Hírek

Innováció

A HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont a búza hőstresszérzékenységének okát vizsgálta

A HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézete (HUN-REN ATK MGI) Genetikai Variabilitás Kutatócsoportjának munkatársai a búza meiózis során fellépő hőstresszérzékenységének okát vizsgálták, ami nagymértékben hozzájárul a terméskieséshez.

Kimutatták, hogy már egy rövid ideig ható stressz is képes károsítani a sejt vázfehérjéit és életciklusát, ennek révén pedig tartós elváltozásokat tud okozni a pollen fejlődésében, ami csökkenti a termékenyülést és ezáltal a termésmennyiséget. Hőstresszre toleráns, illetve érzékeny búzafajták génkifejeződési mintázatának vizsgálatával a kutatók feltárták a meiózishoz és a pollenfejlődéshez köthető kulcsgének szerepét az érzékenység kialakulásában, ami remélhetőleg segítséget nyújt a jövő nemesítői számára a hőhullámokat jobban tűrő fajták létrehozásában. Az eredményeket bemutató tanulmány a rangos Frontiers in Plant Science című nemzetközi tudományos lapban jelent meg.

A meiózis az ivaros szaporodás egyik kiindulópontja. Ennek a speciális osztódásnak köszönhetően jönnek létre az ivarsejtek, valamint megtörténik a szülőktől származó genetikai örökség újrarendezése, ezzel biztosítva az utódok kívánatos genetikai változatosságát. Régóta ismert, hogy a meiózis során elszenvedett hőstressz az ivarsejtek számának csökkenéséhez, ezáltal pedig terméskieséshez vezet. Az érzékenység hátterének feltárása érdekében a kutatók egy hőségtűrő és egy érzékeny őszi búzafajta egyedeit tették ki rövid, 24 órás hőstressznek a meiózis kezdetén. Sokféle technikai megközelítéssel tanulmányozták a kontroll- és a hőkezelt pollenanyasejteket, az osztódások során keletkező utódsejteket, valamint a pollen későbbi fejlődését is.

A sejtek szerkezetét nagy felbontású konfokális mikroszkóppal vizsgálva kimutatták, hogy az osztódás során a kromoszómák mozgatásában és az utódsejtek szétválásában fontos szerepet játszó sejtvázrendszer alkotóelemei – a mikrotubulusok és az aktinfonalak – jelentősen sérültek a magas hőmérséklet hatására. Ezek a sérülések különösen a hőségérzékeny fajta esetében voltak láthatók, és a sejtváz tömegének nagymértékű csökkenésével, valamint az utódsejtek változatos rendellenességeivel jártak együtt (1. ábra). Ezzel párhuzamosan az érzékeny fajtában a meiózis egyik ellenőrzési pontjának, az úgynevezett orsó-összeszerelési pontnak (spindle assembly checkpoint) a működése is károsodott. Ennek következtében a kromatidák szétválása már a húzófonalak végleges rögzítése előtt is megindulhatott, így azok egy része nem jutott el a sejtpólusokra, és különálló sejtmagtöredékek, mikronukleuszok jöttek létre (1. ábra).

1. ábra. A hőérzékeny búzafajta mikrospóráira jellemző, stressz okozta rendellenességek. Normális szerkezet (A), háromoldali szimmetria (B, C), szét nem vált utódsejtek (C–E) és egyenlőtlen sejtosztódás (F). A kék szín a sejtmagot (kromatin), a piros a sejtvázat (mikrotubulusok) jelöli. Csillag: sejtmagtöredékek. A jelölő csíkok 5 mikrométernek felelnek meg.

A kutatók szövettani és molekuláris biológiai módszerekkel megerősítették, hogy már egy rövid ideig tartó, érzékeny időszakban alkalmazott hőkezelés is jelentős és hosszú távú negatív hatásokkal jár a pollenfejlődésre. Az érzékeny búzafajta esetében a fiatal pollenszemek táplálását végző belső tapétum sejtréteg fejlődése megváltozott, ami a pollen lelassult fejlődéséhez és a tartalék keményítő csökkent berakódásához vezetett (2. ábra). Ezzel szemben a hőségtűrő fajta pollenfejlődése a stressz hatására nem változott meg lényegesen. A vizsgált strukturális és fejlődési folyamatokkal kapcsolatos gének bioinformatikai elemzése feltárta e két fajta eltérő stresszreakciójának hátterében meghúzódó génkifejeződésbeli különbségeket, így bővítve a lehetséges toleranciagének listáját.

.

2. ábra. A meiózis idején alkalmazott hőstressz hatása a hőségtűrő (Ellvis) és az érzékeny (Mv 17-09) búzafajták pollenfejlődésére. Csillag: elpusztult sejtek; ep: epitécium; en: endotécium; nyíl: keményítőszemcsék. A jelölő csíkok 50 mikrométernek felelnek meg.

Agrotrend.hu/ HUN-REN ATK

Tovább olvasom

Az Év Agrárembere támogatók

 
Állattenyésztés kategóriatámogató
Bonafarm Zrt.
Feldolgozó-élelmiszeripar kategóriatámogató
Master Good Kft.
Erdőgazdálkodás kategóriatámogató
MEGOSZ
Agrárinnováció kategóriatámogató
Greenman Kft
Autós partner
WALLIS MOTOR PEST
A közönségdíj támogatója
Agrármarketing Centrum
ÖKO gazdálkodás kategóriatámogató
Debreceni Egyetem
Kertészet kategóriatámogató
Délalföldi Kertészek Szövetkezete
Fiatal Gazda kategóriatámogató
Lidea Hungary Kft.
Főtámogató
Limagrain Hungária Kft.
Szakmai partner
Nemzeti Agrárgazdasági Kamara
Szántóföldi növénytermesztés kategóriatámogató
Agro Masters Hungary Kft.
A Jövő Agrárszakembere kategóriatámogató
Mc’donalds
Növényvédelem kategóriatámogató
Kwizda Agro Hungary Kft
Szervező
Agrotrend Csoport Zrt.
Szakmai partner
Nyakas Farm
Vendéglátó partnerünk
La’ Róna Bisztró és Borbár
A különdíj támogatója
Erste Bank Hungary Zrt.
Partner
Magyar Növényvédelmi Szövetség
Borászati partner
Koch Borászat Kft.
 
Hirdetés

Fókuszban

Hirdetés
Hirdetés
Hirdetés

Facebook

Hirdetés