Память стресса засухи на уровне растительного цикла: обзор, часть 2

2.1. Фотосинтез и энергетические механизмы

Изменения в механизмах фотосинтеза и энергетическом балансе были отмечены в нескольких исследованиях, посвященных памяти о водном стрессе.

Принудительная память относится к воздействию негативных воздействий на память в течение жизни человека. Принудительные воспоминания часто возникают из-за стресса и беспокойства, которые могут привести к потере памяти, что приводит к недостаточной памяти и отрицательному воздействию на вас самих и окружающих.

Тем не менее, есть способы улучшить нашу память, даже когда мы находимся под давлением. Научные исследования показывают, что пластичность мозга очень сильна, и мы можем улучшить наши умственные способности с помощью некоторых хороших привычек.

Например, поддержание здоровья вашего тела посредством хорошего сна, адекватных физических упражнений и здорового питания улучшит вашу память. Кроме того, непрерывное обучение и мышление могут поддерживать активность мозга и способствовать развитию памяти.

Мы также можем тренировать социальную память, общаясь с семьей и друзьями и участвуя в общественной деятельности, что помогает улучшить социальную адаптивность и коммуникативные навыки.

Короче говоря, принуждение к памяти может повредить памяти, но мы можем улучшить наши умственные способности с помощью активного образа жизни и методов обучения, делая себя более активными, позитивными и счастливыми. Видно, что нам необходимо улучшить память, а Cistanche Deserticola может значительно улучшить память, поскольку Cistanche Deserticola обладает антиоксидантным, противовоспалительным и омолаживающим действием, что может помочь уменьшить окислительные и воспалительные реакции в мозге, тем самым защищая здоровье нервной системы. Кроме того, Cistanche Deserticola может также способствовать росту и восстановлению нервных клеток, тем самым улучшая связь и функцию нейронных сетей. Эти эффекты могут помочь улучшить память, скорость обучения и мышления, а также предотвратить развитие когнитивной дисфункции и нейродегенеративных заболеваний.

Нажмите «Знать», чтобы улучшить кратковременную память.

Реакции различаются в зависимости от того, есть ли у растений вегетативные запасающие органы (например, Beta vulgaris) или нет, что означает, что в зависимости от отношений «поглотитель-источник» во время стресса физиологические и биохимические параметры растений могут подвергаться различному влиянию [37].

У Triticum aestivum грунтование растений (т.е. воздействие первого стресса) увеличивало содержание хлорофилла и рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы, а также эффективность фотосинтеза во время второго стресса.

Таким образом, прайминг индуцирует более активное поддержание фотосинтетического аппарата во время последующего стресса [28–30]. Эти контрастирующие физиологические реакции после прайминга могут быть связаны с различными молекулярными реакциями через транскрипционную память [18,25,26,43]. Действительно, у Zea mays и Arabidopsis thaliana из 556 генов памяти, общих для этих двух видов, 18% были связаны с фотосинтетической активностью и энергетическим балансом.

У кукурузы гены памяти [=/-] и [=/+] (рис. 1c) кодируют белки, участвующие в сборе света, транспортировке энергии, нефотохимическом тушении и общем фотосинтезе, включая ферменты группы Кальвин-Бенсона- Цикл Бэшема [18].

Кроме того, подавление гена памяти, кодирующего хлоропластическую АТФ-синтазу, во время второго стресса предполагает роль транскрипционного компонента в изменении энергозависимой чувствительности к тушению, что в конечном итоге приводит к защите фотосинтетического аппарата от засухи [18].
Аналогичные результаты наблюдались у Glycine max, у которого некоторые гены памяти, репрессированные при засухе, также были связаны с активностью фотосинтеза [35].

В зависимости от распределения биомассы сельскохозяйственных культур по различным органам, физиологические и биохимические параметры растений могут по-разному влиять на стресс [37].

У Beta vulgaris, подвергшейся трем воздействиям водного стресса, все стрессы снижали содержание хлорофилла в растениях, но величина эффекта была ниже во время второго стресса и еще ниже во время третьего стресса [37].

