محلول های دیواره سلولی ریشه گیاهان زراعی در خاک های شور

Root cell wall solutions for crop plants in saline soils

چکیده

1- مقدمه

2- توانایی ترکیب Na+ به اجزاء دیواره سلولی

3- تغییر در ترکیب شیمیایی دیواره های سلولی ریشه در پاسخ به تیمار نمک

4- تغییرات کارکرد دیواره سلولی در اثر شوری

5- موانع انتشار ریشه و تغییرات شوری

6- فعل و انفعالات نمک با پروتئین های دیواره سلولی

7- چشم انداز آتی

چکیده

رشد ریشه اغلب گیاهان زراعی در اثر شوری خاک مهار می شود. ریشه با تعدیل متابولیسم، بیان ژنی و فعالیت پروتئین که منجر به تغییر در ترکیب دیواره سلولی، فرآیندهای نقل و انتقال، اندازه و شکل سلول، و معماری ریشه می گردد، به آن پاسخ می دهد. در اینجا، ما درباره اثرات تنش شوری بر دیواره سلولی که منجر به تغییر آنزیم، گرایش میکروفیبریل سلولز و رسوب پلی ساکارید غیرسلولزی در نواحی افزایش طول ریشه به عنوان عوامل مهم بازدارندگی افزایش طول ریشه می گردد تمرکز نموده و بر تغییرات دیواره سلولی مرتبط با تحمل تنش شوری و محدودیت آب ریشه ها تاکید نمودیم. تنش شوری باعث القاء تغییراتی در ترکیب دیواره انواع مختلف سلول های خاص ریشه از جمله افزایش رسوب لیگنین و سوبرین در سلول های اندودرمی و اگزودرمی می گردد. این تغییرات با جلوگیری از اتلاف آب و تغییر مسیر نقل و انتقال یون در جهت منفعت گیاه عمل می نمایند. ما نشان دادیم که ترکیب یون های Na+ با اجزای دیواره سلولی می تواند بر عبور Na+ تاثیر گذاشته و Na+ قادر است بر ترکیب یون های دیگر اثر گذاشته و مانع کارکرد پکتین در خلال رشد سلولی گردد. وقوع تفاوت های طبیعی در ساختار دیواره سلولی، منابع جدیدی را برای اصلاح محصولات زراعی فراهم می نماید که دارای تحمل پذیری بیشتری نسبت به شوری می گردند.

7- چشم انداز آتی

برای درک ارتباط بین تغییرات رونویسی در ژن های دیواره سلولی و سازگاری با شوری ما باید به شناسایی و یا ایجاد تنوع ژنتیکی در ژن های تنظیم کننده ویژگی های دیواره سلولی و توصیف نحوه تاثیرگذاری تغییرات بر خواص شیمیایی دیواره سلولی تحت شرایط شوری بپردازیم. اندازه گیری تنوع در خواص شیمیایی دیواره سلولی باید تفاوت های مکانی و زمانی را لحاظ نموده و از استراتژی هایی مانند استراتژی مورد استفاده برای مطالعات پروتئومی و متابولومیک رشد ریشه در خاک شور پیروی نمود که در آن نوک ریشه به سه منطقه تقسیم می گردد که معرف مناطق فعال تقسیم، طویل شدن و تمایز سلولی است [19،20]. مبانی ژنتیکی پاسخ رشد فوق الذکر به تنش شوری در غلاتی مانند برنج، با ترکیبات فنوتیپی مبتنی بر تصویر همراه با روش های ارتباط ژنومی مورد آزمایش قرار گرفته است [115]. قدم بعدی کاوش با روش های مزبور درباره تنوع فنوتیپی در پاسخ ریشه غلات تحت تنش شوری و یافتن جایگاه ژنتیکی تنظیم صفات مربوط به سازگاری با تنش شوری است. تا به امروز تحمل به شوری در غلات با صفاتی ارتباط داشته که گیاه را قادر به تغییر سریع رشد ریشه خود در پاسخ به شور و صفاتی که محدود کردن نقل و انتقال Na+ ریشه به ساقه را مانند جداسازی بهتر Na+ در بافت های ریشه محدود نماید. برای تکمیل این اطلاعات ما باید نحوه تاثیرگذاری تفاوت های هر جزء آپوپلاسمی سلول های ریشه بر برهمکنش دیواره سلولی با یون ها و عبور یون ها را تعیین نماییم.

