The effect of salt and drought stress on plastid structure and function  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
124748
Type FK
Principal investigator Solymosi, Katalin
Title in Hungarian A só- és szárazságstressz hatása a színtestek szerkezetére és működésére
Title in English The effect of salt and drought stress on plastid structure and function
Keywords in Hungarian plasztisz ion háztartás, só-, ozmotikus és szárazságstressz
Keywords in English plastid ion homeostasis, salt, osmotic and drought stress
Discipline
Crop physiology (Council of Complex Environmental Sciences)75 %
Ortelius classification: Photosynthesis
Cell biology and molecular transport mechanisms (Council of Medical and Biological Sciences)25 %
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Department of Plant Anatomy (Eötvös Loránd University)
Participants Boldizsár, Imre
Garab, Győző
Keresztes, Áron
Kósa, Annamária
Markó, Márton
Nagy, Gergely
Nyitrai, Péter
Sárvári, Éva
Skribanek, Anna
Ünnep, Renáta
Zsíros, Ottó
Starting date 2017-10-01
Closing date 2023-09-30
Funding (in million HUF) 29.696
FTE (full time equivalent) 11.40
state running project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A klímaváltozás miatt az aszályos időszakok sok területen egyre hosszabbak és gyakoribbak. A helytelen öntözési gyakorlatok és a utak téli jégmentesítésére használt sók mind növelik a talajok sótartalmát. A szárazság- és a sóstressz hatással vannak a növények növekedésére és anyagcseréjére, és így veszélyt jelentenek az élelmiszerbiztonságra. Pályázatunkban azt vizsgáltuk, hogy hogyan befolyásolják ezek a stresszorok a különböző növények plasztiszainak a szerkezetét és működését, ezáltal pedig a stressztűrést. Kimutattuk, hogy a fiatal, fényben nevelt csíranövények kloroplasztiszaira és a talajban természetes vagy mezőgazdasági körülmények között csírázó növények etioplasztiszaira van a legnagyobb hatással a sóstressz, amely a talajfelszínre érés után gátolja a zöldülésüket is. Adataink azt mutatták, hogy a Na+ magas koncentrációi fejtik ki a legkárosabb hatást, míg a K+ sók és a CaCl2 környezetbarátabb jégmentesítő vegyületeknek tekinthetők. Kisszögű neutronszórás (SANS) segítségével először vizsgáltuk a gránumok ultrastruktúrájának biológiai variabilitását és dinamikus változásait in vivo, teljesen ép növényekben és mezőgazdaságilag releváns stresszkörülmények között (pl. szárazságstressz és az azt követő helyreállás során). Kimutattuk, hogy a só- és a szárazságstressz is a gránumok zsugorodását idézi elő, és hogy a kloroplasztiszok ionháztartásának és szerkezeti integritásának fenntartása kulcsfontosságú a növények ezen stresszhatásokhoz való alkalmazkodásában.
Results in English
Due to climate change, drought periods become longer and more frequent in many areas. Improper irrigation practices and the excessive use of salts as snow- and ice-melting compounds along roads in winter increase the salinity of soils. Drought and salt stress affect plant growth and metabolism and thus represent a threat for food security. In this project we focused on better understanding how these stressors affect plastid structure and function in various plants, and thus stress tolerance. We have shown that the chloroplasts of young light-grown seedlings, and the etioplasts of seedlings germinating in the soil under natural or agricultural settings are most affected by salt stress, which also inhibits their greening once they reach the soil surface. Our data indicated that the most detrimental effects are caused by high concentrations of Na+, while K+ salts and CaCl2 may be considered as more environment-friendly ice-melting compounds. We used small-angle neutron scattering (SANS) for the first time to study the biological variability of granum ultrastructure and its dynamic alterations in vivo in fully intact plants and under agriculturally relevant stress conditions (e.g. drought stress and subsequent recovery). Our data outlined that both salt and drought stress induce the shrinkage of grana, and that the maintenance of the ion homeostasis as well as the structural and functional integrity of chloroplasts is crucial for plant adaptation to these stresses.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=124748
Decision
Yes





 

