Kísérletes Növénybiológia Doktori Program (Dr. Szigeti Zoltán)
RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE 5
1. Bevezetés 7
2. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 9
2.1. A kadmium felvétele és megoszlása a növényben 9
2.2. A kadmium élettani hatásai növényekben 10
2.2.1. A kadmium hatása a növekedésre 10
2.2.2. A kadmium hatása a membránokra 11
2.2.3. A kadmium hatása a tápelem felvételre és a vízháztartásra 12
2.2.4. A kadmium hatása az anyagcsere folyamatokra 14
2.2.5. A kadmium indukálta oxidatív stressz 16
2.3. A kadmium indukálta védekező mechanizmusok 17
2.3.1. Kizárási mechanizmus és immobilizáció 18
2.3.2. A kéntartalmú vegyületek szerepe a kadmiumstressz elleni védelemben 18
2.3.3. A kadmium indukálta oxidatív stressz kivédése 23
2.3.3.1. Kataláz 24
2.3.3.2. Az aszkorbát-glutation ciklus 25
2.3.4. Szalicilsav 26
2.3.4.1. A szalicilsav élettani szerepe 26
2.3.4.2. A szalicilsav bioszintézise 29
2.3.4.3. A szalicilsav hatása különböző abiotikus stresszek során 31
2.3.4.4.. A szalicilsav hatásmechanizmusa 35
3. Kutatási cél 38
4. Anyagok és módszerek 39
4.1. Növényi anyag, növénynevelés, kadmiumkezelés paraméterei 39
4.2. Klorofilltartalom mérése 40
4.3. Lipidperoxidáció meghatározása 40
4.4. Klorofill fluoreszcencia indukció mérése 40
4.6. Cisztein-, γ-glutamilcisztein- és glutationtartalom meghatározása 42
4.7. Antioxidáns enzimek kivonása és aktivitás mérése 43
4.7.1. Kataláz (EC 1.11.1.6) 44
4.7.2. Gvajakol-peroxidáz (EC 1. 11.1.7) 44
4.7.3. Aszkorbát-peroxidáz (EC 1.11.1.11) 44
4.7.4. Glutation-reduktáz (EC 1.6.4.2) 45
4.7.5. Glutation-S-transzferáz (EC 2.5.1.18) 45
4.9. Szalicilsav extrakció és mennyiségi analízis 47
4.10. Statisztikai analízis 49
5. EREDMÉNYEK 50
5.1. Kadmiumkezelés hatásának vizsgálata kukoricában 50
5.1.1. Kadmiumkezelés okozta oxidatív stressz vizsgálata három stresszmarker segítségével 50
5.1.1.1. Kadmiumkezelés hatása a klorofilltartalomra 50
5.1.1.2. Kadmiumkezelés hatása a lipidperoxidációra 51
5.1.1.3. Kadmiumkezelés hatása a klorofill-a fluoreszcencia indukciós paraméterre 52
5.1.2. Kadmiumkezelés hatása a membrán lipid összetételre 53
5.1.2.1. Kadmium indukálta változások a levélben 54
5.1.2.1. Kadmium indukálta változások a gyökérben 56
5.2. Kadmiumstressz hatására indukálódó védekező mechanizmusok 59
5.2.1. Az antioxidáns védekezőrendszer 59
5.2.1.1. Antioxidáns enzimek aktivitása a levélben 59
5.2.1.2. Antioxidáns enzimek aktivitása a gyökérben 62
5.2.2. Kéntartalmú vegyületek szerepe a kadmiumstressz elleni védelemben 63
5.2.2.1. A cisztein, -glutamil-cisztein és glutation mennyiségi változása 63