Abstract

The root growth of most crop plants is inhibited by soil salinity. Roots respond by modulating metabolism, gene expression and protein activity, which results in changes in cell wall composition, transport processes, cell size and shape, and root architecture. Here, we focus on the effects of salt stress on cell wall modifying enzymes, cellulose microfibril orientation and non-cellulosic polysaccharide deposition in root elongation zones, as important determinants of inhibition of root elongation, and highlight cell wall changes linked to tolerance to salt stressed and water limited roots. Salt stress induces changes in the wall composition of specific root cell types, including the increased deposition of lignin and suberin in endodermal and exodermal cells. These changes can benefit the plant by preventing water loss and altering ion transport pathways. We suggest that binding of Na+ ions to cell wall components might influence the passage of Na+ and that Na+ can influence the binding of other ions and hinder the function of pectin during cell growth. Naturally occurring differences in cell wall structure may provide new resources for breeding crops that are more salt tolerant.

7- Future prospects

To understand the links between the transcriptional changes in cell wall genes and adaptations to salinity we need to identify or create genetic variation in the genes regulating cell wall properties and characterise how the variation influences cell wall chemistry in saline conditions. The measurement of variation in cell wall properties must capture spatial and temporal differences, following strategies such as those used for proteomic and metabolomics studies of root growth in saline soil where the root tip is divided into three regions representing active cell division, elongation and differentiation zones [19,20]. The genetic basis of the above ground growth response to salt stress in cereals, such as rice, has been tested by combining image-based phenotyping with genome-wide association methods [115]. The next step is to go underground with these methods, to phenotype diversity in cereal root salt stress responses and find the genetic loci regulating traits linked to salt stress adaptation. To date tolerance to salinity in cereals has been linked to traits that enable plants to rapidly alter their root growth in response to salt and traits that limit root-to-shoot transport of Na+, such as better sequestration of Na+ in root tissues. To complement this information we need to determine how differences in each apoplasmic component in root cells influences cell wall interactions with ions and the passage of ions.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

محلول های دیواره سلولی ریشه گیاهان زراعی در خاک های شور

Root cell wall solutions for crop plants in saline soils

انتقال سيليكون از ريشه ها به كلاپرک در گياهان

Transport of silicon from roots to panicles in plants

چکیده

مقدمه

ناقلان دخیل در جذب Si

ناقل های شرکت کننده در انتقال Si از ریشه به برگها

ناقلهای درون آوندی انتقال Si

نتیجه گیری

چکیده

سیلیسیوم (Si) یک ماده غذایی فراوان در خاک است که بوسیله کاهش تنش های مختلف، اثرات سودمندی بر رشد گیاهان دارد. انتقال si از خاک به خوشه بوسیله ناقلان مختلفی میانجی گری می شود. Lsi1، متعلق به گروه NIP خانواده آکوآپورین (آبدوست) ، برخلاف الگوی ظاهری و مکان سلولی مختلف در گونه های گیاهی، مسئول جذب Si از خاک به داخل سلولهای ریشه دولپه و تک لپه است. انتقال بعدی Si از خارج از سلولهای ریشه به سمت استوانه آوندی بوسیله یک جریان ناقلهای فعال LSi2 میانجی گری می شود. LSi1 و LSi2 بطور قطبی به ترتیب در قسمت استوانه آوندی و مبدا اگزودرم و آندودرم سلولهای ریشه قرار می گیرند. سیلسیوم در شیره آوند چوبی به شکل مونوسیلیسیلیک اسید وجود دارد و بصورت Lsi6 که همولوگ Lsi1 در برنج است؛ تخلیه می شود. همچنین Lsi6 در انتقال درون آوندی Si در جوانه ها شرکت می کند که برای انتشار ترجیحی Si به خوشه ضروریست.

