reactive oxygen species (ROS), antioxidant enyzme network, specific non-enyzmatic ROS scavengers, UV-B
Discipline
Crop physiology (Council of Complex Environmental Sciences)
90 %
Ortelius classification: Crop physiology
Cell biology and molecular transport mechanisms (Council of Medical and Biological Sciences)
10 %
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Institute of Plant Biology (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Majer, Petra
Starting date
2011-09-01
Closing date
2015-08-31
Funding (in million HUF)
13.989
FTE (full time equivalent)
3.60
state
closed project
Summary in Hungarian
A nemzetközi együttműködési pályázat során Prof. Philip Dix (National University of Ireland Maynooth, Írország) laboratóriumával közösen azt vizsgáljuk majd, hogyan befolyásolják a kloroplasztisz antioxidánsai az abiotikus stressz válaszokat. Ehhez az írországi laboratóriumban előállított MnSOD, DHAR és GR enzimekkel megerősített kloroplasztisz transzformáns dohány növényeket használunk majd. Magyarországon ezekkel a transzplasztomikus növényekkel elsősorban UV-B besugárzásos kísérleteket végzünk, de az alacsony hőmérséklet és levélkorongokban kémiailag előidézett oxidatív stressz hatásait is vizsgáljuk majd. Az üvegházban a természetes megvilágítás mellett alacsony, a fotoszintetikus aktivitást csak kis mértékben csökkentő, akklimációt lehetővé tevő UV-B dózisokat alkalmazzuk. A kezelt és kezeletlen, vad típusú és transzplasztomikus, egyetlen ill. több enzimmel megerősített növények leveleinek összehasonlításakor a fotoszintézis (gázcsere, elektron transzport) mellett az antioxidáns-hálózat változásait követjük majd és ezek korrelációit keressük. Levélkivonatokban mérjük a teljes antioxidáns kapacitást, nem-enzimatikus antioxidánsokat és az egyes (saját és bevitt) enzimek aktivitását is. Korábban fejlesztett ill. levélkísérletekhez adaptált saját módszereinket használva külön hangsúlyt fektetünk a specifikus szinglett oxigén és hidroxil gyök kioltó képesség mérésére, mivel ezeket a reaktív oxigén formákat egyetlen specifikus enzim sem célozza. Az együttműködés nagy hangsúlyt fektet a hallgatók képzésére és csereprogrammot is tartalmaz. A magyarországi pályázat 50%-át PhD hallgatók költségeire, ösztöndíjra, utazásra és konferencia részvételükre terveztük.
Summary
In collaboration with Prof. Philip Dix, of the National University of Ireland Maynooth, Ireland (NUI Maynooth), the aim of the proposed work is to study the impact of increased chloroplastic ROS scavenging activity on stress tolerance. Various abiotic stress experiments will be carried out with transplastomic tobacco plants from NUI Maynooth, reinforced in various antioxidant enzymes (MnSOD, DHAR, GR) expressed individually or co-odinately in the chloroplast as a result of direct plastid transformation. In Hungary, we will mainly focus on leaf responses to relatively low doses of supplementary UV-B radiation, limiting photosynthesis without irreversibly damaging it. This will create conditions when various antioxidant pathways are expected to be activated, rather than eliminated. Apart form consequences of UV irradiation, effects of chilling or direct oxidative stress by chemical elicitors will also be studied. The aim of the project is to relate changes photosynthetic activities and those of specific and total antioxidant capacities upon these treatments. These parameters will be compared in wild type and transplastomic leaves, in single as well as in multiple transplastomics. Activities of both innate and introduced enzymes will be followed, as well as of non enzymatic antioxidants. Using methods developed or adapted in our laboratory earlier, we will also monitor hydroxyl radical and singlet oxygen scavenging capacities, as these ROS are not targeted by enzymes directly. There will be a strong training component to this programme with exchanges between the two laboratories. In Hungary, 50% of the proposed budget is allocated to PhD students.
