A recent estimate suggested that th

A recent estimate suggested that the increased temperatures of the past two decades have caused a loss of approximately $5 billion by impacting the yields of major food crops such as wheat, rice, maize, and soybeans (Peng et al., 2004). Temperatures reaching 35◦C in the field cause rice and maize to show sterility. Such high heat conditions in the field also lead to flowering and fruiting failure in other crops. Molecular plant physiologists know very well that heat stress increases membrane damage and impairs metabolic functions (Taiz and Zeiger, 2010). A plant breeder needs to activate the proper protection systems in a crop plant to enable the survival of the plant’s cells under such heat stress conditions. Heat stress tolerance is a complex mechanism and is controlled by multiple genes and proteins involving a number of physiological and biochemical changes in the cell, e.g., adjustments in the membrane structure and function, tissue water content, protein composition, lipids, and primary and secondary metabolites (Huang and Xu, 2008). Global proteomic profiling projects are useful techniques for increasing the knowledge base of plant breeders. For example, a study comparing various wheat cultivars with different heat tolerance capabilities revealed low molecular weight (16–17 kDa) heat shock protein (HSPs) and other metabolic proteins crucial for the heat tolerance phenotype (Majoul et al., 2004). Proteins from the HSP family and the transcription factors upstream of these HSPs have been found to have crucial roles in providing thermotolerance to the crop. Disarming the function of HSP100 by introducing an antisense construct in tomato plants resulted in their poor survival under heat stress conditions (Yang et al., 2006). However, in another study, trans- genic lines overexpressing a different HSP protein (HSP70) showed superior thermotolerance in soybean plants (Zhu et al., 2006). Fur- thermore, protein–protein interaction studies have proved that HSP90 interacts with calmodulin binding protein (CBP) (Virdi et al., 2009). Thus, the studies by Zhang et al. (2009) showed that the knockdown of calmodulin resulted in reduced thermotolerance. Proteins other than HSPs, e.g., CBP in the above study, have been identified in other proteomic studies as differentially expressed proteins during heat stress conditions. Süle et al. (2004) proposed S-adenosylmethionine synthetase as a molecular marker for screening heat-tolerant germplasms. Even with this information, knowledge on the systemic response of plants during heat stress remains limited because plant perception and response to a single stress is different than to a combination of multiple stresses.

Kết quả (Việt) 2:

Một ước tính gần đây cho thấy rằng nhiệt độ tăng trong hai thập kỷ qua đã gây ra một sự mất mát của khoảng $ 5 bằng cách ảnh hưởng đến sản lượng cây lương thực chính như lúa mì, gạo, ngô, và đậu nành (Peng et al., 2004). Nhiệt độ đạt 35◦C trong nguyên nhân gạo fi lĩnh và ngô để hiển thị vô sinh. điều kiện nhiệt độ cao như vậy trong thực địa cũng dẫn đến owering fl và suy ra quả trong các cây trồng khác. sinh lý học thực vật phân tử biết rất rõ rằng stress nhiệt làm tăng thiệt hại màng tế bào và làm suy yếu chức năng trao đổi chất (Taiz và Zeiger, 2010). Một nhà tạo giống cần phải kích hoạt các hệ thống bảo vệ thích hợp trong một cây trồng để cho phép sự tồn tại của các tế bào của cây trồng trong điều kiện nắng nóng như vậy. chống chịu stress nhiệt là một cơ chế phức tạp và được điều khiển bởi nhiều gen và protein liên quan đến một số thay đổi về sinh lý và sinh hóa trong tế bào, ví dụ, điều chỉnh trong cấu trúc màng tế bào và chức năng, hàm lượng nước mô, thành phần protein, lipid, và tiểu học và trung học chất chuyển hóa (Huang và Xu, 2008). pro fi dự án ling proteomic toàn cầu những kỹ thuật hữu ích để tăng cơ sở tri thức của nhân giống cây trồng. Ví dụ, một nghiên cứu so sánh các giống lúa mì khác nhau với khả năng chịu nhiệt khác nhau tiết lộ cân nặng thấp phân tử (16-17 kDa) protein sốc nhiệt (HSPs) và các protein chuyển hóa khác rất quan trọng cho các kiểu hình chịu nhiệt (Majoul et al., 2004). Protein từ gia đình HSP và các yếu tố phiên mã ngược dòng của các HSPs đã được tìm thấy có vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp thermotolerance cho cây. Giải giáp các chức năng của HSP100 bằng cách giới thiệu một cấu trúc antisense trong cây cà chua dẫn đến sự sống còn nghèo nàn của họ trong điều kiện stress nhiệt (Yang et al., 2006). Tuy nhiên, trong một nghiên cứu khác, xuyên dòng genic biểu hiện tốt protein HSP khác nhau (Hsp70) cho thấy thermotolerance cao trong cây đậu tương (Zhu et al., 2006). nghiên cứu tương tác thermore Hơn nữa, protein-protein đã chứng minh rằng HSP90 tương tác với protein calmodulin (CBP) (Virdi et al., 2009). Như vậy, các nghiên cứu của Zhang et al. (2009) cho thấy rằng rời của calmodulin dẫn đến giảm thermotolerance. Protein khác hơn HSPs, ví dụ như, CBP trong nghiên cứu trên, đã được identi ed fi trong các nghiên cứu protein học khác như protein kiểu khác thể hiện trong điều kiện stress nhiệt. Sule et al. (2004) đề xuất S-S-Adenosylmethionine synthetase như một marker phân tử sàng lọc germplasms chịu nhiệt. Ngay cả với thông tin này, kiến ​​thức về những phản ứng mang tính hệ thống của các nhà máy trong stress nhiệt vẫn còn hạn chế vì nhận thức của nhà máy và đáp ứng với một căng thẳng duy nhất là khác nhau hơn là một sự kết hợp của nhiều căng thẳng.