سيستيمين
المهام > دفاع

يلعب السيستمين دورًا حاسمًا في الإشارات الدفاعية في البندورة. إنه يعزز تخليق أكثر من 20 بروتينًا مرتبطًا بالدفاع، وخاصة البروتينات المضادة للتغذية، وبروتينات مسار الإشارة والبروتياز.  أدى الإفراط في التعبير عن البروسيستمين إلى انخفاض كبير في ضرر اليرقات، مما يشير إلى أن المستوى العالي من الحماية التأسيسية يتفوق على آلية الدفاع المحفزة.  ومع ذلك، فإن التنشيط المستمر للبروسيستيمين مكلف، مما يؤثر على النمو وعلم وظائف الأعضاء والنجاح الإنجابي لنباتات البندورة.  عندما تم إسكات السيستمين، كان إنتاج مثبطات الأنزيم البروتيني في البندورة ضعيفًا بشدة، ونمت اليرقات التي تتغذى على النباتات بسرعة أكبر بثلاث مرات.  تسبب HypSys في تغيرات مماثلة في التعبير الجيني في التبغ، على سبيل المثال زاد نشاط البوليفينول أوكسيديز عشرة أضعاف في أوراق التبغ وتسببت مثبطات الأنزيم البروتيني في انخفاض بنسبة 30٪ في نشاط الكيموتربسين خلال ثلاثة أيام من الإصابة.  عندما تم التعبير عن HypSys بشكل مفرط في التبغ، كان وزن اليرقات التي تتغذى على النباتات المعدلة وراثيا بعد عشرة أيام من التغذية، يزن نصف وزن تلك التي تتغذى على النباتات العادية.  يزداد تركيز بيروكسيد الهيدروجين في أنسجة الأوعية الدموية عند تحفيز إنتاج السيستمين أو HypSys أو AtPep1، وقد يكون هذا أيضًا متورطًا في بدء المقاومة الجهازية المكتسبة.
كما أن نباتات البندورة التي تفرط في التعبير عن السيستمين قد راكمت أيضًا HypSys ولكنها لم تفعل ذلك إذا تم إسكات سلائف السيستمين، مما يشير إلى أنه في الطماطم، يتم التحكم في HypSys بواسطة Systemin. كل من ببتيدات HypSys الثلاثة الموجودة في الطماطم قادرة على تنشيط تخليق وتراكم مثبطات الأنزيم البروتيني.  عندما يتم إسكات HypSys، ينخفض إنتاج مثبطات الأنزيم البروتيني الناجم عن الجرح إلى النصف مقارنة بالنباتات البرية، مما يشير إلى أن كلا من Systemin وHypSys مطلوبان لاستجابة دفاعية قوية ضد الحيوانات العاشبة في الطماطم.
عند تطبيقه من خلال أعناق مقطوعة في نبات البطونية ، لم يحفز HypSys إنتاج مثبطات الأنزيم البروتيني، بل زاد بدلاً من ذلك التعبير عن الديفينسين، وهو الجين الذي ينتج بروتينًا يدخل في الأغشية الميكروبية، ويشكل المسام.  يتم أيضًا تحفيز تعبير Defensin بواسطة AtPEP1.
أنتجت نباتات البندورة، التي تفرط في التعبير عن السيستمين، مركبات عضوية متطايرة (VOCs) أكثر من النباتات العادية، ووجدتها الدبابير الطفيلية أكثر جاذبية.  ينظم السيستمين أيضًا التعبير عن الجينات المشاركة في إنتاج المركبات العضوية المتطايرة النشطة بيولوجيًا. تعتبر مثل هذه الاستجابة حاسمة إذا أردنا أن تكون الدفاعات المضادة للتغذية فعالة، لأنه بدون الحيوانات المفترسة، فإن الحشرات النامية ستستهلك المزيد من المواد النباتية أثناء استكمال نموها. من المحتمل أن يتم تنظيم إنتاج المركبات العضوية المتطايرة من خلال مسارات مختلفة،  بما في ذلك مسار الأوكسيليبين الذي يصنع ألدهيدات حمض الجاسمونيك والكحوليات التي تعمل على التئام الجروح.
قد تسمح AtPeps المختلفة لرشاد أذن الفأر بالتمييز بين مسببات الأمراض المختلفة. عندما يتم تلقيحها بالفطر والطلائعيات البيضية والبكتيريا، تباينت الزيادات في تعبير AtPep اعتمادًا على العامل الممرض. كان نبات رشاد أذن الفأر ذو التعبير الجبيني المفرط ل AtProPep1  أكثر مقاومة لفطر {{لات|Phythium irregulare}}.
لم يؤثر إسكات السيستمين على قدرة نبات المغد الأسود على مقاومة الحيوانات العاشبة ، وعند التنافس ضد النباتات العادية، أنتجت النباتات التي أسكت فيها السيستمين المزيد من الكتلة الحيوية الهوائية والعوزات. عند اقتيات الحشرات على النبات، تراجع إنتاج السيستمين في المغد الأسود على عكس الببتيدات الأخرى التي رفع إنتاجها عند هجوم الحشرات.  على النقيض من ذلك، تم تنظيم HypSys وتنشيط تخليق مثبطات البروتياز.  ارتبط التنظيم بالإنقاص للسيستمين بزيادة كتلة الجذر ولكنه لم يقلل من كتلة البراعم، مما يدل على أن السيستمين يمكن أن يسبب تغيرات في النمو نتيجة للحيوانات العاشبة، مما يسمح للنبات بتحمل الإصابة، بدلاً من مقاومة الهجوم بشكل مباشر. تأثرت جذور البندورة أيضًا بسيستمين الطماطم، حيث زاد نمو الجذور عند التراكيز العالية من سيستمين البندورة. ومن خلال تخصيص المزيد من الموارد للجذور، يُعتقد أن النباتات المعرضة للهجوم تخزن الكربون ثم تستخدمه لإعادة النمو عندما ينتهي الهجوم.  أدى الإفراط في التعبير عن AtPEP1 أيضًا إلى زيادة الكتلة الحيوية للجذر والبتيلة في رشاد أذن الفأر .