Karrikiny

Struktura chemiczna znanych karrikin

Karrikiny – grupa związków organicznych, pochodnych butenolidu, które występują w dymie powstającym podczas spalania materiału roślinnego i pełnią funkcję regulatorów wzrostu i rozwoju roślin[1].

Pierwszą zidentyfikowaną i oczyszczoną karrikiną był butenolid. Związek oznaczono jako karrikina 1, KAR1[2]. Kolejne związki wykazujące aktywność biologiczną oznaczane są jako KAR2, KAR3 i KAR4. Wszystkie karrikiny są pochodnymi butenolidu[1]. Działanie biologiczne polega na stymulacji kiełkowania nasion. Wpływ na to zjawisko został potwierdzony dla wielu gatunków roślin[3].

Wpływ dymu ze spalonych roślin na zdolność kiełkowania nasion został zauważony przez ekologów w latach 90. XX wieku. Obserwowano zjawisko intensywnego kiełkowania nasion po pożarach lasów. Jednak konkretne związki stymulujące odtworzenie ekosystemu po pożarze zostały opisane dopiero w 2004 roku[4]. Nazwa grupy związków została utworzona od słowa karrik, które w języku australijskich Aborygenów Nyungar oznacza dym[5][6].

Powstawanie

Pochodzenie karrikin nie zostało w pełni wyjaśnione. Ekstrakty biologicznie czynne mogą być wytworzone poprzez podgrzanie, do temperatury 180 °C przez 30 minut, roztworu aminokwasów lub białek oraz węglowodanów. Wskazuje to na możliwość powstawania karrikin podczas pożarów z węglowodanów i aminokwasów[7]. Możliwe, że do powstania potrzebne jest jedynie spalenie celulozy[3].

Działanie

Wykazano stymulowanie kiełkowania u ponad 1200 gatunków roślin z 80 rodzajów przez dym pochodzący z pożarów. Są wśród nich gatunki z różnych stref klimatycznych i różnych ekosystemów, należące do nagozalążkowych i okrytozalążkowych[8]. Na dym reagują nasiona w strefie objętej pożarem oraz znajdujące się w pobliżu. Wrażliwość na dym wykazują także niektóre gatunki roślin uprawnych[9]. Mechanizm działania karrikin nie został wyjaśniony[10]. Możliwe, że KAR1 wpływa na receptor odpowiedzialny za reakcje na wiele bodźców środowiskowych. Inną możliwością jest istnienie specyficznego receptora odpowiedzialnego za odebranie informacji o pożarze[9][11].

Przypisy

  1. 1 2 Sheila D.S. Chiwocha i inni, Karrikins: A new family of plant growth regulators in smoke, „Plant Science”, 177 (4), s. 252–256, DOI: 10.1016/j.plantsci.2009.06.007 (ang.).
  2. ↑ Gavin R. Flematti i inni, Preparation of 2H-Furo[2,3-c]pyran-2-one Derivatives and Evaluation of Their Germination-Promoting Activity, „Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 55 (6), 2007, s. 2189–2194, DOI: 10.1021/jf0633241, PMID: 17316021 (ang.).
  3. 1 2 Gavin R. Flematti, Emilio L. Ghisalberti, Kingsley W. Dixon, Robert D. Trengove, A Compound from Smoke That Promotes Seed Germination, „Science”, 305 (5686), 2004, s. 977, DOI: 10.1126/science.1099944, PMID: 15247439 (ang.).
  4. ↑ Bethany Halford, Smoke signals, „Chemical & Engineering News”, 88 (15), 2010, s. 37–38, DOI: 10.1021/cen-v088n015.p037 (ang.).
  5. ↑ K.W. Dixon, D.J. Merritt, G.R. Flematti, E.L. Ghisalberti, Karrikinolide: a phytoreactive compound derived from smoke with applications in horticulture, ecological restoration, and agriculture, „Acta Horticulturae”, 813, 2009, s. 155–170, DOI: 10.17660/ActaHortic.2009.813.20 (ang.).
  6. ↑ David C. Nelson i inni, Karrikins Discovered in Smoke Trigger Arabidopsis Seed Germination by a Mechanism Requiring Gibberellic Acid Synthesis and Light, „Plant Physiology”, 149 (2), 2009, s. 863–873, DOI: 10.1104/pp.108.131516, PMID: 19074625, PMCID: PMC2633839 (ang.).
  7. ↑ Marnie E. Light, Barend V. Burger, Johannes van Staden, Formation of a Seed Germination Promoter from Carbohydrates and Amino Acids, „Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 53 (15), 2005, s. 5936–5942, DOI: 10.1021/jf050710u, PMID: 16028977 (ang.).
  8. ↑ Krystyna Maria Janas, Marek Dzięgielewski, Katarzyna Szafrańska, Małgorzata Posmyk, Karrikiny – nowe regulatory kiełkowania nasion i wzrostu roślin, „Kosmos”, 59 (3–4), 2010, s. 581–587 [zarchiwizowane z adresu 2024-07-13].
  9. 1 2 Vilmos Soós i inni, Transcriptome analysis of germinating maize kernels exposed to smoke-water and the active compound KAR1, „BMC Plant Biology”, 10, 2010, art. nr 236, DOI: 10.1186/1471-2229-10-236, PMID: 21044315, PMCID: PMC3095319 (ang.).
  10. ↑ Gavin R. Flematti i inni, Structure–Activity Relationship of Karrikin Germination Stimulants, „Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 58 (15), 2010, s. 8612–8617, DOI: 10.1021/jf101690a, PMID: 20617827 (ang.).
  11. ↑ Mark T. Waters i inni, Specialisation within the DWARF14 protein family confers distinct responses to karrikins and strigolactones in Arabidopsis, „Development”, 139 (7), 2012, s. 1285–1295, DOI: 10.1242/dev.074567, PMID: 22357928 (ang.).
This article is issued from Wikipedia. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.