List of publications

  
Richard Hembrom, Renáta Ünnep, Éva Sárvári, Gergely Nagy, Katalin Solymosi : Dynamic in vivo monitoring of granum structural changes of Ctenanthe setosa (Roscoe) Eichler during drought stress and subsequent recovery., Physiologia Plantarum 177 (1) e14621. , 2025
Dukic Emilija, Herdean Andrei, Cheregi Otilia, Sharma Anurag, Nziengui Hugues, Dmitruk Dominika, Solymosi Katalin, Pribil Mathias, Spetea Cornelia: K+ and Cl− channels/transporters independently fine-tune photosynthesis in plants, SCIENTIFIC REPORTS 9: (1) 8639, 2019
Wani Shabir Hussain, Kumar Vinay, Khare Tushar, Guddimalli Rajasheker, Parveda Maheshwari, Solymosi Katalin, Suprasanna Penna, Kavi Kishor P. B.: Engineering salinity tolerance in plants: progress and prospects, PLANTA 251: (4) UNSP 76, 2020
Ounoki R, Ágh F, Hembrom R, Ünnep R, Szögi-Tatár B, Böszörményi A, Solymosi K: Salt stress affects plastid ultrastructure and photosynthetic activity but not the essential oil composition in spearmint (Mentha spicata L. var. crispa 'Moroccan'), Frontiers in Plant Science 12:739467, 2021
Solymosi K, Mysliwa-Kurdziel B: The role of membranes and lipid-protein interactions in the Mg-branch of tetrapyrrole biosynthesis., Frontiers in Plant Science 12:663309. doi: 10.3389/fpls.2021.663309, 2021
Sameer H, Guallar V, Solymosi K, Aronsson H: Elucidation of ligand binding and dimerization of NADPH:protochlorophyllide (Pchlide) oxidoreductase (POR) from pea (Pisum sativum L.) by structural analysis and simulati, Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics 89: 1300-1314. doi: 10.1002/prot.26151, 2021
Dukic Emilija, Herdean Andrei, Cheregi Otilia, Sharma Anurag, Nziengui Hugues, Dmitruk Dominika, Solymosi Katalin, Pribil Mathias, Spetea Cornelia: K+ and Cl− channels/transporters independently fine-tune photosynthesis in plants, SCIENTIFIC REPORTS 9: (1) 8639, 2019
Wani Shabir Hussain, Kumar Vinay, Khare Tushar, Guddimalli Rajasheker, Parveda Maheshwari, Solymosi Katalin, Suprasanna Penna, Kavi Kishor P. B.: Engineering salinity tolerance in plants: progress and prospects, PLANTA 251: (4) UNSP 76, 2020
Ounoki R, Ágh F, Hembrom R, Ünnep R, Szögi-Tatár B, Böszörményi A, Solymosi K: Salt stress affects plastid ultrastructure and photosynthetic activity but not the essential oil composition in spearmint (Mentha spicata L. var. crispa 'Moroccan'), Frontiers in Plant Science 12:739467, 2021
Solymosi K, Mysliwa-Kurdziel B: The role of membranes and lipid-protein interactions in the Mg-branch of tetrapyrrole biosynthesis., Frontiers in Plant Science 12:663309. doi: 10.3389/fpls.2021.663309, 2021
Sameer H, Guallar V, Solymosi K, Aronsson H: Elucidation of ligand binding and dimerization of NADPH:protochlorophyllide (Pchlide) oxidoreductase (POR) from pea (Pisum sativum L.) by structural analysis and simulati, Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics 89: 1300-1314. doi: 10.1002/prot.26151, 2021
Sai Divya Kanna, Ildikó Domonkos, Tímea Ottília Kóbori, Ágnes Dergez, Kinga Böde, Sarolta Nagyapáti, Ottó Zsiros, Renáta Ünnep, Gergely Nagy, Győző Garab, László Szilák, Katalin Solymosi, László Kovács, Bettina Ughy: Salt stress induces paramylon accumulation and fine-tuning the macro-organization of thylakoid membranes in Euglena gracilis cells, Frontiers in Plant Science, 2021
Mihailova G, Christov NK, Sárvári Éva, Solti Ádám, Hembrom R, Solymosi Katalin, Keresztes Áron, Velitchkova M, Popova AV, Simova-Stoilova L, Todorovska E, Georgieva K: Reactivation of the Photosynthetic Apparatus of Resurrection Plant Haberlea rhodopensis during the Early Phase of Recovery from Drought- and Freezing-Induced Desiccation, PLANTS-BASEL 11: (17) 2185, 2022
Sárvári Éva, Gellén Gabriella, Sági-Kazár Máté, Schlosser Gitta, Solymosi Katalin, Solti Ádám: Qualitative and quantitative evaluation of thylakoid complexes separated by Blue Native PAGE, PLANT METHODS 18: (1) 23, 2022
Dukic Emilija, van Maldegem Kim A., Shaikh Kashif Mohd, Fukuda Kento, Töpel Mats, Solymosi Katalin, Hellsten Jonna, Hansen Thomas Hesselhøj, Husted Søren, Higgins John, Sano Satoshi, Ishijima Sumio, Spetea Cornelia: Chloroplast magnesium transporters play essential but differential roles in maintaining magnesium homeostasis, FRONTIERS IN PLANT SCIENCE 14: 1221436, 2023
Georgieva Katya, Mihailova Gergana, Gigova Liliana, Popova Antoaneta V. V., Velitchkova Maya, Simova-Stoilova Lyudmila, Sagi-Kazar Mate, Zelenyanszki Helga, Solymosi Katalin, Solti Adam: Antioxidative Defense, Suppressed Nitric Oxide Accumulation, and Synthesis of Protective Proteins in Roots and Leaves Contribute to the Desiccation Tolerance of the Resurrection Plant Haberlea rhodopensis, PLANTS-BASEL 12: (15) 2834, 2023
Sóti Adél, Ounoki Roumaissa, Kósa Annamária, Mysliwa-Kurdziel Beata, Sárvári Éva, Solymosi Katalin: Ionic, not the osmotic component, is responsible for the salinity-induced inhibition of greening in etiolated wheat (Triticum aestivum L. cv. Mv Béres) leaves: a comparative study, PLANTA 258: (5) 102, 2023
Ounoki R., Sóti A., Ünnep R., Sipka G., Sárvári É., Garab G., Solymosi K.: Etioplasts are more susceptible to salinity stress than chloroplasts and photosynthetically active etio-chloroplasts of wheat (Triticum aestivum L.), PHYSIOLOGIA PLANTARUM 175: (6) 14100, 2023
Aronsson Henrik, Solymosi Katalin: Diversification of Plastid Structure and Function in Land Plants, In: Maréchal, Eric (szerk.) Plastids: Methods and Protocols, Humana Press (2024) pp. 63-88., 2024




 

Events of the project

  
2018-09-18 15:27:02
Résztvevők változása



Back »