Ascorbic Acid in Plant Growth, Development and Stress Tolerance

اسید اسکوربیک (AsA)، ویتامین C، یکی از فراوان ترین آنتی اکسیدان های محلول در آب در گیاهان و حیوانات است. در گیاهان، AsA به عنوان یک بافر ردوکس اصلی عمل می کند و فرآیندهای فیزیولوژیکی مختلف را تنظیم می کند که رشد، نمو و تحمل استرس را کنترل می کند. مطالعات اخیر در مورد هموستاز AsA درک ما را از این رویدادهای فیزیولوژیکی گسترش داده است. در سطح مکانیکی، نشان داده شده است که AsA در فرآیندهای سیگنالینگ متابولیکی و سلولی متعددی شرکت می‌کند، و رابطه پویا بین AsA و گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) به خوبی مستند شده است. به عنوان یک جزء اصلی از چرخه آسکوربات-گلوتاتیون (AsA-GSH)، AsA با کنترل سم زدایی ROS به تنهایی و با همکاری گلوتاتیون به تعدیل استرس اکسیداتیو در گیاهان کمک می کند. برخلاف مسیر واحدی که مسئول بیوسنتز AsA در حیوانات است، گیاهان از مسیرهای متعددی برای سنتز AsA استفاده می کنند که شاید نشان دهنده اهمیت این مولکول برای سلامت گیاه باشد. هر گونه نوسان، افزایش یا کاهش در سطح سلولی AsA می تواند اثرات عمیقی بر رشد و نمو گیاه داشته باشد، زیرا AsA با تنظیم چرخه سلولی، سیگنال دهی ردوکس، عملکرد آنزیم و بیان ژن دفاعی مرتبط است. اگرچه پیشرفت قابل توجهی در بررسی نقش های متعدد AsA در تحمل استرس انجام شده است، بسیاری از جنبه های پاسخ های فیزیولوژیکی با واسطه AsA به تحقیقات بیشتری نیاز دارند تا متابولیسم AsA برای افزایش تحمل استرس دستکاری شود. این کتاب خلاصه ای از نقش های AsA است که به طور مستقیم یا غیرمستقیم در فرآیندهای متابولیک و عملکردهای فیزیولوژیکی گیاهان نقش دارند. موضوعات کلیدی شامل بیوسنتز و متابولیسم AsA، بخش بندی و حمل و نقل، سم زدایی ROS با واسطه AsA، و همچنین عملکردهای سیگنال دهی AsA در رشد، توسعه و پاسخ به تنش های محیطی گیاه است. بنابراین هدف اصلی این جلد ارائه اطلاعات جامع و به روز برای دانشجویان، دانش پژوهان و دانشمندان علاقه مند یا در حال حاضر در تحقیقات AsA است.

Ascorbic acid (AsA), vitamin C, is one of the most abundant water-soluble antioxidant in plants and animals. In plants AsA serves as a major redox buffer and regulates various physiological processes controlling growth, development, and stress tolerance. Recent studies on AsA homeostasis have broadened our understanding of these physiological events. At the mechanistic level, AsA has been shown to participate in numerous metabolic and cell signaling processes, and the dynamic relationship between AsA and reactive oxygen species (ROS) has been well documented. Being a major component of the ascorbate-glutathione (AsA-GSH) cycle, AsA helps to modulate oxidative stress in plants by controlling ROS detoxification alone and in co-operation with glutathione. In contrast to the single pathway responsible for AsA biosynthesis in animals, plants utilize multiple pathways to synthesize AsA, perhaps reflecting the importance of this molecule to plant health. Any fluctuations, increases or decreases, in cellular AsA levels can have profound effects on plant growth and development, as AsA is associated with the regulation of the cell cycle, redox signaling, enzyme function and defense gene expression. Although there has been significant progress made investigating the multiple roles AsA plays in stress tolerance, many aspects of AsA-mediated physiological responses require additional research if AsA metabolism is to be manipulated to enhance stress-tolerance. This book summarizes the roles of AsA that are directly or indirectly involved in the metabolic processes and physiological functions of plants. Key topics include AsA biosynthesis and metabolism, compartmentation and transport, AsA-mediated ROS detoxification, as well as AsA signaling functions in plant growth, development and responses to environmental stresses. The main objective of this volume is therefore to supply comprehensive and up-to-date information for students, scholars and scientists interested in or currently engaged in AsA research.