Fejlődésélettani lettani és speciális növényi n nyi anyagcsere vizsgálatok
Fejlődésélettan 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 Csírázás Napok 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12 raktározott makromolekulák lebontása szintetikus folyamatok Szabad aminosavak mennyiségének meghatározása (36. gyakorlat) Redukáló cukor tartalom meghatározása (37. gyakorlat)
Magok nyugalmi periódusának (dormancia) indukálása Dormancia (nyugvó állapot): Kedvező környezet nem okoz csírázást önmagában, kell egyéb csírázási szignál is. Célja a magvak túlélése a kedvező csírázási körülményekig (nedvesség, hőmérséklet, fény, fotoperiódus, stb.) és a magvak földrajzi terjedése. Magburok által indukált dormancia: a magburok vagy az embrió körüli szövetek biztosítják a nyugvó állapotot. 1) vízfelvétel gátlása (mediterrán hüvelyesek, pl. Medicago), 2) kemény, áttörhetetlen burok, 3) gázcsere gátolt, 4) gátlóanyagok bent tartása, 5) gátlóanyag (pl. ABA) termelés. Embrió dormancia: magas ABA és alacsony GA tartalom. Megszakíthatja: 1) utóérés: víztartalom csökkenése egy adott szint alá beindítja a csírázást, 2) hidegperiódus (vernalizáció), 3) fényhatás (pl. HN vagy RN). ABA hatása: dormancia indukálása Indukálja a magvak tartalékfehérjéinek szintézisét Növeli a magvak szárazságtűrését: indukálja specifikus védőfehérjék szintézisét Gátolja a mag tartalékfehérjék lebontóenzimeinek GA-indukált szintézisét 4
Dormancia és csírázás szabályozása az ABA és GA által a környezeti tényezők függvényében Dormancia indukciója KÖRNYEZET Dormancia megszakítása Külső szignál érzékelése ABA szintézis (NCED) GA lebontás ABA szignál ABA lebontás GA szintézis Külső szignál feldolgozása GA szignál NYUGVÓ Ciklus NEM NYUGVÓ Csírázás Élettani válasz Mag érzékenysége a csírázást befolyásoló környezeti körülményekre Finch-Savage és Leubner-Metzger (New Phytologist 171: 2006) Kedvező környezet Átfedés: csírázás indukciója http://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/whri/research/seedscience/microarray/ Model for the regulation of dormancy and germination by ABA and GA in response to the environment. According to this model ambient environmental factors (e.g. temperature) affect the ABA/GA balance and the sensitivity to these hormones. ABA synthesis and signalling (GA catabolism) dominates the dormant state, whereas, GA synthesis and signalling ( ABA catabolism) dominates the transition to germination. The complex interplay between hormone synthesis, degradation and sensitivities in response to ambient environmental conditions can result in dormancy cycling. Change in the depth of dormancy alters the requirements for germination (sensitivity to the germination environment); when these overlap with changing ambient conditions, germination will proceed to completion. Model based on work with A. thaliana ecotype Cvi, modified from Cadman et al. (2006). Figure published in the Tansley review "Seed dormancy and the control of germination" by Finch-Savage WE and Leubner-Metzger G (New Phytologist 171: 2006) 5
Magok nyugalmi periódusának (dormancia) indukálása Vivipária 6
Szabad aminosavak mennyiségének meghatározása (36. gyakorlat) 1 g növényi szövetből (búza csíranövények) 20 ml etanolos kivonatot készítünk: csak a magból, rügyecske és gyököcske nélkül! Különböző korú csíranövények sorozata. 2 ml 5 -ére hígított kivonatban: 1 ml 0,5%-os ninhidrin (2 ml citrát puffer jelenlétében) a minták szabad aminosavaival képez színes reakcióterméket 100 ºC-os inkubálás (rezsón, forró vízben) + SnCl2 cseppenként!! (SnCl2 katalizátor, e - -okat továbbít) Az enolok olyan szénvegyületek, amelyekben egy hidroxilcsoport egy telítetlen szénatomhoz fűződik (>C=C(OH)-) alkének hidroxilcsoporttal. Az enol-forma valójában az oxo-forma (>CH-CO-) tautomerje, azzal egyensúlyi elegyet alkot. 7
Szabad aminosavak mennyiségének meghatározása (36. gyakorlat) 15 perc 55 o C, majd 10 perc jégen j sötétbentben A színes reakcióterm terméket butanolos fázisba rázzuk r át Fontos, hogy mindvégig hidegen tartsuk az elegyet! A színes reakciótermék fény- és hőérzékeny, ezért igyekezzünk a spektrofotometrálást minél előbb elvégezni A színes (kék) k) reakcióterm termék A 410 értéke a csíran ranövény ny szabad aminosav tartalmával egyenes arányban áll
Redukáló cukor tartalom meghatározása (37. gyakorlat) Valamennyi cukor (mono- és poliszacharid) kimutatására és mennyiségi meghatározására alkalmas az antron-teszt: az antron cukorral cc. H2SO4-as oldatban zöldeskék színt ad, a színintenzitás arányos a cukor mennyiségével. 1 g növényi szövetből (búza csíranövények) 20 ml etanolos kivonatot készítünk: csak a magból, rügyecske és gyököcske nélkül! Különböző korú csíranövények sorozata. (36. gyakorlattal együtt) 2 ml 10 -ére hígított kivonathoz jeges vízfv zfürdőben tartva 4 ml Antron reagenst adunk cseppenként nt (cc.. kénsavban k oldott reagens!!) 10 perc 50 oc vízfürdő jeges vízfürdő! színes termék A színes reakcióterm termék A 440 értéke a csíran ranövény ny redukáló cukor tartalmával egyenes arányban áll
Cukortartalom meghatározás elve: cukrok (aldehidek) kondenzáció + fenolok (naftol, Antron, rezorcin, orcin) erős ásványi savas közegben színes termék