Stigmasterol là gì? Các công bố khoa học về Stigmasterol

Khi bị lây nhiễm với các vi sinh vật gây bệnh, thực vật sẽ khởi động một loạt các thay đổi về chuyển hóa mà có thể đóng góp vào khả năng kháng hoặc thậm chí làm tăng độ nhạy cảm với bệnh. Khi phân tích thành phần lipid của lá trong quá trình tương tác giữa Arabidopsis thaliana và Pseudomonas syringae, chúng tôi đã phát hiện rằng sự tích lũy phytosterol stigmasterol là một quá trình chuyển hóa thực vật quan trọng xảy ra khi lá bị nhiễm vi khuẩn. Stigmasterol được tổng hợp từ β‐sitosterol bởi cytochrome P450 CYP710A1 thông qua quá trình không bão hòa C22. Các dòng đột biến cyp710A1 ở Arabidopsis, bị suy giảm khả năng biểu hiện protein không bão hòa C22 khi có sự xâm nhập của mầm bệnh và tích lũy stigmasterol đồng thời, có khả năng chống lại cả hai dòng P. syringae có virulent và avirulent cao hơn so với thực vật kiểu hoang dại, và ứng dụng ngoại sinh stigmasterol làm giảm nhẹ kiểu hình kháng bệnh này. Dữ liệu này chỉ ra rằng sự không bão hòa steroid cảm ứng trong thực vật kiểu hoang dại ủng hộ sự nhân lên của mầm bệnh và sự nhạy cảm của thực vật. Sự hình thành stigmasterol được kích hoạt thông qua sự nhận biết các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh như flagellin và lipopolysaccharides, và thông qua sự sản xuất các dạng phản ứng của oxy, nhưng không phụ thuộc vào các con đường bảo vệ của axit salicylic, axit jasmonic hoặc ethylene. Việc chuẩn bị màng vi thể và màng plasma đã cho thấy sự gia tăng tương tự về tỷ lệ stigmasterol/β‐sitosterol như chiết xuất toàn bộ lá sau khi tiêm nhiễm lá với P. syringae, cho thấy stigmasterol được sản xuất đã được kết hợp vào màng thực vật. Sự gia tăng hàm lượng stigmasterol trong lá sau khi tấn công của mầm bệnh không ảnh hưởng đến tín hiệu bảo vệ do axit salicylic trung gian, nhưng làm giảm sự biểu hiện do mầm bệnh kích hoạt của chất điều hòa bảo vệ flavin‐dependent monooxygenase 1. Do đó, P. syringae thúc đẩy khả năng dễ mắc bệnh của thực vật thông qua việc kích thích không bão hòa steroid C22 trong lá, làm tăng tỷ lệ stigmasterol so với β‐sitosterol trong màng thực vật.

Căng thẳng hạn hán là một thách thức không thể tránh khỏi làm hạn chế sản xuất và chất lượng cây trồng. Stigmasterol là một hợp chất tiềm năng trong việc bảo vệ thực vật và cải thiện năng suất trong điều kiện hạn hán. Do đó, các tác động của việc sử dụng trị liệu ngoài thân bằng stigmasterol trong việc cải thiện sinh trưởng và năng suất của cây hướng dương trồng dưới hạn hán đã được nghiên cứu. Một thí nghiệm chậu được thực hiện tại hai mùa hè, sử dụng việc điều trị phun lá stigmasterol với liều lượng 0, 100, 200 và 300 mg L⁻¹ lên cây hướng dương dưới các mức tưới tiêu khác nhau, chiếm 80% và 50% nhu cầu tưới nước (WIR). Căng thẳng hạn hán (50% WIR) gây ra sự giảm đáng kể trong các thành phần sinh trưởng và năng suất; tỷ lệ giảm đường kính đầu hoa đạt 26,55%, chu vi đầu hoa 26,05%, trọng lượng hạt mỗi cây 36,26%, và trọng lượng 100 hạt 29,61%, do giảm sắc tố quang hợp và auxin axetic trong khi làm tăng hydrogen peroxide (H₂O₂), peroxidation lipid (MDA), rò rỉ màng, hoạt động lipoxygenase, một số hợp chất chống oxy hoá, enzyme, và osmo chất. Stigmasterol có tác dụng thúc đẩy sự tăng trưởng và năng suất của cây hướng dương qua việc cải thiện sắc tố quang hợp, indole acetic acid, các chất chống oxy hóa không enzym, enzyme, và osmo chất, trong khi giảm rò rỉ màng, H₂O₂, và MDA, do đó cải thiện chất lượng năng suất. Hơn nữa, stigmasterol cải thiện tầm quan trọng kinh tế dầu hạt hướng dương. Khoảng 200 mg L⁻¹ stigmasterol là nồng độ hiệu quả nhất trong việc cải thiện các chỉ số năng suất, khi nó gây ra 19,84% và 25,29% trong trọng lượng hạt mỗi cây và 26,72% và 33,95% của trọng lượng 100 hạt dưới 80% và 50% WIR, tương ứng. Stigmasterol cải thiện sinh trưởng và năng suất của hướng dương dưới điều kiện nước bình thường và có thể vượt qua tác động tiêu cực của hạn hán bằng cách cải thiện sinh trưởng và phát triển cùng các thuộc tính sinh lý khác nhau.