تحقیقات جدید با بودجه AFE در حال بررسی جایگزین‌های مهارکننده‌های اتیلن

این تیم همچنین موفق به ایجاد چهار مولکول قابل جداسازی شدند که دارای پیوندهای مس-اتیلن هستند، که به اعتقاد آنها می تواند به عنوان مدل های آزمایشگاهی برای محل اتصال مس-اتیلن در گیاهان استفاده شود (شکل 2). یون های مس برای عملکرد گیرنده های اتیلن در گیاهان که دارای مراکز مس هستند ضروری هستند. علاوه بر این، آن‌ها اولین کسانی بودند که مولکول‌هایی را جدا کردند که پیوندهای مس-سیکلوپروپن را نشان می‌دهند و بینش‌هایی را در مورد تعامل احتمالی بین مکان‌های اتصال اتیلن در گیاهان و 1-MCP ارائه کردند.

برای اطلاعات بیشتر:
موقوفه گل آمریکایی
تلفن: +1 (703) 838-5211
www.endowment.org



منبع

تاثیر صنعت
این اکتشافات پتانسیل سود زیادی برای صنعت گل‌کاری دارند. جایگزین های شناسایی شده 1-MCP را می توان در محصولاتی برای کنترل اثرات نامطلوب اتیلن بر محصولات فرموله کرد، در حالی که مدل های مصنوعی “محل اتصال اتیلن” می توانند غربالگری محصولات جدید ضد اتیلن را سرعت بخشند. ساختار مولکول‌هایی که بینش‌هایی در مورد عملکرد 1-MCP در گیاهان ارائه می‌کنند نیز می‌توانند برای توسعه معرف‌های ضد اتیلن بهتر و مؤثرتر مفید باشند.

1-MCP متعلق به خانواده ای از ترکیبات به نام سیکلوپروپن ها است که مهارکننده های قوی اتیلن هستند. (سیکلوپروپن اصلی یک مولکول کوچک مثلثی شکل است که از سه اتم کربن و چهار اتم هیدروژن تشکیل شده است.) سیکلوپروپن هایی مانند 1-MCP دارای ویژگی ساختاری مشابهی با اتیلن هستند که به آنها اجازه می دهد بدون ایجاد تحریک به جایگاه های گیرنده اتیلن در سلول های گیاهی متصل شوند. پاسخ اتیلن، بنابراین از اعمال اثرات اتیلن بر روی بافت های گیاهی جلوگیری می کند. (به این بازداری رقابتی می گویند.)

نتایج امیدوار کننده
تیم تحقیقاتی چندین جایگزین غیرفرار 1-MCP را سنتز کرده است که برای فعالیت ضد اتیلن با استفاده از میخک تازه مورد آزمایش قرار گرفتند. برخی از این جایگزین‌ها در مقایسه با 1-MCP حلالیت آب خوبی داشتند و برای استفاده راحت‌تر بودند. دو مورد از جایگزین‌های سیکلوپروپن آزمایش‌شده، فعالیت ضد اتیلن معقولی را نشان دادند، در حالی که یک معرف واکنش‌گر کربن محور فعالیت ضد اتیلن بسیار قوی را نشان داد. این یافته های هیجان انگیز نشان دهنده یک رویکرد جدید برای طراحی آنتاگونیست های اتیلن است.

جستجو برای مهارکننده های اتیلن بهتر
دکتر راسیکا دیاس و تیمش در دانشگاه تگزاس در آرلینگتون در حال کار بر روی تولید مواد شیمیایی کاربرپسند هستند که می تواند در صنعت گل های بریده برای مقابله با اثرات منفی اتیلن استفاده شود. آنها همچنین در حال ایجاد مدل‌های آزمایشگاهی ساده از محل‌های اتصال اتیلن در گیاهان هستند تا جایگزین‌های بالقوه 1-MCP را راحت‌تر آزمایش کنند، و درک بهتری از نحوه عملکرد 1-MCP در محل‌های اتصال اتیلن داشته باشند.

راه حل های فعلی و معایب آنها
دو درمان معمولا برای جلوگیری از اثرات اتیلن استفاده می شود: 1-متیل سیکلوپروپن (1-MCP) و تیوسولفات نقره (STS). آنها بسیار موثر هستند، اما هر دو دارای معایبی هستند. 1-MCP یک گاز واکنشی است که به سختی قابل جابجایی است و برای کاربرد به مناطق بسته نیاز دارد. STS حاوی فلزات سنگین است که نگرانی های زیست محیطی و دفع را به ویژه هنگامی که در مقادیر زیاد مورد استفاده قرار می گیرد، ایجاد می کند. همچنین به نور حساس است و باید درست قبل از استفاده آماده شود که ممکن است ناراحت کننده باشد.

همه عاشق دریافت یک دسته گل زیبا از گل های تازه هستند، اما اطمینان از اینکه آنها در راه رسیدن به گلدان شما پر جنب و جوش باقی می مانند، یک کار چالش برانگیز است. یکی از دلایل اصلی زوال گل های شاخه بریده یک مولکول گازی به نام اتیلن است، یک هورمون گیاهی که باعث پژمردگی و محو شدن گل ها می شود و ریزش جوانه ها، گلبرگ ها و برگ ها را تسریع می کند (شکل 1). در صنعت گلکاری، اثرات اتیلن می تواند کیفیت و طول عمر گل های شاخه بریده را در زمان نگهداری و حمل و نقل کاهش دهد. محققان دانشگاه تگزاس در آرلینگتون با بودجه AFE در تلاش برای یافتن راهی برای مهار اثرات نامطلوب اتیلن بوده‌اند و اکتشافات اخیر ممکن است جایگزین‌های امیدوارکننده‌ای برای روش‌های در حال استفاده ارائه دهد.

تیوسولفات نقره حاوی یون های نقره (Ag+) است که می تواند گیرنده های اتیلن را در گیاهان تغییر دهد. این گیرنده ها پروتئین هایی هستند که در سطح سلول های گیاهی قرار دارند و وظیفه حس کردن و پاسخ به اتیلن را بر عهده دارند. با تداخل با این گیرنده‌ها، یون‌های نقره مانع از تعامل اتیلن با آنها می‌شوند. در نتیجه، سلول های گیاهی سیگنال اتیلن را دریافت نمی کنند و اثرات اتیلن مربوطه آغاز نمی شود. STS همچنین می تواند با مهار فعالیت آنزیمی که پیش ساز اتیلن است، تولید کلی اتیلن را در گیاهان کاهش دهد.