Paradicsom sóstressz akklimatizációjának javítása szalicilsav előkezeléssel: a reaktív oxigénformák és a nitrogén-monoxid szerepe

Előnézet	PDF (disszertáció) Download (5MB)
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (208kB)
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (153kB)

Magyar nyelvű absztrakt

A sóstressz világszerte az egyik legjelentősebb stresszféleség, a mezőgazdasági termelés egyik limitáló tényezője, ami a növényekben felborítja a szövetek ionhomeosztázisát és hiperozmotikus stresszt okoz. A paradicsom nagyüzemi termelése gyakran óriási üvegházakban, talajnélküli kultúrákban történik. Ezek a növények sokszor érzékenyebbek a különböző abiotikus (pl. sóstressz) és biotikus stresszhatásokra, mint a hasonló korú, talajban növekvő növények. A paradicsomtermelő országok közül egyes helyeken, pl. Spanyolországban és Izraelben, sokszor magas sótartalmú öntözővíz áll rendelkezésre. Ezért a paradicsom sóstressz rezisztenciájának fokozására komoly összegeket fordítanak. A sótolerancia eléréséhez az egyik lehetséges megoldást a termesztett növények védekező mehanizmusainak kémiai előkezeléssel történő indukálása jelentheti. Ilyen lehet a szalicilsavval (SA) történő exogén előkezelés. A külsőleg alkalmazott SA sóstresszel szembeni rezisztenciát fokozó hatásáról bebizonyosodott, hogy az nagymértékben függ a kezelés módjától, a növény fejlődési stádiumától és az alkalmazott koncentráció nagyságától. Kutatócsoportunk korábbi eredményei alapján elmondható, hogy alacsonyabb SA koncentrációk alkalmazásával (10-7 M és 10-4 M) olyan edzési eljárás dolgozható ki, ami lehetővé teszi a sóstresszel (100 mM NaCl) szembeni rezisztencia kialakítását talaj nélküli kultúrákban nevelt paradicsom növényben (Szepesi és mtsai, 2009.). A korábbi kutatási eredmények alapján megállapítható, hogy a 10-4 M-os koncentrációjú, hosszú időtartamú SA előkezelés javítja a paradicsom sóstressz rezisztenciáját (Tari és mtsai. 2002.), a 10-7 M-os koncentráció nem hatásos, míg a 10-3 M-nál nagyobb SA koncentrációk a növények pusztulását okozzák. Az előkezelések hatására indukálódik az abszcizinsav (ABS) bioszintézis, de az ABS koncentrációja csak a 10-4 M-os SA előkezelést kapott növényekben marad tartósan magas. Az előkezelést követő sóstressz akklimatizáció során aktiválódnak az antioxidáns enzimek is, mint például az aszkorbát-peroxidáz (APX), a szuperoxid-dizmutáz (SOD), a kataláz (KAT) valamint a glutation S-transzferáz (GST) (Szepesi és mtsai. 2009.). A sikeresen akklimatizálódó a 10-4 M SA-val előkezelt növények levelében megemelkedik a putreszcin (Put), gyökerekben a spermidin (Spd) és a spermin (Spm) szintje, ami által a halofita növényekre jellemző poliamin spektrum alakul ki (Szepesi és mtsai. 2009.). Munkám során célom volt annak megállapítása, hogy milyen biokémiai és fiziológiai folyamatok állnak a széles koncentráció intervallumban alkalmazott SA előkezelések hátterében. Vizsgáltam, hogy az egyes SA előkezelések hogyan befolyásolják a különböző stresszrezisztencia markereket, a növekedésszabályozó anyagok közül az etilén és a poliaminok szöveti koncentrációját, valamint a ROS és NO akkumulációját az előkezelések ideje, azaz a „priming” alatt és mindez miképp járul hozzá/hozzájárul-e a sóstresszel szembeni rezisztencia kialakításához, vagy ellenkező esetben a növényi egyedek pusztulásához. A SA sóstressz akklimatizációt fokozó hatásának egyik oka az ozmotikus adaptáció kialakulása, mely szorosan összefügg a cukrok akkumulációjával. Mivel a cukrok akkumulációja szorosan kapcsolódhat a fotoszintetikus folyamatokkal, megnéztük, hogyan változnak az „edződés” alatt a fotoszintézissel kapcsolatos fiziológiai markerek és mindez hogyan járul hozzá a sikeres akklimatizáció kialakulásához. A SA magas koncentrációban (10-3 M SA) csökkentette a sztómakonduktanciát és ezáltal a CO2 asszimiláció sebességét a kontrollhoz képest. Ezzel ellentétben a sztómakonduktancia átmeneti gátlása a 10-4 és a 10-7 M-os SA-val kezelt paradicsom növényeknél a 3 hetes előkezelés végére megszűnt a nevelési fényintenzitáson. A SA alacsonyabb koncentrációinál nem alakult ki különbség a fotoszintetikus pigmentek mennyiségében, illetve a klorofill a fluoreszcencia indukciós paraméterekben sem az előkezelés ideje alatt. A sóstressz önmagában erőteljes sztómazáródást eredményezett, csökkentette a klorofill-a, a klorofill-b, valamint a karotinoidok mennyiségét, gátolta a fotoszintézis primer fotokémiai folyamatait, csökkentette az összcukortartalmat és mérsékelte a CO2 asszimiláció sebességét is. Ezzel szemben a 10-4 M SA-val előkezelt növényekben a sókezelt kontrollhoz képest növekedett a fotoszintézis hatékonysága, a fotoszintetikus pigmentek mennyiségének fokozásán, a sztómakonduktancia és a CO2 asszimiláció sebességének növelésén keresztül, ami mellett az összcukor mennyiségének növekedése a növények gyökerében, a hatékony fotoszintézis mellett hozzájárult a sikeres akklimatizáció szempontjából fontos ozmotikus adaptáció kialakulásához...

Tétel nézet