Streszczenie - Wydział Biologii i Biotechnologii
Transkrypt
Streszczenie - Wydział Biologii i Biotechnologii
Streszczenie rozprawy doktorskiej mgr Agnieszki Mostek pt: „Zmiany w proteomach korzeni jęczmienia pod wpływem stresu solnego łagodzonego przez kwas β-aminomasłowy” wykonanej w Katedrze Biochemii Wydziału Biologii i Biotechnologii UWM w Olsztynie, pod kierunkiem prof. dr hab. Stanisława Weidnera, prof. zw. Zasolenie gleby jest jednym z głównych stresów abiotycznych powodujących znaczącą redukcję plonu roślin uprawnych. Aby poznać i zrozumieć mechanizmy tolerancji jęczmienia (Hordeum vulgare) na stres solny, w niniejszej pracy zbadano zmiany w proteomie korzenia jęczmienia linii wrażliwej (DH14) i tolerującej zasolenie (DH187) podczas kiełkowania w warunkach stresu solnego. Nasiona obu linii jęczmienia kiełkowano w wodzie lub w 100 mM NaCl przez 6 dni. Proteomy korzeni jęczmienia rozdzielono na drodze elektroforezy dwukierunkowej. Białka istotnie zmienione pod wpływem stresu solnego identyfikowano za pomocą spektrometrii mas MALDI TOF/TOF. Wykazano, że badane linie jęczmienia charakteryzują się odmiennym profilem białkowym w odpowiedzi na stres solny. Część spośród wykrytych białek stanowią udokumentowane w literaturze markery oporności na zasolenie, lecz niektóre zidentyfikowane przez nas białka nie zostały wcześniej wykryte w odpowiedzi na stres solny, chociaż wiadomo, że są związane z innymi stresami abiotycznymi. Najistotniejsze różnice dotyczyły białek związanych z przekazywaniem sygnału (anneksyna, TCTP, lipoksygenazy), procesem detoksyfikacji komórki (osmotyna, wakuolarna ATP-aza), ochroną konformacji (białkowa izomeraza dwusiarczkowa), metabolizmem ściany komórkowej (dekarboksylaza UDP-kwas glukuronowy, egzohydrolaza D-glukanowa, pirofosforylaza UDP-glukoza). Otrzymane wyniki wskazują, że linia tolerująca zasolenie DH187 aktywuje większe spektrum procesów metabolicznych w odpowiedzi na stres solny, niż linia wrażliwa DH14. Większa tolerancja jęczmienia linii DH187 na zasolenie może wynikać z efektywniej działających mechanizmów przekazywania sygnału o stresie, prowadzących do akumulacji białek ochronnych, co skutkuje poprawą odporności komórek roślinnych na stres solny. Jednym ze związków chemicznych, który indukuje odporność roślin na stresy biotyczne i abiotyczne jest niebiałkowy aminokwas BABA (kwas β-aminomasłowy). W drugim artykule wchodzącym w skład dysertacji opisano wpływ preimbibicji nasion w BABA na zmiany w proteomie jęczmienia linii wrażliwej (DH14) i tolerującej zasolenie (DH187), podczas kiełkowania ziarniaków w warunkach stresu solnego. Preimbibicja nasion jęczmienia w BABA powodowała istotny wzrost względnej zawartości wody w pędach obu linii jęczmienia, a także wywoływała istotny przyrost świeżej i suchej masy w linii jęczmienia DH187. Nie zaobserwowano istotnych statystycznie różnic w przyroście świeżej i suchej masy korzenia i pędu w linii jęczmienia DH14. Poprzedzająca stres solny preimbibicja nasion jęczmienia w BABA wywołała zmiany profilu białkowego w obu badanych liniach jęczmienia. Najistotniejsze różnice proteomiczne pomiędzy badanymi próbami dotyczyły akumulacji enzymów antyoksydacyjnych (katalazy, peroksydazy, dysmutazy ponadtlenkowej), białek związanych z patogenezą (endo-1,3-β-glukozydazy, chitynazy) oraz białek ochronnych (HSP70, cyklofiliny A). Otrzymane wyniki sugerują, że ochronne działanie BABA może wynikać ze wzmożonej efektywności mechanizmów detoksyfikacyjnych, co w większym stopniu zabezpiecza komórkę roślinną przed uszkodzeniami oksydacyjnymi. Olsztyn, 6.07.2016