Strigolaktony

Ogólna struktura chemiczna oraz numeracja atomów węgla strigolaktonów

Strigolaktony – grupa organicznych związków chemicznych działających jako regulatory wzrostu i rozwoju roślin. Ta grupa związków to pochodne karotenoidów, zawierające labilne wiązanie laktonowe. Wykazano, że strigolaktony wraz z cytokininami i auksynami wpływają na rozgałęzianie pędów roślin, pełnią więc funkcję fitohormonów. Wydzielane do gleby stymulują wzrost i rozgałęzienie strzępek arbuskularnych grzybów mikoryzowych oraz stymulują kiełkowanie nasion roślin pasożytniczych z rodzaju Striga i Orobanche[1][2].

Wpływ na nasiona roślin pasożytniczych

Pierwotnie strigolaktony zidentyfikowano jako związki, które stymulowały kiełkowanie nasion roślin pasożytniczych z rodzaju Striga. Od nazwy tego rodzaju pochodzi pierwszy człon w słowie strigolaktony[1]. Rośliny pasożytnicze atakują wiele gatunków roślin dzikich i uprawnych. W niektórych częściach świata powodują poważne straty w uprawach[3][4]. Jedna roślina może wytworzyć do 500 tys. nasion, które są w stanie przetrwać w glebie przez wiele lat. Ponieważ nasiona są bardzo małe, kiełkujący pasożyt rośnie tylko kilka milimetrów i w takiej odległości musi znaleźć się roślina żywicielska. Chemicznym sygnałem pobudzającym kiełkowanie wielu gatunków roślin pasożytniczych są strigolaktony. Ich obecność w glebie oznacza, że w pobliżu znajdują się korzenie, z których pasożyt będzie mógł pobierać substancje niezbędne do życia[5].

Wpływ na rozgałęzianie pędów

Strigolaktony wydzielane są w korzeniach roślin i transportowane do pędów. Biosynteza tych fitohormonów jest zależna od warunków środowiska. Produkcja jest większa w sytuacji, gdy stężenie fosforanów w glebie jest ograniczone. W pędzie strigolaktony hamują wytwarzanie nowych pąków i rozgałęzień[1][6]. W ten sposób na rozgałęzianie pędów wpływają nie tylko cytokininy i auksyny, lecz też strigolaktony[7][8].

Rola w mikoryzie

Strigolaktony biorą udział w chemicznej komunikacji między korzeniami roślin a arbuskularnymi grzybami mikoryzowymi. W związki mikoryzowe wchodzi około 80% roślin lądowych. Niektóre z grzybów są bezwzględnymi symbiontami i rozwijają się tylko we współpracy z korzeniami roślin. Strzępki grzyba, połączone z korzeniami rośliny, dostarczają składników pokarmowych takich jak woda, azotany, fosforany i inne. W zamian od rośliny otrzymują węglowodany wytworzone w procesie fotosyntezy[9]. Niedobór fosforu lub azotu powoduje zwiększenie produkcji i wydzielania 5-deoksystrigolu. Strigolaktony wydzielane do gleby powodują rozwój i rozgałęzianie strzępek grzybów mikoryzowych[10]. W efekcie wzrostu strzępek grzybni w kierunku korzeni rośliny dochodzi do połączenia z organizmem roślinnym[9].

Przypisy

  1. 1 2 3 CaiYan Chen, JunHuang Zou, ShuYing Zhang, David Zaitlin, LiHuang Zhu, Strigolactones are a new-defined class of plant hormones which inhibit shoot branching and mediate the interaction of plant-AM fungi and plant-parasitic weeds, „Science China Life Sciences”, 52 (8), 2009, s. 693–700, DOI: 10.1007/s11427-009-0104-6, PMID: 19727586 (ang.).
  2. ↑ Kohki Akiyama, Ken-ichi Matsuzaki, Hideo Hayashi, Plant sesquiterpenes induce hyphal branching in arbuscular mycorrhizal fungi, „Nature”, 435 (7043), 2005, s. 824–827, DOI: 10.1038/nature03608, PMID: 15944706 (ang.).
  3. ↑ Catarina Cardoso, Carolien Ruyter-Spira, Harro J. Bouwmeester, Strigolactones and root infestation by plant-parasitic Striga, Orobanche and Phelipanche spp., „Plant Science”, 180 (3), 2011, s. 414–420, DOI: 10.1016/j.plantsci.2010.11.007, PMID: 21421387 (ang.).
  4. ↑ Juan A López-Ráez i inni, Strigolactones: ecological significance and use as a target for parasitic plant control, „Pest Management Science”, 65 (5), 2009, s. 471–477, DOI: 10.1002/ps.1692, PMID: 19115242 (ang.).
  5. ↑ Koichi Yoneyama, Ayman A. Awad, Xiaonan Xie, Kaori Yoneyama, Yasutomo Takeuchi, Strigolactones as Germination Stimulants for Root Parasitic Plants, „Plant and Cell Physiology”, 51 (7), 2010, s. 1095–1103, DOI: 10.1093/pcp/pcq055, PMID: 20403809 (ang.).
  6. ↑ Victoria Gomez-Roldan i inni, Strigolactone inhibition of shoot branching, „Nature”, 455 (7210), 2008, s. 189–194, DOI: 10.1038/nature07271, PMID: 18690209 (ang.).
  7. ↑ Mikihisa Umehara i inni, Inhibition of shoot branching by new terpenoid plant hormones, „Nature”, 455 (7210), 2008, s. 195–200, DOI: 10.1038/nature07272, PMID: 18690207 (ang.).
  8. ↑ Philip B. Brewer, Elizabeth A. Dun, Brett J. Ferguson, Catherine Rameau, Christine A. Beveridge, Strigolactone Acts Downstream of Auxin to Regulate Bud Outgrowth in Pea and Arabidopsis, „Plant Physiology”, 150 (1), 2009, s. 482–493, DOI: 10.1104/pp.108.134783, PMID: 19321710 (ang.).
  9. 1 2 Kohki Akiyama, Hayashi Hideo, Strigolactones: Chemical Signals for Fungal Symbionts and Parasitic Weeds in Plant Roots, „Annals of Botany”, 97 (6), 2006, s. 925–931, DOI: 10.1093/aob/mcl063, PMID: 16574693 (ang.).
  10. ↑ Kaori Yoneyama i inni, Nitrogen deficiency as well as phosphorus deficiency in sorghum promotes the production and exudation of 5-deoxystrigol, the host recognition signal for arbuscular mycorrhizal fungi and root parasites, „Planta”, 227 (1), 2007, s. 125–132, DOI: 10.1007/s00425-007-0600-5, PMID: 17684758 (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.