A lipidek szerepe az ősziárpa fényindukált hidegakklimatizációjában - Kovács Terézia; Kovács László; Galiba Gábor; Gombos Zoltán (2022)
The winter cereals sowed 30-40% higher yields than the spring ones. However, the degree of frost resistance of winter barley is significantly influenced by the temperatures of October and November, among the others. Over the past 110 years, the number of days below the sudden -4 ˚C in October and November has increased, which is fatal for winter barley crops that are not yet frost-resistant. The development of frost resistance is a genetically determined process that is influenced by the temperature, the length of the day, and the spectrum of light that illuminates the plants. It is known from previous research that supplementation of white light with far-red light in both the Arabidopsis model plant and cereals increases frost resistance even at relatively high temperatures (15 ˚C). Under the conditions we examined, we sought to answer whether the far-red and blue light supplement prepares winter barley to defend against a sudden drop in temperature. As well as how it affects the lipid composition and frost resistance of the plant. The combination of cold treatment with a change in spectrum affected the lipid composition of barley leaves and the expression of genes determining lipid biosynthesis. A significant change was observed for lipid families involved in membrane fluidity, and the expression of some of the genes involved in lipid metabolism was increased as early as 15 ˚C due to the addition of white light to far-red. Cold acclimatization and exposure-induced lipid change correlate well with the development of frost tolerance.
Az ősszel vetett gabona 30-40% -kal magasabb hozamot biztosít a tavasziakhoz képest. Azonban, ezeknek a növényeknek át kell vészelniük a telet. A növények télállósága döntően fagytűrésüktől függ. A fagyállóság kialakulása genetikailag meghatározott folyamat, melyet befolyásol a hőmérséklet, a nappal hossz és a növényeket megvilágító fény spektruma. Előző kutatásokból ismert, hogy mind az Arabidopsis modell növény esetében, mind a gabonaféléknél a fehér fény távoli vörös fénnyel való kiegészítése növeli a fagyállóságot viszonylag magas hőmérsékleten (15 ˚C) is. Közismert az is, hogy a hideg-akklimatizáció során a membrán lipid összetételének megváltozása összefügg a fagyállósággal. Ezeknek az eredményeknek a döntő többsége Arabidopsis kísérletekből származik. A gabonafélék, így az árpa esetében is, a membrán lipid összetétel változásáról kevés az információ. Arról pedig egyáltalán nincs eredmény közölve, hogy a vörös távoli vörös fény valamint a kék fény arányának megváltozása hogyan befolyásolja a növények membrán lipid összetételét. Ezért megvizsgáltuk, hogy a hideg kezelés kombinálása a spektrum változással hogyan befolyásolja az árpa levelek lipid összetételét, és a lipid bioszintézist meghatározó gének expresszióját. Jelentős változást tapasztaltunk a HexCer, a LysoPC, az MGDG és az MGDG/DGDG lipid osztályok esetében. Az MGDG2, a DGDG, az NC, az LLO2, a LOC és az AD3 gének expressziója megemelkedett már 15 ˚C-on a fehér fény távoli vörössel való kiegészítése következtében. A hideg akklimatizáció és a megvilágítás által indukált lipid változás jól korrelál a fagy tolerancia kialakulásával.
Disszertacio
Keywords: biológiai tudományok; Lipidszintézis, módosulás és forgalom; Biokémia és a jelátvitel molekuláris mechanizmusai