Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) là những tín hiệu hoặc mùi cần thiết cho phép thực vật giao tiếp với các sinh vật và thực vật khác trên khoảng cách ngắn và dài Một khía cạnh quan trọng của giao tiếp này xảy ra khi một nhà máy bị hư hại bởi các loài gây hại ăn cỏ, kích hoạt việc phát hành VOC Các hợp chất này có thể được phát hiện bởi các nhà máy lân cận, khiến chúng tăng cường phòng thủ chống lại các mối đe dọa tiềm tàng Chiến lược sinh hóa phức tạp này cho phép các nhà máy tự bảo vệ mình một cách hiệu quả khỏi các căng thẳng khác nhau

Trường nghiên cứu này gần đây đã thu được sự quan tâm đáng kể do các ứng dụng hứa hẹn của nó trong Asseture Trong tĩnh mạch này, Giáo sư Gen-Ichiro Arimura và đồng nghiệp của ông, ông Takuya Uemura từ Đại tỷ lệ kèo nhà cái Khoa tỷ lệ kèo nhà cái Tokyo, Nhật Bản, đã bắt đầu khám phá các con đường phân tử đằng sau giao tiếp này và các ứng dụng tiềm năng của nó trong nông nghiệp bền vững

Đánh giá của họ, được xuất bản trực tuyến vào ngày 11 tháng 10 năm 2024 trongXu hướng khoa tỷ lệ kèo nhà cái thực vật, làm sáng tỏ các quá trình phức tạp này và ý nghĩa của chúng đối với sự tiến bộ của nông nghiệp Nghiên cứu đã khám phá cách hiểu về giao tiếp từ cây trồng này có thể dẫn đến các chiến lược sáng tạo để bảo vệ cây trồng và cải thiện năng suất, có khả năng cách mạng hóa nông nghiệp bền vững

"Trong khi thực vật không có hệ thống khứu giác tinh vi như động vật, chúng có thể phát hiện và phản ứng với một loạt các VOC dựa trên sự tương đồng về cấu trúc với các hợp chất mà chúng hoặc tổ tiên của chúng gặp phải trong các tương tác có lợi hoặc có hại với các sinh vật khác nhau,"Giải thích Giáo sư Arimura

Thực vật phát ra nhiều loại VOC khác nhau khi bị tấn công, chẳng hạn như isopren, terpenoids và chất bay hơi lá xanh Các hợp chất này từ lâu đã được công nhận cho vai trò của chúng trong việc báo hiệu giữa các loài, thu hút côn trùng có lợi hoặc đẩy lùi động vật ăn cỏ Đáng chú ý, monoterpenoids, có nhiều trong các nhà máy bạc hà, đã được thương mại hóa để có các đặc tính gây bệnh sâu bệnh, kháng khuẩn và hình bầu dục của chúng Nghiên cứu này cho thấy các tương tác thực vật này không giới hạn ở các nhà máy liên quan nhưng cũng có thể xảy ra giữa các cây không phải là cây

Sau khi phát ra, VOC được hấp thụ qua khí khổng và khuếch tán trên các tế bào trung mô của các nhà máy lân cận Phản ứng của nhà máy liên quan đến các cơ chế tín hiệu nội bào và liên bào phức tạp Chẳng hạn, các thông lượng canxi đóng vai trò chính trong các tầng báo hiệu Trong các nhà máy nhận VOC, hydrocarbon như β-caryophyllene có thể điều chỉnh biểu hiện gen bằng cách tương tác với chromatin, một cấu trúc kiểm soát khả năng tiếp cận DNA Quá trình này, được gọi là tái tạo chromatin, kích hoạt việc kích hoạt phiên mã gen, do đó chuẩn bị cho nhà máy để tăng cường phản ứng phòng thủ

Hiện tại, thuốc trừ sâu hóa tỷ lệ kèo nhà cái được sử dụng rộng rãi để bảo vệ cây trồng, nhưng tác động môi trường có hại của chúng, cùng với nhu cầu tăng năng suất thực phẩm cao hơn, nhấn mạnh nhu cầu thay thế an toàn Việc sử dụng VOCS cung cấp một giải pháp bền vững, thúc đẩy cả bảo vệ cây trồng và năng suất trong khi giảm giảm bớt thuốc trừ sâu và các hóa chất có hại khác Ngoài ra, phương pháp mới này sẽ làm giảm chi phí sản xuất và tăng giá trị sản xuất, vì phần lớn người tiêu dùng thích 'cây trồng không có thuốc trừ sâu' cho sức khỏe tổng thể của họ

