Bitkilerde yara tepkisi - Wound response in plants

Bitkiler yaralara ve yaralanmalara yanıt vermek ve iyileştirmek için çok sayıda yöntem geliştirmiştir. Hayvanların hareket kabiliyetinden ve dolaşım sistemlerinden yoksun oldukları için, yaralarla baş etmede benzersiz zorluklarla karşılaşırlar. Ama aynı zamanda artan faydalara da sahipler. hücre gücü ve plastik büyüme, burada hayvanların aksine belirli bir formu yoktur. Yara yanıtı, yaraların yaralar oluşturarak iyileşmesini içerir nasır ve gibi molekülleri biriktirmek Suberin yırtıcı hayvan ve hastalık direncini harekete geçirmenin yanı sıra.

Genel Bakış

Bitkiler, sevmek hayvanlar, yenilenmek hücreler ve Dokular yara ve yaralanma gibi hasar meydana geldikten sonra. Bitkilerde, bu tür yaraların bulunduğu yerde bulunan ve bir hücreye dönme yeteneğini koruyan özel hücreler vardır. Pluripotent durum. Bu sürece dediferansiye denir. Farklılaşma bitkilerin yeniden kazanma ve rejenerasyon için gerekli olan belirli hücre tiplerine dönüşme kabiliyetidir.[1]

Bitkiler yaralandıkça, farklı iyileştirme yöntemleri vardır. Yüzeysel olup olmadığına bağlı olarak, yaralanma bölgesi kurur ve ölür. Yaranın altında birikintiler Suberin sığ yara görüşünün üzerinde koruyucu bir tabaka oluşmasına izin verin. Yaşayanlar üreten lateks aynı özellikleri gerçekleştirir ve farklı bitkilerde bulunur.[2]

Bitkiler daha derin yaralara sahip olduğunda, jel benzeri bir madde adı verilir. nasır oluşturulmuş. Nasır, hasarlı gövde veya kök boyunca ve altında gelişir. Kambiyum nasır bağışlar. Nasır oluşmaya başladığında, kambiyum hücreleri büyük miktarlarda salgılarlar. parankim.[3]

Tarih

16. yüzyıla kadar geçen yüzyıllar içindeinci"Cansız" varlıkların, canlı var olanla aynı yaşam moleküllerini üretemeyeceğine dair yaygın inanç. Bitkiler tıbbi amaçlar için araştırılmaya başladıkça, bitki teolojileri geliştirildi. 16'nın başlarındainciyüzyıl dönemi, ilk elden gözlemler Otto Brunfels, Hieronymus Bock ve Leonhart Fuchs bir keşif çağıyla birlikte bitkilerin tıbbi özellikleri için bir teori geliştirdi. Brunfels, bulgularını mantıksal bir bölme tekniği kullanarak bitkilerdeki organların yapısına odakladı.[4]

Işık mikroskobunun icadı gibi yeni teknolojik gelişmeler, kimyanın yükselişine katkıda bulunarak ikincil metabolitlerin analizine izin verdi.

Bitki şifasını inceleyen ilk bilim adamlarından biri olan Henri-Louis Duhamel

Henri-Louis Duhamel 18. yüzyıl Fransız botanikçisi, yaralanma sonrası bitki rejenerasyonu teorisinin gelişimini gözden geçirdi. Biyolojiye olan ilgisi, Academie des Sciences'ta, safran bitkisinin içinde ve çevresinde dolaşan hastalığı incelemek için okuduğunda başladı. Başarısı, hastalıktan aslında mantarın sorumlu olduğunu öğrenen kişi olduğu zaman belirlenebilir. Duhamel, bir karaağaç ağacının yarası üzerinde büyüdüğünü gözlemlediği nasır oluşumunu tanımlayan ilk kişiydi.[kaynak belirtilmeli ]

Biyokimya

Bitki hücresinin yapısı

Bitki hücrelerinde, diğerlerinden farklı birçok yapı vardır. ökaryotlar. Kloroplastlar bitkinin güneşten aldığı enerjiyi enerji açısından zengin moleküllere çekmesini sağlar. Kloroplastlar kapalıdır ve iki zar katmanına sahiptir.[5] Dış zar küçük moleküller tarafından nüfuz edilebilirken, iç zar boyunca dağılmış taşıma proteinleri ile daha kalındır.

