Arabidopsis mutánsok, auxin, borsó, nitrát reduktáz, NO szintézis, ozmotikus stressz
angol kulcsszavak
Arabidopsis mutants, auxin, nitrate reductase, NO synthesis, osmotic stress, pea
megadott besorolás
Termesztett növények élettana (Komplex Környezettudományi Kollégium)
90 %
Ortelius tudományág: Növényfejlődés
Sejtbiológia, molekuláris transzportmechanizmusok (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)
10 %
zsűri
Publikációs bizottság
Kutatóhely
Növénybiológiai Tanszék (Szegedi Tudományegyetem)
projekt kezdete
2009-10-01
projekt vége
2009-11-30
aktuális összeg (MFt)
0.085
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
A nitrogén-monoxid (NO) fontos szerepet játszik a növény számos élettani és fejlődési folymataiban, beleértve a gyökér architektura kialakulását is. Jelen publikált munkánkban az ozmotikus stressz és a külsőleg adott auxin (indol-3-vajsav, IBA) hatását vizsgáltuk borsó növények gyökér fejlődésére és az NO produkciójára. A NO detektálást in vivo és in situ végeztük fluoreszcenciás módszer alkalmazásával. Növekvő polietilén glikol (PEG) és IBA koncentrációk hatására az elsődleges gyökerek hossza csökkent, viszont megemelkedett a az oldalgyökerek száma, valamint a NO szintje. Ozmotikus stressz alatt az NO képződés időbeni kinetikája jelentősen különbözött az auxin jelenlétében észlelt kinetikától, ugyanis a lateráris gyökériniciálisok megjelenését erőteljes, tranziens NO-képződés előzte meg. Feltételeztük, hogy ez a korai NO-megjelenés az ozmotikus stressz alatti jelátvitelben játszik szerepet, amely út a gyökér morfológiájának megvátozásához vezet. A NO keletkezési módja a különböző növényi válaszreakciókban nem teljesen ismert. Arabidopsis mutánsok segítségével kimutattuk, hogy az auxin jelenlétében indukálódó oldalgyökér képződéskor a NO keletkezése a nitrát-reduktáz (NR)aktivitásához kapcsolható, amint azt a NR-deficiens nia1,nia2 és az Atnoa1 (korábban Atnos1) mutánsok reakciói bizonyították. Kimutattuk, hogy az IBA NO-képződést indukált mind a vad típusú, mind pedig a NO-szintáz szerű enzim hiánymutánsban, viszont a NO teljesen hiányzott a NR hiánymutánsaiban. Az oxidatív stressz alatt indukálódó korai NO csúcs eredete az auxin-indukálta NO-tól valószínűleg különbözik.
angol összefoglaló
Nitric oxide (NO) functions in variable physiological and developmental processes in plants, including the establishment of root architecture. In this work the effects of osmotic stress and exogenous auxin (indole-3-butyric acid, IBA) on root morphology and nitric oxide (NO) generation in roots were compared in pea plants. NO generation was examined by in situ and in vivo fluorescence method. Increasing concentrations of polyethylene glycol (PEG) as well as IBA resulted in shortening of primary root (PR), enhancement of lateral root (LR) number and significant increase of NO generation. Under osmotic stress, the time curve of NO development was distinct compared to that of IBA-treated roots, since significantly, the appearance of lateral initials was preceded by a transient burst of NO. This early phase of NO generation under osmotic stress was clearly distinguishable from that which accompanied LR initiation. We suppose that the early phase of NO generation may fulfill a role in the osmotic stress-induced signalization process leading to the modification of root morphology. However, the source of NO in the diverse plant responses is not well understood. We provide genetic and pharmacological evidence that the production of NO is associated with the nitrate reductase (NR) enzyme during IBA-induced lateral root development in Arabidopsis thaliana L. For investigation this question, we used the NR-deficient nia1, nia2 and Atnoa1(former Atnos1) mutants of Arabidopsis. As inhibitor for NO synthase (NOS) NG –monomethyl-L-arginine (L-NMMA) was applied. It was clearly demonstrated that IBA was able to induce NO generation in both the wild type and Atnoa1 plants, but it totally failed in the NR-deficient mutant. It is concluded that the source of NO is the nitrate reductase enzyme during IBA-induced lateral root development in Arabidopsis thaliana.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A pályázati feltételeket teljesítettük, a megjelent cikk még a korábban befejezett OTKA T 048436 pályázat témájában készült, annak eredményeit tükrözi, azokhoz szervesen kapcsolódik, ezért az OTKA támogatás ténye erre a pályázati számra, és nem a jelen PUB 79318-ra vonatkozik. A magyarázat az, hogy jelen PUB pályázat érvényesítése szerződésmódosítással, már a cikk nyomdába kerülése után jött létre.
A publikáció adatai:
Címe: Involvement of nitrate reductase (NR) in osmotic stress-induced NO generation of Arabidopsis thaliana L. roots.
Szerzők: Kolbert Zsuzsanna, Ortega Leandro, Erdei László.
Bibliográfiai adatok: Journal of Plant Physiology (2010) 167: 77-80.
doi: 10.1016/j.jplph.2009.08.013. (IF.: 2,437)
A kézirat benyújtva 2009.08.06.; módosított formában 2009.08.31.; elfogadva 2009.08. 31.
A nitrogén-monoxid (NO) fontos szerepet játszik a gyökér architektura kialakulásában. Munkánkban az ozmotikus stressz és a külsőleg adott auxin hatását vizsgáltuk borsó növények gyökér fejlődésére és NO produkciójára. A NO detektálást in vivo és in situ végeztük fluoreszcenciás módszerrel. Arabidopsis mutánsok segítségével kimutattuk, hogy az auxin jelenlétében indukálódó oldalgyökér képződéskor a NO keletkezése a nitrát-reduktáz (NR) aktivitásához kapcsolható. Az ozmotikus stressz alatt indukálódó korai NO csúcs eredete az auxin-indukálta NO-tól különbözik.
kutatási eredmények (angolul)
The planned publication has ben fulfilled. The support was acknowledged with reference to OTKA T 048436 (and not to this PUB 79318) because the publication appeared earlier than the date when the contract came into effect. The paper is stongly related to, and continuation of the above-mentioned project. Topics and bibliographic data of the paper:
Title: Involvement of nitrate reductase (NR) in osmotic stress-induced NO generation of Arabidopsis thaliana L. roots.
Authors: Kolbert Zsuzsanna, Ortega Leandro, Erdei László.
Journal of Plant Physiology (2010) 167: 77-80.
doi: 10.1016/j.jplph.2009.08.013. (IF.: 2,437)
Manuscript submitted 2009.08.06.; in modified form 2009.08.31.; accepted 2009.08. 31.
The aim of this paper was to investigate the potential role of nitrate reductase (NR) as the source of NO accumulation in the root system of wild type and NR deficient nia1, nia2 mutant Arabidopsis plants under osmotic stress conditions induced by a polyethylene glycol (PEG 6000) treatment. It was found that osmotic stress induced lateral root (LR) initiation in wild type but not in NR-deficient plants.
Kolbert Zsuzsanna, Ortega Leandro, Erdei László: Involvement of nitrate reductase (NR) in osmotic stress-induced NO generation of Arabidopsis thaliana L. roots., Journal of Plant Physiology 167: 77-80. doi: 10.1016/j.jplph.2009.08.013., 2010