5.2.2.2. A fitokelatin és a fitokelatin szintáz 66
5.2.3. A szalicilsav és más fenolos vegyületek 69
5.2.3.1. Kadmium indukálta változások levélben 69
5.2.3.2. Kadmium indukálta változások gyökérben 71
6. AZ EREDMÉNYEK MEGVITATÁSA 74
6.1. Kadmiumkezelés hatásának vizsgálata kukoricában 74
6.1.1. Kadmiumkezelés okozta oxidatív stressz vizsgálata három stresszmarker segítségével 74
6.1.2. Kadmiumkezelés hatása a membránok lipid összetételére 76
6.2. Kadmiumstressz hatására indukálódó védekező mechanizmusok 79
6.2.1. Antioxidáns enzimek aktivitásának változásai 79
6.2.2. Kéntartalmú vegyületek szerepe a kadmiumstressz elleni védelemben 80
6.2.3. A szalicilsav és más fenolos vegyületek szerepe a kadmiumstressz elleni védelemben 83
7. ÖSSZEFOGLALÁS 87
8. SUMMARY 88
9. Felhasznált irodalom 89
KÖSZÖNETNYILVÁNITÁS 112
ACN:
|
acetonitril
|
APX:
|
aszkorbát-peroxidáz
|
BA:
|
benzoesav
|
CA:
|
fahéjsav
|
DBI:
|
kettőskötés index (double bound index)
|
DGDG:
|
digalaktozil-diacilglicerol
|
DTNB:
|
5,5´-ditio-bis-(2-nitro-benzoesav)
|
Fm’:
|
maximális fluoreszcencia fényadaptált állapotban
|
Fs:
|
steady state fluoreszcencia fényadaptált állapotban
|
GR:
|
glutation-reduktáz
|
GSH:
|
redukált glutation
|
GSSG:
|
oxidált glutation
|
GST:
|
glutation-S-transzferáz
|
-EC, -Glu-Cys:
|
-glutamil-cisztein
|
HMW:
|
nagy molekula tömegű (high molecular weight)
|
ICS:
|
izokorizmát-szintáz
|
KAT:
|
kataláz
|
LMW:
|
alacsony molekula tömegű (low molecular weight)
|
MDA:
|
malondialdehid
|
MGDG:
|
monogalaktozil-diacilglicerol
|
MeOH:
|
metanol
|
Me-SA:
|
metil-szalicilsav
|
NADH:
|
-nikotinsavamid-adenin-dinukleotid, redukált
|
NADP+:
|
-nikotinsavamid-adenin-dinukleotid-foszfát, oxidált
|
NADPH:
|
-nikotinsavamid-adenin-dinukleotid-foszfát, redukált
|
NahG:
|
szalicilát-hidroxiláz enzimet kódoló gén
|
o-ANI:
|
orto-anizinsav
|
o-HCA:
|
orto-hidroxi-fahéjsav, orto-kumársav
|
PC:
|
fitokelatin
|
PCS:
|
fitokelatin szintáz
|
PE:
|
foszfatidil-etanolamin
|
PEPC:
|
foszfoenolpiruvát-karboxiláz
|
PG:
|
foszfatidil-glicerol
|
PI:
|
foszfatidil-inozitol
|
POD:
|
gvajakol-peroxidáz
|
PS I:
|
első fotokémiai rendszer
|
PS II:
|
második fotokémiai rendszer
|
p-HBA:
|
para-hidroxi-benzoesav
|
ROS:
|
reaktív oxigénformák (reactive oxygen species)
|
RUBISCO:
|
ribulóz-1,5-bifoszfát-karboxiláz
|
SA:
|
szalicilsav
|
SQDG:
|
szulfokvinovozil-diacilglicerol
|
TBA:
|
tiobarbitursav
|
TCA:
|
triklór-ecetsav
|
TFA:
|
triflór-ecetsav
|
16:0:
|
palmitinsav
|
t16:1:
|
transz-3-hexadekánsav
|
18:0:
|
sztearinsav
|
18:1:
|
olajsav
|
18:2:
|
linolsav
|
18:3:
|
linolénsav
|