Μνήμη στρες ξηρασίας σε επίπεδο κύκλου φυτού: Ανασκόπηση Μέρος 2

2.1. Φωτοσύνθεση και Μηχανισμοί Σχετικοί με την Ενέργεια

Οι αλλαγές στους μηχανισμούς φωτοσύνθεσης και το ενεργειακό ισοζύγιο έχουν επισημανθεί σε αρκετές μελέτες που αφορούν τη μνήμη του στρες στο νερό.

Η καταναγκαστική μνήμη αναφέρεται στον αντίκτυπο των αρνητικών επιρροών στη μνήμη κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου. Οι καταναγκαστικές αναμνήσεις προέρχονται συχνά από το στρες και το άγχος, που μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια μνήμης, με αποτέλεσμα ανεπαρκή ικανότητα μνήμης και αρνητικό αντίκτυπο στον εαυτό σας και στους γύρω σας.

Ωστόσο, υπάρχουν ακόμα τρόποι με τους οποίους μπορούμε να βελτιώσουμε τη μνήμη μας ακόμα και όταν είμαστε υπό πίεση. Η επιστημονική έρευνα δείχνει ότι η πλαστικότητα του εγκεφάλου είναι πολύ ισχυρή και μπορούμε να βελτιώσουμε την εγκεφαλική μας δύναμη μέσω κάποιων καλών συνηθειών.

Για παράδειγμα, το να διατηρείτε το σώμα σας υγιές μέσω καλού ύπνου, επαρκούς άσκησης και υγιεινής διατροφής θα βελτιώσει τη μνήμη σας. Επιπλέον, η συνεχής μάθηση και σκέψη μπορεί να κρατήσει τον εγκέφαλο ενεργό και να βοηθήσει στην ανάπτυξη της μνήμης.

Μπορούμε επίσης να ασκήσουμε την κοινωνική μνήμη επικοινωνώντας με την οικογένεια και τους φίλους και συμμετέχοντας σε κοινωνικές δραστηριότητες, κάτι που βοηθά στη βελτίωση της κοινωνικής προσαρμοστικότητας και των επικοινωνιακών δεξιοτήτων.

Εν ολίγοις, ο εξαναγκασμός της μνήμης μπορεί να βλάψει τη μνήμη, αλλά μπορούμε να βελτιώσουμε την εγκεφαλική μας δύναμη μέσω ενεργών τρόπων ζωής και μεθόδων μάθησης, κάνοντας τους εαυτούς μας πιο δραστήριους, θετικούς και χαρούμενους. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola έχει αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και αντιγηραντικά αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της οξείδωσης και των φλεγμονωδών αντιδράσεων στον εγκέφαλο, προστατεύοντας έτσι τον υγεία του νευρικού συστήματος. Επιπλέον, το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να προωθήσει την ανάπτυξη και την επισκευή των νευρικών κυττάρων, ενισχύοντας έτσι τη συνδεσιμότητα και τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης, της μάθησης και της ταχύτητας σκέψης και μπορεί επίσης να αποτρέψουν την ανάπτυξη γνωστικής δυσλειτουργίας και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

Κάντε κλικ στο Γνωρίζω για να βελτιώσετε τη βραχυπρόθεσμη μνήμη

Οι αποκρίσεις διαφέρουν ανάλογα με το εάν τα φυτά έχουν όργανα βλαστικής αποθήκευσης (π.χ. Beta vulgaris) ή όχι, πράγμα που σημαίνει ότι ανάλογα με τις σχέσεις βύθισης-πηγής κατά τη διάρκεια του στρες, οι φυσιολογικές και βιοχημικές παράμετροι των φυτών θα μπορούσαν να επηρεαστούν διαφορετικά [37].

Στο Triticum aestivum, η εκκίνηση των φυτών (δηλαδή η έκθεση στην πρώτη καταπόνηση) αύξησε την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και 1,5 διφωσφορική καρβοξυλάση ριβουλόζης καθώς και τη φωτοσυνθετική απόδοση κατά τη διάρκεια μιας δεύτερης καταπόνησης.

Έτσι, η εκκίνηση προκαλεί υψηλότερη συντήρηση της φωτοσυνθετικής συσκευής κατά τη διάρκεια της επακόλουθης καταπόνησης [28-30]. Αυτές οι αντίθετες φυσιολογικές αποκρίσεις μετά την εκκίνηση μπορούν να σχετίζονται με διαφορετικές μοριακές αποκρίσεις μέσω της μεταγραφικής μνήμης [18,25,26,43]. Πράγματι, στα Zea mays και Arabidopsis thaliana, μεταξύ των 556 γονιδίων μνήμης που είναι κοινά στα δύο είδη, το 18% σχετιζόταν με τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα και την ενεργειακή ισορροπία.

Στον αραβόσιτο, τα γονίδια μνήμης [=/−] και [=/+] (Εικόνα 1γ) κωδικοποιούν πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη συλλογή φωτός, τη μεταφορά ενέργειας, τη μη φωτοχημική απόσβεση και τη συνολική φωτοσύνθεση, συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων του CalvinBenson- Κύκλος Bassham [18].

Επιπλέον, η προς τα κάτω ρύθμιση ενός γονιδίου μνήμης που κωδικοποιεί τη χλωροπλαστική συνθάση ATP κατά τη διάρκεια του δεύτερου στρες υποδηλώνει το ρόλο ενός μεταγραφικού συστατικού στην αλλαγή της ενεργειακά εξαρτώμενης ευαισθησίας σβέσης, οδηγώντας τελικά στην προστασία της φωτοσυνθετικής συσκευής από την ξηρασία [18].
Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν στο Glycine max, για το οποίο ορισμένα γονίδια μνήμης που καταστέλλονται από την ξηρασία σχετίζονταν επίσης με τη δραστηριότητα της φωτοσύνθεσης [35].

Ανάλογα με την κατανομή της βιομάζας των καλλιεργειών στα διάφορα όργανα, οι φυσιολογικές και βιοχημικές παράμετροι των φυτών μπορεί να επηρεαστούν διαφορετικά κατά τη διάρκεια της καταπόνησης [37].

Στη βήτα χυδαία έκθεση σε τρία γεγονότα υδατικής καταπόνησης, όλες οι καταπονήσεις μείωσαν την περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλη, αλλά το μέγεθος της επίδρασης ήταν χαμηλότερο κατά τη διάρκεια της δεύτερης καταπόνησης και ακόμη χαμηλότερο κατά την τρίτη καταπόνηση [37].

Εν τω μεταξύ, και οι τρεις καταπονήσεις μείωσαν την καθαρή φωτοσύνθεση και τη διαπνοή στον ίδιο βαθμό. Έτσι, παρόλο που αυτή η διαδικασία δεν μπορεί να γενικευτεί σε όλες τις καταστάσεις, η καταπόνηση του πρώτου νερού μπορεί να βελτιώσει την απόκριση των φυτών στην επακόλουθη καταπόνηση μειώνοντας την επίδραση της δεύτερης καταπόνησης στη φωτοσύνθεση και στους ενεργειακούς μηχανισμούς των φυτών, διατηρώντας έτσι καλύτερη κατάσταση άνθρακα.

2.2. Οσμωτική ρύθμιση και κατάσταση νερού εγκατάστασης

Υπό έλλειμμα νερού, η σύνθεση του φυτικού ΑΒΑ προκαλεί το κλείσιμο του στομάχου μέσω της ρύθμισης του Ca2+ στα προστατευτικά κύτταρα, αποτρέποντας την απώλεια νερού. Η ρύθμιση της στοματικής διάνοιξης στα προστατευτικά κύτταρα εξαρτάται επίσης σε μεγάλο βαθμό από την έκφραση των μελών της οικογένειας γονιδίων SnRK2 που μεσολαβούν τόσο στις εξαρτώμενες από το ABA όσο και στις ανεξάρτητες αποκρίσεις [43,46].

Παράλληλα, η συσσώρευση διαλυμένων ουσιών που εμπλέκονται συχνά κατά τη διάρκεια της υδατικής καταπόνησης, όπως η ασπρολίνη [47], αντισταθμίζει την πτώση του υδατικού δυναμικού που σχετίζεται με τη μειωμένη περιεκτικότητα σε νερό στον φυτικό ιστό. Η ωσμωτική προσαρμογή για τη διατήρηση της κατάστασης του νερού εμπλέκεται στην υδατική μνήμη φυτικής καταπόνησης.

Σε αρχέγονα φυτά Arabidopsis thaliana, έχει παρατηρηθεί αύξηση του μεγέθους της απόκρισης ελεύθερου ασβεστίου από κυτοσολικό{0}} σε επακόλουθο οσμωτικό στρες και θα μπορούσε να εμπλέκεται σε καλύτερη ανοχή σε επακόλουθο αβιοτικό στρες [36].

