A szárazság és hőstressz hatása a búza pollen-bibe kölcsönhatására, megtermékenyülésére és szemfejlődésére

Projekt azonosító: 

OTKA K 108644

Megvalósítási időszak: 

2014-2018

A búza virágzása előtt és megtermékenyülése során fellépő együttes hő- és szárazságstressz élettani hatását valamint a szaporítószervek mikromorfológiai és molekuláris változásait vizsgálják a stressz adaptáció komplex jellemzése érdekében.

Projektvezető: 

A szárazság és napjainkban a klímaváltozás következtében egyre nagyobb gyakorisággal fellépő hőstressz a növényi produkciót a molekuláris, biokémiai és fiziológiai folyamatok megzavarásán keresztül leginkább csökkentő környezeti tényező. Annak ellenére, hogy a két környezeti stresszor a gabonafélék életciklusának szaporodási fázisa során együttesen lép fel, egyidejű hatásuk kevésbé tanulmányozott. A projektben részt vevő kutatók a szimultán hő- és szárazságstressz növényi ivarsejtekre és szervekre gyakorolt hatását tanulmányozzák annak érdekében, hogy feltárják a búza abiotikus stressz adaptációját meghatározó faktorokat. Komplex megközelítést alkalmaznak, amely citológiai, szövettani és élettani vizsgálatokat, transzkriptom szekvenálást és proteomikai elemzést foglal magába. A hiánypótló konfokális lézerszkenning mikroszkópos és elektronmikroszkópos vizsgálatok feltárják a stresszorok szervek anatómiájára és azon keresztül funkcióképességére gyakorolt hatását, valamint összehasonlító alapot nyújtanak a fiziológiai, transzkriptomikai és proteomikai vizsgálatokhoz. Vizsgálataik során szerv specifikus és stressz indukált géneket és fehérjéket határoznak meg, illetve azonosítják azok szabályozóit. Céljuk az szárazság- és együttes hő- és szárazságtolerancia biológiai alapjainak feltárása, hogy azokat a gyakorlati növénynemesítés az új fajták előállításánál felhasználhassa.

A szimultán hőstressz és vízmegvonás hatása a búza levél anatómiájára

A szimultán hőstressz és vízmegvonás hatása a stresszel szemben toleráns Plainsman V (A, C) és a stresszre érzékeny Cappelle Desprez (B, D) őszi búza levelének struktúrájára (A, B) és a mezofill sejtekben elhelyezkedő kloroplasztiszok szerveződésére. k: kloroplasztisz; sf: sejtfal; nyílhegy: gránum tilakoid

Fotó: Dr. Jäger Katalin, Dr. Fábián Attila László

 

Hidrogén-peroxid kimutatása búza bibék felületén és a bibepapilla sejtek citoplazmájában.

Az intracelluláris (A) és extracelluláris hidrogén-peroxid kimutatása (B) búza bibék felületén és a bibepapilla sejtek citoplazmájában konfokális lézer szkenning mikroszkóp alkalmazásával. Bar = 10 µm.

Fotó: Dr. Fábián Attila László

A virágzáskori együttes hő- és szárazságstressz hatása búza pollen tömlőhajtására.

A kontroll pollennel összehasonlítva (A) a virágzáskor szimultán alkalmazott hő- és szárazságstressz hatására vészesen lecsökkent a búza pollen tömlőhajtása (B). Bar = 200 µm.

Fotó: Dr. Jäger Katalin