Hvad er ethylenbiosyntese?

Ethylen er en forbindelse af kulstof og brint med den kemiske formel C ₂ H ₄ .Det er en farveløs gas med en sød lugt, der er fremstillet i en enorm skala af den petrokemiske industri til brug hovedsageligt til produktion af plast.Ethylen produceres også af planter og fungerer som et hormon, der påvirker afgørende planteprocesser på flere måder.Det er usædvanligt, at et så lille molekyle er aktivt som et hormon.Ethylenbiosyntese i planter finder sted som respons på forskellige spændinger, herunder angreb fra skadedyr og sygdomme, tørke og skade på væv.

Effekter af ethylen på planter er mange og varierede.Dens bedst kendte virkning er at fremskynde modningen af nogle slags frugter, for eksempel æbler, bananer og tomater, men ikke citrusfrugt.Det havde været kendt siden mindst de gamle egyptere, at nogle frugter kunne modes hurtigere ved at blå mærker;Det er ofte kun nødvendigt at mærke eller skære en frugt for at fremskynde modningen af et stort antal, der er opbevaret i den samme beholder.Ethylen blev ikke identificeret som årsagen til denne respons indtil 1901, og det var først i slutningen af det 20. århundrede, at detaljer om processen med ethylenbiosyntese i plantevæv blev afsløret.

Ethylen inhiberer blomsterproduktion i de fleste planter, men fremmer frø spiring og spiring ogkan påvirke frøplantningsudviklingen på en interessant måde, kendt som "tredobbelt respons."Frøplanter dyrket under mørke tilstande og udsat for ethylen viser en karakteristisk fortykning og forkortelse af stammen og øget krumning af den apikale kroge mdash;En struktur, der beskytter det voksende centrum ved spidsen af stilken.Ethylen fremmer også ødelæggelse af chlorophyll, produktion af pigmenter kaldet anthocyaniner mdash;forbundet med efterårsfarver mdash;og aldring og udgydelse af blade.Da forbindelsen er en gas, og mdash;Som de fleste hormoner mdash;er effektiv til meget lave koncentrationer, det kan let diffundere gennem plantevæv, og produktion af denne forbindelse med en plante kan påvirke andre i nærheden.Ethylen fra industrielle kilder og bilmotorer kan også påvirke planter.

Udgangspunktet for ethylenbiosyntese i planter er methionin, en essentiel aminosyre produceret i chloroplasterne.Dette reagerer med adenosintriphosphat (ATP) for at producere S-adenosyl-L-methionin (SAM), også kendt som S-Adomet, katalyseret af et enzym kaldet SAM-syntetase.En yderligere reaktion omdanner SAM til 1-amino-cyclopropan-1-carboxylsyre (ACC), katalyseret af enzymet ACC-syntase.Endelig reagerer ACC med ilt for at producere ethylen, hydrogencyanid og kuldioxid, katalyseret af enzymet ACC -oxidase.Hydrogencyanidet omdannes til en ufarlig forbindelse af et andet enzym, så ethylenbiosyntesen frigiver ikke nogen toksiske kemikalier.

ACC -syntase produceres af planter som respons på stress, hvilket forårsager mere ACC, og følgelig skal der produceres mere ethylen.Stresset kan have form af angreb fra insektskadedyr eller plantesygdomme, eller det kan skyldes miljøfaktorer såsom tørke, kulde eller oversvømmelse.Skadelige kemikalier kan også resultere i stress, hvilket fører til ethylenproduktion.

Plantehormonet auxin, hvis den er til stede i store mængder, stimulerer ethylenproduktionen.Auxiniske herbicider, såsom 2,4-dichlorophenoxyeddikesyre (2,4-D), efterligner virkningen af dette hormon, hvilket forårsager ethylenproduktion i mange planter.Mens den nøjagtige virkningsmåde for disse herbicider ikke er klar, ser det ud til, at overdreven ethylenproduktion kan spille en rolle i plantedød i modtagelige arter.

Formålet med ethylenbiosyntese i planter er fra 2011 et område med aktiv forskning.I betragtning af den brede vifte af effekter af dette hormon er det sandsynligt, at det har flere roller.I tilfælde af frøplanter ser det ud til at være produceret som reaktion på modstand fra jorden til den udviklende frøplante og at udløse vækstresponser, der HELp Beskyt det voksende center.Der er også bevis for, at det kan spille en rolle i sygdomsmodstand;Eksperimentelle undersøgelser antyder, at planter, der mangler et ethylenrespons, er mere modtagelige for nogle sygdomme.