inhibarea chimică a unui subset de Arabidopsis thaliana Kinazele de tip GSK3 activează semnalizarea brassinosteroidă. Chem. Biol. 16, 594–604 (2009).

De Rybel, B. și colab. Un rol pentru capacul rădăcinii în ramificarea rădăcinii dezvăluit de sonda naxilină non-auxină. Nat. Chem. Biol. 8, 798–805 (2012).

Meesters, C. & amp Kombrink, E. în Genomică chimică a plantelor: metode și protocoale, Methods in Molecular Biology Vol. 1056 (ed. Glenn R. Hicks & amp Stéphanie Robert) 19–31 (Humana Press, 2014).

Jensen, A.B., Raventos, D. & amp Mundy, J. Fusion analiza genetică a mutanților de semnalizare a iasmonatului în Arabidopsis. Planta J. 29, 595–606 (2002).

Serrano, M., Hubert, D.A., Dangl, J.L., Schulze-Lefert, P. & amp Kombrink, E. Un ecran chimic pentru supresoare ale avrRpm1 – RPM1-răspuns dependent de moarte celulară hipersensibilă în Arabidopsis thaliana. Planta 231, 1013–1023 (2010).

Darrouzet, E., Issartel, J.-P., Lunardi, J. & amp Dupuis, A. Subunitatea de 49 kDa a NADH-ubiquinonă oxidoreductază (Complexul I) este implicată în legarea piericidinei și rotenonei, două legate de chinonă. inhibitori. FEBS Lett. 431, 34–38 (1998).

Ellis, C. & amp Turner, J.G. The Arabidopsis mutant cev1 are căi de semnal de iasmonat și etilenă constitutiv active și rezistență sporită la agenți patogeni. Celula plantei 13, 1025–1033 (2001).

Serrano, M. și colab. Interferența chimică a răspunsurilor imune provocate de modelul molecular asociate cu agenții patogeni în Arabidopsis dezvăluie un rol potențial pentru semnalele lipidice derivate din complexe de tip acid II sintază tip II. J. Biol. Chem. 282, 6803–6811 (2007).

Bartsch, M. și colab. Acumularea de 2,3-dihidroxibenzoic 3- derivat din izocorismatO-β-d-xilozid în Arabidopsis rezistența la agenți patogeni și îmbătrânirea frunzelor. J. Biol. Chem. 285, 25654–25665 (2010).

Shan, X., Zhang, Y., Peng, W., Wang, Z. & amp Xie, D. Mecanism molecular pentru inducerea iasmonatului de acumulare de antocianină în Arabidopsis. J. Exp. Bot. 60, 3849–3860 (2009).

Groll, M. și colab. Un factor de virulență al agentului patogen al plantei inhibă proteazomul eucariot printr-un mecanism nou. Natură 452, 755–758 (2008).

Yan, J. și colab. The Arabidopsis Proteina CORONATINE INSENSITIVE1 este un receptor de iasmonat. Celula plantei 21, 2220–2236 (2009).

Chen, Q., Westfall, CS, Hicks, L.M., Wang, S. & amp Jez, J.M. Bază cinetică pentru conjugarea auxinei de către o familie GH3 indol – acid acetic – amido sintetază. J. Biol. Chem. 285, 29780–29786 (2010).

Westfall, CS și colab. Baza structurală pentru modularea prereceptorilor a hormonilor vegetali de către proteinele GH3. Ştiinţă 336, 1708–1711 (2012).

Vergnolle, O., Xu, H. & amp Blanchard, J.S. Mecanismul și reglarea acil-AMP ligazei grase de micobactină FadD33. J. Biol. Chem. 288, 28116–28125 (2013).

Staswick, P.E., Tiryaki, I. & amp Rowe, M.L. Locus de răspuns Jasmonate JAR1 și mai multe înrudite Arabidopsis genele codifică enzimele superfamiliei luciferazei cu licurici care prezintă activitate pe acizii iasmonici, salicilici și indol-3-acetici într-un test pentru adenilare. Celula plantei 14, 1405–1415 (2002).

