Fajtafüggő élettani és transzkriptszintű változások szárazságstressz hatására búzában

Szécsényi Mária
Fajtafüggő élettani és transzkriptszintű változások szárazságstressz hatására búzában.
Doctoral thesis (PhD), University of Szeged.
(2011) (Unpublished)

[thumbnail of Doktori__rtekez_s.pdf]
Preview
PDF (thesis)
Download (5MB)
[thumbnail of PhD_tezisek_magyarul.pdf]
Preview
PDF (booklet)
Download (199kB)
[thumbnail of 2010_szecsenyi_maria_tezis_eng.pdf]
Preview
PDF (booklet)
Download (177kB) | Preview
[thumbnail of 2010_szecsenyi_maria_melleklet.tgz] 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...

Item Type: Thesis (Doctoral thesis (PhD))
Creators: Szécsényi Mária
Title of the thesis in foreign language: Cultivar-dependent physiological and transcriptional changes during drought stress in wheat
Supervisor(s):
Supervisor
Position, academic title, institution
MTMT author ID
Györgyey János
tudományos főmunkatárs, PhD, MTA SZBK
UNSPECIFIED
Subjects: 01. Natural sciences > 01.06. Biological sciences
Divisions: Doctoral School of Biology
Discipline: Natural Sciences > Biology
Language: Hungarian
Date: 2011. February 04.
Item ID: 597
MTMT identifier of the thesis: 2774822
doi: https://doi.org/10.14232/phd.597
Date Deposited: 2011. Feb. 15. 12:50
Last Modified: 2020. Jul. 16. 11:32
Depository no.: B 4838
URI: https://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/597
Defence/Citable status: Defended.

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year