Növényi Molekuláris Biológia Osztály

A  gabonafélék környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodásának molekuláris hátterét vizsgáljuk.  Kiemelten foglalkozunk a fény és hő érzékeléséért  felelős jelátviteli folyamatokkal, a redox-homeosztázissal  és  a nitrogén hasznosítási  hatékonysággal.

Tudományos tanácsadó, osztályvezető: 

A magasabb rendű növények, így a gabonafélék is helyhez kötöttek, ezért alkalmazkodniuk kell a környezeti tényezők folyamatos változásaihoz. Az őszi gabonaféléknek mind a téli fagyokat, mind a nyári kánikulát el kell viselniük. Ezen kívül alkalmazkodniuk kell a nappalhossz és a fényviszonyok változásaihoz is, melyek befolyásolják az anyagcseréjüket, a fotoszintézisük hatékonyságát és a virágzásuk idejét. Erre a plasztikus alkalmazkodásra növények azért képesek, mert fotoszenzoraikkal érzékelik a fény erősségének és spektrumának módosulását, valamint a sejtjeiket borító membránstruktúráik segítségével a hőmérséklet változását.  Az osztályon azokat a molekuláris jelátviteli folyamatokat kutatjuk, melyek a környezeti változások érzékelésétől elvezetnek az alkalmazkodást szabályozó regulátor génekhez.  A fotoreceptorok közül főleg a vörös és a kék fény változását érzékelő fitokrómoknak, illetve kriptokrómoknak a fagyállóság kialakításában betöltött szerepét vizsgáljuk. Szintén tanulmányozzuk a környezeti tényezők változásának a redox-homeosztázisra kifejtett hatását. Ezeknek a kísérleteknek a fontos része a transzkripciót szabályozó mikro-RNS-ek kutatása. Ezen kívül vizsgáljuk a talajból felvehető nitrogén hasznosítását, mely nagymértékben befolyásolja a növények biomasszájának gyarapodását és ezáltal a termés mennyiségét is.

A redukálószerek hatása a kukorica növekedésére és génkifejeződésére

A redukálószerek hatása a kukorica növekedésére és a tioredoxin5 fehérjét kódoló gén kifejeződésre. Az aszkorbinsav (A, ASA) és a ditiotreitol (B, DTT) növekvő koncentrációi gátolják a kukorica növekedését és a tioredoxin5 fehérjét kódoló gén kifejeződéséjt (C)

Fotó: Gulyás Zsolt

Arabidopsis

A CBF14 génnel transzformált lúdfű vonalak túlélik a fagyot, míg a nem transzformáns Columbia növények nem.

Fotó: Gierczik Krisztián

Az osztály válogatott publikációi: 

Novák A, Boldizsár Á, Gierczik K, Vágújfalvi A, Ádám É, Kozma-Bognár L, Galiba G (2017) Light and Temperature Signalling at the Level of CBF14 Gene Expression in Wheat and Barley. Plant Molecular Biology Reporter 35(4): 399–408. DOI 10.1007/s11105-017-1035-1

Novák A, Boldizsár Á, Ádám É, Kozma-Bognár L, Majláth I, Båga M, Tóth B, Chibbar R, Galiba G (2016) Light-quality and temperature  dependent CBF14 gene expression modulates freezing tolerance in cereals. J. Exp. Bot. 67:1285-1295. doi: 10.1093/jxb/erv526

Boldizsár Á., Vanková R., Novák A, Kalapos B, Gulyás Z, Pál M, Floková K, Janda T, Galiba G, Kocsy G (2016) The mvp2 mutation affects the generative transition through the modification of transcriptome pattern, salicylic acid and cytokinin metabolism in Triticum monococcum. J. Plant Physiol. 202:21-33. DOI: 10.1016/j.jplph.2016.07.005

Dory M, Doleschall Z, Nagy SK, Ambrus H, Mészáros T, Barnabás B, Dóczi R (2016) Kinase-Associated Phosphoisoform Assay: A Novel Candidate-Based Method to Detect Specific Kinase-Substrate Phosphorylation Interactions In Vivo. BMC Plant Biol 16:204 DOI: 10.1186/s12870-016-0894-1

