دانلود رایگان ترجمه مقاله سیگنالینگ بی ثباتی در تعاملات گیاه -گیاه – Sciencemag 2006

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

گیاهان درباره چه چیزی صحبت می کنند؟
چه چیزی باعث می شود که این یک سیگنال باشد؟
واقع گرایی اکولوژیکی: گیاهان ” کر ” و ” لال” برای نجات

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

گیاهان ممکن است ترکیبات ارگانیک فرار (VOCs ) که توسط گیاهان همسایه که مورد حمله گیاهخوار قرار گرفته اند تولید می شود را شناسایی کنند(استراق سمع ) ، تا قادر به “دفاع” از خود قبل از حمله گیاهخوار به خودشان باشند. تجزیه و تحلیل ترنسکریپتوم و آبشار سیگنال در گیاهان در معرض VOC نشان می دهد که گیاهان برای دفاع مستقیم و غیرمستقیم و تقویت توانایی های رقابتی، استراق سمع می کنند. پیشرفت در تحقیق در مورد بیوسنتز VOC و ادراک، تولید گیاهانی را که به طور ژنتیکی برای VOCs خاص؛ “ناشنوا ” یا “خاموش(لال) ” هستند را تسهیل کرده است. چنین گیاهانی، همراه با پیشرفت در ابزار اندازه گیری تحلیلی VOC، به محققان اجازه می دهد تا تعیین کنند که آیا سلاست ،سلامت گیاهان در جوامع طبیعی را افزایش می دهد یا خیر.
برتری گیاهان در مبادله گاز: آنها می توانند به طور معناداری جنگل هایی را از CO2 گرفته شده از هوا ؛حدود Pg C 120 در سال؛ بسازند ، که نیمی از آنها به جو باز می گردد. بیش از 36٪ از کربن جذب شده، به صورت مجموعه های پیچیده ای از VOC منتشر می شود (1). اگر چه برخی از این VOC ها ممکن است صرفا بیهوده باشند، اما مابقی، گرده افشانی و مکانیسم های دفاعی مختلف در همزیستی با حیوانات را میانجی گری می کنند. این تعاملات به واسطه VOC ، گیاهان با ارگانیسم های با سطوح تغذیه بالاتر نشان می دهد که آنها به طور مشابه با یکدیگر ارتباط دارند (2). دو دهه پیش، محققان به طور اتفاقی تغییرات در مقاومت گیاه خوار و متابولیت های ثانویه در گیاهانی (گیرنده ها) که در مجاورت گیاهانی که مورد حمله گیاه خوا قرار داشت(منتشر کننده) ، را کشف کردند . از آنجایی که در بعضی از آزمایشات نتایج به دست آمده توسط انتقال هوایی اطلاعات (3) توضیح داده شد (3)، این پدیده به طور کلی ” درختان سخنگو” نامیده شد. این عبارت به نظر می رسد ناخوشایند است، چرا که انتخاب به احتمال زیاد ، گیاهانی را مورد توجه قرار میدهد که VOCs آزاد شده از همسایگان را مورد شناسایی قرار می دهد و به منظور افزایش سازگاری ،متناسب با فنوتیپ خود پاسخ می دهند .

