Környezeti stresszek és az emelt légköri CO2-koncentráció hatása a gabonafélék antioxidáns enzimrendszerének működésére = Effect of environmental stresses and CO2 concentration on antioxidant enzyme activity.

摘要

A pályázatban a gabonafélék antioxidáns enzimeinek működését vizsgáltuk természetes és mesterséges körülmények között. Szántóföldön az időjárási tényezők közül a szárazságnak volt a legmarkánsabb hatása az antioxidáns enzimrendszerre, míg a növénybetegségek előfordulása és a fertőzések súlyossága nem mutatott szoros összefüggést az enzimek aktivitásának változásával. A szárazabb 2008-as évben a levélbetegségek kevésbé fertőztek, a kataláz (CAT), aszkorbát peroxidáz (APX ) és a glutation reduktáz aktivitása nőtt. A fitotroni kísérletek eredményei alapján megállapítottuk, hogy a fotoszintézis intenzitása szoros kapcsolatban volt a talajnedvesség szint csökkenésével, és jól jelezte az adott genotípus stressztűrő képességét. Az antioxidáns enzimaktivitás a szárazság hatására a szárbaindulás és érés idején változott meg a legnagyobb mértékben. A fejlődés korai szakaszában a magas CO2-koncentráció a stresszhatást mérsékelte, alacsonyabb antioxidáns enzim aktivitást eredményezett. Az éréskor alkalmazott emelt CO2-szint az enzimaktivitás fokozásával járult hozzá a kialakult stresszállapot negatív hatásainak mérsékléséhez. Az antioxidáns enzimrendszer magasabb aktivitása valószínűsíti az adott genotípus jobb stressztűrő képességét. A kevésbé stressztűrő fajták relatíve nagy aktivitásváltozással reagáltak a szárazságra, de antioxidáns enzimműködésük vízmegvonás hatására sem érte el a stresszmentes feltételek között nevelt, nagyon jó rezisztenciájú genotípusokét. | Within the present project, antioxidant enzyme activities were studied in cereals under natural and artificial conditions. Among weather elements, drought had the most noticeable effect on the antioxidant enzyme system, while the changes in the antioxidant enzyme activities were not closely related to the occurrence and severity of diseases. In 2008, with low soil moisture contents, leaf diseases were less virulent and activities of Catalase, Ascorbate peroxidase and Glutathione reductase increased. According to the phytotron experiments, intensity of photosynthesis was found to be closely related to decreases in the soil water level and it indicated well the stress tolerance ability of a genotype. Antioxidant enzyme activities changed most due to water stress during the stem elongation phase and grain-filling. Elevated CO2 level mitigated the effect of stress in the young developmental phase resulting in a lower antioxidant enzyme activity level. At the grain-filling stage it reduced the negative effects of stress conditions via enhancing the enzyme activities. It was also found that higher general activities of antioxidant enzymes might indicate that a genotype has better stress tolerance. Sensitive varieties had relatively higher increases in activity due to water withdrawal but even at their highest levels the antioxidant enzyme activities were lower than those under normal conditions in genotypes with good resistance.