Shockey, J.M., Fulda, M.S. & amp Browse, J. Arabidopsis conține o superfamilie mare de enzime activatoare de acil. Analiza filogenetică și biochimică relevă o nouă clasă de acil-coenzima A sintetaze. Fiziol vegetal. 132, 1065–1076 (2003).

Staswick, P.E. și colab. Caracterizarea unui Arabidopsis familie de enzime care conjugă aminoacizii cu acidul indol-3-acetic. Celula plantei 17, 616–627 (2005).

Suza, W.P. & amp Staswick, P. Rolul JAR1 în producția de jasmonoil-l-izoleucină în timpul Arabidopsis răspunsul plăgii. Planta 227, 1221–1232 (2008).

Westfall, CS, Muehler, A.M. & amp Jez, J.M Acțiune enzimatică în reglarea răspunsurilor hormonale ale plantelor. J. Biol. Chem. 288, 19304–19311 (2013).

Noutoshi, Y. și colab. Compuși noi de amorsare a plantelor identificați prin screening chimic cu randament ridicat țintă acid salicilic glucoziltransferaze în Arabidopsis. Celula plantei 24, 3795–3804 (2012).

El, W. și colab. Un ecran cu molecule mici identifică l-kinurenina ca un inhibitor competitiv al activității TAA1 / TAR în biosinteza auxinei direcționate către etilenă și creșterea rădăcinilor în Arabidopsis. Celula plantei 23, 3944–3960 (2011).

Okrent, R.A. & amp Wildermuth, M.C. Istoricul evolutiv al familiei GH3 a acil adenilazelor din rozide. Plant Mol. Biol. 76, 489–505 (2011).

Walsh, T.A. și colab. Identificarea genetică chimică a glutaminei fosforibosilpirofosfat amidotransferază ca țintă pentru un nou erbicid de albire în Arabidopsis. Fiziol vegetal. 144, 1292–1304 (2007).

Zheng, W. și colab. Bestatin, un inhibitor al aminopeptidazelor, oferă o abordare genetică chimică pentru a diseca semnalizarea jasmonatului în Arabidopsis. Fiziol vegetal. 141, 1400–1413 (2006).

Ulmasov, T., Murfett, J., Hagen, G. & amp Guilfoyle, T.J. Proteinele aux / IAA reprimă expresia genelor reporter care conțin elemente de răspuns auxin sintetice naturale și extrem de active. Celula plantei 9, 1963–1971 (1997).

Gray, W.M., Kepinski, S., Rouse, D., Leyser, O. & amp Estelle, M. Auxin reglează degradarea dependentă de SCFTIR1 a proteinelor AUX / IAA. Natură 414, 271–276 (2001).

Murashige, T. & amp Skoog, F. Un mediu revizuit pentru creșterea rapidă și teste bio cu culturi de țesuturi din tutun. Fiziol. Plantă. 15, 473–497 (1962).

Kienow, L. și colab. Jasmonatele întâlnesc acizii grași: analiza funcțională a unei noi familii de proteine ​​acil-coenzimă A sintetază din Arabidopsis thaliana. J. Exp. Bot. 59, 403–419 (2008).

Schmittgen, T.D. & amp Livak, K.J. Analiza datelor PCR în timp real prin comparativ CMetoda T. Nat. Protoc. 3, 1101–1108 (2008).

Schön, M. și colab. Analize ale wrky18 wrky40 plantele dezvăluie roluri critice ale semnalizării SA / EDS1 și ale biosintezei indol-glucozinolatului pentru Golovinomyces orontii rezistență și o pierdere-rezistență față de Pseudomonas syringae pv. roșie AvrRPS4. Mol. Plant Microbe Interact. 26, 758–767 (2013).

Czechowski, T., Stitt, M., Altmann, T., Udvardi, M.K. & amp Scheible, W.-R. Identificarea la nivelul genomului și testarea genelor de referință superioare pentru normalizarea transcrierii în Arabidopsis. Fiziol vegetal. 139, 5–17 (2005).

Balcke, G.U. și colab. O metodă UPLC-MS / MS pentru analiza cu sensibilitate ridicată a fitohormonilor în țesuturile plantelor. Metode de plante 8, 47 (2012).

Trott, O. & amp Olson, A.J. AutoDock Vina: Îmbunătățirea vitezei și preciziei andocării cu o nouă funcție de notare, optimizare eficientă și multithreading. J. Comput. Chem. 31, 455–461 (2010).


Furnizarea de substanțe nutritive

Un aspect al îngrășămintelor organice este capacitatea lor de eliberare lentă. Capacitatea de eliberare lentă a îngrășămintelor organice are atât avantaje, cât și dezavantaje: Eliberarea lentă înseamnă că există un risc mai mic de supra-fertilizare, dar uneori această eliberare lentă a îngrășămintelor organice nu este în măsură să satisfacă necesarul de nutrienți, ori de câte ori este necesar. Spre deosebire de îngrășămintele organice, îngrășămintele chimice sunt întotdeauna acolo pentru a asigura furnizarea imediată de substanțe nutritive plantelor dacă situația o cere.


Explicați etapele implicate în maturarea microsporului într-un gametofit masculin.

Soluţie:

Dezvoltarea gametofitului masculin

1. Granulele de polen / microspor marchează începutul gametofitului masculin, deci este prima celulă a gametofitului masculin.

2. Se supune primei diviziuni mitotice pentru a produce celule vegetative mai mari, goale și celule generative mici, cu pereți subțiri.

3. Celula vegetativă este bogată în alimente și are un nucleu de formă neregulată.

4. Celula generativă pluteste în citoplasma celulelor vegetative.

5. A doua diviziune mitotică se referă numai la celulele generative și dă naștere la doi gameti masculini nemotivi.

6. Diviziunea mitotică a celulelor generative are loc fie în bobul de polen, fie în tubul de polen.

7. Boabele de polen sunt aruncate din anteră, în acest stadiu bicelular în majoritatea angiospermelor.


Lumină roșie: creștere, germinare și fotoperiodism

Lumina albastră favorizează îndoirea tijei, dar lumină roșie (spre deosebire de lumina roșie îndepărtată) promovează alungirea tulpinii sau creșterea. De ce? Lumina roșie indică soarele plin unei plante, în timp ce lumina roșie îndepărtată indică faptul că o plantă este umbrită de o altă plantă. Acest lucru se datorează faptului că lumina soarelui complet nefiltrată conține mult mai multă lumină roșie decât lumina roșie îndepărtată. Clorofila se absoarbe puternic în regiunea roșie a spectrului vizibil, dar nu și în regiunea roșu-îndepărtat, astfel încât orice plantă la umbra altei plante de pe podeaua pădurii va fi expusă la lumina care a fost epuizată de lumină roșie și dar îmbogățită pentru roșu-luminos. Zonele neumbrate de pe podeaua pădurii au mai multă lumină roșie, iar lumina roșie declanșează creșterea plantelor. Cu alte cuvinte, plantele folosesc detectarea luminii roșu vs roșu îndepărtat pentru a crește departe de umbră și spre lumină.

Se numesc cromoproteinele responsabile de detectarea luminii roșii / roșii îndepărtate fitocromi. Fitocromii au două forme foto-interconvertibile: Relatii cu publicul (roșu fitocrom) și Pfr (fitocrom roșu-îndepărtat). Formele sunt numite după ceea ce sunt capabil de a absorbi în continuare: Relatii cu publicul forma este capabilă să se absoarbă roșu ușoară (

667 nm), iar Pfr forma este capabilă să se absoarbă roșu-îndepărtat ușoară (

730 nm). Când forma Pr absoarbe lumina roșie, este imediat convertită în Pfr și când Pfr absoarbe lumina roșie îndepărtată, este convertită rapid înapoi în Pr. Absorbția luminii roșii sau roșii îndepărtate determină o schimbare masivă a formei cromoforului, modificând conformația și activitatea proteinei fitocrom de care este legată. Pfr este forma activă fiziologic a proteinei. Deoarece fitocromul se află în starea Pfr după expunerea la lumină roșie, aceasta înseamnă că expunerea la lumina roșie transformă fitocromul și # 8220on. & # 8221 Expunerea la lumina roșie îndepărtată inhibă activitatea fitocromului. Împreună, cele două forme reprezintă sistemul fitocrom.

Forma biologic inactivă a fitocromului (Pr) este convertită în forma biologic activă Pfr sub iluminare cu lumină roșie. Lumina roșie îndepărtată și întunericul transformă molecula înapoi în forma inactivă. Credit de imagine: OpenStax Biology

Sistemul fitocrom acționează ca un întrerupător de lumină biologică. Monitorizează nivelul, intensitatea, durata și culoarea luminii mediului. Efectul luminii roșii este reversibil prin strălucirea imediată a luminii roșii îndepărtate asupra probei, care transformă cromoproteina în forma Pr inactivă. În plus, Pfr poate reveni încet la Pr în întuneric sau se poate defecta în timp. În toate cazurile, răspunsul fiziologic indus de lumina roșie este inversat. Forma activă a fitocromului (Pfr) poate activa direct alte molecule din citoplasmă sau poate fi traficată către nucleu, unde activează sau reprimă direct expresia genică specifică.

Comportamentele pe care sistemul le reglează cu fitocrom includ creșterea plantelor, germinarea semințelor și fotoperiodismul (comportamente reglementate de lungimea zilei):

  • Fitocromul stimulează planta creştere spre lumină roșie prin hormoncitokinina, care promovează diviziunea celulară și giberelină, care favorizează alungirea tulpinii. Citokinina este activată de forma Pfr a fitocromului, provocând astfel diviziunea celulară în meristemele apicale care se află în prezența luminii roșii. Interesant este că citokinina este capabilă să promoveze diviziunea celulară numai atunci când este și în prezența auxin, care este prezent la meristeme apicale, dar nu și la alte locații din plantă. Auxina reglează, de asemenea, nivelurile de giberelină.
  • Sistemul de fitocrom reglează și semințele germinaţie la multe specii de plante (ilustrate mai jos). După cum am discutat anterior, semințele multor plante intră într-o stare inactivă după fertilizare, în parte pentru a se asigura că semințele germinează la un moment dat și într-un loc în care răsadul este mai probabil să supraviețuiască cu succes. Există multe semnale diferite care pot declanșa germinarea semințelor, în funcție de speciile de plante. Pentru multe specii de plante, acest semnal este lumina roșie, deoarece lumina roșie oferă un semnal că semințele se află într-o locație bună pentru accesul la lumina soarelui după germinare. În schimb, o sămânță care germinează în zone umbrite sau prea adânci sub sol pentru a ajunge la lumina soarelui, este posibil să moară la scurt timp după germinare. În întuneric, fitocromul se află în Pr (formă inactivă), iar sămânța nu va germina, va germina numai dacă este expusă la lumină la suprafața solului. La expunerea la lumină, Pr este transformat în Pfr, semnalizarea Pfr provoacă transcrierea genei care codifică amilaza, o enzimă care descompune amidonul stocat în sămânță în zaharuri simple, iar apoi germinarea are loc. (Rețineți că unele specii de plante inițiază germinația printr-un proces independent de lumină reglementat de hormon giberelină, care este descris în continuare mai jos.)

Fotoactivarea fitocromului la Pfr stimulează sinteza de α-amilază din semințe pentru a promova germinarea. Credit de imagine: Koning, Ross E. 1994. Gibberellins. Site de informații cu privire la fiziologia plantelor. http://plantphys.info/plant_physiology/gibberellin.shtml. (17.06.2017). Retipărit cu permisiunea.


Cerințe de mediu pentru germinare

Cerințele pentru germinare depind de specie. Cerințele comune de mediu includ lumina, temperatura adecvată, prezența oxigenului și prezența apei. Semințele de specii cu semințe mici necesită de obicei lumină ca reper de germinare. Astfel, semințele germinează numai la sau în apropierea suprafeței solului (acolo unde lumina este cea mai mare). Dacă ar germina prea mult sub suprafață, răsadul în curs de dezvoltare nu ar avea suficiente rezerve de hrană pentru a ajunge la lumina soarelui. (Reamintim de la 14.5 Somnolență că lumina roșie induce germinația prin conversia formei inactive de fitocrom (Pr) în forma activă (Pfr), ceea ce duce la producerea de amilază. Această enzimă descompune rezervele limitate de alimente din semințe, facilitând germinarea .)

