Ρυθμιστές της Αύξησης των Φυτών BRs, )

Ρυθμιστές της Αύξησης των Φυτών BRs, ) 1

Πορεία παρουσίασης των Καθοριστικοί Σταθμοί BRs στην ανακάλυψη των ΒRs Δομή των κυριότερων ενδογενών μορφών Μεταβολισμός των BRs Βιοσύνθεση Διακίνηση Καταβολισμός Αδρανοποίηση-Δευσμευμένες μορφές Ελεγχος της στάθμης (ενδο/εξωγενής) Επιδράσεις των BRs Ανάλυση των σημαντικότερων επιδράσεων Μηχανισμοί δράσης των BRs 2

Καθοριστικοί Σταθμοί στην ανακάλυψη των BRs To 1970 οι Mitchell et al διαπίστωσαν ότι εκχυλίσματα γυρεοκόκκων του Brassica napus και του Alnus glutinosa προκαλούσαν επιμήκυνση, διόγκωση και κάμψη σε μεσογονάτια του φασολιού Το 1979 απομονώθηκε από γυρεοκόκκους του Brassica napus σε κρυσταλλική μορφή το Brassinolide. Το 1982 απομονώθηκε ένα δεύτερο στεροειδές το castasterone από ιστούς κάλλου καστανιάς (Castanea crenata). 3

Δομή του Brassinolide και οι πιθανοί υποκαταστάτες 4

Δομή των κυριότερων ενδογενών μορφών BRs 5

Βιοσύνθεση των ΒRs 6

Mεταβολισμός των BRs 7

Ελεγχος της στάθμης των BRs αλληλεπίδραση μεταξύ των ΒRs και άλλων ενδογενών ορμονών (με τις GΑs, τις αυξίνες αλλά και με το ACC (πρόδρομο του αιθυλενίου). παρεμποδιστές της βιοσύνθεσης των GAs (uniconazole, paclobutrazol, brassinazole) παρεμποδίζουν επίσης τη βιοσύνθεση των ΒRs. 8

Κυριώτερες Διαπιστωμένες Επιδράσεις των ΒRs Αύξηση του ρυθμού επιμήκυνσης του στελέχους Αύξηση της προβολής του γυρεοκόκκου Κάμψη του ελάσματος των φύλλων των αγρωστωδών Ενεργοποίηση των αντλιών Η+ Επαναδιάταξη των μικροϊνιδίων της κυτταρίνης Προώθηση της ξυλογένεσης Αύξηση της βιοσύνθεσης του αιθυλενίου Έλεγχο της κανονικής ανάπτυξης των φυτών Πρώθηση της διάτασης του αγγίστρου στο Arabidopsis Προώθηση της ανάπτυξης του κάλλου σε πολλά φυτικά είδη Αύξηση της φυτικής μάζας του βλαστού και του ριζικού συστήματος Αύξηση της παραγωγής φρούτων και καρπών με εξωγενή εφαρμογή Άμβλυνση των επιπτώσεων εξωτερικών stresses 9

Μηχανισμός μεταφοράς του σήματος των BRs και έκφρασης των γόνων 10

Επίδραση των BRs στην ανάπτυξη των φυτών 11

Επίδραση των BRs στην ανάπτυξη των φυτών 12

Επίδραση των BRs στη διάταση του αγγίστρου 13

Figure 2 Responses in apical hook tissue of Arabidopsis. A) Fluorescence of the auxin reporter gene DR5::GFP in control (low nutrient medium, LNM) and after treatment with the ethylene precursor, ACC. B) Differential staining after ACC treatment of the construct carrying the BR biosynthesis reporter, CPD::GUS, and its quantification. C) Effects of ACC and BR, alone and in combination, on hook tissue of wild type (Col-0), the mutant pin3-3, and the construct 35S::PIN1 in the dark, and quantification of the hook angle. (Reproduced from De Grauwe et al. 2005, with permission from Professor Van Der Straeten and Oxford University Press.) (Click image to enlarge.) 14

Εφαρμογές Εξωγενών ΒRs Γίνεται προσπάθεια εφαρμογής των ΒRs για προώθηση της ανάπτυξης των φυτών, της αύξησης της παραγωγής και της άμβλυνσης των επιπτώσεων εξωτερικών stresses. Το brasinolide εφαρμόζεται σε συγκεντρώσεις της τάξης των 10-3 -10-6 ppm. 15

