Plant Senescence -Program cell death (PCD) -การตายของเซล์พืชเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืชที่จำเป็นต้องเกิดขึ้น และเป็นองค์ประกอบของการตอบสนองต่อความเครียดจากสิ่งมีชีวิต (biotic stress) และสิ่งไม่มีชีวิต (abiotic stress) -เป็นกระบวนการที่มีการควบคุมตั้งแต่การเริ่มต้น (initiation) และการก่อให้เกิดการตายของเซลล์ (execution) โดยพืช -สรุป: เป็นกลไกในการควบคุมการตายของ cell อย่างเป็นระบบ

-แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ 1. การวาย (senescence) และ 2. Hypersensitive response (HR) การตายของ cell เพื่อการตอบสนองที่รวดเร็ว -Senescence: เป็นกระบวนการที่ตายของ cell ของเนื้อเยื่อพืชที่เกิดขึ้นช้า ๆ ซึ่งเกิดขึ้นในวาระสุดท้ายของวงจรอายุของเนื้อเยื่อชนิดนั้น ๆ -HR: เป็นการตอบสนองต่อการเข้าทำลายของเชื้อโรคผ่านการตอบสนองโดยสั่งการให้ cell ที่อยู่รอบๆ บริเวณที่เชื้อโรคเข้าทำลายเพื่อเป็นการตัดการแพร่ระบาดและตัดการขนส่งอาหารไปให้เชื้อโรคนั้นๆ ได้เจริญเติบโต เป็นการจำกัดบริเวณของการทำลายของเชื้อโรค เสมือนหนึ่งเป็นการฆ่าตัวตายหรือเสียสละตัวเองของ cell ที่อยู่ใกล้ๆ บริเวณที่เชื้อโรคเข้าทำลายเพื่อให้ cell หรือเนื้อเยื่อส่วนอื่นๆ อยู่รอด

ภาพข้างบนเป็นการแสดงกระบวนการ Apoptosis หรือ PCD ในเซลล์สัตว์ Chromatin condenses Nuclear and plasma membrane Apoptotic bodies are formed and engulfed by phagocytes Narcosis of damaged cells Rupture of membrane Release of cellular contents Tissue inflammation

Autophagy in Baker’s yeast -Autophagosomes –engulf cytosol (+organelles) then taken into vacuole and hydrolyzed by hydrolytic enzymes. Yeast Plant cell

PCD in cereal aleurone layer shows autophagy.

PCD processes in plant

Overview of Plant Senescence Senescence is PCD process w/ terminal stage of development in both vegetative and reproductive organs. เซลล์ที่วายจะมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างภายในและยังมีกระบวนการ metabolism ปกติ Arabidopsis thaliana

4-O-clock flower มีการวายภายใน 1 วัน 5-6 น. 13-14 น.

ขั้นตอนการเกิดการวาย การวายเป็นกระบวนการที่มีการควบคุม อย่างเข้มงวดซึ่งมีกระบวนการ metabolism ใหม่ถูกสร้างขึ้นมา และกระบวนการ metabolism บางอย่างถูกปิดลง

การวายในใบและผล มีการเปลี่ยนแปลงของ organells ภายใน cell อย่างมาก esp. plastids of mesophylls and parenchyma cells ในเปลือก (pericarp) Chloroplasts of mesophyll cells ของใบและผลอ่อน เปลี่ยนเป็น gorontoplasts และ chromoplasts ก่อนที่โครงสร้างจะยุบตัว

SAG = Senescence-associated gene YG=ระยะใบคลี่เต็มที่; MG1=ใบจากต้นที่ให้ดอก; MG2=ใบจากต้นที่ให้ผล; S1, S2, S3=ใบจากผลระยะต่าง ๆ

Pathway of chlorophyll degradation

ในผลไม้ที่สุกและใบที่เปลี่ยนสีในพืชผลัดใบ การสูญเสีย chlorophyll จะเผยให้เห็น carotenoids ที่มีอยู่แล้วข้างในไม่ได้ เกิดจากการสังเคราะห์ใหม่

แต่บางชนิดมีการสังเคราะห์ carotenoids ขึ้นมาใหม่ผ่าน Isoprenoid pathway เช่น Lycopene ในมะเขือเทศและพริกหวาน

Pigment

Protein metabolism (photosynthesis)

Protein metabolism