نتیجه گیری

سه ناقل مختلف که در جذب شرکت میکنند، تخلیه آوند چوبی و انتقال بین آوندی Si همانطور که در بالا اشاره شد مشخص شده اند. گرچه برای انتقال Si از خاک به ریشه سایر ناقلها هم مورد نیازند. برای مثال ناقلهای تخلیه آوند چوب ضروری هستند اما هنوز ناشناخته هستند. در جوانه ها، پس از تخلیه Si از غلافهای آوندی بزرگ شده بوسیله Lsi6، برخی ناقلها برای بارگیری مجدد Si به داخل آوندهای منتشر شده مورد نیاز هستند. اگرچه این ناقلها نامشخص هستند. سرانجام Si جذب شده بصورت سیلیسیوم در سلولهای ویژه ای ته نشین میشود. برای مثال، در برگهای برنج، سیلیسیوم در سلولهای غلاف اوندی دمبلی شکلی بنام سلولهای بالیفرم ته نشین میشود. در دانه های برنج سیلیسیوم اغلب در پوسته ته نشین میشود. بنابراین باید ناقلهای دیگری هم برای این رسوب ویژه سلول برای Si وجود داشته باشد. این ناقلها در آینده مشخص میشوند. تعیین ناقلهای بیشتر Si در گونه های مختلف گیاهی نیز دارای اهمیت است. تجمع Si در گونه های مختلف گیاهی بسیار متفاوت است. مقایسه الگوی ظهور و مکان ناقلهای Si در گ.نه های گیاهی مختلف ممکن است نشاندهنده اختلاف در تجمع وابسته به گونه در Si باشد.

Abstract

Silicon (Si) is the most abundant minerals in soil and exerts beneficial effects on plant growth by alleviating various stresses. The transport of Si from soil to the panicles is mediated by different transporters. Lsi1, belonging to a NIP group of the aquaporin family, is responsible for the uptake of Si from soil into the root cells in both dicots and monocots although its expression patterns and cellular localization differ with plant species. The subsequent transport of Si out of the root cells towards the stele is medicated by an active efflux transporter, Lsi2. Lsi1 and Lsi2 are polarly localized at the distal and proximal sides, respectively, of both exodermis and endodermis in rice root. Silicon in the xylem sap is presented in the form of monosilicic acid and is unloaded by Lsi6, a homolog of Lsi1 in rice. Lsi6 is also involved in the inter-vascular transfer of Si at the node, which is necessary for preferential Si distribution to the panicles.

Concluding remark

Three different transporters involved in uptake, xylem unloading and inter-vascular transfer of Si have been identified as described above. However, for transport of Si from soil to the panicles, other transporters are also required. For examples, transporters for xylem loading is necessary, but remain unknown. At the node, after unloading Si from enlarged vascular bundle by Lsi6, some transporters are required to re-load Si into the diffuse vascular. However, these transporters are unidentified. Si taken up is finally deposited as silica in specific cells. For example, in rice leaves, silica is deposited in dumbbell-like vascular bundles cells, bulliform motor cells. In rice grain, silica is mostly deposited in the husk. Therefore, there must be other transporters for such cell-specific deposition of Si. There transporters remains to be identified in future. Identification of more Si transporters from different plant species is also important. Si accumulation differs greatly with plant species. Comparison of the expression patterns and localization of Si transporters from different plant species may provide new insight into differential species-dependent Si accumulation.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

انتقال سيليكون از ريشه ها به كلاپرک در گياهان

Transport of silicon from roots to panicles in plants

بررسی اثر لیشمانیا عصاره ریشه گیاه دارویی برازمبل با روش لیشمانیا در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از پروماستیگوت لیشمانیا ماژور

Evaluation of leishmanicidal effect of Perovskia abrotanoides Karel. root extract by in vitro leishmanicidal assay using promastigotes of Leishmania major

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی اثر لیشمانیا عصاره ریشه گیاه دارویی برازمبل با روش لیشمانیا در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از پروماستیگوت لیشمانیا ماژور

Evaluation of leishmanicidal effect of Perovskia abrotanoides Karel. root extract by in vitro leishmanicidal assay using promastigotes of Leishmania major

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تنظیم دمایی رشد مورفولوژیکی (پدیده شناسی گیاه)

Temperature regulation of plant phenological development

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تنظیم دمایی رشد مورفولوژیکی پدیده شناسی گیاه

Temperature regulation of plant phenological development

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.