O'simlik tsikli darajasida qurg'oqchilik stressi xotirasi: ko'rib chiqish 1-qism

Annotatsiya:

O'simliklar harakatsiz organizmlar bo'lib, ularning yashashi dinamik, stressli sharoitlarni engish strategiyasiga bog'liq. Ekinlarning hosildorlikka salbiy ta'sirini yumshatish uchun takroriy stresslarga moslashish qobiliyatini yaxshilash dolzarbdir.

Stressli holatlar va xotira o'rtasidagi munosabatlar juda yaqin. Stressning to'g'ri miqdori xotiramizni yaxshilashi mumkin, ortiqcha stress esa xotiramizni zaiflashtirishi mumkin.

Birinchidan, to'g'ri stress miqdori xotiramizni rag'batlantirishi mumkin. Biz ma'lum darajada stress ostida bo'lganimizda, biz ko'proq e'tibor qaratamiz va turli qiyinchiliklar va bosimlarni engish uchun ijobiy fikr yuritamiz. Bunday holda, xotiramiz mashq qilinadi va yaxshilanadi.

Ikkinchidan, haddan tashqari stress xotiramizga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Biz chidab bo'lmas stressda bo'lganimizda, tanamiz kortizol deb ataladigan gormonni chiqaradi, bu bizning miya sog'lig'imizga zarar etkazishi, miya hujayralarining metabolizmini sekinlashtirishi va xotira shakllanishiga to'sqinlik qilishi mumkin. Bu bizni bu vaziyatda narsalarni juda yaxshi eslay olmasligimizga olib keladi.

Shuning uchun, yaxshi xotirani saqlab qolish uchun biz o'rtacha stressni tartibga solishga e'tibor berishimiz va stressga chidamliligini oshirishimiz kerak. Biz stressdan xalos bo'lish uchun samarali usullardan foydalanishimiz mumkin, masalan, o'rtacha jismoniy mashqlar, musiqa tinglash, mentalitetimizni to'g'rilash va hokazo. Ushbu usullar orqali biz o'zimizni o'rtacha stress holatiga qo'yishimiz va xotiramizdan yaxshiroq foydalanishimiz mumkin. Ko'rinib turibdiki, biz xotirani yaxshilashimiz kerak va Cistanche deserticola xotirani sezilarli darajada yaxshilashi mumkin, chunki Cistanche deserticola an'anaviy xitoylik dorivor material bo'lib, u juda ko'p noyob ta'sirga ega, ulardan biri xotirani yaxshilashdir. Cistanche deserticola samaradorligi uning tarkibidagi ko'plab faol moddalar, jumladan, tanin kislotasi, polisakkaridlar, flavonoid glikozidlar va boshqalardan kelib chiqadi. Ushbu ingredientlar turli yo'llar orqali miya salomatligini mustahkamlashi mumkin.

Xotirani yaxshilashning 10 ta usulini bilish tugmasini bosing

O'simliklarning qurg'oqchilikka moslashuvi haqidagi bilimlarimiz so'nggi o'n yilliklarda kengaygan bo'lsa-da, so'nggi tadqiqotlar o'simliklarning takroriy stresslarga javoblarini hal qildi. Ushbu sharh ko'plab qurg'oqchilik hodisalariga o'simliklarning javoblarini ko'rib chiqish bo'yicha tadqiqotlarning asosiy topilmalarini sintez qiladi va o'simliklarning qurg'oqchilik stressini eslab qolish qobiliyatini namoyish etadi.

Stress xotirasi bitta stress hodisasi bilan solishtirganda takrorlangan stressga boshqacha javob berishga imkon beruvchi boshlang'ich effekt sifatida tavsiflanadi. Bu erda o'simlik tsikli darajasida suv stressi xotirasiga alohida e'tibor qaratish orqali biz ekinlardagi molekulyar, fiziologik va morfologik darajadagi turli xil jarayonlarni, shuningdek Arabidopsis thaliana model turlarini tasvirlaymiz.

Bundan tashqari, qurg'oqchilik stressi xotirasini o'rganish uchun kontseptual tahlil asosi taklif etiladi. Va nihoyat, takroriy stresslar paytida o'simliklar va tuproq mikroorganizmlari o'rtasidagi o'zaro ta'sirning muhim roli ta'kidlanadi, chunki ularning plastikligi o'simliklarning umumiy chidamliligini qo'llab-quvvatlashda asosiy rol o'ynashi mumkin.

Kalit so'zlar: suv stressi; chidamlilik; o'simlik va mikroblarning o'zaro ta'siri; astarlash; xotira genlari; tuproq merosi.