Между тем, все три стресса в одинаковой степени снижали чистый фотосинтез и транспирацию. Таким образом, хотя этот процесс нельзя обобщить на все ситуации, первый водный стресс может улучшить реакцию растений на последующий стресс, ослабляя влияние второго стресса на фотосинтез и энергетические механизмы растений, тем самым поддерживая лучший углеродный статус.

2.2. Осмотическая регулировка и состояние воды в растениях

При дефиците воды синтез АБК в растениях вызывает закрытие устьиц посредством регуляции Ca2+ в замыкающих клетках, предотвращая потерю воды. Регуляция устьичной апертуры в замыкающих клетках также во многом зависит от экспрессии членов семейства генов SnRK2, которые опосредуют как АБК-зависимые, так и независимые ответы [43,46].

Параллельно накопление растворенных веществ, часто участвующих в водном стрессе, таких как пролин [47], компенсирует падение водного потенциала, связанное с уменьшением содержания воды в тканях растений. Осмотическая регулировка для поддержания водного статуса участвует в памяти растений при водном стрессе.

У праймированных растений Arabidopsis thaliana наблюдалось увеличение величины цитозольного ответа свободного Ca2+ на последующий осмотический стресс, что может быть связано с лучшей толерантностью к последующему абиотическому стрессу [36].

Вирвуле и Фромм [43] показали, что как физиологическая, так и транскрипционная память возникает в замыкающих клетках Arabidopsisthaliana в ответ на повторяющиеся стрессы обезвоживания. Более того, транскриптомный анализ при повторяющемся стрессовом воздействии у Zea mays показал, что большая часть генов памяти [-/-] и [+/+] кодирует белки с мембраносвязанными функциями, такие как дегидрины [+/+], трансмембранные переносчики неорганического фосфата и сахарозы. [-/-] и регуляторы поглощения и транспорта воды и калия [26].

Аналогично, ферменты, участвующие в синтезе осмолитов и биосинтезе пролина, кодировались генами памяти [+/+], [-/+] и [+/-] как у Arabidopsis thaliana, так и у Zea mays [25,26].

У примированных растений Oryza sativa накопление пролина было увеличено по сравнению с наивными растениями [31], что могло способствовать повышению водного потенциала листьев и поддержанию водного статуса растений во время последующей засухи.

2.3. Защитные функции клеток: детоксикационные системы и шапероны

Защитные и детоксицирующие функции имеют решающее значение для памяти растений о стрессе, поскольку они минимизируют воздействие окислительного стресса, вызванного засухой, путем поддержания клеточного метаболизма.

Исследования Абида и соавторов [28–30] показали на растениях Triticum aestivum, что прайминг усиливает фотозащиту во время второго стресса за счет лучшей системы детоксикации. Это включало более низкое накопление активных форм кислорода (АФК) и перекисное окисление липидов, а также более высокую активность антиоксидантных ферментов, таких как каталаза, аскорбатпероксидаза, глутатионредуктаза и супероксиддисмутаза.

Более того, у примированных растений Silene dioica соотношение хлорофиллов a/b выше после повторного стресса, чем после однократного стресса, что позволяет предположить снижение продукции АФК и фотоокислительного стресса в случае возникновения последующего стресса [48].

У Arabidopsis thaliana, Zea mays и Glycine max [+/+] гены памяти кодируют белки, связанные с защитными функциями (дегидрины, HSP, шапероны, участвующие в сворачивании белков) и метаболические ферменты для синтеза защитных молекул (т.е. осмолитов) [25,26 ].

Таким образом, память растений о водном стрессе включает в себя улучшение системы детоксикации благодаря усиленной активности антиоксидантных ферментов и улучшению защитных функций с помощью белков-шаперонов, что позволяет растениям улучшить свою реакцию на окислительный стресс и поддерживать активность белков.

For more information:1950477648nn@gmail.com