Plastid differentation: connection between structure and function  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
38003
Type K
Principal investigator Böddi, Béla
Title in Hungarian Plasztisz-differenciálódás: a szerkezet és a működés összefüggései
Title in English Plastid differentation: connection between structure and function
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Department of Plant Anatomy (Eötvös Loránd University)
Participants Bóka, Károly
Dános, Béla
Gyurján, István
Jakucs, Erzsébet
Keresztes, Áron
Kristóf, Zoltán
Preininger, Éva
Szedlay, Gyöngyi
Starting date 2002-01-01
Closing date 2006-12-31
Funding (in million HUF) 13.160
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A plasztisz-differenciálódás folyamatában a struktúra és a funkció közötti összefüggéseket vizsgáltuk különböző szerveződési szinteken. Sötétben nevelt csíranövényeket, szerv- és szövettenyészetet, szövet-homogenátumokat, membrán-preparátumokat, intakt növényeket és a természetből begyűjtött rügyeket és egyéb szerveket használtunk. A folyamat indikátoraként a NADPH:protoklorofillid oxidoreduktáz (POR) enzim, illetve a pigmentek komplexeit használtuk. Különböző fluoreszcencia spektroszkópiai módszereket és elektronmikroszkópos vizsgálatokat végeztünk. Megállapítottuk, hogy a POR monomer, dimer és oligomer komplexei is flash fotoaktívak, és dinamikusan egymásba alakulnak. A nem levél eredetű szervekben proplasztisz jellegű etioplasztiszok vannak, amelyekben a POR- és nem kötött pigment-monomerek dominálnak, valamint NADPH hiány jellemző. Emiatt a monomer dominanciájú szervek természetes fényen fotodegradálódnak. A makrodomén szerveződés együtt jár a prolamelláris test kialakulásával, fejlett etioplasztiszok képződésével, növeli a fotoredukció hatékonyságát, és véd a fotodegradáció ellen. A plasztisz-differenciálódást a citokinin szint és a N-ellátottság szabályozza. Proplasztiszok, etioplasztiszok és átmeneti állapotú plasztiszok természetes körülmények között is kialakulnak, egyes kiválasztásra differenciálódott szövetekben a kloroplasztisz speciálisan módosul. Eredményeink alapján a klorofill bioszintézis befejező lépését és a plasztisz-differenciálódást leíró reakciósémákat módosítani kell.
Results in English
Relationships between the structure and function were studied in the process of plastid differentiation, on different organizational levels. Dark-grown seedlings, organ- and tissue cultures, tissue homogenates, membrane preparations, intact plants, buds and other organs collected from the nature were used. Different complexes of the NADPH:protochlorophyllide oxidoreductase (POR) enzyme and of pigments were used as indicators of the differentiation process. Various fluorescence spectroscopic measurements and electron microscopy studies were done. We have proved that the monomer, dimer and oligomer complexes of POR are flash-photoactive and they transform into each other dinamically. In non-leaf organs, proplastid type etioplasts can be found in which monomers of POR and of non-bound pigments are dominant and NADPH shortage is characteristic. Therefore, these organs undergo photodegradation at natural light conditions. The macrodomain organization proceeds together with the formation of prolamellar bodies, i.e. of developed etioplasts, it increases the efficiency of photoreduction and provides protection against photodegradation. Plastid differentiation is regulated by citokinin concentrations and nitrogen supply. Proplastids, etioplasts and plastids of transitional developmental stages can be found in the nature. In certain secretion tissues, the chloroplasts are specifically modified. On the basis of our results, the reaction schemes describing the terminal steps of chlorophyll biosynthesis and plastid differentiation should be modified.
Full text http://real.mtak.hu/433/
Decision
Yes





 