گیاهان درباره چه چیزی صحبت می کنند؟
یک موضوع مکالمه آشکار ، مربوط به حمله متحمل الوقوع گیاهخواران متحرک است، و بیشتر پاسخ های برانگیخته شده توسط VOC بر این اساس تفسیر شده است. میزان عملکرد گیاهخوار گسترش یافته است به طوری که ایجاد انواع مختلفی از دفاع های گیاهی مستقیم (مانند فنول ها، آلکالوئیدها، ترپن ها و پروتئین های دفاعی) را در بر می گیرد. دفاع های غیر مستقیم نیز مورد توجه قرار گرفته اند، از جمله پاداش های غذایی که باعث افزایش فشار شکار بر گیاه خواران می شود (4) و VOCs که به شکارچیان و یا پارازیتوئیدهای ساکن در محل تغذیه گیاه خواران کمک می کند (5، 6). علاوه بر این، آبشارهای سیگنال که باعث القای دفاع مستقیم و غیرمستقیم می شود (7، 8) به عنوان در بر دارنده پاسخ های رونویسی (9-12) (شکل 1) به دقت بررسی شده است.
قرار گرفتن در معرض VOC به تنهایی، بدون حمله واقعی گیاهخوار، ممکن است به طور مستقیم عمل دفاع را افزایش دهد. متناوبا، قرار گرفتن در معرض VOC ممکن است به گیاهان نزدیک اجازه می دهد که دفاع خود را برای استفاده فوری ، زمانی که گیاهخواران از گیاه همسایه حرکت کنند تا به گیرنده “گوش دهنده” حمله کنند، آماده کنند. قرار گرفتن در معرض مواد فرار ناشی از Sagebrush آسیب دیده ،موجب تولید مهارکننده های پروتئیناز دفاعی ( PI ) در تنباکو وحشی می شود و گیاهانی که معرض قرار می گیرند؛ متعاقبا کمتر آسیب می بینند (15-13) (شکل 2).
نهال های ذرت که قبلا در معرض هر یک از اجزای منفرد یا کل ترکیب VOCs آزاد شده از دانه های مورد حمله گیاهخوار ،قرار گرفته بودند، به گیاه خواری تحریک شده، با افزایش تولید VOC و تجمع بیشتر جاسمونات (JA ) ؛در مقایسه با پاسخ گیاهان مواجهه نشده؛ (8) پاسخ دادند. اینکه آیا این افزایش انتشار VOC از نهال های ذرت محافظت می کند یا خیر؛ هنوز مشخص نشده است. برانگیختن آبشارهای دفاعی ممکن است به گیاهان کمک کند که با فعال کردن پاسخ های دفاعی (16)، به ویژه در صورت عدم وجود حمله گیاهان خوار، هزینه های سلامت را متحمل می شوند (17). اگر قرار گرفتن در معرض VOC به طور مستقيم موجب پاسخ دفاعی شود، گیاهان گیرنده، بدون اینکه آسیب دیده باشند، متحمل هزینه های سلامت مشابه می شوند .
از این رو، گیاهانی که از تولید منابع منحصر بفرد سازگار در ایجاد دفاع هزینه، بر قبل از رسیدن گیاهخوار جلوگیری کردند ،اما وقتی که حمله صورت گرفت، توانستند متابولیسم دفاعی را برای آغاز پاسخ دفاعی برانگیزد ،می تواند مزایای سازگاری را در برابر گیاهانی که اطلاعاتی موجود در VOCs های ناشی از همسایگان آسیب دیده را ، “نادیده گرفته اند” تحقق بخشند.
استفاده از microarrays که بخش بزرگی از ترانسکریپتوم گیاهی را مانیتور می کند می تواند یک آنالیز بدون سوگیری در مورد موضوعات مکالمات گیاهان و تعیین فشار های انتخابی، به غیر از حمله قریب الوقوع گیاهخواران متحرک باشد ، که سیگنالینگ فرار می تواند برای پیش بینی این حمله مورد استفاده قرار گیرد. علف های هرز اغلب پاتوژن ها را منتقل می کنند و پاسخ های ناشی از آن می توانند بیشتر از حمله های گیاهخواران به حمله توسط پاتوژنهای پیشگیرانه (18) مربوط باشد. گیاهخواران، اغلب پاتوژن ها را منتقل می کنند و پاسخ هایی که به آن داده می شود، بیشتر به حمله پاتوژنها مربوط است تا تا حمله گیاهخوارن (18) . رقابت بی رحمانه با گیاهان دیگر برای منابعی که نمی توانند به آسانی ذخیره شوند (مانند نور و مواد مغذی) احتمالا مهمترین نیروی انتخابی برای گیاهان است. گیاهان قادر به پیش بینی رقابت های قریب الوقوع از طریق سیگنال های نور قرمز (FR) و تغییرات شتاب فوتون نور آبی منتقل شده از طریق پوشش چتر مانند (سایه ایجاد شده) همسایه آنها ، هستند. این سیگنال های نور توسط گیرنده های نور (به عنوان مثال، فیتوکروم B) درک می شوند و یک مجموعه صفات موسوم به سندرم اجتناب از سایه SAS) ) را ایجاد می کند.
آزمایشات با گیاهان توتون و تنباکو با گیرنده اتیلن جهش یافته (etr1 1) که مانع ادراک اتیلن می شود، نشان داده است که تنباکو غیر حساس به اتیلن، قادر به پاسخ سریع به سیگنال های FR نیست و در نتیجه توسط گیاهان وحشی از رقابت خارج می شود (20) . در غلظت هایی که ظاهرا در سایبان متراکم گیاهان امکان پذیر است، اتیلن به خودی خود SAS را افزایش می دهد(21). به طور مشابه، قرار گرفتن در معرض VOC های ناشناس از ارقام جو، تخصیص زیست توده را بین ریشه ها و شاخه ها بدون تاثیر بر تولید زیست توده ژنوتیپ های جو پذیرنده ، تغییر می دهد (22)،یک تخصیص مجدد که ممکن است بر قابلیت رقابت تاثیر بگذارد. بنابراین، پاسخ به مهم ترین عوامل محیطی در زندگی گیاهی ممکن است با سیگنال های گیاهان همسایه پیش بینی شود. تقریبا هر چیزی می تواند سیگنال باشد تا زمانی که بتوان آن را درک کرد و اطلاعات قابل اطمینان را ارائه می دهد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Plants may ‘‘eavesdrop’’ on volatile organic compounds (VOCs) released by herbivore-attacked neighbors to activate defenses before being attacked themselves. Transcriptome and signal cascade analyses of VOC-exposed plants suggest that plants eavesdrop to prime direct and indirect defenses and to hone competitive abilities. Advances in research on VOC biosynthesis and perception have facilitated the production of plants that are genetically ‘‘deaf’’ to particular VOCs or ‘‘mute’’ in elements of their volatile vocabulary. Such plants, together with advances in VOC analytical instrumentation, will allow researchers to determine whether fluency enhances the fitness of plants in natural communities. Plants excel at gas exchange: They can literally build forests from CO2 taken from the air at about 120 Pg C yearj1, half of which is respired back to the atmosphere. Up to 36% of the assimilated carbon is released as complex bouquets of VOCs (1). Although some of these VOCs may be mere waste, others mediate various pollination and defense mutualisms with animals. These VOCmediated interactions of plants with organisms of higher trophic levels suggest that they communicate similarly with each other (2). Two decades ago, researchers serendipitously discovered changes in herbivore resistance and secondary metabolites in plants (Breceivers[) growing adjacently to herbivore-attacked plants (Bemitters[). Because in some experiments results were best explained by the aerial transfer of information (3), the phenomenon was popularly dubbed Btalking trees.[ This phrase seems unfortunate, because selection most likely favors plants that Beavesdrop[ on VOCs released from neighbors and respond by tailoring their phenotypes to enhance their own fitness.

