Hormone Signaling Pathways in Plants: The Role of Jasmonic Acid in Plant Cell Signaling

ABSTRACT

Plant growth and metabolism are affected by various biotic and abiotic stimuli including microorganisms and insects attack as well as light and environmental stresses. Such a diverse plant response requires a  communication system that uses a group of chemical messengers called hormones. Hormones promote, inhibit, or qualitatively modify plant growth and development. This complex process requires a signal  transduction that defines a specific information pathway within a cell that translates an intra- or extracellular signal into a specific cellular response. The characterization of mutants in the hormone response pathway  provides not only an excellent opportunity to understand hormone action in plant physiology and  development, but also helps to dissect the molecular genetics of hormone signaling pathways and to isolate the corresponding genes. This paper will introduce plant hormone signaling and mutants involved in signaling pathways in general, and will review recent progress in the molecular genetics of jasmonic acid signaling.

INTRODUCTION

   Plant hormones control a diverse array of plant responses affecting growth and development, as well as defense against microorganisms and insects, and protection from abiotic stresses (Hildmann et al., 1992; McConn et al., 1997; Reymond and Farmer, 1998; Overmyer et al., 2000; Steudle, 2000). This complex process requires a communication system that can operate over relatively long distances among different plant organs as well as different organelles within a single cell. In such a system, cells of different tissues and organs are  not only capable of detecting signals they receive from other parts of the plant, but also of responding and transmitting those signals in their own characteristic way (Klumpp and Krieglstein, 2002). In higher organisms like plants, such diverse communication is performed by a group of chemical messengers called hormones (Salisbury and Ross, 1992; Gray and Estelle, 1998).  A plant hormone is generally described as a naturally occurring organic compound that is active at very low concentrations (e.g., <1 mM, often 1 uM). A hormone is  often formed in certain parts of the plant and then translocated to other sites where it evokes specific biochemical, physiological, and/or morphological responses (Salisbury and Ross, 1992;  Davies, 1995). These organic compounds promote, inhibit, or qualitatively modify plant growth and  development in the tissues where they are produced as well as in distant tissues to which they are translocated.

چکیده

رشد و متابولیسم گیاه توسط محرک های زیستی و زیستی مختلف شامل میکروارگانیسم ها و حمله حشرات و همچنین تنش های سبک و محیطی تحت تاثیر قرار می گیرد. چنین واکنشی گیاهی متنوع نیاز به یک سیستم ارتباطی است که از گروهی از پیامبران شیمیایی به نام هورمون ها استفاده می کند. هورمون ها رشد، توسعه و رشد گیاه را ترویج، مهار و یا کیفی می کنند. این فرآیند پیچیده نیاز به انتقال یک سیگنال دارد که یک مسیر اطلاعات خاص را در یک سلول تعریف می کند که یک سیگنال داخل و خارج سلولی را به یک پاسخ مشخص سلولی تبدیل می کند. مشخصه جهش در مسیر پاسخ هورمون نه تنها یک فرصت عالی برای درک عملکرد هورمون در فیزیولوژی و توسعه گیاه است، بلکه همچنین به تجزیه ژنتیک مولکولی مسیرهای سیگنالینگ هورمون و جداسازی ژن های مربوطه کمک می کند. این مقاله نشان می دهد هورمون هشدار دهنده و جهش های درگیر در مسیرهای سیگنالینگ به طور کلی و پیشرفت های اخیر در ژنتیک مولکولی سیگنالینگ اسید جاسمونیک را بررسی می کند.

مقدمه

هورمون های گیاهی کنترل مجموعه ای متنوع از پاسخ گیاهان را تحت تأثیر رشد و توسعه، و همچنین دفاع از میکروارگانیسم ها و حشرات، و حفاظت از تنش های آبیوتیک (Hildmann et al.، 1992؛ McConn et al.، 1997؛ Reymond and Farmer، 1998؛ Overmyer et al.، 2000؛ Steudle، 2000). این فرآیند پیچیده نیاز به یک سیستم ارتباطی است که می تواند در فاصله های نسبتا طولانی بین ارگان های گیاهی مختلف و همچنین ارگان های مختلف درون سلول واحد عمل کند. در چنین سیستمی، سلول های بافت و اندام های مختلف نه تنها قادر به تشخیص سیگنال هایی هستند که از سایر قسمت های گیاه دریافت می کنند، بلکه همچنین واکنش و انتقال این سیگنال ها به روش خاص خود (Klumpp and Krieglstein، 2002). در ارگانیسم های بالا مانند گیاهان، چنین ارتباطات متنوعی توسط گروهی از پیامبران شیمیایی به نام هورمون ها (Salisbury and Ross، 1992؛ Gray and Estelle، 1998) انجام می شود. هورمون گیاهی به طور معمول به عنوان یک ترکیب طبیعی طبیعی که در غلظت های بسیار پایین فعالیت می کند (به عنوان مثال، کمتر از 1 میلی متر، اغلب 1 میلی گرم) است. هورمون اغلب در بخش های خاصی از گیاه شکل می گیرد و سپس به مکان های دیگر منتقل می شود که در آن پاسخ های خاصی به بیوشیمی، فیزیولوژیکی و یا مورفولوژیکی می دهد (Salisbury and Ross، 1992؛ Davies 1995). این ترکیبات ارگانیک، رشد، رشد و رشد گیاهان را در بافتهایی که تولید می شوند و همچنین در بافت های دور که به آنها انتقال می یابند، ترویج، مهار و یا کافی تغییر می دهند.

Year: 2004

Publisher : ELSEVIER

By : skender T RYAK

File Information: English Language/ 9 Page / size: 61.99 KB

Download

سال : 1383

ناشر : ELSEVIER

کاری از : skender T RYAK

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 9 صفحه / حجم : KB 61.99

لینک دانلود