.As sessile organisms, plants have adapted to environmental conditions that affect their optimal growth and development. This adaptation relies on sensing and signalling mechanisms, allowing plant organs to modify their physiology and morphology in response to various stimuli. Nitrogen availability and plant nitrogen status are the most growth-limiting factors in crop ecosystems (1). Once they are absorbed into plants, mineral nitrogen forms can be incorporated into organic acids to produce amino acids. This step requires a tight coordination between nitrogen (N) and carbon (C) metabolisms, which are under light and nitrogen status control (2). Aspartate, asparagine, glutamate and glutamine are major organic nitrogen compounds. Not only are they storage and transport forms for nitrogen in plants, but they are also precursors of many metabolic pathways (3). Aspartate, whose synthesis is derived from respiration, is the precursor of three main metabolic paths (4). The first leads to asparagine, a key compound used by plants to transport and store organic nitrogen. The second produces pyridine nucleotides, among them is NAD (nicotinamide adenine-dinucleotide) that plays a major role in redox recycling, a process that is central for many physiological processes such as respiration (5). Aspartate is also a precursor for high nutritional value amino acids such as lysine, threonine, isoleucine and methionine, which are also called “aspartate-derived” amino acids. Among them, methionine is a metabolic hub at the crossroad of sulphur, nitrogen, respiratory and photorespiratory metabolisms (6, 7).
The nutritional and metabolic plant status can be determined using metabolomic analyses. When plants face non-optimal growth conditions, metabolic imbalances occur, and a reverse correlation between sugars and amino acids levels can be measured. This is also observed for many mutants whose metabolic functions are disturbed. In the case of a tobacco mitochondrial mutant (called CMSII) produced in our laboratory, strong metabolic and physiological perturbations are accompanied by a strong increase in free amino acid content, in particular that of asparagine and arginine, and a strong decrease in free sugar levels (8, 9). These metabolomic changes are closely correlated with high pyridine nucleotide levels, suggesting that the NAD pool exerts tight control on carbon (C)/nitrogen (N) balance (8). We have recently initiated the study of Arabidopsis mutant plants whose NAD synthesis, a major consumer of aspartate pool, was saltered.
. ในขณะที่มีชีวิตนั่งพืชได้ปรับสภาพแวดล้อมที่มีผลต่อการเจริญเติบโตที่ดีที่สุดของพวกเขาและการพัฒนา การปรับตัวนี้ขึ้นอยู่กับการตรวจวัดและส่งสัญญาณกลไกช่วยให้อวัยวะของพืชที่จะปรับเปลี่ยนสรีรวิทยาและสัณฐานวิทยาของพวกเขาในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าต่างๆ มีไนโตรเจนและไนโตรเจนสถานะพืชเป็นส่วนใหญ่ปัจจัยการเจริญเติบโต จำกัด ในระบบนิเวศของพืช (1)เมื่อพวกเขาถูกดูดซึมเข้าสู่พืชรูปแบบไนโตรเจนแร่สามารถรวมอยู่ในกรดอินทรีย์ในการผลิตกรดอะมิโน ขั้นตอนนี้ต้องมีการประสานงานแน่นระหว่างไนโตรเจน (n) และคาร์บอน (c) metabolisms ซึ่งอยู่ภายใต้การควบคุมแสงและสถานะของไนโตรเจน (2) aspartate, asparagine กลูตาเมตและ glutamine เป็นสำคัญสารประกอบไนโตรเจนอินทรีย์ไม่เพียง แต่พวกเขาในการจัดเก็บและการขนส่งในรูปแบบไนโตรเจนในพืช แต่พวกเขายังมีสารตั้งต้นของการเผาผลาญเซลล์จำนวนมาก (3) aspartate ที่มีการสังเคราะห์ที่ได้มาจากการหายใจเป็นสารตั้งต้นในเส้นทางที่สามการเผาผลาญอาหารหลัก (4) ครั้งแรกที่จะนำไปสู่การ asparagine, สารสำคัญที่ใช้โดยพืชเพื่อการขนส่งและจัดเก็บไนโตรเจนอินทรีย์ ที่สองผลิตนิวคลีโอ pyridine,ในหมู่พวกเขาเป็น nad (ตลับ adenine dinucleotide-) ที่มีบทบาทสำคัญในการรีไซเคิลรีดอกซ์เป็นกระบวนการที่เป็นศูนย์กลางสำหรับกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่างเช่นการหายใจ (5) aspartate ยังเป็นสารตั้งต้นในการเสริมกรดอะมิโนที่มีมูลค่าสูงเช่นไลซีน, ธ รีโอนี isoleucine และเมไธโอนีซึ่งยังเรียก "aspartate มา" กรดอะมิโน ในหมู่พวกเขาmethionine เป็นศูนย์กลางการเผาผลาญอาหารที่ทางแยกของกำมะถันไนโตรเจนระบบทางเดินหายใจและ metabolisms photorespiratory (6, 7).
โภชนาการและเมสถานะพืชที่สามารถกำหนดได้โดยใช้การวิเคราะห์ metabolomic เมื่อพืชต้องเผชิญกับสภาวะการเจริญเติบโตที่ไม่เหมาะสมไม่สมดุลการเผาผลาญเกิดขึ้นและความสัมพันธ์กลับระหว่างน้ำตาลและกรดอะมิโนในระดับที่สามารถวัดได้นี้เป็นที่สังเกตยังสำหรับการกลายพันธุ์จำนวนมากที่มีการเผาผลาญอาหารฟังก์ชั่นถูกรบกวน ในกรณีที่มีการกลายพันธุ์ยลยาสูบ (เรียกว่า cmsii) ที่ผลิตในห้องปฏิบัติการของเราแข็งแกร่งและการเผาผลาญอาหารเยี่ยงอย่างทางสรีรวิทยาจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นอย่างแข็งแกร่งในปริมาณกรดอะมิโนอิสระโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ asparagine และอาร์จินีและลดลงที่แข็งแกร่งในระดับน้ำตาลฟรี (8, 9)การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ metabolomic มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับระดับเบื่อหน่าย pyridine สูงบอกว่าสระว่ายน้ำ nad ออกแรงควบคุมแน่นในคาร์บอน (c) / ไนโตรเจน (n) สมดุล (8) เราได้เริ่มต้นเมื่อเร็ว ๆ นี้การศึกษาของพืชกลายพันธุ์ Arabidopsis มี nad สังเคราะห์ผู้บริโภครายใหญ่ของสระว่ายน้ำ aspartate ถูก saltered
.
การแปล กรุณารอสักครู่..