Növények és mikroalgák fotoszintetikus funkcióinak és növekedésének gátlása NaCl által és más stresszfaktorokkal (szárazság és erős fény) való kölcsönhatásban
Title in English
Inhibition of photosynthesis and growth in plants and microalgae by NaCl in interaction with other stress factors (drought and high light)
Keywords in Hungarian
Só stressz, növények és mikroalgák, fotoszintézis és növekedés gátlás só stressz kölcsönhatásai szárazsággal és erős fénnyel
Keywords in English
Salt stress, plants and micralgae, photosynthesis and growth retardation, interaction of salt with drought and hihg light
Discipline
Plant stress biology (Council of Complex Environmental Sciences)
70 %
Biophysics (e.g. transport mechanisms, bioenergetics, fluorescence) (Council of Medical and Biological Sciences)
30 %
Ortelius classification: Molecular biophysics
Panel
Complex agricultural sciences
Department or equivalent
Institute of Plant Biology (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Aslam Sabit, Mohammad Bashir, Faiza Kós, Péter Patyi, Gábor Priyanka Pradeep, Patil Sandeesha, Kodru Sass, László Szabó, Milán Vass, István Zoltán Wael, Elsayed
Starting date
2019-12-01
Closing date
2024-11-30
Funding (in million HUF)
47.787
FTE (full time equivalent)
15.86
state
running project
Final report
Results in Hungarian
Munkánk fő eredménye a sóstressz által a fotoszintetikus elektrontranszportban okozott gátló hatások teljes körű felderítése volt a Synechocystis 6803 cianobaktériumban. Kimutattuk a NaCl gátlóhelyeit a 2-es fotokémiai rendszer (PSII) donor és akceptor oldalán, továbbá 1-es fotokémiai rendszer (PS-I) körül történő ciklikus elektron transzport hatékonyságának növekedését. A szakirodalomban előként történt mutattuk meg, hogy a fotoszintetikus elektrontranszport gátlásának legjelentősebb hatóhelyei a CO2megkötését végző Calvin-Bensson-Bassham (CBB) ciklusban találhatók: a fructose-1,6-bisphosphate aldolase, illetve a phosphoribulokinase (vagy a Rubisco) szintjén. Kimutattuk, hogy az erős fény által okozott szinglet oxigén (1O2) képződés által indukált génexpresszió részleges átfedést mutat a NaCl-indukált génexpreszióval, ami arra utal, hogy az érintett gének NaCl-indukált kifejeződését a 1O2 közvetítheti. A PSII elektrontranszport NaCl-indukált gátlását és a CBB ciklus érintettségét Chlorella sorokiniana és Chlamydomonas reinhardtii zöldalgák estén is kimutattuk, valamint magasabbrendű növények (Arabidopsis) esetén valószínűsítettük. A sótoleráns vad Solanum pennellii és a termesztett Solanum lycopersicum paradicsom introgressziós vonalainak só- és szárazságstressz körülmények közötti vizsgálatával kimutattuk, hogy egyes introgressziós vonalak megnövekedett só-toleranciával rendelkeznek, és só-stressz hatására a termésmennyiség stimulációja is bekövetkezhet.
Results in English
The main result of our work was the complete exploration of the inhibitory effects caused by salt stress in the photosynthetic electron transport in the cyanobacterium Synechocystis 6803. We demonstrated the inhibitory sites of NaCl on the donor and acceptor sides of Photosystem II (PSII), and the increased efficiency of cyclic electron transport around Photosystem I. We have shown for the first time that the most significant sites of inhibition of photosynthetic electron transport are found in the Calvin-Bensson-Bassham (CBB) cycle: at the level of fructose-1,6-bisphosphate aldolase and phosphoribulokinase (or Rubisco). We showed that the gene expression induced by the formation of singlet oxygen (1O2) caused by bright light shows a partial overlap with the NaCl-induced gene expression in Synechocystis 6803, which suggests that the NaCl-induced expression of the affected genes may be mediated by 1O2. The NaCl-induced inhibition of PSII electron transport and the involvement of the CBB cycle (inhibition of NADPH utilization) were also demonstrated in the green algae Chlorella sorokiniana and Chlamydomonas reinhardtii, and indicated in higher plants (Arabidopsis). By examining the introgression lines of the salt-tolerant wild Solanum pennellii and cultivated Solanum lycopersicum tomatoes under conditions of salt and drought stress, we have shown that some introgression lines have increased salt tolerance, and the stimulation of yield can also occur as a result of salt stress.
Priyanka Patil: Investigation of the effect of salt stress on photosynthetic electron transport pathways in cyanobacteria, SZTE Diplomamunka Repozitórium, a beadás/védés 2023 decembere, a repozitóriumba 2024 januárban kerül, 2024
Priyanka Pradeep Patil, Sandeesha Kodru, Milán Szabó and Imre Vass: Investigation of the effect of salt stress on photosynthetic electron transport pathways in the Synechocystis PCC 6803 cyanobacterium, Physiologia Plantarum (IF:5.4, accepted, printing in progress), 2025
Lia SERBAN , Oana SICORA, Tunde JAKO, Imre VASS, Cosmin SICORA, Mirela Irina CORDEA: ABIOTIC STRESS RESISTANCE OF SEVERAL TOMATO LANDRACES FROM SALINE ZONES OF BIHOR COUNTY, Horticulture (submitted manuscript), 2025
Imre VASS, Gábor PATYI, Barbara HÓDI, Ivy MALLICK, Péter B. KÓS: Identification of singlet oxygen sensitive genes in the cyanobacterium Synechocystis PCC 6803, Abstract book of the EPS2-2024 Conference, Padua (June 25-28, 2024), 2024
Gábor PATYI, Prithwiraj KIRTANI1, Boglárka BERECZK1, Imre VASS, Péter B. KÓS: Simple and efficient gene silencing in the Synechocystis PCC 6803 cyanobacterium, Abstract book of the EPS2-2024 Conference, Padua (June 25-28, 2024), 2024, 2024
Priyanka Pradeep PATI, Milán SZABÓ, Imre VASS: Investigating the e ffect of salt stress on photosynthetic electron transport pathways in cyanobacteria, Abstract book of the EPS2-2024 Conference, Padua (June 25-28, 2024), 2024, 2024, 2024
Priyanka Pradeep Patil, Milán Szabó, Imre Vass: Effects of salt stress on photosynthetic electron transport and the Calvin-Benson- Bassham cycle in cyanobacteria, Abstract book, XIV Magyar Növénybiológiai Kongresszus, 2024 Aug. 28-30, Szeged, 2024
