Language
Country/Area
No result found
Axit jasmonic và sự phát triển của thực vật: Nó ảnh hưởng đến sự phát triển của rễ như thế nào?
Axit jasmonic và các dẫn xuất của nó, là những hormone quan trọng đối với thực vật, rất cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển của chúng. Các phytohormone gốc lipid này đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiều quá trình sinh lý ở thực vật, bao gồm tăng trưởng, quang hợp và phát triển sinh sản. Trong số các quá trình này, axit jasmonic đặc biệt quan trọng đối với khả năng chống lại động vật ăn cỏ và phản ứng của thực vật với môi trường bất lợi. Các nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng một số axit jasmonic có thể được giải phóng dưới dạng hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, thúc đẩy sự giao tiếp giữa các loài thực vật để chỉ ra những mối nguy hiểm chung sắp xảy ra.
Lịch sử và quá trình tổng hợp sinh học của axit jasmonic
Việc phát hiện ra axit jasmonic có từ năm 1962, khi các nhà khoa học phân lập được axit methyl jasmonic (MeJA) từ tinh dầu hoa nhài. Bản thân axit jasmonic được Alderidge và cộng sự phân lập từ Lasiodiplodia theobromae vào năm 1971. Con đường sinh tổng hợp axit jasmonic rất phức tạp. Nó chủ yếu được chuyển đổi từ axit linoleic, đầu tiên tạo thành axit 12-oxo-phytodienoic (OPDA) trong màng lục lạp, sau đó trải qua quá trình khử và oxy hóa để cuối cùng tạo thành axit jasmonic. Trong quá trình này, chỉ có quá trình chuyển đổi thành OPDA xảy ra ở lục lạp, trong khi các phản ứng tiếp theo được hoàn tất ở peroxisome.
Việc tổng hợp axit jasmonic không chỉ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây mà còn đóng vai trò không thể thiếu trong phản ứng miễn dịch của cây.
Chức năng của axit jasmonic và cơ chế bảo vệ thực vật
Mặc dù axit jasmonic đóng nhiều vai trò trong nhiều quá trình ở thực vật, nhưng nó được biết đến nhiều nhất với vai trò trong phản ứng chữa lành vết thương. Khi cây bị hư hại do tác động cơ học hoặc bị động vật ăn cỏ tấn công, quá trình tổng hợp axit jasmonic diễn ra nhanh chóng, tiếp theo là sự biểu hiện của các gen phản ứng liên quan. Ở cà chua, thiệt hại sẽ thúc đẩy sản xuất các phân tử phòng vệ ngăn chặn côn trùng ăn lá.
Khi một cây bị hư hại, tín hiệu từ axit jasmonic sẽ nhắc nhở những cây xung quanh chuẩn bị phòng thủ, hình thành cơ chế phòng thủ cộng sinh.
Ngoài ra, các hợp chất dễ bay hơi được gắn nhãn axit jasmonic có thể được truyền qua không khí đến các cây trồng gần đó, làm tăng thêm mức độ phiên mã gen của chúng để phản ứng với thiệt hại. Sự truyền năng lượng này không chỉ tăng cường khả năng phòng thủ của chính nó mà còn thúc đẩy các cây lân cận thực hiện các biện pháp phòng thủ để đối phó với áp lực ăn cỏ tiềm tàng.
Vai trò của axit jasmonic trong sự phát triển của thực vật
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng axit jasmonic có tác động đáng kể đến sự phát triển rễ của thực vật. Những phát hiện ban đầu chỉ ra rằng khi JA được biểu hiện quá mức, sự phát triển của rễ sẽ bị ức chế. Mặc dù cơ chế chính xác của hiện tượng này vẫn chưa rõ ràng, nhưng người ta biết rằng các con đường truyền tín hiệu phụ thuộc COI1 đóng vai trò thiết yếu trong việc ức chế sự phát triển của rễ.
Tương tác và phòng thủ hiệp đồng của axit jasmonic
Điều đáng chú ý là có sự tương tác giữa tín hiệu JA và các con đường phòng vệ khác, chẳng hạn như con đường fructose (SA) và ethylene (ET). Trong nhiều trường hợp, sự hợp tác giữa các con đường này giúp thực vật tối ưu hóa cơ chế phòng vệ để ứng phó với các thách thức phi sinh học và sinh học khác nhau. SA chủ yếu thúc đẩy khả năng miễn dịch bằng cách kích thích biểu hiện các gen liên quan đến mầm bệnh, nhưng khi cây bị côn trùng xâm chiếm, phản ứng phòng vệ của axit jasmonic sẽ hoạt động mạnh hơn.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tương tác giữa JA và SA rất phức tạp và có tác động đáng kể đến khả năng phòng vệ của thực vật và phân bổ tài nguyên.
Khi tín hiệu JA của cây được tăng cường, khả năng chống lại mầm bệnh của cây có thể được cải thiện, trong khi phản ứng của cây đối với côn trùng ăn cỏ có thể bị suy yếu tương đối. Sự cân bằng này đảm bảo rằng thực vật có thể phân bổ nguồn lực hợp lý để ứng phó với những thách thức khác nhau nhằm tăng cơ hội sống sót.
Sự đa dạng của axit jasmonic trong quá trình phát triển và tăng trưởng của thực vật
Ngoài vai trò trong phản ứng phòng vệ, axit jasmonic còn tham gia vào quá trình phát triển của thực vật. Ví dụ, ở một số loài, quá trình tiết axit jasmonic có liên quan đến các bước quan trọng như nở hoa, nảy mầm hạt và phát triển rễ. JA cũng có thể thúc đẩy sự cộng sinh của thực vật, đặc biệt là trong quá trình truyền tín hiệu giữa cây họ đậu và vi khuẩn cộng sinh.
Những kết quả nghiên cứu này nhấn mạnh sự đa dạng và tầm quan trọng của axit jasmonic trong các quá trình sinh lý của thực vật, nhắc nhở chúng ta phải chú ý đến hệ sinh thái xung quanh trong khi tìm hiểu cơ chế sinh trưởng của thực vật.
Với sự tiến bộ của khoa học, sự hiểu biết của chúng ta về axit jasmonic ngày càng sâu sắc hơn. Nó không chỉ đóng vai trò quan trọng trong cây mà còn hình thành nên mạng lưới quan hệ phức tạp giữa các loài thực vật. Điều này đặt ra một câu hỏi đáng suy ngẫm: Trong các hoạt động nông nghiệp trong tương lai, làm thế nào chúng ta có thể tận dụng tốt hơn các đặc tính của axit jasmonic để thúc đẩy sự tăng trưởng và phát triển lành mạnh của cây trồng?
