Fajtafüggő élettani és transzkriptszintű változások szárazságstressz hatására búzában

Preview	PDF (thesis) Download (5MB)
Preview	PDF (booklet) Download (199kB)
Preview	PDF (booklet) Download (177kB) | Preview
	PDF (supplement) Restricted to Repository staff only Download (3MB)

Abstract in Hungarian

1. Két, szárazságstresszre toleráns búzafajta összehasonlítása hosszú távú, mérsékelt vízhiány során: - A két, szárazságstresszre toleráns búzafajtában az indukciót mutató gének funkció szerinti osztályozásánál azt az eredményt kaptuk, hogy a vízhiány hatására a Kobomugi tájfajta gyökerébena elsősorban a cisztein-típusú peptidázok transzkript-mennyisége nőtt meg, a Plainsman V genotípus esetében pedig az oxidoreduktázokat, a cisztein-típusú proteázokat, a peroxidázokat, valamint a sejtfallal kapcsolatos fehérjéket kódoló gének dominálták a transzkriptmintázatot. Továbbá a validáláshoz használt GST-k mRNS-szintnövekedése a Kobomugi gyökerekre volt jellemző. A hasonló transzkriptmintázatot mutató gének analízisénél találtunk egy olyan csoportot, amelynek tagjai tartósan magas transzkriptszinten fejeződtek ki a Plainsman V növények gyökerében, míg a Kobomugiban átmeneti kifejeződés-növekedést produkáltak a vízhiány 2. hetében. Ezek a gének különböző funkciójú fehérjéket kódolnak, amelyek többek között a transzkripció-szabályozásban, fehérjemódosításban, jelátvitelben, detoxifikációban, szénhidrát-anyagcserében vesznek részt. - A Plainsman V fajta egy „avoidance” (megelőző) stratégiát folytat mérsékelt aszálystressz esetén, vagyis fenntartja a gyökérnövekedést, ami összefüggést mutat sejtfallal kapcsolatos fehérjéket kódoló gének indukciójával. Ehhez társul még a kevésbé visszafogott CO2 asszimiláció, a kialakuló oxidatív stressz kivédését legalább részben peroxidázokkal végzi, melyek transzkriptszintje nő a vízmegvonás hatására. Ezen változások, valamint a fokozott WUE végső eredménye a mérsékelten visszaesett terméshozam. Ezzel szemben a Kobomugi tájfajta már korábban csökkenti sztómáinak nyitottságát (erősen visszaesett CO2-asszimiláció), amelynek egyik jelentős következménye az oxidatív stressz megjelenése (MDA), és a hatását semlegesítő rendszer beindítása (GST). A kevésbé nyitott sztómák következtében nincs jelentős vízvesztés (az RWC alig csökken), amit támogatnak az újonnan szintetizált ozmotikumok is (szabad prolintartalom, cukrok). Tehát ez a tájfajta az ily módon megtartott vízkészletével próbál gazdálkodni, ami kevesebb termést eredményez, mint pl. Plainsman V esetében. 2. Stressztoleranciájukban eltérő jellegű búzafajták összehasonlítása korlátozott vízellátás során: - A Plainsman V szárazságstresszre toleráns fajta a hosszú távú, mérsékelt aszálystressz során csökkentette leveleinek relatív víztartalmát, pigmentjeinek mennyiségét; megnövelte a szabad prolintartalmat a hajtásban, az ABS-szintet pedig a gyökérben; a vízhasznosítása hatékonyabbá vált a stressz hatására. Az érzékeny Cappelle Desprez esetében nőtt a sztómakonduktancia, és így a transzspiráció is, csökkent a leveleinek a prolintartalma, amelynek következményeként kevésbé hatékonyan hasznosította a rendelkezésére álló vizet; a gyökerekben ABS-t halmozott fel. A toleráns Xiaoyan-54 mérsékelte sztómáinak nyitottságát - csökkent a fotoszintetikus kapacitás, a transzspiráció; a hajtás prolintartalma viszont nőtt, ugyanígy a gyökér ABS-tartalma is. A vízhiányra érzékeny Jing-411 a gyökerében szintén megemelte az ABS-szintet; csökkent gázcserenyílásainak vezetőképessége, továbbá fotoszintézis-redukció jelentkezett nála; leveleinek klorofilltartalma csökkent, ugyanígy a vízhasznosítási hatékonysága is. - A Plainsman V fajta gyökerében azon gének mutattak megnövekedett kifejeződést, amelyek termékei a szénhidrát-anyagcserében vesznek részt (β-glükozidázok, trehalóz-6-foszfát-szintáz), valamint receptor-kináz, illetve kataláz aktivitással bírnak. A katalázok a Xiaoyan-54 esetében is előfordultak, melyek mellett megnövekedett még a dehidrineket, hidrolázokat, aszparagin-szintázt, illetve a glikolízis enzimeit kódoló gének transzkriptszintje. Ami a Cappelle Desprez növények gyökerét illeti, megnőtt a β glükozidázokat kódoló gének átírása, továbbá a dehidrineket, β-galaktozidázokat, lipoxigenázokat, glutation-transzferázokat, citokróm P450 monooxigenázokat, szerin-típusú karboxipeptidázokat, valamint a jázmonsav bioszintézisének enzimeit (allénoxid-szintáz, 12-oxo-fitodiénsav-reduktáz) kódoló gének. A szárazságra érzékeny Jing-411 esetében megemelkedett a Myb-típusú transzkripciós faktorok, dehidrinek, a hősokkfehérjék, a hidrolázok, a nem specifikus lipidáthelyező fehérjék, a glutamin-szintetázok, valamint a Xiaoyan-54 fajtához hasonlóan a glikolízis enzimeinek mRNS szintje. Összegezve, mind a négy fajtában indukálódott a jelátvitel, a nitrogén-anyagcsere, a sejtmegnyúlás, az oxidatív stressz elleni védekezés, csak az egyes fajták különböző géneket aktiváltak ugyanannak a folyamatnak az erősítésére...

View Item