Τι είναι η φωτο-οξείδωση στα φυτά;
φωτο-οξείδωση σε φυτά:Μια επιβλαβή παρενέργεια της φωτοσύνθεσης
Η φωτο-οξείδωση αναφέρεται στη διαδικασία όπου η φωτεινή ενέργεια χρησιμοποιείται για την άμεση οξείδωση ενός μορίου χωρίς την εμπλοκή ενός ενζύμου . Στα φυτά, αυτό μπορεί να είναι μια επιβλαβή παρενέργεια της φωτοσύνθεσης, ιδιαίτερα όταν το εργοστάσιο τονίζεται ή υπό δυσμενείς συνθήκες.
Ακολουθεί μια κατανομή του τρόπου με τον οποίο εμφανίζεται η φωτο-οξείδωση στα φυτά:
* υπερβολική ενέργεια φωτός: Όταν η φωτεινή ενέργεια απορροφάται από τη χλωροφύλλη, χρησιμοποιείται για να οδηγήσει τη φωτοσυνθετική διαδικασία. Ωστόσο, κάτω από την ένταση υψηλής φωτός ή όταν η φωτοσύνθεση είναι περιορισμένη (π.χ. λόγω στρες του νερού), το εργοστάσιο μπορεί να απορροφήσει περισσότερη φωτεινή ενέργεια από ό, τι μπορεί να χρησιμοποιήσει.
* ασταθή μόρια: Αυτή η υπερβολική ενέργεια φωτός μπορεί να διεγείρει τα ηλεκτρόνια μέσα στα μόρια χλωροφύλλης, καθιστώντας τα ασταθής και επιρρεπή σε αντίδραση με οξυγόνο.
* σχηματισμός αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS): Η αντίδραση μεταξύ διεγερμένης χλωροφύλλη και οξυγόνου δημιουργεί αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS) όπως ρίζες υπεροξειδίου (Ο2-) και οξυγόνο απλού (1O2). Αυτά τα ROS είναι εξαιρετικά αντιδραστικά και μπορούν να βλάψουν τα κυτταρικά συστατικά, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών, των λιπιδίων και του DNA.
Συνέπειες της φωτο-οξείδωσης:
* Photoinhibition: Η ROS μπορεί να βλάψει τα φωτοσυνθετικά μηχανήματα, ιδιαίτερα το φωτοσυστήματος II, οδηγώντας σε μείωση της φωτοσυνθετικής απόδοσης.
* Οξειδωτικό στρες: Η ζημιά που προκαλείται από το ROS μπορεί να προκαλέσει οξειδωτικό στρες, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε κυτταρικό θάνατο και βλάβη ιστών.
* χλωρόωση: Η φωτο-οξείδωση μπορεί να προκαλέσει αποικοδόμηση χλωροφύλλης, με αποτέλεσμα την κιτρίνιση των φύλλων (χλωρίωση).
* Μειωμένη ανάπτυξη και απόδοση: Οι συνδυασμένες επιδράσεις της φωτοεπιθετικής και του οξειδωτικού στρες μπορούν να μειώσουν σημαντικά την ανάπτυξη και την απόδοση των φυτών.
Μηχανισμοί άμυνας φυτών:
Τα φυτά έχουν αναπτύξει διάφορους μηχανισμούς για να αντιμετωπίσουν τη φωτο-οξείδωση:
* Αντιοξειδωτικά ένζυμα: Τα φυτά παράγουν ένζυμα όπως η δισμουτάση υπεροξειδίου, η καταλάση και η υπεροξειδάση που βοηθούν στην εξουδετέρωση του ROS.
* Μη ενζυματικά αντιοξειδωτικά: Τα φυτά παράγουν επίσης μη ενζυματικά αντιοξειδωτικά όπως τα καροτενοειδή και τα φλαβονοειδή που μπορούν να καθαρίσουν άμεσα το ROS.
* Απομάκρυνση της υπερβολικής ενέργειας: Ορισμένα φυτά μπορούν να διαλυθούν η υπερβολική ενέργεια της φωτεινής ενέργειας ως θερμότητα, μειώνοντας τον κίνδυνο φωτο-οξείδωσης.
* Κίνηση φύλλων: Ορισμένα φυτά μπορούν να μετακινήσουν τα φύλλα τους για να αποφύγουν το άμεσο ηλιακό φως, ελαχιστοποιώντας την απορρόφηση φωτός.
Η φωτο-οξείδωση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην υγεία και την παραγωγικότητα των φυτών. Η κατανόηση αυτής της διαδικασίας είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη στρατηγικών για την προστασία των φυτών από το άγχος και την προώθηση της βέλτιστης ανάπτυξης.