Δομή των κυριότερων μορφών JA 16

Βιοσύνθεση του JA 17

Μεταβολισμός του JA 18

Επιδράσεις του JA Το JA έχει προωθητική δράση σε κάποιες φυσιολογικές διεργασίες, ενώ σε άλλες φυσιολογικές διεργασίες η επίδρασή του είναι παρεμποδιστική. Επίσης εκδηλώνει συνεργιστική αλλά και ανταγωνιστική συμπεριφορά με άλλες ορμόνες. Ειδικότερα το JA και οι συναφείς του ενώσεις: Επάγουν τη συσσώρευση στον πυρήνα και το χυμοτόπιο μιας σειράς πρωτεϊνών γνωστών ως jasmonate-induced-proteins Προωθεί την ωρίμανση των καρπών Επάγει τη σύνθεση της ACC-oxidase (ένζυμο κλειδί στη βιοσύνθεση του αιθυλενίου) Εμπλέκεται στις διεργασίες δημιουργίας ανθέων, καρπών και σπερμάτων Προωθεί τη δημιουργία χρωστικών Μειώνει την έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τη φωτοσύνθεση Παίζει καθοριστικό ρόλο στην αντίδραση των φυτών σε ασθένειες και προσβολές εντόμων Ενεργοποιεί την έκφραση γόνων υπεύθυνων για τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην άμυνα των φυτών Επάγει παρεμποδιστές πρωτεασών που εμπλέκονται στις αντιδράσεις του φυτού σε προσβολές εντόμων Παρεμποδίζει την ανάπτυξη νεαρών φυτών διαφόρων φυτών Παρεμποδίζει τη βλάστηση των σπερμάτων Παρεμποδίζει τη βλάστηση των γυρεοκόκκων 19

Μηχανισμός μετάδοσης του σήματος για τη βιοσύνθεση παρεμποδιστών πρωτεϊνασών σε περίπτωση τραυματισμού 20

Μετάδοση σήματος και ενεργοποίηση μηχανισμού αντίδρασης σε προσβολή της ρίζας από παθογόνο και μη παθογόνο βακτήριο 21

Βιοσύνθεση των πολυαμινών 22

Βιοσύνθεση των πολυαμινών 23

Μεταβολισμός των πολυαμινών 24

Επιδράσεις των πολυαμινών Κυτταρική διαίρεση Ριζογένεση Εμβρυογένεση Ανάπτυξη ανθέων Δημιουργία κονδύλων Ωρίμανση καρπών 25

Δομή του SA 26

Μεταβολισμός του SA 27

Οι Επιδράσεις του SA Συμμετέχει στην άμυνα του φυτού έναντι παθογόνων Επάγει τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών που σχετίζονται με την παθογένεση Επάγει την άνθηση σε πολλά φυτά μακράς ημέρας όταν αναπτύσσονται σε συνθήκες βραχείας ημέρας Επιμηκύνει το χρόνο διατήρησης των κομμένων ανθέων Παίζει ρυθμιστικό ρόλο στη θερμογένεση σε φυτά της οικογένειας Araceae Παρεμποδίζει τη βιοσύνθεση του αιθυλενίου Παρεμποδίζει τη βλάστηση των σπερμάτων Παρεμποδίζει την αντίδραση σε τραυματισμούς και τη δράση του ΑΒΑ στη διεργασία αυτή 28

Ο μηχανισμός ανάπτυξης άμυνας του φυτού μετά από προσβολή από παθογόνο 29

Η δομή των μορφακιτινών 30

Οι Επιδράσεις των μορφακτινών Παρεμποδίζουν την επιμήκυνση των βλαστών Παρεμποδίζουν την εκδήλωση της κυριαρχίας της κορυφής και ευνοούν την ανάπτυξη των πλάγιων βλαστών και τη δημιουργία πλούσιας κώμης Επηρεάζουν την εκδήλωση του φωτοτροπισμού Επηρεάζουν την εκδήλωση του γεωτροπισμού Επηρεάζουν την ανάπτυξη των καρποφύλλων και των στημόνων Επηρεάζουν την μεριστωματική δραστηριότητα Επηρεάζουν τον προσανατολισμό της πυρηνικής ατράκτου δημιουργώντας ανωμαλίες στην πολικότητα και τον προσανατολισμό των θυγατρικών κυττάρων Παρεμποδίζουν την πολική μεταφορά της αυξίνης 31