Bitkileri yaralamak, besin maddelerinin patojenler ve girişlerini enfeksiyon. Kurucu savunma, bitkinin fiziksel engelidir; I dahil ederek kütikül hatta metabolitler toksik davranan ve caydıran otoburlar.[6] Bitkiler, yaralı bir bölgeye sahip olduklarını hissetme ve savunmaya yönelik bir tepki verme yeteneğini sürdürürler. Yaralı dokularda, endojen moleküller salınır ve Hasarla İlişkili Moleküler Modeller (DAMP'ler) haline gelir ve savunma tepkisini tetikler. Yaralara verilen bu tür tepkiler, yaranın yerinde ve ayrıca sistematik olarak bulunur. Bunlar aracılığıyla hormonlar.[kaynak belirtilmeli ]

Bir bitki bir yarayı algıladığında, doğuştan gelen bağışıklık için derhal bir sinyal gönderir.[7] Bu sinyaller aşağıdaki gibi hormonlar tarafından kontrol edilir jasmonik asit, etilen ve absisik asit. Jasmonik asit, prosystemin genini, absisik asit ve etilen gibi savunma ile ilgili diğer genlerle birlikte indükleyerek, savunma tepkilerinin hızlı bir şekilde indüklenmesine katkıda bulunur. Hidrolik basınç ve elektrik darbelerini içeren yara sinyallemesinde diğer fiziksel faktörler de hayati bir rol oynar. Yara sinyallemesinde yer alan bunların çoğu, diğer savunma tepkilerini işaret etmede de işlev görür. Çapraz konuşma etkinlikleri, farklı rollerin aktivasyonunu düzenler.[kaynak belirtilmeli ]

Nasır indüksiyonu ve doku kültürü

İndüksiyon işlemiyle kallus hücrelerinin oluşumu

Bitki dokusu büyümeye başladığında, sakaroz fotomiksotropik metabolizmayı sürdürmek için yakıt olarak kullanılır. Sakkaroz, hücre gelişiminin yüksek standartta olmasını sağlayan bir enerji kaynağıdır. Pek çok bitki kültürü en iyi şekilde fotosentez yapamaz, bu da dokuların gelişmemiş olmasına, klorofil eksikliğine ve damarlarda yetersiz gaz değişimine yol açar. Sakkarozun ayrıca hücreler içinde suyun korunmasını desteklediği de görülmektedir.[kaynak belirtilmeli ]

Bitkiler, esnekliklerini kullanarak abiyotik ve biyotik streslere uyum sağlar. Nasır üretiminin savunma tepkisi, bitkilerin yaralarını iyileştirmesine izin verir.[8] Yaranın bir açıklığı oluşmaya başlayacak nasır Hücrelerinden kaynaklanan kambiyum. Nasır oluştuğunda, yardımcı özelliklerinin çoğu bitkiye yayılır ve gövdelere, yapraklara ve köklere yol açar.[9]

Bitki kallusu, gerektiğinde büyüyebilen bir grup parankim hücresidir.[10] Parankima hücreleri, yapraklar, çiçekler ve meyveler gibi odunsu olmayan yapıların zemin dokusunun çoğunu oluşturur. Bu, bu yapılardaki epidermisi veya damarları içermez. Birçok nasır hücresi, tüm bitki gövdesini yeniden üretebilir. Belirli koşullar altında kallus, embriyogenez yoluyla hareket edebilir; yetişkin somatik hücrelerden üretilen embriyoları içerir (Steward ve diğerleri, 1958). "Nasır" kelimesi, çeşitli miktarlarda farklılaşmaya sahip hücreleri içerebilir.[kaynak belirtilmeli ]

Jel benzeri bir oluşumda, kallus kültürü, bitki içindeki spesifik hücre için agardan ve makro ve mikro besinlerin bir karışımından oluşur. Nasır, bitkinin yenilenmesine yardımcı olmak için kullanılan birçok besin içerir.[11] Nasır hücreleri sadece küçük vakuoller içerir ve fotosentez için çok az kloroplast içerir veya hiç içermez. Optimal büyüme ortamında tutulursa, kallus kültürleri bütün bitkilere farklılaşabilir.[kaynak belirtilmeli ]