Οι Virvoulet και Fromm [43] έδειξαν ότι τόσο οι φυσιολογικές όσο και οι μεταγραφικές μνήμες εμφανίστηκαν στα προστατευτικά κύτταρα Arabidopsisthaliana ως απόκριση σε επαναλαμβανόμενα στρες αφυδάτωσης. Επιπλέον, οι μεταγραφικές αναλύσεις σε επαναλαμβανόμενες εκθέσεις στρες στο Zea mays αποκάλυψαν ότι ένα μεγάλο ποσοστό των [−/−] και [+/+] γονιδίων μνήμης κωδικοποιούσαν πρωτεΐνες με λειτουργίες που σχετίζονται με τη μεμβράνη, όπως αφυδρίνες [+/+], διαμεμβρανικούς μεταφορείς για ανόργανο φωσφορικό και σακχαρόζη. [−/−], και ρυθμιστές της πρόσληψης και μεταφοράς νερού και καλίου [26].

Ομοίως, τα ένζυμα που εμπλέκονται στη σύνθεση οσμολύτη και στη βιοσύνθεση προλίνης κωδικοποιήθηκαν από [+/+], [−/+] και [+/−] γονίδια μνήμης τόσο στο Arabidopsis thaliana όσο και στο Zea mays [25,26].

Σε αρχέγονα φυτά Oryza sativa, η συσσώρευση προλίνης ήταν αυξημένη σε σύγκριση με τα αρχαία φυτά [31], γεγονός που θα μπορούσε να συμβάλει στην ενίσχυση του υδάτινου δυναμικού των φύλλων και στη διατήρηση της κατάστασης του νερού των φυτών κατά τη διάρκεια της επακόλουθης ξηρασίας.

2.3. Κυτταρικές Προστατευτικές Λειτουργίες: Συστήματα Αποτοξίνωσης και Συνοδοί

Οι προστατευτικές και αποτοξινωτικές λειτουργίες είναι ζωτικής σημασίας για τη μνήμη του στρες των φυτών επειδή ελαχιστοποιούν τις επιπτώσεις του οξειδωτικού στρες που προκαλείται από την ξηρασία διατηρώντας τον κυτταρικό μεταβολισμό.

Μελέτες από τον Abid και τους συνεργάτες [28-30] έδειξαν στο φυτό Triticum aestivum ότι το priming ενίσχυσε τη φωτοπροστασία κατά τη διάρκεια του δεύτερου στρες μέσω ενός καλύτερου συστήματος αποτοξίνωσης. Αυτό περιελάμβανε χαμηλότερη συσσώρευση ειδών αντιδραστικού οξυγόνου (ROS) και υπεροξείδωση λιπιδίων και υψηλότερη δραστηριότητα αντιοξειδωτικών ενζύμων όπως η καταλάση, η υπεροξειδάση ασκορβικού, η αναγωγάση της γλουταθειόνης και η δισμουτάση υπεροξειδίου.

Επιπλέον, σε φυτά Silene dioica με εκκίνηση, η αναλογία χλωροφύλλης a/b είναι υψηλότερη μετά από επαναλαμβανόμενη καταπόνηση από ό,τι μετά από μια μεμονωμένη καταπόνηση, υποδηλώνοντας μείωση της παραγωγής ROS και φωτο-οξειδωτικού στρες εάν εμφανιστεί επόμενο στρες [48].

Στο Arabidopsis thaliana, Zea maysand και Glycine max, [+/+] γονίδια μνήμης κωδικοποιούν πρωτεΐνες που σχετίζονται με προστατευτικές λειτουργίες (δευδρίνες, HSP, συνοδούς που εμπλέκονται στην αναδίπλωση πρωτεϊνών) και μεταβολικά ένζυμα για τη σύνθεση προστατευτικών μορίων (δηλαδή, οσμολύτες) [25,26 ].

Η μνήμη του υδατικού στρες των φυτών περιλαμβάνει επομένως τη βελτίωση του συστήματος αποτοξίνωσης χάρη στις ενισχυμένες αντιοξειδωτικές ενζυμικές δραστηριότητες και τις καλύτερες προστατευτικές λειτουργίες μέσω των πρωτεϊνών συνοδείας, επιτρέποντας στα φυτά να βελτιώσουν τις αποκρίσεις τους στο οξειδωτικό στρες και τη δραστηριότητα διατήρησης της πρωτεΐνης.

For more information:1950477648nn@gmail.com