Knowing when to grow: signals regulating bud dormancy

ABSTRACT

Dormancy regulation in vegetative buds is a complex process necessary for plant survival, development and architecture. Our understanding of and ability to manipulate these processes are crucial for increasing the yield and availability of much of the world’s food. In many cases, release of dormancy results in increased cell division and changes in developmental programs. Much can be learned about dormancy regulation by identifying interactions of signals in these crucial processes. Internal signals such as hormones and sugar, and external signals such as light act through specific, overlapping signal transduction pathways to regulate endo-, eco- and paradormancy. Epigenetic-like regulation of endodormancy suggests a possible role for chromatin remodeling similar to that known for the vernalization responses during flowering.

INTRODUCTION

  Understanding the mechanisms controlling plant growth and dormancy is crucial to solving many problems in agriculture. Such studies affect the reproduction of both valuable and troublesome perennial plants, and the storage and distribution of staple crops such as potato (Solanum tuberosum), cassava (Manihot esculenta) and onions (Allium cepa). Recent successes using genomicsbased approaches to understand hormone action and control of crucial physiological processes such as cell division have opened up new avenues for research on growth and dormancy in plants. In light of these findings, it seems timely to review the current state of knowledge on the regulation of dormancy in vegetative buds. Plant growth and development typically occur in the context of a sessile existence. Consequently, plants have evolved elaborate mechanisms for surviving unfavorable growing conditions experienced in nature. Production of vegetative buds provides plants with a safety net for regrowth or reproduction if environmental conditions result in the death of actively growing or metabolizing tissues. However, uncontrolled growth of vegetative buds during favorable growing conditions would have disastrous effects on plant architecture, reproduction and survival. Thus, plants have also  evolved finely orchestrated signaling mechanisms to inhibit vegetative bud growth and development.  Regrowth of new plant tissue from shoots was initially studied more than 100 years ago and it was noted that signals from the apical shoot inhibited growth of proximal  buds.

چکیده

مقررات جسمانی در جوانه های رویشی یک فرایند پیچیده ضروری برای بقا، توسعه و معماری گیاه است. درک و توانایی ما برای دستکاری در این فرایندها برای افزایش عملکرد و در دسترس بودن بیشتر غذاهای جهان حیاتی است. در بسیاری از موارد، رها شدن خواب باعث افزایش تقسیم سلولی و تغییر در برنامه های توسعه می شود. با تعیین تعاملات سیگنال ها در این فرآیندهای حیاتی می توان از تنظیم مقررات پوسیده بیشتر یاد کرد. سیگنال های داخلی مانند هورمون ها و قند و سیگنال های خارجی مانند عمل نور از طریق مسیرهای انتقال سیگنال خاص، با هم تداخل دارند تا تنظیمات endo-، eco- و paradormancy را تنظیم کنند. مقررات اپیدنتیولوژیک endodormancy نشان می دهد نقش احتمالی برای بازسازی کروماتین مشابه آنچه که برای واکنش های ونیزاسیون در طول گلدهی شناخته شده است.

مقدمه

درک مکانیسم های کنترل رشد گیاه و خوابیدن برای حل بسیاری از مشکلات در حیطه حیاتی است کشاورزی. چنین مطالعاتی بر تولید مثل گیاهان چندساله با ارزش و مزمن تاثیر می گذارد ذخیره و توزیع محصولات اصلی مانند سیب زمینی (Solanum tuberosum)، کلم پیاز (Manihot esculenta) و پیاز (Allium cepa). موفقیت های اخیر با استفاده از روش های مبتنی بر ژنومیک برای درک عملکرد هورمون و کنترل فرآیندهای فیزیولوژیکی حیاتی مانند تقسیم سلولی، راه های جدیدی را برای تحقیق در مورد رشد و خوابیدن در گیاهان ایجاد کرده است. با توجه به این یافته ها، به موقع به بررسی وضعیت کنونی در مورد تنظیم خواب در جوانه های رویشی می پردازیم. رشد و تکوین رشد گیاه به طور معمول در شرایط حیوانی ظاهر می شود. در نتیجه، گیاهان مکانیسم های دقیق برای زنده ماندن شرایط رشد نامطلوب تجربه شده در طبیعت را توسعه داده اند. تولید جوانه های رویشی گیاهان را با یک شبکه ایمنی برای رشد و یا تولید مثل فراهم می کند، اگر شرایط محیطی باعث مرگ متناوب رشد یا متابولیسم بافت ها شود. با این حال، رشد غیرقابل کنترل جوانه های رویشی در شرایط مناسب رشد می تواند اثرات فاجعه بار بر معماری گیاه، تولید مثل و بقا داشته باشد. بنابراین، گیاهان همچنین مکانیسم سیگنالینگ دقیق تنظیم شده را برای جلوگیری از رشد و رشد رویشی جوانه تکامل می دهند. ابتلا به رشد بافت گیاهی جدید از شاخه ها ابتدا بیش از 100 سال پیش مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که سیگنال های ساقه اپیکسی رشد رشد جوانه های پروگزیمال را مهار می کند.

Year: 2003

Publisher : ELSEVIER

By : David P. Horvath, James V. Anderson, Wun S. Chao and Michael E. Foley

File Information: English Language/ 7 Page / size: 367 KB

Download

سال : 1382

ناشر : ELSEVIER

کاری از : دیوید P. Horvath، جیمز V. آندرسون، Wun S. Chao و مایکل E. Foley

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 7 صفحه / حجم : KB 367

لینک دانلود