Menu

Az utóbbi évek kutatási eredményei

Növények stimulációja kémiai stresszorokkal, és ennek mechanizmusa
Témavezető :
Dr. Keresztes Áron1

Résztvevők :
Dr. Nyitrai Péter2 , Dr. Óvári Mihály3 , Czövek Pálma2 , Mayer Marianna1,2 , Kovács Erika1,2

ELTE Növényszervezettani Tanszék1 , Növényélettani és Molekuláris Növénybiológiai Tanszék2 , Szerves Kémiai Tanszék3

Világszerte nagy anyagi és szellemi ráfordítással kutatják a nehézfémek és más környezetkárosító anyagok toxikus hatásait. Sokkal kevesebb figyelem esik viszont arra a tényre, hogy ugyanezen ágensek kellően kicsiny (szubmikromólos) koncentrációkban alkalmazva nemcsak hogy nem károsítják a növényeket, hanem éppenséggel jótékony hatást fejtenek ki rájuk. Fejlődő szervekben ez a szintetikus anyagcserefolyamatok serkentését, öregedő levelekben pedig a szeneszcencia gátlását, vagy visszafordítását jelenti.


OTKA-pályázataink keretében számos kísérletet folytattunk ennek a jelenségnek a megismerésére. Kiválasztottuk az alkalmas objektumokat, ágenseket, és a kezelések paramétereit. Azt találtuk, hogy a serkentés (stimuláció) legjobb markerei a klorofill (Chl)-tartalom, valamint a CO2 -beépítés növekedése, ill. idősödő levelekben a kloroplasztiszok ultrastruktúrájának megváltozása.


Intakt csíranövényekkel, vagy gyökeresedő levelekkel dolgozva a hidroponikus (gyökéren át történő) kezelés az aktív citokinin (CK) szint növekedését váltotta ki a gyökérben, ami a levélbe transzportálódva az említett serkentő-fiatalító hatáshoz vezetett. Nem gyökeresedő levágott levélben hasonló hatás mellett azonban a CK szint nem növekedett, tehát a CK-szerű hatást nem CK közvetítette.. Közös a kétféle modellben a PIP2 - IP3 /DAG, protein kináz C, MAPK (ERK1-ERK2) jelpálya aktiválódása. A válasz viszont az ágenssel kontaktusba kerülő sejt típusától függött ; gyökér-sejtek esetében CK szintézist, levél(mezofillum)-sejtek esetében Chl-felhalmozódást tapasztaltunk.


A válasz független az ágens kémiai természetétől (fémion és herbicid itt egyforma hatású) és nem játszik szerepet benne oxidatív stressz. A hatásmechanizmust tekintve ezek az ismérvek megkülönböztetik a serkentést az elicitálástól. Párhuzamba állítható viszont a stimuláció a stressz-szindróma korai (ellenállási) fázisában már régen leírt, de mechanizmusát illetően alig ismert edződéssel (hardening, eustressz). A folyamatot azáltal tettük vizsgálhatóvá, hogy a kis koncentrációkkal beindítottuk a szignalizációt, de nem tettük lehetővé az ennek pozitív hatásait elfedő károsodást.


Jelenleg környezetbarát ágensekkel folytatunk kísérleteket a gyakorlati hasznosíthatóság érdekében.