Kalapos B, Dobrev P, Nagy T, Vítámvás P, Györgyey J, Kocsy G, Marincs F, Galiba G (2016) Transcript and hormone analyses reveal the involvement of ABA-signalling, hormone crosstalk and genotype-specific biological processes in cold‐shock response in wheat. Plant Science 253: 86–97. doi: 10.1016/j.plantsci.2016.09.017

Monostori I, Árendás T, Hoffman B, Galiba G, Gierczik K, Szira F, Vágújfalvi A (2016):  Relationship between SPAD value and grain yield can be affected by cultivar, environment and soil nitrogen content in wheat. Euphytica  211: 103–112. doi:10.1007/s10681-016-1741-z

Gulyás Zs, Boldizsár A,  Novák A, Szalai G, Pál M, Galiba G,  Kocsy G (2014) Central role of the flowering repressor ZCCT2 in the redox control of freezing tolerance and the initial development of flower primordia in wheat BMC Plant Biol. 14:91. doi: 10.1186/1471-2229-14-91

Kocsy G, Tari I,  Vanková R, Zechmann B, Gulyás Zs, Poór P, Galiba G  (2013) Redox control of plant growth and development. Plant Sci. 211:77– 91. doi: 10.1016/j.plantsci.2013.07.004

Soltész A, Smedley M, Vashegyi I, Galiba G, Harwood  W, Vágújfalvi A (2013) Transgenic barley lines prove the involvement of TaCBF14 and TaCBF15 in the cold acclimation process and in frost tolerance. J. Exp. Bot. 64:1849-1862. doi:10.1093/jxb/ert050

Dóczi R, Ökrész L, Romero AE, Paccanaro A, Bögre L (2012) Exploring the evolutionary path of plant MAPK networks. Trends Plant Sci 17: 518-25. DOI: 10.1016/j.tplants.2012.05.009

Az osztály szolgáltatásai: 

Gabonafélék, illetve egyéb gazdasági növények fagyállóságának tesztelése mesterséges körülmények között növénynevelő kamrában kutatóintézetek, illetve cégek számára. Üvegházban, illetve növénynevelő kamrákban használt LED alapú fényforrások világítás programjának optimalizálása cégek számára.

Az osztály hazai és nemzetközi együttműködései: 
Ádám Éva, Kozma-Bognár László, MTA SZBK, Szeged
Hoffmann Borbála - Pannon Egyetem, Növénytudományi és Biotechnológiai Tanszék, Keszthely
Simonné Sarkadi Livia, Szent István Egyetem, Élelmiszertudományi Kar, Budapest
Wendy Harwood, John Innes Centre, Department of Crop Genetics, Nagy Britannia
Radomíra Vanková, Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences, Csehország
Luigi Cattivelli Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura, Olaszország
Ravindra Chibbar, Monica Baga, Karen Tanino University of Saskatchewan, Kanada
Jorge Dubcovsky, University of California, USA
Maria Müller, Karl-Franzens University, Graz, Ausztria
Majdik Kornélia, Babes-Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár, Románia
Tamas Dalmay, University of East Anglia, Egyesült Királyság
Yingyin Yao, China Agricultural University, Peking, Kína
Andreas Börner, IPK Gatersleben, Németország
Kerstin Neumann, IPK, Gatersleben, Németország

MTA TTK, Dr. Reményi Attila: MAPK szubsztrátok rendszerbiológiája

ELTE TTK, Biológiai Intézet, Biokémiai Tanszék, Dr. Dosztányi Zsuzsanna: MAPK szubsztrátok rendszerbiológiája

Department of Phototrophic Microorganisms, Institute of Microbiology, Czech Academy of Sciences, trebon, Czeh Republic, Dr. Katerina Bisova ): MAPK jelátvitel Chalmydomonas reinhardtii modell mikroalgában

Royal Holloway, University of London, UK, Bögre László: MAPK jelátvitel szerepe növényi fejlődési folyamatokban

Tudományos tanácsadó: 
Tudományos munkatárs: 
Intézeti mérnök: