| |
A növényi kórokozók által kiváltott biotikus stressz világszerte, így hazánkban is jelentős terméskiesést eredményez a mezőgazdasági növénytermesztésben, éppen ezért kiemelt jelentőségű a növények védekezésének pontosabb megismerése patogénfertőzés során. A kórokozókkal szemben aktiválódó védekezési folyamatok azonban jelentősen eltérhetnek nappal, illetve éjszaka. Éjjel a növények alapvetően gyengébb védekezési válaszokat mutatnak a különböző virális, bakteriális és gomba kórokozókkal szemben, mely többek között nagymértékben a reaktív oxigénformák (ROS) semlegesítésében szerepet játszó enzimatikus antioxidánsok csökkent aktivitására vezethető vissza. A fotoszintetikus termékek metabolizmusa, például a keményítő lebontása a cirkadián óra által szabályozott, mely a különböző napszakokban az elérhető szénhidrátok mennyiségének változása révén szintén jelentős hatást gyakorol a növények védekezésének sikerességére. Mindezek mellett a növényi védekezési válaszok alapvető szabályozói a növényi hormonok, melyek szintézise szintén jelentős napszakfüggést mutat. A biotróf kórokozókkal szembeni védekezés egyik kulcsmolekulája a szalicilsav (SA), melynek szintje éjjeli maximumot mutat, felkészülve a reggeli sztómanyitódást követően a kórokozók támadására. A gombapatogének, mint például a szürkerothadást okozó Botrytis cinerea azonban a növényi sejtfalat hidrolizálva éjjel is hatékonyan képes a kolonizáció megvalósítására. Újabb kutatási eredmények azonban igazolták, hogy az éjszaka alkalmazott vörös fény kezelés hatékonyan képes a védekezési folyamatokat pozitívan befolyásolni, elsősorban a ROS metabolizmusra, valamint a SA szintézisére hatva, mindezek molekuláris mechanizmusa azonban még kevésbé ismert. A pályázat fő célkitűzése a SA szerepének feltárása az éjszaka alkalmazott rövid- és hosszútávú vörös fény előkezelés által indukált védekezési folyamatok szabályozásában, a mezőgazdasági szempontból is fontos paradicsom növényekben. A SA szerepének pontosabb megismerése érdekében kísérleteinket bakteriális SA-hidroxiláz transzgént tartalmazó, SA akkumulációra nem képes NahG mutáns növényeken is elvégeztük. A Botrytis cinerea fertőzéssel szemben kialakuló rezisztencíát mind az újonnan kifejlődött, mind az öreg levelekben megvizsgáltuk különböző időtartamú éjszakai vörös fény előkezelést követően, melynek során a kezelések cukormetabolizmusra, valamint fotoszintetikus aktivitásra gyakorolt hatásait is meghatároztuk (1. ábra). Emellett vizsgálataink a ROS produkció, valamint az antioxidáns enzimek aktivitásának változásaira is kiterjedtek. A kutatás részben megválaszolja azt a kérdést, hogyan vesz részt a SA a vörös fény által indukált, Botrytis cinerea fertőzéssel szembeni rezisztencia kialakításában.
|
|
| |
Főbb eredmények:
- Az éjszaka alkalmazott vörös fény kezelés már 1 hét után fokozza a levelek fotoszintetikus aktivitását és CO2 asszimilációját, mely 3 hét elteltével fokozottabb a felső, fiatal levelekben.
- Az éjszakai vörös fény megvilágítás délben és délután növeli a levelek keményítő és szacharóz szintjét, valamint az alsó levelekben lassítja a forrás-felhasználás átalakulást.
- A vörös fény előkezelés rövid és hosszútávon alkalmazva is képes fokozni a ROS semlegesítésében kulcsszerepet játszó főbb enzimatikus antioxidánsok (pl.: CAT, SOD, POD) aktivitását, mely azonban SA-függő.
- Az éjszakai vörös fény előkezelés csökkenti a Botrytis cinerea fertőzés mértékét már 1 hét elteltével, elsősorban a felső, fiatal levelekben.
|
|