Nu numai că unele specii necesită o temperatură specifică pentru a germina, dar pot necesita și o perioadă rece prelungită înainte de germinare. În acest caz, condițiile de frig descompun treptat un inhibitor de germinare chimică. Acest mecanism împiedică germinarea semințelor în timpul unei vrăji neobișnuit de calde în toamnă sau iarnă în climatele temperate. În mod similar, plantele care cresc în climă caldă pot avea semințe care necesită o perioadă fierbinte pentru a germina, o adaptare pentru a evita germinarea în verile calde și uscate.

Apa este întotdeauna necesară pentru a permite metabolismului puternic să înceapă. În plus, apa poate elimina inhibitori din stratul de semințe. Acest lucru este deosebit de frecvent în rândul anualelor din deșert. Semințele care sunt dispersate de animale pot avea nevoie să treacă printr-un tract digestiv animal pentru a elimina inhibitorii înainte de germinare. În mod similar, unele specii necesită abraziune mecanică a stratului de semințe, care ar putea fi realizată prin dispersarea apei. Alte specii sunt adaptate la foc, necesitând focul pentru a sparge repausul (Figura ( PageIndex <1> )).

Figura ( PageIndex <1> ): Coffeeberry (Frangula californica) la Parcul Regional Botanic Garden din Berkeley Hills, California. Această specie apare în mod natural în chaparral, unde incendiile sălbatice declanșează germinarea semințelor sale. Imagine de Daderot (domeniu public).


Abstract

Deși seleniul (Se) este un anticarcinogen cunoscut, se știe puțin despre modul în care Se afectează alte calități nutriționale din culturi. Roșie (Solanum lycopersicon) a fost furnizat cu selenat 0-50 μM și analizat pentru compoziția elementară și compușii antioxidanți. Atunci când este furnizat la doze mici (5 și 10 μM) prin rădăcini, Se a stimulat sinteza compușilor fenolici din frunze și a redus nivelurile de Mo, Fe, Mn și Cu din rădăcini. La doze mai mari (25 și 50 μM Se) nivelurile de glutation de frunze au fost îmbunătățite de 3-5 ori. Aprovizionarea cu selenat prin pulverizare foliară (0, 2 sau 20 mg plantă de Se –1) a dus la fructe de roșii biofortificate, cu niveluri de Se suficient de scăzute pentru a nu prezenta un risc pentru sănătate. Fructele Se-biofortificate au prezentat niveluri îmbunătățite ale flavonoidelor antioxidante naringenin calconă și kaempferol și o scădere concomitentă a derivaților acidului cinamic. Astfel, fructele de roșii pot fi îmbogățite în siguranță cu Se, iar biofortificarea Se poate crește nivelurile altor compuși neutraceutici.


Concluzii și perspective

Este clar că mai mulți hormoni vegetali sunt implicați în reglarea dezvoltării și maturării fructelor în fructele cărnoase și uscate. Auxina, GA și citokinina au fost implicate activ în controlul setului de fructe și câțiva potențiali candidați care facilitează diafragma între auxină și GA au fost identificați în ultimul deceniu, dar cunoștințele detaliate despre mecanismele moleculare subiacente rămân evazive. Caracterizarea moleculară a diafragmei dintre citokinină și auxină și / sau GA în timpul setului de fructe trebuie întreprinsă. Deși există domenii care au fost explorate pe larg, cum ar fi rolul etilenei în inițierea maturării, înțelegerea rolurilor relative combinate, precum și individuale ale hormonilor specifici în timpul expansiunii fructelor, maturării, hidrolizei amidonului și producției de aromă este foarte limitată . Este esențial să înțelegem cum se comportă rețelele hormonale și ce fel de schimbări suferă în timpul maturării, de asemenea, trebuie stabilite legăturile lor cu regulatorii de maturare. Având în vedere importanța tot mai mare a corelațiilor dintre rețelele hormonale față de coexistența acestora cu regulatorii dezvoltării și maturării fructelor, anticipăm că modelele viitoare care integrează ambele aspecte vor permite o înțelegere mult mai mare a dinamicii complexe care stau la baza proceselor biologice ferm sincronizate.


Priveste filmarea: Cum se face fertilizarea la tomate (Ianuarie 2022).