1.Kirish

2050 yilda dunyo aholisi taxminan 9,1 milliardga yetishi kerak. Oziq-ovqatga bo'lgan talabning sezilarli o'sishi allaqachon kuzatilmoqda [1]. Shu bilan birga, qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishi iqlim o'zgarishi xavfiga duch kelmoqda, bu esa o'simliklarning o'sishiga to'sqinlik qiladigan yanada og'ir va tez-tez stressli sharoitlar bilan tavsiflanadi.

Aholi sonining ko'payishi va iqlim o'zgarishi dunyo aholisini oziqlantirish uchun iqlim o'zgarishlariga chidamliroq bo'lgan naslchilik o'simliklarida misli ko'rilmagan muammo tug'dirmoqda. Shu nuqtai nazardan, qurg'oqchilik butun dunyo bo'ylab o'simlik ishlab chiqarish uchun eng muhim va zararli stress sifatida aniqlangan bo'lib, ekinlar davrining bir necha muhim daqiqalarida hosilga ta'sir qiladi.

Ko'plab tadqiqotlar o'simliklarning turli rivojlanish bosqichlarida sodir bo'lgan turli xil qurg'oqchilik intensivligining ta'sirini tavsiflagan bo'lsa-da [2,3], takroriy qurg'oqchilik davrlarining o'simlik rivojlanishi va o'sishiga ta'sirini kamroq tadqiqot qilgan [4-6].

O'simliklar stress hodisasini "eslab qolishlari" va keyingi stressga javoban xatti-harakatlarini o'zgartirishi mumkin [6]. Bu xotira deb ataladigan narsa "yangi javoblar o'tmishdagi tegishli ma'lumotlarni o'z ichiga olgan tajribaga kirish qobiliyati" va "avvalgi signalizatsiya ma'lumotlarini saqlash, keyinchalik ma'lumotni olish qobiliyati" deb ta'riflanadi. [7].

Lämke va Bäurle [8] stress xotirasining uch xil turini aniqladilar: (i) organizmning butun umri davomida davom etadigan mitotik irsiy bo'lgan somatik stress xotirasi; (ii) faqat stresssiz birinchi avlodda kuzatiladigan avlodlararo stress xotirasi va (iii) ikki avloddan ortiq stresssiz avloddan keyin meiotik meros qilib olinadigan va kuzatilishi mumkin bo'lgan transgeneratsion xotira.

Somatik stress xotirasi stress hodisasini boshdan kechirgan o'simliklarga kunlar, haftalar va oylar davomida saqlangan ma'lumotlardan foydalanishga va keyingi stressga duch kelganda o'z javoblarini moslashtirishga imkon beradi. Masalan, bu mexanizm sovuq qattiqlashuvda yaxshi tavsiflangan [9].

Bundan tashqari, oldingi stressdan olingan ma'lumotlar avlodlararo va nasldan nasl o'tkazuvchi stress xotirasi orqali ota-onadan avlodlarga uzatilishi mumkin [10,11]. Ushbu jihat faqat o'simlikning hayot aylanish jarayonidagi xotiraga qaratilgan taqdimotda muhokama qilinmaydi.
O'simliklarning stress xotirasi birinchi marta 1990-yillarda tadqiqotchilar ba'zi o'simliklar patogen hujumga duchor bo'lganidan keyin keyingi infektsiyalarga tizimli qarshilik ko'rsatishini ta'kidlaganlarida kuzatilgan [12-14].

O'shandan beri o'simlik xotirasi o'simliklarga keyingi stressga tezroq yoki kuchliroq javob berishga imkon berishi va hech qachon stressga duch kelmagan sodda o'simliklar bilan solishtirganda kuchaytirilgan himoyani ta'minlashi aniqlandi. Mavzuni o'rganish bo'yicha birinchi tadqiqotlar fiziologik, proteomik, transkripsiyaviy va epigenetik modifikatsiyalarni hujjatlashtirish orqali o'simlik xotirasini yaratish uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'lgan stress iziga olib keladigan, onabiotik cheklovlarni tushunishni yaxshilashda katta yutuqlarga olib keldi [6].

Ushbu sharhda biz ushbu mexanizmlarning takroriy qurg'oqchilik hodisalari paytida o'zaro bog'liqligini va o'simlikning yanada chidamli bo'lishiga yordam berishini ko'rsatamiz.

Bundan tashqari, o'simliklar tuproq va uning tarkibiy qismlari bilan kuchli ta'sirga ega bo'lganligi sababli, biz o'simlik va tuproq mikroorganizmlari o'rtasidagi o'zaro ta'sirni o'simlik qurg'oqchiligi xotirasiga olib keladigan jumboqning yana bir bo'lagi deb hisoblaymiz.

