Abiotikus stressztényezők hatása a kukorica (Zea mays L.) anyagcseréjére és egyedfejlődésére
Title in English
Effect of abiotic stress factors on maize (Zea mays L.) metabolism and plant development
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Agricultural Institute (Centre for Agricultural Research)
Participants
Anda, Angéla Burucs, Zoltán Görgényi Miklósné Tari, Irma Horváth, Eszter Janda, Tibor Lásztity, Demeter Loke, Zsuzsanna Katalin Marton, Lajos Csaba Szabó Endréné dr. Rácz, Ilona Szalai, Gabriella Torkos, Gyula
Starting date
2002-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
8.272
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Kutatásunk során a kénanyagcsere egyik meghatározó intermedierjének, az S-metil-metioninnak (SMM) alacsony hőmérsékleti stresszt csökkentő hatását tanulmányoztuk elsősorban kukoricában. Bizonyítottuk az SMM-indukált poliaminszintézis tényét nemcsak kukoricában, hanem más gazdasági növényekben is. Megállapítottuk, hogy a hidegre érzékeny beltenyésztett kukoricavonalakban nagyobb mennyiségben szintetetizálódik SMM hatására spermidin, mint a toleráns genotípusokban. Az SMM-indukált spermidin nemcsak a kukoricában, hanem más gazdasági növényekben (őszi búza, borsó, szója) is csökkenti a membránok károsodását, és ezen keresztül az ionkiáramlás mértékét. Igazoltuk az SMM fotoszintézisre gyakorolt pozitív hatását is, mert megnöveli a PSII hatékonyságát jellemző Fv/Fm hányadost, és megemeli az össz-klorofill mennyiségét a kukorica genotípusok leveleiben szuboptimális (6-10°C) hőmérsékleteken. Bizonyítottuk, hogy alacsony hőmérsékleti stressz során az SMM egyes antioxidáns enzimek aktivitását serkenti, így csökkentve közvetve a reaktív oxigénformák káros hatását. Részletesen tanulmányoztuk a poliaminszintézis kulcsenzimeinek (ADC, ODC, SAMDC) génexpresszióját 24 órás SMM, illetve SMM+hidegkezelés hatására. Megállapítottuk, hogy a legnagyobb változás az ADC expressziójában volt kimutatható. Igazoltuk, hogy mind a hideg, mind az SMM hatására már az első órától kezdve gyorsan emelkedett a CBF faktor expressziója is.
Results in English
Investigations were made on the ability of S-methyl-methionine (SMM), an important intermediary compound in the sulphur metabolism, to reduce low temperature stress, especially in maize. The existence of SMM-induced polyamine synthesis was confirmed not only in maize, but also in other crops. It was found that larger quantities of spermidine were synthesised in response to SMM treatment in chilling-sensitive inbred maize lines than in tolerant genotypes. The SMM-induced spermidine reduced membrane damage, and consequently the extent of electrolyte leakage, not only in maize, but also in other crops (winter wheat, pea, soybeans). SMM was also demonstrated to have a positive effect on photosynthesis, since it increased the Fv/Fm quotient indicative of the efficiency of PSII and induced a rise in the total chlorophyll content in the leaves of maize genotypes at suboptimal (6–10°C) temperatures. In the course of low temperature stress SMM was shown to stimulate the activity of certain antioxidant enzymes, thus indirectly reducing the damaging effect of reactive oxygen species. Detailed studies were made on the gene expression of key enzymes in polyamine synthesis (ADC, ODC, SAMDC) as the result of 24-h treatment with SMM or SMM + chilling. The greatest change was detected in the ADC expression. Both chilling and SMM led to a rapid increase in the expression of the CBF factor within an hour of treatment..
Anda, A., Lőke, Zs.: Radiation balance components of maize hybrids grown at various plant densities, Journal of Agronomy and Crop Science, 191: 202-209, 2005
Gyetvai, E., Rácz, I., Lásztity, D., Szalai, G., Janda, T., Marton, L., Horváth, E., Páldi, E.: Effect of S-methylmetjionine as a prrotective compound on the metabolism of agricultural plants at low temperature., Acta Biologica Szegediensis, 46(3-4), 95-96, 2002
Rácz, I., Páldi, E., Szalai, G., Janda, T., Pál, M., Lásztity, D.: Effect of S-methylmethionine on membrane integrity in higher plants exposed to low temperature stress, Journal of Plant Physiology, in press, 2006
Páldi, E., Szalai, G., Kocsy, G., Marton, L. Pintér, J., Horváth, E., Janda, T.: A kukorica (Zea mays L.) hidegtűrésének élettani és biokémiai alapjai., 50 éves a magyar hibrid kukorica, MTA MGKI, Martonvásár, pp. 253-258., 2003
Szalai, G., Horváth, E., Pál,M., Janda, T., Páldi, E.: Investigations on the adaptability of maize lines and hybrids to low temperature, Acta Agronomica Hungarica, 53(2): 183-196, 2005
Kósa, E., Horváth, E., Páldi, E.: The effect od S-methylmethionine on the activity of antioxidant enzymes under low temperature stress in maize., Acta Agronomica Hungarica, 54(3), in press, 2006
Kósa, E., Horváth, E., Janda, T., Szigeti, Z., Páldi, E.: Effect of S-methylmethionine on photosynthesis in maize at chilling temperatures, Acta Agronomica Hungarica, 54(4), in press, 2006
Events of the project
2022-01-10 11:29:50
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Növényélettani Osztály (Agrártudományi Kutatóközpont), Új kutatóhely: Mezőgazdasági Intézet (Agrártudományi Kutatóközpont).
2010-04-09 11:19:45
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Növényi Molekuláris Biológiai Osztály (MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete), Új kutatóhely: Növényélettani Osztály (MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete).
