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

Zobacz multimedia związane z tematem: Strigolaktony
  1. ↑ a b c CaiYanC. Chen CaiYanC. i inni, 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. ↑ KohkiK. Akiyama KohkiK., Ken-ichiK. Matsuzaki Ken-ichiK., HideoH. Hayashi HideoH., Plant sesquiterpenes induce hyphal branching in arbuscular mycorrhizal fungi, „Nature”, 435 (7043), 2005, s. 824–827, DOI: 10.1038/nature03608, PMID: 15944706  (ang.).
  3. ↑ CatarinaC. Cardoso CatarinaC., CarolienC. Ruyter-Spira CarolienC., Harro J.H.J. Bouwmeester Harro J.H.J., 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 AJ.A. López-Ráez Juan AJ.A. 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. ↑ KoichiK. Yoneyama KoichiK. i inni, 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. ↑ VictoriaV. Gomez-Roldan VictoriaV. i inni, Strigolactone inhibition of shoot branching, „Nature”, 455 (7210), 2008, s. 189–194, DOI: 10.1038/nature07271, PMID: 18690209  (ang.).
  7. ↑ MikihisaM. Umehara MikihisaM. 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.P.B. Brewer Philip B.P.B. i inni, 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. ↑ a b KohkiK. Akiyama KohkiK., HayashiH. Hideo HayashiH., 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. ↑ KaoriK. Yoneyama KaoriK. 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.).
Encyklopedie internetowe (klasa indywiduów chemicznych o wspólnym zastosowaniu lub funkcji):
  • SNL: strigolaktoner