Summary

Reforestation and sustainability of forest habitats is important in South Hungary and North Serbia, which are partner regions of the present action. Drought, extreme temperatures, soil salinity and heavy metals seriously limit plant growth and affect the success of reforestation efforts. Accumulation of reactive oxygen species (ROS) and oxidative stress is the common component of such environmental stresses, which damages cellular structures and interferes with metabolic processes. Alleviation of oxidative damage is one of the most important component of tolerance to  environmental stresses. Therefore information on oxidative stress is essential to improve abiotic stress tolerance of crops and woody plants. The OXIT project was envisioned to identify and characterize key components of oxidative stress responses and to develop novel strategies to improve drought, salt and heavy metal tolerance of poplar.

The two Hungarian and the Serbian partners will join forces and collaborate to analyse oxidative stress responses of a model and a woody plant (poplar). ROS accumulation, cellular damage, activation of defense will be characterized in several poplar clones possessing different levels of tolerance to drought and heavy metals. Advanced proteomic technologies will be employed to identify such poplar proteins which might have an influence on oxidative stress tolerance. Arabidopsis mutants and transgenic lines with different stress tolerance levels (eg. mutants in proline metabolism, mitochondrial functions or signal transduction) will be characterized by physiological, molecular and proteomic tools to gain information on the regulatory pathways which can alleviate oxidative damage. Information gathered on both species will be shared by the partners and models will be elaborated to generate novel strategies and tools to improve tolerance of poplar to extreme environmental effects.

Összefoglaló

Újraerdősítés és az erdő élőhelyek fenntarthatósága fontos mind Délmagyarország és Észak Szerbia számára, amelyek jelen pályázat partner régiói.  A szárazság, szélsőséges hőmérsékletek, talaj szikesedés és nehézfémek mind nagymértékben limitálják a növények növekedését, és így befolyásolják az újraerdősítési törekvések sikerét. A reaktív oxigén formák (ROS) és az oxidatív stressz közös komponensei az említett környezeti hatásoknak, amelyek károsítják a sejtstruktúrát és az anyagcsere folyamatokat is befolyásolják.  Az oxidatív károsodás enyhítése az egyik legfontosabb komponense a környezeti stresszel szembeni ellenálló képességnek. Ezért az oxidatív stresszel kapcsolatos információ nélkülözhetetlen ahhoz, hogy javítsuk a szántóföldi és fás szárú növények abiotikus stresszel szembeni toleranciáját. Az OXIT projekt célul tűzi ki az oxidatív stressz válaszok kulcsfontosságú komponenseinek meghatározását és jellemzését, valamint új stratégiák kifejlesztését a nyárfa szárazság-, só- és nehézfémmel szembeni ellenálló képességének javításának érdekében.

A két magyar és a szerb partner egyesítik erőiket és együttműködnek, hogy analizálják egy modell növény (Arabidopsis) és egy fás növény (nyárfa) oxidatív stressz-válaszait. A ROS akkumulációját, a sejtszintű károsodást és a védőmechanizmusok aktivációját fogják karakterizálni néhány nyárfa klón esetében, amelyek különböző ellenálló-képességet mutatnak a szárazsággal és a nehézfémekkel szemben. Fejlett proteomikai  technológiát fognak alkalmazni azoknak a nyárfa proteineknek az azonosítására, amelyek befolyásolhatják a az oxidatív stressz toleranciát. A különböző szinteken stressz-toleranciával bíró Arabidopsis mutánsokat és transzgenikus vonalakat (például a prolin metabolizmusban, a mitokondriális funkcióban vagy a jelátvitelben mutánsok) jellemezzük élettani, molekuláris és proteomikai eszközökkel abból a célból, hogy információt nyerjünk azokról a szabályozási útvonalakról, amelyek mérsékelhetik az oxidatív károsodást. A két növényfajról kapott információt a partnerek megosztják  és modellt fognak kidolgozni új stratégia és eszköztár kidolgozásához a nyárfa szélsőséges környezeti tényezőkkel szembeni ellenálló-képességének javítására.