نقش پلی آمین ها در پاسخ به تنش های غیر زیستی

رشد و نمو، بهره وری و عملکرد و توزیع جغرافیایی گیاهان تحت تاثیر تنش های غیر زیستی بطور پیوسته تغییر می کند. برای تداوم حیات و حفاظت از شرایط نامطلوب محیطی، گیاهان رویکرد های پیچیده سازگاری و مقابله با تنش های محیطی را توسعه داده اند که در زمینه این سازوکارهای دفاعی می توان به تجمع متابولیت هایی مانند پلی آمین های متداول آلیفاتیک شامل پوترسین، اسپرمیدین و اسپرمین اشاره کرد.

در طی دو دهه گذشته، رویکردهای نوین ژنتیکی، ترانسکریپتومیک، پروتیومیک، متابولومیک، فنومیک، کارکردهای اساسی پلی-آمین ها را در تنظیم تحمل تنش های غیر زیستی آشکار ساخته اند. پژوهش ها نشان داده اند که پلی آمین ها به دلیل دارا بودن ماهیت پلی-کاتیونی در pH فیزیولوژیک و قابلیت اتصال مستحکم به مولکول های بار منفی مانند اسیدهای نوکلییک، پروتیین ها و فسفولیپیدها قادر به تنظیم هموستازی گونه های فعال اکسیژن (ROS) شده و از طریق تنظیم و پایداری سامانه های دفاع آنتی اکسیدانی یا سرکوب تولید ROS در بهبود تحمل تنش فعالیت می کنند. تحت تنش های اکسیداتیوی که به دنبال اثر تنش های محیطی ایجاد می شود، علاوه بر میزان بیوسنتز پلی آمین ها، میزان تخریب آنها نیز در حفاظت از متابولیسم سلولی مهم بوده به طوری که گیاهان با تولید متابولیت ها و پیام-رسان های سلولی دیگر، هم در فرآیند دفاع و هم در تولید انرژی ضروری سلول در چرخه کربس مشارکت می کند.

نقش مهم پلی آمین ها در تحمل به تنش توسط شواهد متعددی نشان داده که میزان رونوشت ژن های مسیر بیوسنتزی آنها و همچنین فعالیت آنزیم های مرتبط، توسط تنش ها القا می شوند. افزایش میزان پلی آمین ها یا افزایش بیان ژن های مسیر بیوسنتزی آنها از طریق محلول پاشی با پلی آمین ها، منجر به افزایش تحمل تنش می شود و اینکه کاهش پلی آمین های سلول با کاهش تحمل به تنش همراه بوده است. ب ب ب ب با توجه به تنوع فعالیت های زیستی پلی آمین ها و مسیر سنتز و تخریب آن در گیاهان زراعی، شناسایی شبکه های مولکولی و انتخاب ژن ها می تواند به عنوان کاندیدی در برنامه های به نژادی و تولید ارقام تجاری متحمل به تنش بکار گرفته شود.