Nehézfém-indukált nitro-oxidatív stressz vizsgálata Brassica fajokban

Előnézet	PDF (disszertáció) Download (2MB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (391kB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (250kB) | Előnézet

Magyar nyelvű absztrakt

Az elmúlt évtizedekben a különböző geológiai és antropogén hatások miatt a környezetbe került nehézfémek mennyisége radikálisan megemelkedett, így azok többé már nem elhanyagolható stresszfaktorok a növények számára. Minden növény képes a számukra esszenciális fémek felvételére és akkumulációjára (pl. réz, mangán, cink), de olyan, nemesszenciális elemek felvétele is megtörténik, amelyeknek nincs ismert biológiai funkciója, vagy károsak lehetnek a növényi szervezetekre nézve. A nehézfémstressz – az egyéb stresszorokhoz hasonlóan – morfológiai változásokat indukál a növény hajtás- illetve gyökérrendszerében (stressz-indukált morfogenetikai válaszok). Mivel a gyökér az első növényi szerv, ami a talajoldatban található nehézfémekkel találkozik, így alapvető fontossággal bír a stresszválaszok tanulmányozása során, ezért elsősorban a gyökérrendszerben tapasztalható változások vizsgálatát tűztem ki kutatásom céljául. Az általam vizsgált két nehézfém, a réz (Cu) és a cink (Zn) esszenciális mikroelem, ám míg a réz redox-aktív (azaz közvetlenül képes reaktív oxigénformák képzésére), addig a cink nem rendelkezik ezzel a tulajdonsággal. Magas koncentrációban mindkettő negatív hatással van a gyökér merisztematikus zónájának életképességére, és így csökkenthetik a gyökérnövekedést, illetve így az egész növény növekedésére negatív hatást gyakorolhatnak. Megfelelő koncentrációban azonban a Zn pozitív hatással van a növekedésre, illetve a Cu serkentheti új merisztematikus régiók és így új oldalgyökerek kialakulását is. A gyökérfejlődést befolyásoló hatásuk mögött többek között a reaktív oxigén (pl. hidrogénperoxid, szuperoxid gyökanion)- és nitrogénformák (pl. nitrogén-monoxid, peroxinitrit) metabolizmusának megváltozása áll. A reaktív oxigénformák (ROF) termelődése a stresszválaszok széles körű kifejeződéséhez kapcsolható, így feltételezhetően azok fontos közvetítő szerepet töltenek be a nehézfémstressz és a stressz-indukált morfogenetikai válaszok kialakulásában, valamint több ponton kapcsolódnak a reaktív nitrogénformák (RNF) jelátviteléhez. Az RNF által kiváltott tirozin nitráció, mint poszttranszlációs módosítás során a peroxinitrit reagál a tirozin aminosavakkal, módosítva a fehérjék szerkezetét, aktivitását. Ezeken kívül a nitrogénmonoxid (NO) mobilis jelmolekulaként is fontos szerepet játszik a gyökérfejlődésben és növekedésben. A ROF és RNF metabolizmusa számos ponton kapcsolódik egymáshoz, emiatt összesített hatásuk jellemzésére a közelmúltban a növénybiológia területén is megjelent a nitro-oxidatív stressz koncepciója, aminek segítségével új formában jellemezhető például a nehézfémek gyökerekre gyakorolt hatása. Kutatásaim során a réz és a cink hatását hasonlítottam össze indiai mustár (Brassica juncea L. Czern.) és olajrepce (Brassica napus L.) növényekben. A két, keresztesvirágúak családjába tartozó faj nagy gazdasági jelentőséggel bír, széles körben termesztik őket olajnövényként, így különösen fontos az abiotikus stressz-toleranciájuk – jelen esetben nehézfémtoleranciájuk – jobb megismerése, összehasonlítása. Gazdasági hasznosításuk mellett léteznek kezdeményezések ezen Brassica fajok fitoremediációs felhasználására vonatkozóan is, így a (haszon)növények nehézfémtoleranciájára vonatkozó ismereteink bővítése igen fontos lehet a jövőre nézve, a környezet nehézfémmel való egyre fokozódó szennyezése miatt.

Tétel nézet