Ağaç yaraları gibi derin sıyrıklar içinde, zarar görmemiş canlı hücreler alttan bölünmek için uyarılır. Canlı hücreler bölünürken nasır oluşur ve yarayı büyütür. Özsuyunun ağaca ve şeker gibi böceklere besin verdiği ağaç özü ile karıştırılmamalıdır.[kaynak belirtilmeli ]

Phellogen mantar kambiyumunun içinde gelişmeye izin veren meristematik tabakadır. Mantar odunu yapmak için bölünmek üzere nasırın yanında Phellogen görünür. Bu süreç, kaplı yaranın yüzeyinde bir "şişlik" olarak görünür. Bu düğüm olarak bilinir. Çevreleyen dokuda kambiyum tarafından ikincil ksilem üretimi devam eder. Zaman geçtikçe, ağaç halkaları yaralı yaranın yüzeyini kaplamaya başlayacaktır. daha fazla halka oluştukça, yaranın tabanı derine gömülür. Kambiyum tabakası, yara ikincil ksilem tarafından tamamen kaplanana kadar sürekli olarak yarayı örter.[2]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ "Bitkiler nasıl kendi kendini iyileştirir". phys.org. Alındı 2019-06-06.
  2. ^ a b "Bitkilerde Yaraların İyileşmesi (Diyagramlı) | Botanik". Biyoloji Tartışması. 2016-12-12. Alındı 2019-06-06.
  3. ^ Thakur, Rupesh; Jain, Nitika; Pathak, Raghvendra; Sandhu, Sardul Singh (2011). "Bitkilerde Yara İyileştirme Çalışmalarında Uygulamalar". Kanıta Dayalı Tamamlayıcı ve Alternatif Tıp: ECAM. 2011: 438056. doi:10.1155/2011/438056. ISSN  1741-427X. PMC  3118986. PMID  21716711.
  4. ^ "Hücre Biyolojisinin Tarihi". Bitesize Bio. 2007-11-05. Alındı 2019-06-06.
  5. ^ "Bitki Hücreleri, Kloroplastlar, Hücre Duvarları | Bilimi Scitable'ta Öğrenin". www.nature.com. Alındı 2019-06-06.
  6. ^ Cervone, Felice; Modesti, Vanessa; Gramegna, Giovanna; Savatin Daniel V. (2014). "Bitki dokusunda yaralanma: tehlikeli bir geçidin savunması". Bitki Biliminde Sınırlar. 5: 470. doi:10.3389 / fpls.2014.00470. ISSN  1664-462X. PMC  4165286. PMID  25278948.
  7. ^ Sánchez ‐ Serrano, José J .; Rojo, Enrique; León, José (2001-01-01). "Bitkilerde yara sinyali". Deneysel Botanik Dergisi. 52 (354): 1–9. doi:10.1093 / jexbot / 52.354.1. ISSN  0022-0957. PMID  11181708.
  8. ^ Iwase, Akira; Sugimoto, Keiko; Ikeuchi, Momoko (2013/09/01). "Bitki Nasır: İndüksiyon ve Baskı Mekanizmaları". Bitki Hücresi. 25 (9): 3159–3173. doi:10.1105 / tpc.113.116053. ISSN  1040-4651. PMC  3809525. PMID  24076977.
  9. ^ Edwards, P. J .; Wratten, S. D. (Ağustos 1983). "Bitkilerde yara kaynaklı savunmalar ve bunların böcek otlatma kalıpları üzerindeki sonuçları". Oekoloji. 59 (1): 88–93. Bibcode:1983Oecol. 59 ... 88E. doi:10.1007 / BF00388079. ISSN  0029-8549. PMID  25024154. S2CID  20443466.
  10. ^ Cremaldi, Joseph C; Bhushan, Bharat (2018-03-19). "Biyolojik esinlenen kendi kendini iyileştiren malzemeler: doğadan dersler". Beilstein Nanoteknoloji Dergisi. 9: 907–935. doi:10.3762 / bjnano.9.85. ISSN  2190-4286. PMC  5870156. PMID  29600152.
  11. ^ Davidonis, Gayle H .; Hamilton, Robert H. (1983-10-01). "Gossypium hirsutum L.'nin kallus dokusundan bitki rejenerasyonu". Bitki Bilimi Mektupları. 32 (1): 89–93. doi:10.1016/0304-4211(83)90102-5. ISSN  0304-4211.