Fejlődésélettani lettani és speciális növényi nyi anyagcsere vizsgálatok 2005 Cz P T
Fejlődésélettan lettan I. A növények egyedfejlődése során minőségi (fejlődés) és mennyiségi (növekedés) változások egyaránt bekövetkeznek A fejlődés és növekedés egymással szorosan összefüggő folyamatok A fejlődés szakaszai magasabbrendű növények esetében: megtermékenyítés embrió- és magképzés csírázás vegetatív fejlődési szakasz reproduktív fejlődési szakasz öregedés nyugalmi állapot
Fejlődésélettan lettan II. Csírázás raktározott makromolekulák lebontása a keletkező monomerek az embrió ill. a csíranövény növekvő szervei felé szállítódnak elsősorban az osztódó szövetek felé szintetikus folyamatok, melyek anyag- és energiaigényét a lebontó folyamatok elégítik ki
Fejlődésélettan lettan III. Szabad aminosavak mennyiségének meghatározása Redukáló cukor tartalom meghatározása csírázó magvakban A csírázás során a szabad aminosavak mennyiségének és a redukáló cukor tartalom változása optimum szerint alakul.
Szabad aminosavak mennyiségének nek meghatároz rozása csíran ranövényekben nyekben I. 2 ml hígított h kivonat 1 1 ml 0,5%-os ninhidrin (2 ml citrát puffer jelenlétében) a minták k szabad aminosavaival képez színes reakcióterm terméket 100 ºC-os inkubálás + SnCl2 cseppenként nt SnCl2 katalizátor, tor, e--okatokat tovább bbít A színes reakcióterm terméket butanolos fázisba rázzuk r át fontos, hogy mindvégig hidegen tartsuk az elegyet!
Szabad aminosavak mennyiségének nek meghatároz rozása csíran ranövényekben nyekben II. A színes reakcióterm termék k fényf ny- és s hőérzh rzékeny, ezért igyekezzünk a spektrofotometrálást st elvégezni minél l előbb A színes reakcióterm termék k A410A értéke a csíran ranövény ny szabad aminosav tartalmával egyenes arányban áll Szabad aminosav reakciója ninhidrinnel
Redukáló cukor tartalom meghatároz rozása I. Csíran ranövénykék etanolos kivonata + Antron reagens (jeges vízfv zfürdő!) sárgs rgás s színű termék Cukortartalom meghatároz rozás s elve: cukrok + fenolok (naftol( naftol, Antron, rezorcin, orcin) erős ásványi savas közegben k színreakci nreakció (aldehidek + fenolok kondenzáci ció színes termék) Abszorbancia (440 nm) érték k egyenes arányban áll a minta redukáló cukor tartalmával (mérés érzékenységi határain belül) l) reakció érzékenysége: redukáló cukor tartalom > szabad aminosav tartalom meghatároz rozás
Speciális növényi n nyi anyagcsere I. Növényi anyagok klasszikus csoportosítása: sa: Primer anyagok: : fontos, régóta r ismert, gyakori anyagok (cukrok, fehérj rjék ) Szekunder anyagok: : különlegesebb, k ritkább anyagok (gyakran feltűnő színű illatú,, mérgezm rgező hatású anyagok ) Növényi anyagok két k t főf csoportja az anyagcsere folyamatában betölt ltött tt egymásut sutániságuk alapján: Primer anyagok: : szervetlen tápanyagokból l keletkező vegyületek Szekunder anyagok: primer anyagokból képződő vegyületek esszenciális anyagok esszenciális anyagok nem esszenciális anyagok
Speciális növényi n nyi anyagcsere I. A növényi n nyi anyagok csoportjai a főf anyagcsereutaknak megfelelően en (5 főf anyagcsereút 5 főf növényi nyi anyagcsoport) : 1. szacharidok 2. fenoloidok 3. poliketidek 4. terpenoidok 5. azotoidok A bioszintézis zis utak kezdeti, univerz követő specializ szakaszok, melyek univerzális specializálódottabb lis szakaszát a növényviln nyvilág g egész szében már m r nem általánosak számos nagy taxonban ugyanúgy mennek végbe (rendekben, családokban dokban.) pl. fenoloidokon belül l a flavonoidok
Speciális növényi n nyi anyagcsere I. Flavonoidok besorolása: sa: Fenoloidok anyagtörzse Poliketid cinnamoidok osztálya Triketid cinnamoidok alosztálya lya Flavonoidok rendje Flavonoidok Flavonoidok körében előfordul forduló főbb biológiai aktivitások: Antioxidáns ns hatás Virágok színanyagai Fungicid hatás Antitumor hatás Antibakteriális hatás Protein-kin kináz inhibitor Xantin-oxid oxidáz inhibitor rovar-megporz megporzás
Flavonoidok
Antociánok nok ph1=2,4 ph2=2,7 ph3=3,2 ph4=3,5 ph5=4,2 Cz.P.T
Cz.P.T
Cz.P.T
Cz.P.T
