a b s t r a c t
Phosphate (Pi) is an essential, but limiting macronutrient that plays critical roles in plant metabolism
and development. Plants have evolved an intricate array of adaptations to enhance Pi acquisition and
utilization from their environment. The availability of the complete genome sequence of the model plant
Arabidopsis thaliana, together with a wide assortment of related genomic resources, has significantly
advanced our understanding of the adaptations of Pi-starved plants. Information on the genetic identity,
subcellular location, biochemical properties, and probable functions of acid phosphatases involved
in the Pi metabolism of Pi-starved Arabidopsis is beginning to emerge. Acid phosphatases catalyze the
hydrolysis of Pi from a broad range of phosphomonoesters with an acidic pH optimum. The Arabidopsis
genome encodes 29 different purple acid phosphatases whose expression is influenced by various
developmental and environmental factors. Pi starvation induces de novo synthesis of several extraand
intracellular Arabidopsis purple acid phosphatase isozymes; AtPAP12 and AtPAP26 appear to be
the principal root-secreted acid phosphatases that scavenge Pi from extracellular Pi-esters, whereas the
dual-targeted AtPAP26 is the predominant intracellular acid phosphatase that functions in vacuolar Pi
recycling by Pi-starved Arabidopsis. The identification and functional characterization of intracellular
and secreted purple acid phosphatase isozymes upregulated by Pi-deprived plants may help develop
strategies for engineering Pi-efficient crops, thereby minimizing the use of unsustainable Pi fertilizers in
agriculture
تغذیه گیاهان
فاقد مواد غذایی: نقش فسفاتازهای اسید ارغوانی در تغذیه فسفات
چکیده:
فسفات(pi) ضروری است،اما
عنصر غذایی پرمصرف را که در متابولیسم و رشد و نمو گیاه نقش مهمی دارد، محدود می
کند. گیاهان در یک روش پیچیده برای افزایش بدست آوردن pi و مورد استفاده
قرار دادن محیط خود تکامل می یابند. قابلیت در درسترس قرارگیری توالی ژنوم کامل
گیاه Arabidopsis thaliana همراه با طبقه بندی گسترده منابع ژنوم مرتبط در درک ما درباره
سازگاری گیاهان نیازمند به pi پیشرفت قابل توجهی دارد. اطلاعات درباره یکسانی ژنتیکی،محل
زیرمولکولی،ویژگی های بیوشیمیایی و نقش های احتمالی فسفاتازهای اسید شرکت کننده در
متابولیسم pi گیاه Arabidopsis نیازمند به pi در ابتدا نمود پیدا می کنند. فسفاتازهای اسید،هیدرولیز pi را از محدود
گسترده فسفومنواسترهای دارای PH اسیدی بهینه کاتالیز می کند. ژنوم Arabidopsis حدود 29
فسفاتار اسید ارغوانی را رمزگذاری می کند که این بیان بوسیله فاکتورهای رشد و نموی
و محیطی تحت تاثیر قرار می گیرد. فرایند گرسنگی یا نیاز به pi باعث تحریک
مجدد سنتز چندین آنزیم فسفاتاز اسید ارغوانی درون سلولی و بیرون سلولی Arabidopsis می شود. به نظر
می رسد AtPAP12 و AtPAP26 فسفاتازهای اصلی اسید ترشح شده از ریشه می باشند که pi را از استرهای pi بیرون سلولی
تمیز نگه می دارند، درحالی که AtPAP26 فسفاتاز اسید درون سلولی مهم می باشد که در بازاریابی pi واکوولار
بوسیله Arabidopsis نیازمند به pi نقش دارد. مشخصه شناسایی و عملکردی آنزیم های فسفاتاز اسید
ارغوانی ترشح شده از ریشه می باشند که pi را از استرهای pi بیرون سلولی
تمیز نگه می دارند، در حالی که AtPAP26 فسفاتاز اسید درون سلولی مهم می باشد که در بازیابی pi واکوولاز
بوسیله Arabidopsis نیازمند به pi نقش دارد. مشخصه شناسایی و عملکردی آنزیم های فسفاتاز اسید
ارغوانی ترشح شده و درون سلولی بوسیله گیاهان محروم از pi تنظیم می شود
که ممکن است به توسعه راهبردهایی برای مهندسی شدن محصولات کارآمد pi کمک کند و به
موجب آن استفاده از کودهای شیمیایی pi ناپایدار در کشاورزی به حداقل برسد.
1 – مقدمه
ارتوفسفات(pi) در فرایندهای متابولیکی گیاهان
از جمله فتوسنتز و تنفس نقش مهمی ایفاء می کند. همچنین یک ترکیب ساختاری مهم
درباره مولکولهای زیستی مانند ATP،NADPH،اسیدهای نوکلئیک،فسفولیپیدها و
فسفاتازهای قند می باشد. با این حال،غلظت pi محلول بسیاری از خاک ها در گستره
هایی از حدود 1 تا 10µm از غلظت های pi درون
سلولی بسیار پایین تر و برای رشد بهینه گیاه مورد نیاز است. به حداکثر رساندن
عملکرد جدیدترین گونه های محصولات به استفاده گسترده از کودهای pi متکی
است.تخمین زده شده است 40 میلیون تن کود pi سالیانه در سراسر جهان مورد
استفاده قرار می گیرد، که کمتر از 20 درصد بوسیله محصولات کشاورزی جذب می شود. در
حالی که جریان pi از زمین های حاصلخیز به آب های سطحی باعث
ایجاد فرایندهای مخرب زیست محیطی مانند انباشتگی در آب ها و افزایش بسیانو
باکتریهای سمی می گردد. برخلاف چرخه N،کودهای شیمیایی pi عمدتاً
به .
برچسب ها:
Feeding hungry plants: The role purple acid phosphatases phosphate nutrition ترجمه فارسی