List of publications

  
László Smeller, Katalin Solymosi, Judit Fidy, Béla Böddi: Activation parameters of the blue shift (Shibata shift) subsequent to protochlorophyllide phototransformation., Biochimica Biophysica Acta – Proteins and Proteomics 1651, 130-138., 2003
K. Solymosi, K. Martinez, Z. Kristóf, C. Sundqvist and B. Böddi: Plastid differentiation and chlorophyll biosynthesis in different leaf layers of white, Physiologia Plantarum 121, 520-529, 2004
A. Kósa, Zs. Márton and B. Böddi: Fast phototransformation of the 636 nm emitting protochlorophyllide form in epicotyls of dark-grown pea (Pisum sativum L.), Physiologia Plantarum, 124, 132-142, 2005
Katalin Solymosi, Katalin Lenti, Beata My¶liwa-Kurdziel, Judit Fidy, Kazimierz Strza³ka, Béla Böddi: Hg2+ reacts with different components of the NADPH:protochlorophyllide oxidoreductase macrodomains., Plant Biology 6, 358-368., 2004
Béla Böddi, Roland Loudeche and Fabrice Franck: Delayed chlorophyll accumulation and pigment photoreduction in the epicotyls of dark-grown pea (Pisum sativum), Physiologia Plantarum 125, 365-372, 2005
Katalin Solymosi, Béla Böddi: Optical properties of bud scales and protochlorophyll(ide) forms in leaf primordia of closed and opened buds., Tree Physiology 26, 1075-1085., 2006
Katalin Solymosi, Károly Bóka, Béla Böddi: Transient etiolation: protochlorophyll(ide) and chlorophyll forms in differentiating plastids of closed and breaking leaf buds of horse chestnut (Aesculus hippocastanum)., Tree Physiology 26, 1087-1096., 2006
Annamária Kósa, Zsuzsanna Márton, Katalin Solymosi, Károly Bóka, Béla Böddi: Aggregation of the 636 nm emitting protochlorophyllide form into flash-photoactive, 644 and 655 nm emitting forms in vitro., Biochimca et Biophysica Acta, Bioenergetics – in press, after proof correction., 2006
Katalin Solymosi, Beata My¶liwa-Kurdziel, Károly Bóka, Kazimierz Strza³ka, Béla Böddi: Disintegration of the prolamellar body structure at high concentrations of Hg2+., Plant Biology – in press, after proof correction., 2006
Beata My¶liwa-Kurdziel, Katalin Solymosi, Jerzy Kruk, Béla Böddi, Kazimierz Strza³ka:: Protochlorophyll complexes with similar steady-state fluorescence characteristics can differ in fluorescence lifetimes. A model study in Triton X-100., Journal of Photochemistry and Photobiology (submitted manuscript), 2006
Katalin Solymosi, Krisztina Martinez, Zoltán Kristóf, Christer Sundqvist, Béla Böddi: The effect of prolonged etiolation inside the cabbage (Brassica oleracea L. cv. capitata) head and the greening of the different leaf layers, Acta Biologica Szegediensis 49 (1-2) 227-228., 2005
B. Böddi: Tissue- and organ specific plastid differentiation in various plant species., Acta Biologica Szegediensis 49 (1-2) 185-186., 2005
A. Kósa and B. Böddi: Dynamic interconversion and phototransformation processes of protochlorophyllide complexes during greening, Acta Biologica Szegediensis 49, 219-220, 2005
A. Skribanek, K. Solymosi and B. Böddi: Special features of the greening of Ginkgo biloba L., Acta Biologica Szegediensis 49, 221-222, 2005
Kósa Annamária, Preininger Éva és Böddi Béla: Különböző mértékű nitrogénhiány hatása szervtenyészetben fejlődött borsó (Pisum sativum L.) szárak etioplasztiszainak fejlődésére., XII. Magyar Növényanatómiai Szimpózium ed.: Mihalik Erzsébet. JATE Press Szeged, ISBN 963 482 767 5 pp. 84-88, 2006
Solymosi Katalin, Bóka Károly, Kristóf Zoltán, Böddi Béla: Etioplasztiszok és etio-kloroplasztiszok kialakulása természetes körülmények között fejlődő szervekben, XII. Magyar Növényanatómiai Szimpózium ed.: Mihalik Erzsébet. JATE Press Szegd, ISBN: 963 482 767 5 pp 94-98, 2006
Szenzenstein Andrea, Solymosi Katalin, Bóka Károly, Böddi Béla: Plasztisz differenciálódás in vitro kultúrában létrehozott burgonya mikrogumóban., XII. Magyar Növényanatómiai Szimpózium ed.: Mihalik Erzsébet. JATE Press Szegd, ISBN: 963 482 767 5 pp 62-66, 2006
Péter Gyöngyi, Solymosi Katalin, Böddi Béla: Plasztisz típusok articsóka (Cynara scolymus L.) fiatal virágzatában., XII. Magyar Növényanatómiai Szimpózium ed.: Mihalik Erzsébet. JATE Press Szegd, ISBN: 963 482 767 5 pp 89-93, 2006
Skribanek Anna, Solymosi Katalin, Hideg Éva, Böddi Béla: A páfrányfenyő (Ginkgo biloba L.) szár zöldülésének anatómiai sajátosságai, XII. Magyar Növényanatómiai Szimpózium ed.: Mihalik Erzsébet. JATE Press Szegd, ISBN: 963 482 767 5 pp 249-253, 2006



Back »