19:17 2024-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Studiul arată modul în care plantele se adaptează la temperaturile ambientale reci și la îngheț
_ Studiul arată modul în care plantele se adaptează la temperaturi ambientale reci și la îngheț
Deoarece plantele sunt organisme sesile, ele trebuie să fie foarte flexibile în capacitatea lor de a se adapta la o gamă largă de condiții de mediu pentru a supraviețui. Cercetătorii de la Departamentul de Fiziologie a Plantelor de la RPTU Kaiserslautern investighează mecanismele de adaptare a plantelor, în special la factorii de stres abiotic, cum ar fi intensitatea luminii sau temperatura.
Ei au atins acum o nouă etapă. Ph.D. studenta Annalisa John a folosit modelul de creson de plante (Arabidopsis thaliana) în munca sa de cercetare pentru a decoda mecanismele celulare pe care plantele le folosesc pentru a se adapta la temperaturi scăzute și îngheț. Rezultatele studiului au fost publicate în The Plant Cell.
În general, plantele își schimbă procesele metabolice ca o reacție tipică la apariția temperaturilor reci. Acest lucru afectează în primul rând structurile biomembranelor care înglobează celulele și organelele celulare din interiorul acestora, acționând ca un strat limită subțire.
„Când este expus la frig, compoziția straturilor duble lipidice care alcătuiesc membranele celulare trebuie să să fie modificată rapid și eficient”, explică John, care lucrează la doctoratul ei. în fiziologia plantelor și este primul autor al studiului. Aceste adaptări sunt necesare pentru a menține membranele fluide sau mobile chiar și la temperaturi scăzute ale mediului, ceea ce este o condiție esențială pentru funcționalitatea lor.
Pentru adaptarea și remodelarea compoziției membranelor celulare, plantele inițiază producția de lipide nou generate. . Sinteza are loc în două compartimente celulare, cloroplastele și reticulul endoplasmatic (RE). Pentru a face acest lucru, acizii grași - care reprezintă blocurile de bază ale sintezei lipidelor - trebuie mai întâi sintetizați în cloroplastele verzi, astfel încât acizii grași să poată fi apoi transportați din cloroplast prin intermediul proteinei de transport Fatty Acid Export 1 (FAX1) pentru a intra ulterior în ER.
„Înainte de aceste investigații, grupul nostru de cercetare observase deja că, pe lângă alte proteine, abundența FAX1 scade semnificativ atunci când plantele Arabidopsis sunt expuse la temperaturi scăzute, ", spune John. „Cu toate acestea, nu știam dacă această scădere a fost relevantă pentru adaptarea la frig și îngheț și cum este controlată scăderea vizată a abundenței proteinei FAX1.”
John a descoperit că mutanții de plante care produc continuu proteina FAX1. în cantități mari (așa-numitele supraexpresoare FAX1) și sunt expuse la temperaturi scăzute au prezentat următorul comportament: Au crescut ineficient și au avut tendința de a îmbătrâni prematur, au prezentat defecte de fotosinteză și au produs cantități mari de substanțe toxice — specii reactive de oxigen precum superoxidul de hidrogen.
În plus, sinteza echilibrată a lipidelor în cloroplaste și în ER a fost perturbată de exportul permanent de acizi grași prin FAX1, care diferă semnificativ de situația plantelor de tip sălbatic. În timp ce tipurile sălbatice activează în special sinteza lipidelor în cloroplaste în timpul frigului, supraexpresoarele FAX1 sintetizează destul de multe lipide în ER.
„De asemenea, am identificat o protează responsabilă de degradarea FAX1 exclusiv în timpul temperaturilor scăzute, cunoscută. ca proteaza romboidă 11 (proteaza RBL11),” explică John. „La fel ca FAX1, RBL11 este situat în învelișul interior al cloroplastelor. Mutanții din plante care nu au proteaza RBL11 au prezentat aceleași simptome ca și supraexpresoarele FAX1. Acum știm că degradarea FAX1 la frig este foarte importantă pentru adaptarea la temperaturi scăzute ale mediului. și știm, de asemenea, cum are loc degradarea.”
"Scopul acestui program de cercetare coordonat este de a înțelege diversele funcții ale cloroplastelor în adaptarea plantelor la condițiile de mediu în schimbare. Constatările tezei de doctorat a doamnei John vor aduce o contribuție importantă la Programul de cercetare. Prin urmare, ar putea fi posibilă optimizarea specifică a toleranței la frig a plantelor sensibile de cultură, astfel încât acestea să poată supraviețui fazelor spontane de temperaturi scăzute sau chiar înghețului", spune profesorul dr. Ekkehard Neuhaus, care este responsabil pentru Departamentul de Fiziologie a plantelor. .
Comentarii:
Adauga Comentariu