Polyamine (PA) là polycation hữu cơ có khối lượng phân tử thấp có nguồn gốc từ axit amin. Về mặt cấu trúc, PA là chuỗi aliphatic chứa hai hoặc nhiều nhóm amin. Ở thực vật, các PA được nghiên cứu tốt nhất là diamine putrescine (Put), triamine spermidine (Spd) và tetraamine spermine (Spm). Thực vật cũng sản xuất ra một đồng phân của Spm, thermospermine (Tspm), có vai trò quan trọng trong sự phát triển của mô mạch. Cadaverine (Cad) là một diamine khác được sản xuất từ ​​lysine, cũng đóng vai trò sinh lý ở thực vật. PA có thể được coi là chất điều hòa sinh trưởng thực vật với các ứng dụng tiềm năng trong nông nghiệp và công nghệ sinh học thực vật. Việc sử dụng các phương pháp tiếp cận hóa học hoặc di truyền nhằm mục đích thao túng mức PA nội sinh đã chứng minh sự tham gia của chúng vào nhiều khía cạnh của sự phát triển thực vật. Những điều này bao gồm nảy mầm hạt, phát triển rễ, kiến ​​trúc thực vật, tái sinh thực vật trong ống nghiệm, ra hoa, lão hóa, chín quả và phản ứng của thực vật đối với các căng thẳng phi sinh học và sinh học. Ví dụ, ngâm hạt giống trước bằng PA cải thiện đáng kể khả năng nảy mầm và năng suất cây con trong điều kiện môi trường bất lợi. PA cũng điều chỉnh hình thái thực vật in vivo và quá trình hình thành cơ quan thực vật in vitro tùy thuộc vào tỷ lệ Put/Spd. Phun PA cho cây cảnh làm chậm tuổi thọ bình hoa và cải thiện đáng kể các đặc điểm chất lượng hoa. Xử lý trước bằng chất ức chế sinh tổng hợp hoặc dị hóa PA là những phương pháp tốt để làm chậm quá trình lão hóa thực vật, trong khi sự suy giảm di truyền của hypusine, một dẫn xuất của Spd, cũng làm chậm quá trình lão hóa. Nồng độ PA tăng cao là một trong những dấu hiệu chuyển hóa đáng chú ý nhất ở thực vật tiếp xúc với hạn hán, độ mặn, giá lạnh và nhiệt độ cao, đây là những căng thẳng phi sinh học chính ảnh hưởng xấu đến sự phát triển và năng suất thực vật trên toàn thế giới. Bằng chứng thuyết phục chỉ ra rằng việc sử dụng PA ngoại sinh dẫn đến phản ứng bảo vệ đối với các thiệt hại do các căng thẳng phi sinh học khác nhau gây ra. Sự biểu hiện quá mức của một số gen chuyển hóa PA ở nhiều loài thực vật đã được chứng minh là tạo ra khả năng chịu đựng các căng thẳng phi sinh học và sinh học. Do đó, việc thao tác hóa học hoặc di truyền đối với nồng độ PA có ứng dụng thực tế trong việc cải thiện khả năng chịu đựng căng thẳng. Việc điều chỉnh chuyển hóa PA cũng có thể được sử dụng để kiểm soát quá trình chín và thối rữa sau thu hoạch của quả, cũng như cải thiện các đặc điểm chất lượng quả. Các PA có nguồn gốc thực vật trong chế độ ăn uống được coi là rất quan trọng đối với dinh dưỡng và sức khỏe con người vì chúng chứa hàm lượng Put và/hoặc Spd tương đối cao, vốn là nguồn chính cung cấp PA cho cơ thể.

Abstract:

Polyamines (PAs) are low-molecular-mass organic polycations derived from amino acids. Structurally, PAs are aliphatic chains containing two or more amine groups. In plants, the best studied PAs are the diamine putrescine (Put), the triamine spermidine (Spd) and the tetraamine spermine (Spm). Plants also produce an isomer of Spm, thermospermine (Tspm), that has an important role in vascular tissue development. Cadaverine (Cad) is another diamine that is produced from lysine, which also plays physiological roles in plants. PAs can be regarded as plant growth regulators with potential applications in agriculture and plant biotechnology. The use of chemical or genetic approaches aiming at the manipulation of endogenous PA levels has demonstrated their involvement in many aspects of plant development. These include seed germination, root development, plant architecture, in vitro plant regeneration, flowering, senescence, fruit ripening and plant responses to abiotic and biotic stresses. For example, pre-soaking seeds with PAs significantly improves seed germination and seedling performance under adverse environmental conditions. PAs also regulate plant morphology in vivo and plant organogenesis in vitro depend