Reactive Oxygen Species and Antioxidant Systems in Plants

کتاب ویرایش شده حاضر تلاشی است برای به روز رسانی وضعیت هنر دانش در مورد متابولیسم ROS و آنتی اکسیدان ها و ارتباط آنها در سازگاری گیاه با تنش های غیرزیستی شامل فرآیندهای فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی. این فصل‌ها بیشتر بر مسائل آب و هوایی فعلی و اینکه چگونه متابولیسم ROS می‌تواند با سیستم آنتی اکسیدانی دستکاری کند تا مکانیسم سم‌زدایی را تسریع کند، متمرکز شده‌اند. این درک مکانیکی در مورد ROS و سیستم آنتی اکسیدان ها را افزایش می دهد و راه را برای دانشمندان کشاورزی در توسعه محصولات متحمل برای دستیابی به پایداری تحت شرایط متغیر محیطی هموار می کند.

افزایش عوامل تنش غیرزیستی به یک عامل اصلی تبدیل شده است. تهدیدی برای پایداری تولید محصولات زراعی این وضعیت باعث شده است که راه‌هایی اندیشیده شود که می‌تواند به انجام اقدامات بالقوه کمک کند. که برای درک تأثیر عوامل تنش غیرزیستی بر عملکرد محصولات زراعی و مکانیسم‌هایی که این عوامل بر گیاهان تأثیر می‌گذارند، ضروری است. اکنون آشکار شده است که تنش غیرزیستی بر رشد و نمو گیاه در هر مرحله از زندگی تأثیر منفی می گذارد. گیاهان با محیط در حال تغییر با تنظیم در سطوح فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی سازگار می شوند. مکانیسم های احتمالی درگیر در اثرات منفی عوامل استرس غیرزیستی تولید بیش از حد گونه های اکسیژن فعال (ROS) است. آنها مکانیسم های فیزیولوژیکی و مولکولی را تغییر می دهند که منجر به عملکرد ضعیف گیاهان می شود. با این حال، گیاهان می توانند با القای سیستم های آنتی اکسیدانی به عنوان اولویت با این اثرات نامطلوب مقابله کنند. با این وجود، نقش دوگانه ROS اکنون مشخص شده است که شواهدی برای تنظیم متابولیسم گیاه به طور مثبت به شیوه‌ای وابسته به غلظت فراهم می‌کند. تحت شرایط تولید ROS بالا، سیستم آنتی اکسیدانی نقش عمده ای در کاهش اثرات ROS ایفا می کند. بنابراین، تولید ROS و سیستم آنتی اکسیدانی با شرایط استرس غیرزیستی در هم تنیده شده اند. آنتی اکسیدان ها توانایی حفظ ثبات در متابولیسم را دارند تا از اختلالات ناشی از اختلالات محیطی جلوگیری کنند.

The present edited book is an attempt to update the state of art of the knowledge on metabolism of ROS and antioxidants and their relationship in plant adaptation to abiotic stresses involving physiological, biochemical and molecular processes. The chapters are much focused on the current climate issues and how ROS metabolism can manipulate with antioxidant system to accelerate detoxification mechanism. It will enhance the mechanistic understanding on ROS and antioxidants system and will pave the path for agricultural scientists in developing tolerant crops to achieve sustainability under the changing environmental conditions.

The increase in abiotic stress factors has become a major threat to sustainability of crop production. This situation has led to think ways which can help to come out with potential measures; for which it is necessary to understand the influence of abiotic stress factors on crops performance and the mechanisms by which these factors impact plants. It has now become evident that abiotic stress impacts negatively on plant growth and development at every stage of plant’s life. Plants adapt to the changing environment with the adjustment at physiological, biochemical and molecular levels. The possible mechanisms involved in the negative effects of abiotic stress factors are excess production of reactive oxygen species (ROS). They alter physiological and molecular mechanisms leading to poor performance of plants. Plants however, are able to cope with these adverse effects by inducing antioxidant systems as the priority. Nevertheless, the dual role of ROS has now been ascertained which provides an evidence for regulation of plant metabolism positively on a concentration-dependent manner. Under conditions of high ROS production, the antioxidant system plays a major role in diminishing the effects of ROS. Thus, ROS production and antioxidant system are interwoven with abiotic stress conditions. The antioxidants have the capacity to hold the stability in metabolism in order to avoid disruption due to environmental disturbances.