Speciális növényi n nyi anyagcsere II. Fitokróm rendszer I. Fitokróm rendszer által szabályozott folyamatok: Fotoperiodikus, fotomorfogenetikai reakciók (pl. fotoperiódusra érzékeny fajok virágzása; rügyek nyugalmi állapotának kialakulása évelő fás növényeknél ) Nem reakciók fotoperiodikus, fotomorfogenetikai (pl. etioláltság megszűnése a csíranövényeknél; szár megnyúlásának gátlása; hipokotil kampó kiegyenesedése; néhány mag csírázása ) Nem morfogenetikai fényreakciók antocianidinek és s más m flavonoidok szintézis zisének serkentése (hormonszint szabályozása; enzimek és más fehérjék szintézisének serkentése az etiolált levelekben megvilágítás után: kloroplasztisz fehérjék - LHCP, ribulóz- 1,5-biszfoszfát-karboxiláz/oxigenáz kis alegysége..; glikolsav oxidáz; glukóz-6-foszfát-dehidrogenáz; )
Speciális növényi n nyi anyagcsere II. Fitokróm rendszer II. Fitokróm in vivo lokalizáci ció: P660 diffúz z eloszlás s jellemző P660 P730 átalakuláskor a diffúz z eloszlás megszűnik és s a fitokróm meghatározott helyeken összpontosul a P730 kötődése k intracelluláris ris receptorokhoz a funkció szempontjából l fontos P730 P660 átalakuláskor a fitokróm újra visszatér r a kiindulási diffúz z eloszlásba sba P660 PR: : ez a forma a vörös v s fényt f abszorbeálja A sötétben s tben nőtt n növényben n nyben vagy magban a fitokróm P660 (PR) ) formában van jelen - ez a forma kék k k színű. P730 PFR: : sötétvs tvörös s fényt f abszorbeálja a legtöbb esetben a PFR a fiziológiailag aktív forma -zöldeskék színű pigment
Speciális növényi n nyi anyagcsere II. Fitokróm rendszer III. A P660 (PR) P730 (PFR FR) átalakulás fototranszformáci ció a fehérje konformáci cióváltozáson megy keresztül: Fehér r fény f a P660 és s a P730 egyaránt gerjesztődik, a fitokróm ciklus folyamatos antocián pool teljes (jelentős fitokróm intermedier arány az össz- fitokrómban mban)
Antociánok nok fényindukált szintézis zisének vizsgálata Raphanus sp. hipokotilban különböző megvilágítási feltételek telek között k nevelt 1 hetes retek (Raphanus( sp.) csíran ranövénykék (2 nap s nap eltérő körülmény) etiolált lt fehér r fényf vörös s fény f (660 nm) (2 nap sötétben tben majd 5 15 perc extrakciós idő szűrés kíméletes bepárl rlás vízlégszivattyúval val max.. 40 ºC melegítés preparátumok kromatografálása - szilikagél vékonyrétegen a kifejlesztett réteg r szárítása sa UV lámpa l - kiért rtékelés Antocián tartalom: etiolált lt < vörös s fényen f nevelt < fehér r fényen f nevelt Sötétben tben nevelt növényben n nyben megindul fehér r fényen f nevelt növényben nyben végbe v megy az antocián szintézis zis
Speciális növényi n nyi anyagcsere III. Nikotin bioszintézise zise a piridin bioszintézishez zishez a poliaminok bioszintézis ziséhez egyaránt szorosan kapcsolódik Nikotin besorolása: sa: Azotoidok anyagtörzse Alkaloidok osztálya Ornitin eredetű alkaloidok rendje Pirrolidin alkaloidok Nikotin a dohány (Nicotiana( tabacum L.) ) főf alkaloidja Mellékalkaloidok kalkaloidok: nornikotin nikotorin A dohány alkaloidjai eredményesen extrahálhat lhatóakak enyhén n lúgos l ph-n szerves oldószerekkel Hidrofób b szennyezésekt sektől l mentesíthet thető a kivonat savas ph-n kirázással
Nikotin bioszintézise zise Cz.P.T
Cz.P.T
Nikotintartalom vizsgálata különfk nféle dohányokban és s keverékben kben Különböző dohányt nytípusok extraktum Kivonatok szűrése se üvegszűrőn n bepárl rlás Fontos: a nikotin sárgs rgásbarna folyadék k a kinyerés körülményei között! k bepárl rlás s vízlv zlégszivattyúval val a vízcsap v elzárása előtt a vákuumot v kell megszűntetni! Titrálás - metilvörös mellett hagyma színig dohánymint nyminták k nikotin tartalma fogyott 0,005 N HCl ml/súly ly g mértm rtékegységbengben
Speciális növényi n nyi anyagcsere IV. Purin alkaloidok bioszintézise zise Kapcsolódik a nukleinsav anyagcseréhez nukleotid - nukleozid pool Purin alkaloidok besorolása: sa: Azotoidok anyagtörzse Egyszerű speciális azotoidok osztálya Purinszármaz rmazékok rendje Purin alkaloidok Élettani hatások: Koffein: központi k idegrendszeri légzés s stimuláns Teobromin és teofillin: értágító,, vízhajtv zhajtó és s szív stimuláns koffein > teobromin > teofillin (apoláris > poláris)
Purin alkaloidok bioszintézise zise Cz.P.T
Tea és s kakaó alkaloidjainak vizsgálata 1 gramm minta extrakció Szűrés üveggyapoton vízlégszivattyúvalval bepárl rlás Bepárl rlási maradék k felvétele kloroformban centrifugálás s (14.000 g) Minta felvitele szilikagél vékonyrétegre kifejlesztése se réteg r szárítása sa Kiért rtékelés s UV lámpal kromatogramm Koffein foltok lekaparása Koffein-elu eluátum centrifugálása UV tartományban (265 nm) eluálás kloroformmal spektrofotometria, Kvarc küvetta szüks kséges UV tartomány (100nm - 400 nm)