"Một cách tiếp cận hứa hẹn là sự kết hợp của các nhà máy đồng hành như bạc hà, bạc hà kẹo và bạc hà hạt tiêu, liên tục phát ra các VOC có lợi Ngoài ra, phát triển các chất kích thích sinh tỷ lệ kèo nhà cái, tăng cường tăng trưởng thực vật và khả năng chịu căng thẳngYêu cầu Giáo sư Arimura Ông nói thêm rằng các sản phẩm thương mại dựa trên những phát hiện mới lạ của họ sẽ sớm được sử dụng trong Asseture

Tuy nhiên, việc thực hiện thực tế các công nghệ dựa trên VOC trong việc đồng ý đối mặt với một số thách thức, chẳng hạn như phản ứng phụ thuộc vào liều, khoảng cách không phù hợp giữa thực vật và nồng độ cao của VOC (allelochemicals), có thể có khả năng ức chế sự tăng trưởng của thực vật lân cận

Tóm lại, tổng quan này mở đường cho việc khám phá thêm VOC trong bối cảnh nông nghiệp, kêu gọi cộng đồng khoa tỷ lệ kèo nhà cái hợp tác với nông dân và các nhà hoạch định chính sách để khai thác sức mạnh của giao tiếp thực vật Bằng cách tận dụng các cơ chế báo hiệu tự nhiên của thực vật, chúng ta có thể phát triển các hoạt động canh tác bền vững, không chỉ cải thiện năng suất cây trồng mà còn thúc đẩy sức khỏe môi trường

Tiêu đề hình ảnh:Các cơ chế bảo vệ thực vật được tăng cường qua trung gian bởi các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC)
Chú thích hình ảnh:Thực vật bị tấn công hoặc bị nhiễm sâu bệnh giải phóng VOC để báo hiệu các nhà máy khỏe mạnh gần đó Điều này kích hoạt các nhà máy lân cận để tăng và cải thiện cơ chế phòng thủ của chúng chống lại sâu bệnh và mầm bệnh
Tín dụng hình ảnh:Gen-ichiro arimura từ TUS, Nhật Bản
loại giấy phép:Nội dung được cấp phép
Hạn chế sử dụng:Không thể được sử dụng mà không có sự cho phép

Về Đại tỷ lệ kèo nhà cái Khoa tỷ lệ kèo nhà cái Tokyo

tỷ lệ kèo góc nhà cái góc nhà cái góc nhà cái Đại tỷ lệ kèo nhà cái(TUS) là một trường đại tỷ lệ kèo nhà cái nổi tiếng và được kính trọng, và là trường đại tỷ lệ kèo nhà cái nghiên cứu tư nhân chuyên khoa khoa tỷ lệ kèo nhà cái lớn nhất ở Nhật Bản, với bốn cơ sở ở trung tâm Tokyo và vùng ngoại ô của nó và ở Hokkaido Được thành lập vào năm 1881, trường đại tỷ lệ kèo nhà cái đã liên tục đóng góp cho sự phát triển của Nhật Bản trong khoa tỷ lệ kèo nhà cái thông qua việc khắc sâu tình yêu đối với khoa tỷ lệ kèo nhà cái trong các nhà nghiên cứu, kỹ thuật viên và nhà giáo dục

Với sứ mệnh "tạo ra khoa tỷ lệ kèo nhà cái và công nghệ cho sự phát triển hài hòa của thiên nhiên, con người và xã hội", TUS đã thực hiện một loạt các nghiên cứu từ khoa tỷ lệ kèo nhà cái cơ bản đến khoa tỷ lệ kèo nhà cái ứng dụng TUS đã chấp nhận một cách tiếp cận đa ngành để nghiên cứu và thực hiện nghiên cứu chuyên sâu trong một số lĩnh vực quan trọng nhất hiện nay TUS là một công đức nơi tốt nhất trong khoa tỷ lệ kèo nhà cái được công nhận và chăm sóc Đây là trường đại tỷ lệ kèo nhà cái tư duy nhất ở Nhật Bản đã sản xuất một người chiến thắng giải thưởng Nobel và là trường đại tỷ lệ kèo nhà cái tư duy nhất ở châu Á sản xuất những người chiến thắng giải thưởng Nobel trong lĩnh vực Khoa tỷ lệ kèo nhà cái Tự nhiên