Fitoaleksyna - Phytoalexin

Kapsidiol to fitoaleksyna wytwarzana przez niektóre rośliny w odpowiedzi na atak patogenów

Fitoaleksyny są substancjami przeciwdrobnoustrojowymi i rzadko antyoksydacyjnymi , syntetyzowanymi de novo przez rośliny, które szybko gromadzą się w miejscach infekcji patogenami. Są to inhibitory o szerokim spektrum działania, zróżnicowane chemicznie, charakteryzujące się różnymi typami charakterystycznymi dla poszczególnych gatunków roślin. Fitoaleksyny zwykle dzielą się na kilka klas w tym terpenoidów , gliko sterydów i alkaloidów , jednakże mogą one zawierać żadnych fitochemikalia , które indukuje się przez infekcję bakteryjną.

Funkcjonować

Wytwarzane w roślinach fitoaleksyny działają jak toksyny na atakujący organizm. Mogą przebijać ścianę komórkową , opóźniać dojrzewanie, zaburzać metabolizm lub zapobiegać reprodukcji danego patogenu. Na ich znaczenie w obronie roślin wskazuje wzrost podatności tkanki roślinnej na infekcje przy zahamowaniu biosyntezy fitoaleksyny. Mutanty niezdolne do wytwarzania fitoaleksyny wykazują większą kolonizację patogenów w porównaniu z typem dzikim. Jako takie, patogeny specyficzne dla gospodarza zdolne do degradacji fitoaleksyn są bardziej zjadliwe niż te, które nie są w stanie tego zrobić.

Kiedy komórka roślinna rozpoznaje cząsteczki z uszkodzonych komórek lub cząsteczki z patogenu, roślina uruchamia dwutorową odporność: ogólną odpowiedź krótkoterminową i opóźnioną długoterminową odpowiedź specyficzną.

W ramach indukowanej odporności, krótkoterminowej odpowiedzi, roślina wykorzystuje reaktywne formy tlenu, takie jak nadtlenek i nadtlenek wodoru, w celu zabicia atakujących komórek. W interakcjach z patogenami, powszechną krótkoterminową reakcją jest reakcja nadwrażliwości , w której komórkom otaczającym miejsce infekcji sygnalizuje się apoptozę lub zaprogramowaną śmierć komórki, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się patogenu na resztę rośliny.

Odporność długoterminowa, czyli ogólnoustrojowa odporność nabyta (SAR), polega na komunikacji uszkodzonej tkanki z resztą rośliny za pomocą hormonów roślinnych, takich jak kwas jasmonowy , etylen , kwas abscysynowy czy kwas salicylowy . Odbiór sygnału prowadzi do globalnych zmian w roślinie, które indukują geny chroniące przed dalszą intruzją patogenów, w tym enzymy zaangażowane w produkcję fitoaleksyn. Często, jeśli jasmonian lub etylen (oba hormony gazowe) są uwalniane z uszkodzonej tkanki, sąsiednie rośliny również wytwarzają w odpowiedzi fitoaleksyny. W przypadku roślinożerców, powszechnych nosicieli chorób, te i inne aromaty reagujące na rany wydają się działać jako ostrzeżenie, że roślina nie jest już jadalna. Ponadto, zgodnie ze starym powiedzeniem „wróg mojego wroga jest moim przyjacielem”, aromaty mogą ostrzegać o ich obecności naturalnych wrogów najeźdźców roślin.

Najnowsze badania

Allixin (3-hydroksy-5-metoksy-6-metylo-2-pentylo-4 H -piran-4-onu), związek o nie zawierającej siarkę y-piron szkielet konstrukcji, pierwszy związek wyizolowano z czosnku jako fitoaleksyna, produkt indukowany w roślinach przez ciągły stres . Wykazano, że związek ten ma unikalne właściwości biologiczne, takie jak działanie antyoksydacyjne, działanie przeciwbakteryjne, działanie przeciwnowotworowe, hamowanie wiązania DNA aflatoksyny B2 i działanie neurotroficzne. Allixin wykazał działanie przeciwnowotworowe in vivo, hamując powstawanie guza skóry przez TPA u myszy inicjowanych DMBA . Tutaj można oczekiwać, że allixin i/lub jej analogi będą użytecznymi związkami do zapobiegania rakowi lub środkami chemioterapeutycznymi dla innych chorób.

Rola naturalnych fenoli w obronie roślin przed patogenami grzybiczymi

Polifenole , zwłaszcza izoflawonoidy i substancje pokrewne, odgrywają rolę w obronie roślin przed grzybami i innymi patogenami drobnoustrojowymi.

W winogronach Vitis vinifera trans - resweratrol jest fitoaleksyną wytwarzaną przeciwko wzrostowi patogenów grzybowych, takich jak Botrytis cinerea, a delta-viniferin jest kolejną fitoaleksyną winorośli wytwarzaną po zakażeniu grzybami przez Plasmopara viticola . Pinozylwina jest przedinfekcyjną toksyną stilbenoidową (tj. syntetyzowaną przed infekcją), w przeciwieństwie do fitoaleksyn, które są syntetyzowane podczas infekcji. Jest obecny w twardzieli z Pinaceae . Jest to fungitoksyna chroniąca drewno przed infekcjami grzybiczymi .

Sakuranetyna jest flawanonem , rodzajem flawonoidu. Występuje w Polymnia fruticosa i ryżu , gdzie działa jako fitoaleksyna przeciwko kiełkowaniu zarodników Pyricularia oryzae . W sorgo The SbF3'H2 genu kodującego flawonoidów 3'-hydroksylazy , wydaje się być wyrażane w patogenu specyficznych dla 3-dezoksyantocyjanidyny fitoaleksyny syntezy, na przykład w Sorghum- Colletotrichum interakcji.

6-Methoxymellein jest dihydroizokumaryną i fitoaleksyną indukowaną w plasterkach marchwi przez UV-C , która zapewnia odporność na Botrytis cinerea i inne mikroorganizmy .

Danielone to fitoaleksyna występująca w owocach papai . Związek ten wykazywał wysoką aktywność przeciwgrzybiczą wobec Colletotrichum gloesporioides , patogennego grzyba papai.

Stylbeny są produkowane w eukaliptusowym sideroxylonie w przypadku ataków patogenów. Takie związki mogą mieć wpływ na nadwrażliwość roślin. Wysoki poziom polifenoli w niektórych lasach może wyjaśniać ich naturalną ochronę przed gniciem.

Awenantramidy to fitoaleksyny wytwarzane przez Avena sativa w odpowiedzi na Puccinia coronata var. aleje fa. Sp. avenae , rdza korony owsa . (Awenantramidy były dawniej nazywane awenaluminami).

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

  • Moriguchi T., Matsuura H., Itakura Y., Katsuki H., Saito H., Nishiyama N., Life Sci. , 61, 1413-1420 (1997).

Zewnętrzne linki