Alacsony hőmérsékleti stressztolerancia és antioxidáns aktivitás közti kapcsolat vizsgálata gabonaféléknél = Investigation of the connection between tolerance to low temperature stress and antioxidant activity in cereals

Abstract

A kutatási munka célja a gabonafélék stressztűrő képességének kialakításában szerepet játszó szabályozási folyamatok jobb megismerése volt, különös tekintettel a reaktív oxigénformák mennyiségének szabályozását végző antioxidáns rendszerekre. Több gazdasági növény, elsősorban kukorica és búza esetében jellemeztük az antioxidáns enzimrendszerek hozzájárulását abiotikus stresszfaktorok elleni védelemben. Kimutattuk, hogy a különböző gabonafajok eltérő stratégiákat dolgoztak ki a reaktív oxigénformák mennyiségének szabályozásához. Igazoltuk a fény szerepét a búza maximális fagyállóságának kialakulásában. Ehhez kapcsolódóan bemutattuk a ciklikus elektrontranszportlánc, egyes antioxidánsok, a szalicilsav-metabolizmus, valamint a membránlipidek alakulását eltérő fényviszonyok melletti alacsony hőmérsékleti edzés során. Eredményeink azt mutatják, hogy a szalicilsavfüggő jelátviteli utak szerepének tanulmányozásakor nemcsak magára a szalicilsavra, hanem egyes prekurzorainak a változásaira is figyelemmel kell lenni. Mindemellett bizonyítottuk, hogy intakt levelekben az egy elektronátmenetet megengedő fényfelvillanás általi gerjesztés egy összetett termolumineszcencia sávot eredményez, melynek magasabb hőmérsékleti (40 °C körüli) komponense egy AG-sáv. Jellemeztük az AG termolumineszcencia sávot, és bemutattuk alkalmazását gazdasági növények stressztűrő képességének vizsgálatában. | The research aimed to obtain a better insight into the regulatory processes involved in the development of stress tolerance in cereals, with special regard to antioxidant systems that regulate the quantity of reactive oxygen species (ROS). The contribution of antioxidant enzyme systems to defence against abiotic stress factors was investigated in several crops, particularly maize and wheat. Different cereal species were found to have elaborated diverse strategies for the regulation of ROS quantities. Light was proved to play a role in the achievement of maximum frost resistance in wheat. In this connection, changes occurring in the cyclic electron transport chain, in various antioxidants, in the salicylic acid metabolism and in membrane lipids during low temperature hardening were investigated under varying light conditions. It was found that when studying the role of salicylic acid-dependent signal transduction pathways it is important to consider not only salicylic acid itself, but also changes in its precursors. In addition it was demonstrated that in intact leaves a single turnover flash resulted in a complex thermoluminescence band, the high temperature (~ 40°C) component of which is an AG band. The latter was analysed, and its application in determining the stress tolerance of crops was discussed