NÖVÉNYÉLETTAN
Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010
Másodlagos anyagcsere termékek a növények védelmében
Előadás áttekintése 1. Másodlagos anyagcsere termékek 2. Rovar kártevők indukálta védekező mechanizmusok 3. A növények védekezése patogénekkel szemben
1. Másodlagos anyagcsere termékek 1.1. Terpének 1.2. Fenolvegyületek 1.3. Nitrogéntartalmú vegyületek
A másodlagos anyagcsere termékek bioszintetikus útvonalainak áttekintése és kapcsolódása a primer anyagcseréhez Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 371.
Terpének bioszintézise Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 372.
A limonén (A) és mentol (B) szerkezete: a két leggyakrabban előforduló monoterpén vegyület, amely részt vesz a növények rovarok és más szervezetek elleni védekező mechanizmusaiban Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 373.
A mono- és szeszkviterpének gyakran megtalálhatók a növények mirigyszőrös felszínén Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 374.
Két triterpén, az azadirachtin (A) és α-ecdysone (B) szerkezete, amelyek hatásos inszekticidnek bizonyultak Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 374.
A növényi fenolok különböző bioszintetikus útvonalai Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 375.
Fenol bioszintézis a fenil-alaninből kiindulva Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 376.
Az egyszerű fenolvegyületek változatos szerepet töltenek be a növények életében Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 377.
Néhány tannin szerkezete, melyek fenolsavakból vagy flavonoid egységekből épülnek fel Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 381.
A tanninok és fehérjék kölcsönhatásának feltételezett mechanizmusa
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 382.
Néhány példa az alkaloidokra, amely a nitrogéntartalmú másodlagos anyagcsere termékek változatos csoportját alkotják Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 383.
A nikotin bioszintézise a nikotinsavval (niacin) kezdődik
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 383.
A pirrolizidin alkaloidok két alakja fordul elő a természetben: a N-oxid és a tercier alkaloid alak
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 384.
A cianogén glikozidok enzim katalizálta hidrolízise, amely során hidrogén cianid szabadul fel
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 384.
Glükozinolátok hidrolízise során mustárszagú illékony vegyületek képződnek
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 385.
2. Rovar kártevők indukálta védekező mechanizmusok 2.1. A növények felismerik a rovarok nyálának speciális komponenseit 2.1. A jázmonsav számos védekező válaszreakciót aktivál 2.3. Néhány fehérje gátolja a növényevő rovarok emésztését 2.4. A növényevők indukálta illékony növényi vegyületeknek komplex ökológiai funkciója van
A linolénsav (18:3) jázmonsavvá alakulásának lépései
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 387.
A jázmonsav jelátviteli modellje Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 388.
3. A növények védekezése patogénekkel szemben 3.1. Néhány antimikrobiális vegyület szintézise még a patogén támadása előtt megindul 3.2. A fertőzés további reakciót vált ki a betegséggel szemben 3.3. A fitoalexinek mennyisége gyakran növekszik a fertőzést követően 3.4. Néhány növény felismeri a specifikus patogén eredetű vegyületeket 3.5. A patogénnel szembeni első válaszreakció növeli a jövőbeni sikeres védekezés lehetőségét 3.6. A nem-patogén baktériumok növényekkel történő kölcsönhatása hozzájárulhat az indukált szisztemikus rezisztenciához
A patogének elleni védekezés több típusát a fertőzés indukálja
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 392.
Két növénycsaládban előforduló néhány fitoalexin szerkezete
Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 393.
A patogénnel szembeni első válaszreakció növeli a jövőbeni sikeres védekezés lehetőségét: szisztemikus megszerzett rezisztencia (SAR) Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 395.
A nem-patogén baktériumokkal történő fertőzés az indukált szisztemikus rezisztencia (ISR) kialakulásával növelheti a növény ellenálló képességét a patogénekkel szemben Forrás: Taiz L., Zeiger E. (2010): Plant Physiology. p. 395.
Előadás összefoglalása A helyüket változtatni képtelen növények gyakran másodlagos anyagcsere termékek képzésével, míg az állatok viselkedésük változtatásával lépnek kölcsönhatásba környezetükkel. A másodlagos anyagcsere termékek számos funkciója között említhető a beporzást és a magvak terjesztését biztosító állatok vonzása, valamint a növényevők és a patogének elleni védekezés. A másodlagos anyagcsere termékek három fő csoportja a terpének, a fenolok és a nitrogéntartalmú vegyületek. Tanulmányozásuk számos gyakorlati felhasználásra ad lehetőséget. A megnövelt mennyiségű másodlagos anyagcsere termékeket termelő növényfajták nemesítése csökkentheti bizonyos költséges és potenciálisan káros peszticidek alkalmazását.
Előadás ellenőrző kérdései • Jellemezze a növények másodlagos anyagcsere termékeinek fő funkcióit. Hogyan kapcsolódik ezek felhalmozódási helye a növények védekezéséhez? • Kémiailag minek tekinthetők a terpének és hogyan szintetizálódnak? • Szerkezetileg miben térnek el az alkaloidok a többi másodlagos anyagcsere terméktől? Biológiai hatásuk ismeretében mi lehet az ökológiai szerepük? • Van a növényeknek az állatokhoz hasonló immunrendszerük?
KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET Következő előadás: A növényi növekedés és fejlődés áttekintése
• Előadás anyagát készítették: Prof. Ördög Vince Dr. Molnár Zoltán
