Csírázás molekuláris mechanizmusának vizsgálata mezőgazdaságilag fontos haszonnövényekben = Investigation of the molecular mechanisms of germination in agriculturally important plant species

摘要

Eredményeink szerint a füst aktív komponensének hormonszerű hatása van és befolyásolja egyes növényi hormonok csírázásra gyakorolt hatását fényen csírázó és a csírázáshoz magas hőmérsékletet igénylő fajok magvaiban egyaránt. Az intenzív kutatások ellenére máig tisztázatlan, vajon az aktív komponens csírázást stimuláló hatását a növényi hormonokkal való kölcsönhatás révén fejti-e ki, vagy valamilyen más mechanizmus húzódik meg a jelenség hátterében. Az ezt motiváló folyamatok részletes feltárására további vizsgálatokra van szükség Az aktív füstkomponens nemcsak a csírázási képességet fokozza, hanem a csíranövények életképességére és vigorára is pozitív hatással van. Korábbi megfigyelések alapján feltételezhető, hogy a csíranövények korai életszakaszában létezik egy rövid szakasz, mely során stresszhatások következtében részben újból beindulhat a nyugalmi állapotra felkészülő magvakra jellemző fejlődési program. Az átmeneti fejlődés gátlás hátterében az abszcizinsav (ABA) áll és a nyugvó magvakra jellemző LEA proteinek és tartalék fehérjék akkumulációja figyelhető meg. A tartalékanyagok átmenti felhalmozása és a növekedés gátlása révén a csíranövények hatékonyabban tudják átvészelni a számukra kedvezőtlen időszakot. A füst hatása tehát kettős, így egyfelől csírázásra készteti a magvakat, másfelől ABA-függő géneket aktivál, ami végső soron a fiatal növények nagyobb stressztűrő képességéhez vezet és azok túlélési esélyeit is növeli kedvezőtlen körülmények között. | Based on our studies smoke released from burning vegetation has a hormon-like effect and affects the gibberellin, ethylene and abscisic acid homeostasis in germinating seeds. Contrary to the effort aimed to reveal the molecular background of smoke action, it is still unclear how smoke is percepted and what is the nature of the interaction between smoke and plant hormones. To reveal initating steps involved in this process further experiments are needed. It is known that smoke can positively affect not only germination but seedling vigour and survival. The smoke has therefore a dual effect, which one side enhances germination, and on the other side, activates ABA-related stress events by which smoke contributes to the higher seedling vigour and stress tolerance. In the early postgermination phase a developmental arrest checkpoint is existing which resembles to the seed maturation phase and mediated by ABA. This checkpoint sensitize young plants against stresses and enables them to ovecome such adverse effects. We found that smoke can enhance this process through the induction of ABA-related genes which eventually results in the higher seedling vigour of the smoke treated seedlings.