What Are Plants Talking About?

An obvious conversation topic concerns impending attack from mobile herbivores, and most VOC-elicited responses have been interpreted accordingly. Measures of herbivore performance have been broadened to include the elicitation of various direct plant defenses (e.g., phenolics, alkaloids, terpenes, and defense proteins). Indirect defenses have also attracted attention, including food rewards that increase predation pressure on herbivores (4) and VOCs that help predators or parasitoids locate feeding herbivores (5, 6). Moreover, the signal cascades that elicit direct and indirect defenses have been scrutinized (7, 8) as have transcriptional responses (9–12) (Fig. 1). VOC exposure alone, without actual herbivore attack, may directly increase the production of defenses. Alternatively, VOC exposure may allow nearby plants to ready their defenses for immediate use once the herbivores move from the neighboring plant to attack the ‘‘listening’’ receiver. Exposure to volatiles from damaged sagebrush primes the elicitation of defensive proteinase inhibitors (PIs) in wild tobacco, and exposed plants subsequently receive less damage (13–15) (Fig. 2). Corn seedlings previously exposed to either individual components or to the entire blend of VOCs released from herbivoreattacked seedlings responded to simulated herbivory with increased VOC production and higher jasmonate (JA) accumulations compared with the responses of unexposed plants (8). Whether these enhanced VOC emissions protect corn seedlings remains to be determined. The priming of defense cascades may benefit plants that would incur fitness costs by activating defense responses (16), particularly in the absence of herbivore attack (17). If VOC exposure directly elicited defense responses, receiver plants would incur similar fitness costs without being damaged. Hence, plants that avoided investing fitnesslimiting resources in the production of costly defenses before an herbivore arrives, but were able to prime defense metabolism to launch defense responses when attacked, could realize a fitness benefit over plants that ‘‘ignored’’ the information coded in the VOCs emanating from their damaged neighbors. The use of microarrays that monitor a large fraction of the plant’s transcriptome can free analysis from observer bias about plants’ conversation topics and identify selective pressures other than impending attack from mobile herbivores, which volatile signaling could be used to anticipate. Herbivores frequently transmit pathogens, and the elicited responses may concern attack by impending pathogens more than attack by herbivores (18). The relentless competition with other plants for resources that cannot be readily hoarded (such as light and nutrients) is likely the most important selective force for plants. Plants are able to anticipate impending competition through far red (FR) light signals and changes in the photon flux of blue light transmitted through their neighbors’ canopies. These light signals are perceived by photoreceptors (e.g., phytochrome B) and elicit a complex of traits known as the shade-avoidance syndrome (SAS) (19). Experiments with tobacco plants transformed with a mutant ethylene receptor (etr1-1), which inhibits ethylene perception, have demonstrated that ethyleneinsensitive tobacco could not respond rapidly to FR signals and consequently was outcompeted by wild-type plants (20). At concentrations apparently possible in dense plant canopies, ethylene by itself elicits the SAS (21). Similarly, exposure to unidentified VOCs from barley cultivars changes the allocation of biomass between roots and shoots without influencing biomass production of receiver barley genotypes (22), a re-allocation that may influence competitive ability. Thus, responses to the most important environmental factors in a plant’s life may be anticipated by signals from neighboring plants. Almost anything can be a signal as long as it can be perceived and provides reliable information.