Darhaqiqat, tuproq mikrobial hamjamiyatining tarkibi va faoliyati, shuningdek, fizik-kimyoviy xususiyatlari tuproq merosi ta'sirida shakllanadi va keyingi stressga o'simliklarning javoblariga ta'sir qilishi mumkin [15,16].

2. Suvdagi stress xotirasi: o'simlik tomonidan

Suv stress xotirasi molekulyardan fiziologik jarayonlargacha bo'lgan o'ziga xos diqqat markazida turli xil ekin turlarida o'rganilgan (1-jadval). Iqlim o'zgarishi bilan suv stressi hodisalari tez-tez sodir bo'lishi mumkinligi sababli, o'simliklar keyingi stresslarning o'sish va ishlab chiqarishga salbiy ta'sirini kamaytirish yoki yumshatish uchun o'zlarining hayot tsiklining dastlabki bosqichlarida suv stressi xotirasini safarbar qilishlari mumkin.

Ba'zi hollarda o'simliklarni tayyorlash keyingi stressga yuqori va tezroq javob berishga olib keldi (1-jadval). Bugungi kunga kelib, mexanizmning umumiy tushunchasi quyidagicha. Birinchidan, stressga javob beruvchi osmoregulyatsion metabolitlarning to'planishi yoki himoya oqsillarining sintezi kabi turli xil fiziologik va molekulyar mexanizmlarni o'z ichiga olgan birinchi stress hodisasi paytida stress izi paydo bo'ladi [9].

Ikkinchidan, stressdan keyingi tiklanish davrida ushbu saqlangan ma'lumot o'simlikka ruxsat beruvchi holatga o'tishga imkon beradi, bu keyingi stressga tezroq yoki kuchliroq javob berishga imkon beradi. Ushbu ma'lumotni saqlash (i) faol bo'lmagan konformatsiyada oqsillarning to'planishini [17,18], metabolitlar va fitohormonlarning va (ii) DNK metilatsiyasi, giston modifikatsiyasi yoki xromatinni qayta qurish orqali epigenetik modifikatsiyani nazarda tutadi [9,17,19-21] . Xromatin plastisitivligi, meiotik meros bo'lib o'tadimi yoki yo'qmi, darhol stressga javob berishda ham, uzoq muddatli moslashishda ham hal qiluvchi rol o'ynaydi [22,23].

Uchinchidan, keyingi stress paytida, bu turli xil birikmalarning oldindan to'planishi ularni katta miqdorda sintez qilish vaqtini qisqartiradi, bu esa tezroq javob berishga imkon beradi [24,25]. Pionerning Arabidopsis thaliana va Zea maysdagi ishi [25-27] o'simliklar ko'rsatishini ko'rsatdi. qurg'oqchilikka ko'p marta ta'sir qilishiga javoban transkripsiyaviy stress xotirasi, xotira genlarining mavjudligini ochib beradi. Ushbu genlar birinchi va ikkinchi stressga javoban turli darajadagi transkriptlarni ishlab chiqarish sifatida aniqlanadi, ammo transkriptlarning bazal darajalari tiklanish davrida astarlanmagan o'simliklarnikiga o'xshashdir [25].

Ushbu kontseptsiyadan so'ng, 1-rasmda "xotira genlari" va "xotira bo'lmaganlar" ning birinchi davr bilan solishtirganda sekund stress davrida ifodalanishini tartibga solishga ko'ra to'rt toifaga bo'linish jamlangan. [+/+] (yoki [−/−]) xotira genlarining ifodasi (1a-rasm) nazorat bilan solishtirganda birinchi va ikkinchi stresslar davomida induktsiya qilinadi (yoki bostiriladi), keyingi stressda ortib borayotgan differensial ekspressiyani boshlang. . Ba'zi xotira genlari birinchi va ikkinchi stresslarga javoban teskari tartibga solishni ham ko'rsatishi mumkin.

Bu holat (i) [−/+] xotira genlari uchun (1b-rasm), ularning ifodasi birinchi stress paytida pastga regulyatsiya qilinadi, ikkinchi stress paytida esa (ii) [+/−] uchun. ] xotira genlari, ularning ekspressiyasi birinchi stress paytida yuqori tartibga solinadi, lekin keyingi stressda pastga regulyatsiya qilinadi.

Boshqa tomondan, har bir stressga javoban o'xshash darajadagi transkriptlarni ishlab chiqaradigan genlar "xotirasiz genlar" deb hisoblanadi va [+/=] yoki [−/=] genlar sifatida izohlanadi (1d-rasm). ) [26]. Transkripsiya hodisalarining bu ketma-ketligi fiziologik o'zgarishlarga tarjima qilingan [18], ular quyida batafsil va 2-rasmda umumlashtirilgan.

For more information:1950477648nn@gmail.com