A fény és a mérsékelt vízhiány hatása a szén és nitrogénasszimilációra különböző haszonnövények hidegakklimációja alatt

Projekt azonosító: 

NKFIH K120028

Megvalósítási időszak: 

2017-2020

 A projekt keretében C3, C4-es egyszikű, valamint egyes kétszikű haszonnövények szuboptimális hőmérsékleti viszonyok alatti asszimilációs és stresszellenállóságbeli képességét vizsgáljuk eltérő megvilágítás és vízellátottság mellett. Elsősorban arra keressük a választ, hogy a mérsékelt szárazság képes-e fenntartani/fokozni az anyagcserét, hogyan hat erre a fény és melyek az eltérések az egyes fajok között.

Projektvezető: 

A globális klímaváltozás miatt egyre gyakoribbak a hőmérsékleti vagy csapadékeloszlási szélsőségek. A környezeti tényezők gyors változása az alkalmazkodás megváltozását okozza a növényekben. Az alacsony hőmérséklet és a vízhiány két meglehetősen fontos, növekedést befolyásoló tényező. Korábbi vizsgálataink során hidegtűrés kialakulásához vezető potenciális géneket, valamint anyagcsere utakat sikerült azonosítani búzában, melyek génexpressziója fényfüggést mutatott. Kevésbé ismert azonban a fényintenzitás és a mérsékelt vízhiány együttes hatása az asszimilációs folyamatokra hidegakklimáció alatt.

Előzetes eredményeink megerősítették, hogy a fényintenzitás és a mérsékelt szárazság külön-külön és együttesen is serkentik a durumbúza szén- és nitrogénasszimilációját alacsony hőmérsékleten. Felmerült a kérdés, hogyan változik az asszimiláció, a nettó fotoszintetikus aktivitás és a cukorszintézis a hidegperiódus hosszától és a dehidratáltság mértékétől függően.

A kérdések biológiai hátterét búza-, durumbúza és kukorica fajtákban vizsgáljuk élettani, biokémiai és genetikai szinten. A kutatás során arra keressük a választ, hogy mekkora az a vízvesztés, amely képes elősegíteni a hideghez való sikeresebb alkalmazkodást, fenntartani az anyagcsere folyamatok szintjét és állandóságát, vagyis biztosítani a növekedés és fejlődés – ezáltal a terméshozatal zavartalanságát.

Továbbá vizsgálni fogjuk a reaktív aldehidformák anyagcseréjét és a vizsgált búza- és kukoricafajok toleranciáját is mesterséges reaktív aldehid válasz kiváltásával, valamint a kombinált fény és a mérsékelt szárazság hatásának különbségeit a vizsgált C3 és C4 fotoszintézis utat követő fajokban. Vizsgálataink elvégzése során várhatóan közelebb kerülünk az enyhe szárazság hideg alatti előnyös hatásainak a megismeréséhez búzában és kukoricában.

A levelek hamisszínes képe eltérő fluoreszcencia intenzitásra utal. A számadatok jól mutatják, hogy az alacsony hőmérsékleten mind az alacsony fény, mind a mérsékelt szárazság növeli a 2. fotokémiai rendszer effektív kvantumhatásfokát.

Az Mv Makaróni (fagytűrő) és MvTD10-10 (fagyérzékeny) durumbúza fajták klorofill-a fluoreszcencia indukciós analízis képi megjelenítése (Imaging). A levelek hamisszínes képe eltérő fluoreszcencia intenzitásra utal. A számadatok jól mutatják, hogy az alacsony hőmérsékleten mind az alacsony fény, mind a mérsékelt szárazság növeli a 2. fotokémiai rendszer effektív kvantumhatásfokát.

Fotó: Dr. Majláth Imre

A projekt és a kísérletek sematikus vázlata

A projekt és a kísérletek sematikus vázlata.

Ábra: Dr. Majláth Imre

Projektben résztvevő partnerek: