Естественный стресс

Что касается сельского хозяйства, абиотическое стресс - это стресс, вызываемый природными факторами окружающей среды, такими как экстремальные температуры , ветер , засуха и соленость . Человечество не имеет большого контроля над абиотическими стрессами. Для людей очень важно понимать, как факторы стресса влияют на растения и другие живые существа, чтобы мы могли принять некоторые профилактические меры.

Профилактические меры - единственный способ, которым люди могут защитить себя и свои владения от абиотического стресса. Существует много различных типов абиотических стрессоров, и несколько методов, которые люди могут использовать, чтобы уменьшить негативное влияние стресса на живые существа.

Холодный

Одним из видов абиотического стресса является холодный . Это оказывает огромное влияние на фермеров. Холодные воздействия производителей урожая по всему миру в каждой стране. Доходность страдает, и фермеры также понесли огромные потери, потому что погода слишком холодная, чтобы производить культуры (Xiong & Zhu, 2001).

Люди запланировали посадку наших урожаев в сезоны. Несмотря на то, что сезоны довольно предсказуемы, всегда есть неожиданные штормы, тепловые волны или холодные снимки, которые могут разрушить наши вегетационные времена (Suzuki & Mittler, 2006)

ROS означает реактивные формы кислорода. ROS играет большую роль в опосредовании событий через трансдукцию. Было показано, что холодный стресс усиливает транскрипт, белок и активность различных ферментов, разжигающих ROS,. Также было показано, что низкое температурное напряжение увеличивает накопление H ₂ O ₂ в клетках. (Suzuki & Mittler, 2006)

Растения могут быть акклиматизированы до низкой или даже температуры замерзания. Если растение может пройти мягкое холодное заклинание, это активирует холодные гены в растении. Затем, если температура снова падает, гены будут кондиционировать растение, чтобы справиться с низкой температурой. Даже ниже нуля температуры можно сохранить, если активируются правильные гены (Suzuki & Mittler, 2006).

Нагревать

тепловой Было показано, что стресс вызывает проблемы в митохондриальных функциях и может привести к окислительному повреждению. Считается, что активаторы рецепторов теплового стресса и защиты связаны с АФК. Тепло - это еще одна вещь, с которой могут столкнуться растения, если у них есть правильная предварительная обработка. Это означает, что если температура постепенно нагревается, растения будут лучше справляться с изменениями. Внезапное увеличение температуры может привести к повреждению растения, потому что у их клеток и рецепторов не было достаточно времени, чтобы подготовиться к значительному изменению температуры.

Тепловой стресс также может оказать вредное влияние на размножение растений. Температура на 10 градусов по Цельсию или более выше нормальных температур растущих, может оказать плохое влияние на несколько репродуктивных функций растений. пыльцы Мейоз , прорастание пыльцы, развитие яйцеклеток , жизнеспособность яйцеклеток, развитие эмбриона и рост саженцев-все это аспекты размножения растений, которые влияют на тепло.

Было проведено много исследований о воздействии тепла на размножение растений. Одно исследование на растениях проводилось на растениях канолы при 28 градусах по Цельсию, результатом был снижен размер растения, но растения все еще были плодородными. Другой эксперимент был проведен на растениях канолы при 32 градусах по Цельсию, что привело к производству стерильных растений. Растения, по-видимому, легче повреждены из-за экстремальных температур на стадии позднего цветка до ранней развития семян (Cross, McKay, McHughen, & Bonham-Smith, 2003).

Ветер

Ветер - огромная часть абиотического стресса. Там просто нет способа остановить дух ветер. Это определенно большая проблема в некоторых частях света, чем в других. Бесплодные области, такие как пустыни, очень восприимчивы к естественной эрозии ветра. Эти типы областей не имеют растительности, чтобы удерживать частицы почвы на месте. Как только ветер начинает вздуть почву, нет ничего, чтобы остановить процесс. Единственный шанс, чтобы почва оставалась на месте, это если ветер не дует. Обычно это не вариант.

Рост растений в ветровых районах очень ограничен. Поскольку почва постоянно движется, у растений нет возможности развивать корневую систему. Почва, которая сильно дует, обычно также очень сухая. Это оставляет маленькие питательные вещества , чтобы способствовать росту растений.

Сельскохозяйственные угодья, как правило, очень восприимчивы к эрозии ветра. Большинство фермеров не сажают покровные культуры в течение сезонов, когда их основные культуры не находятся на полях. Они просто оставляют землю открытой и открытыми. Когда почва сухая, верхний слой становится похожим на порошок. Когда дует ветер, порошкообразный верхний слой сельхозугодий поднимается и переносится на мили. Это точный сценарий, который произошел во время «пылевой чаши» в 1930 -х годах. Сочетание засухи и плохих методов сельского хозяйства позволило ветру перемещать тысячи тонн грязи из одной области в другую.

Ветер - один из факторов, которые люди действительно могут иметь некоторый контроль. Просто практикуйте хорошие методы сельского хозяйства. Не оставляйте землю голыми и без растительности. В течение сухого сезона особенно важно покрыть землю, потому что сухая почва движется намного проще, чем влажная почва на ветру.

Когда почва не дует из -за ветра, условия намного лучше для роста растений. Растения не могут расти в почве, которая постоянно дует. Их корневые системы не могут быть установлены. Кроме того, когда частицы почвы дуются, они изнашиваются на растениях, с которыми они сталкиваются. Растения, по сути, «взорваны песком».

Засуха

Засуха очень вредна для всех видов роста растений. Когда в почве нет воды, для поддержки роста растений не так много питательных веществ. Засуха также усиливает последствия ветра. Когда происходит засуха, почва становится очень сухой и легкой. Ветер поднимает эту сухую грязь и уносит ее. Это действие сильно разрушает почву и создает плохое состояние для выращивания растений.

Адаптация растений

Растения подвергались воздействию элементов в течение тысячелетий. В течение этого времени они развивались, чтобы уменьшить влияние абиотического стресса. Трансдукция сигнала - это механизм у растений, который отвечает за адаптацию растений (Xiong & Zhu, 2001). Многие сети передачи сигналов были обнаружены и изучены в микробных и животных системах. В области растений ограниченное знание, потому что очень трудно точно найти, какие фенотипы в растении влияют стрессоры. Эти фенотипы очень ценны для исследователей. Они должны знать фенотипы, чтобы они могли создать метод для скрининга для мутантных генов. Мутанты являются ключом к поиску сигнальных путей у живых существ.

Животные и микробы легче запускать тесты, потому что они показывают реакцию довольно быстро, когда на них надевается фактор напряжения, это приводит к выделению специфического гена. Были проведены десятилетия исследований о воздействии температуры, засухи и солености, но не очень много ответов.

Рецепторы

Часть растений, животных или микробов, которая сначала определяет абиотический фактор стресса, является рецептором. Как только сигнал поднимается рецептором, сигналы передаются межклеточно, а затем они активируют ядерную транскрипцию, чтобы получить эффекты определенного набора генов. Эти активированные гены позволяют растению реагировать на стресс, который оно испытывает. Даже если ни один из рецепторов для холода, засухи, солености или гормона стресса абсцизовая кислота в растениях не известен наверняка, знания, которые мы сегодня показывают, показывают, что рецепторные протеинкиназы, двухкомпонентные гистидинкиназы, а также G- Белковые рецепторы могут быть возможными датчиками этих различных сигналов.

Рецептор, как киназы, можно найти как у растений, так и у животных. В растениях гораздо больше RLK, чем у животных. Они также немного разные. В отличие от RLK животных, которые обычно обладают последовательностями тирозиновых сигнатур, растительные RLKS имеют сериновые или треониновые сигнатурные последовательности (Xiong & Zhu, 2001).

Генетически модифицированные растения

Растения чаще всего модифицируются, чтобы быть устойчивыми к специфическим гербицидам или патогенам , но у нас есть технология для модификации растений, чтобы сделать их устойчивыми к конкретным абиотическим стрессам. Холод, тепло, засуха или соль - все это факторы, от которых генетически модифицированные растения можно защитить.

У некоторых растений были добавлены гены от других видов растений, которые имеют устойчивость к определенному стрессу. Растения, имплантированные этими генами, затем станут трансгенными растениями, потому что в них есть гены от другого вида растений. Сначала ученые должны изолировать специфический ген в растении, которое отвечает за его сопротивление. Затем ген будет выведен из растения и положил в другое растение. Растение, вводимое новым устойчивым геном, будет иметь устойчивость к абиотическому стрессору и сможет переносить более широкий диапазон условий (Weil, 2005).

Этот процесс создания трансгенных растений может оказать огромное влияние на экономику нашей страны. Если растения могут быть генетически спроектированы, чтобы быть устойчивыми к более широкому разнообразию стресса, урожайность взлетает. С расширением города и городов уменьшается количество акров фермы. Несмотря на то, что на ферме строятся акры, количество людей, потребляющих сельскохозяйственные продукты, растет. Этанол также отвечает за использование гораздо большего количества кукурузы, которая выращивается здесь, в США. Производство этого топлива создало нагрузку на рынок кукурузы. Цены на кукурузу выросли, и эта цена оказывает негативное влияние на людей, которые кормят животных, используя кукурузу. Комбинация уменьшенных акров сельхозугодий и более высокого спроса на сельскохозяйственные культуры оставила производителей и потребителей в тяжелой дилемме. Единственное решение этой проблемы состоит в том, чтобы продолжать получать более высокую и более высокую урожайность от пахотных земель, которые мы оставили.

Генетически модифицированные растения являются хорошим ответом на проблему недостаточно посева, чтобы обойти. Эти растения могут быть спроектированы, чтобы быть устойчивыми ко всем типам абиотического стресса. Это устранило бы потерю урожая из -за экстремальных температур, засухи, ветра или солености. Потребители сельскохозяйственных культур будут иметь немного более низкие цены, потому что спрос на них был бы немного ниже.

США на Среднем Западе испытывают сильную засуху. Фермеры ограничены тем, сколько они могут орошать из -за нехватки воды. В течение вегетационного периода также очень мало дождей, поэтому урожай не очень хорошо дает. Эта проблема может быть решена генетически модифицирующими растениями, чтобы стать более устойчивыми к засухе. Если растения могли бы использовать меньше воды и производить урожайность, которые являются превосходными или равными нынешним, это было бы лучше для людей, а также для окружающей среды. Люди будут наслаждаться обилием урожая, чтобы потреблять и экспортировать для получения прибыли. Окружающая среда сможет иметь больше воды в своих водоносных горизонах и реках по всей стране.

Еще одним экологическим фактором, который будет улучшен, будет количество земли, оставленную для дикой природы . Пороты, модифицированные, чтобы быть устойчивыми к абиотическому стрессу, и другие факторы, которые снижают урожайность, потребуют меньшего количества землепользования. Производители смогут выращивать достаточное количество культур на менее акрах, если бы растения были модифицированы, чтобы получить очень высокую доходность. Это позволило бы некоторым пахотным землям, которые используются сегодня, быть выделенными для дикой природы. Вместо того, чтобы фермеры «Линия ограждения до ограждения» фермеры смогут создавать большие буферы на своих полях. Эти буферы обеспечат отличную среду обитания для растений и животных.

Многие люди не любят генетически модифицированные организмы. Люди против этих модифицированных растений часто утверждают, что они небезопасны для окружающей среды или для потребления человеком. Есть много видео и отчетов в циркуляции, которые дискредитируют безопасность генетически модифицированных организмов. King Corn - это одно видео, которое утверждает, что кукуруза вредна для людей.

Существуют строгие правила и протоколы, которые соответствуют генетически модифицирующим растениям. Компания, которая специализируется на производстве генетически модификации организмов, должна провести свои растения через огромное разнообразие тестов, чтобы обеспечить безопасность своего продукта. Каждый из этих тестов должен пройти продукт, чтобы производить больше семян растений.

Когда семена производятся массой, поля, в которых они выращиваются, должны соответствовать конкретным критериям. У них не должно быть зон растительности вокруг них, чтобы предотвратить распространение модифицированных растений в местную популяцию. Графики должны быть тщательно помечены и помечены, чтобы компания точно знала, что посажено на местах. Все эти протоколы существуют для обеспечения безопасности потребителей, а также окружающей среды. Поскольку генетически модифицированным растениям дают стресс -устойчивые к генам или генам с высоким уровнем урожая, они лучше для окружающей среды. Они помогают только создать больше земли, чтобы быть возвращенным в естественные места обитания для растений и животных.

Заключение

Абиотический стресс является естественным фактором, который не может контролироваться людьми. Одним из примеров двух стрессоров, которые дополняют друг друга, является ветер и засуха. Засуха высыхает почву и убивает растения, которые растут в почве. После этого почва остается бесплодной и сухой. Ветер может забрать почву и нести на многие мили. Ирригация может не дать этому происходить, но невозможно орошить некоторые области.

Генетически модифицированные растения могут быть реализованы, чтобы замедлить влияние абиотических стрессоров. Это позволяет выращивать больше культур на меньшем количестве земли. Меньше потребности в сельскохозяйственных угодьях позволяет отменить некоторые из них для естественной среды обитания диких животных.

Абиотический стресс создает проблему для людей или окружающей среды, только если они не готовы к этому. Люди могут быть предприняты шаги для уменьшения последствий. Растения и животные способны адаптироваться к абиотическому стрессу с течением времени.

Ссылки

• Роберсон Р. (2007). Засуха может повысить цены на сельскохозяйственные товары в 2008 году. Юго-Восточная ферма Пресс, 34 (26), 26-27
• Вейл, Дж. (2005). Генетически модифицированные растения полезны и безопасны? Iumb Life, 57 (4/5), 311-314
• Nobuhiro, S. & Miller, R. (2006). Реактивные формы кислорода и температурные напряжения: тонкий баланс между передачей сигналов и разрушения. Physiologica plantarum, 126, 45-51
• Xiong, L. & Zhu, J. (2001). Абиотическая стрессовая трансдукция у растений: молекулярные и генетические перспективы. Physiologica Plantaraum, 112, 152-166
• Bartels, D. & Sunkar, R. (2005). Засуха и солее устойчивость в растениях. Критические обзоры в науках о растениях, 24, 23-28
• Роберсон Р. (2007). Засуха может создавать проблемы с токсичностью в некоторых летних кормовых жилах. Юго -восточная ферма Пресс, 26
• Miner, B., Sultan, S., Morgan, S., Padilla, D. & Relyea, R. (2005). Экологические последствия фенотипической пластичности. Тенденции в экологии и эволюции, 20 (12), 685-692
• Роберсон Р. (2007). Сбор кукурузы с засухой проблемой для юго-восточных производителей. Юго -восточная ферма Пресс, 8
• Cross, R., McKay, A., McHughen, A. & Bonham-Smith, P. (2003). Нагреваемое воздействие на воспроизводство и семян в Linumusitatissimum L. (льня). Плана, клетка и окружающая среда, 26, 1013–1020
• Аллен Р.Д. (1995) Рассекция толерантности к окислительному стрессу с использованием трансгенных растений. Plant Physiol 107: 1049–1054