Hazai fafajok fotoszintézisválaszai és fotoprotektív mechanizmusai stresszkörülmények közt = Photosynthetic responses and photoprotective mechanisms of tree species under stress conditions

Sárvári, Éva and Fodor, Ferenc and Gáspár, László and Keresztes, Áron and Király, István and Láng, Ferenc and Mészáros, Ilona and Nyitrai, Péter and Szigeti, Zoltán and Veres, Szilvia (2008) Hazai fafajok fotoszintézisválaszai és fotoprotektív mechanizmusai stresszkörülmények közt = Photosynthetic responses and photoprotective mechanisms of tree species under stress conditions. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 43646_ZJ1.pdf Download (637kB)

Abstract

Erdőalkotó fafajainkon laboratóriumi és szabadföldi körülmények közt azt vizsgáltuk, hogyan változtatja meg a stressz minősége, erőssége, illetve a növény fejlettségi állapota a fotoszintézissel kapcsolatos stresszvédő mechanizmusokat. A kis dózisú nehézfémstressz a citokinin szint növelésével stimulálta a fotoszintézist. A közepes nehézfém (Cd) dózis hatásait kiváltó legfontosabb tényezők a Fe hiány (a tünetek a vastáplálás emelésével megszüntethetők) és a fotoszintézisgátlás okozta relatív fényfelesleg. A fényfelesleg miatt megjelenő oxidatív stressz a kezelés folyamán mérséklődött. A kifejlett levelekben a CO2-megkötés sztómazáródás miatti gátlását elsősorban a fotorespiráció erősödése védte ki, míg a fejlődő levelekben fotokémiai (víz-víz ciklus) és nem-fotokémiai kioltó folyamatok, amihez a violaxantin ciklus aktivitás és az antenna (Lhc) összetétel transzkripciós szinten szabályozott változásai is hozzájárulhattak, egyaránt szerepet játszottak. Termőhelyi/szabadföldi körülmények közt a tölgy és bükk a levélnövekedés kezdeti időszakában volt a legérzékenyebb a fotoinhibícióra. A megemelt UV-B sugárzás fokozta a fotoinhibiciós érzékenységet. A védelemben a nem-fotokémiai disszipáló mechanizmusok voltak a legfontosabbak, szoros összefüggésben a xantofill-, illetve a tölgyfajoknál újonnan kimutatott lutein-epoxid ciklus működésével. Emellett, a Cd stesszt is beleértve, fontos szerepe volt a különleges fényvédő vegyületek (flavonoidok és még nem azonosított vegyületek) felhalmozódásának. | In laboratory and field experiments, effects of stresses (heavy metals, UV-B) of different strength were studied on photosynthesis and related protective mechanisms in leaves of forest-tree species being in different developmental stage. Photosynthesis was stimulated by low-dose heavy metal treatments due to the elevated level of cytokinins in leaves. The most important impacts of moderate heavy metal (Cd) doses on photosynthesis were the Cd-induced iron deficiency (symptoms could be eliminated by increased Fe supply) and the relative light excess due to the inhibition of photosynthesis. Light excess induced oxidative stress was diminished during the treatment. Inhibition of CO2 fixation due to Cd-induced decrease in stomatal conductance was counterbalanced by the increased activity of photorespiration in leaves treated in photosynthetically competent stage, while both photochemical (water-water cycle) and non-photochemical mechanisms, which included violaxanthin cycle activity and changes in the antenna composition regulated at transcriptional level, contributed to the protection of newly emerging leaves. In field experiments, oak and beech species showed the highest sensitivity to photoinhibition at the beginning of leaf development, and the sensitivity was enhanced under elevated UV-B. Non-photochemical quenching connected with the activities of xanthophyll cycle and the newly discovered lutein-epoxid cycle was the protective mechanisms of utmost importance. Accumulation of light-protective substances such as flavonoids and yet unidentified ones (Cd stress) was also important.

Actions (login required)

Edit Item