Fejlődésélettani és speciális növényi anyagcsere vizsgálatok
Fejlődésélettan • A növények egyedfejlődése során minőségi (fejlődés) és mennyiségi (növekedés) változások egyaránt bekövetkeznek ¾A fejlődés és növekedés egymással szorosan összefüggő folyamatok
•A fejlődés szakaszai magasabbrendű növények esetében: ¾megtermékenyítés ¾embrió- és magképzés ¾csírázás ¾vegetatív fejlődési szakasz ¾reproduktív fejlődési szakasz ¾öregedés ¾nyugalmi állapot
Fejlődésélettan Csírázás Napok 1.
2.
3.
4.
5.
6.
raktározott makromolekulák lebontása
7.
8.
9.
10.
11.
12…
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
Dormancia megszakítása
KÖRNYEZET
Külső szignál érzékelése
ABA szintézis (NCED) GA lebontás
ABA lebontás GA szintézis Külső szignál feldolgozása
ABA szignál
NYUGVÓ
GA szignál
Ciklus
NEM NYUGVÓ
Mag érzékenysége a csírázást befolyásoló környezeti körülményekre Finch-Savage és Leubner-Metzger (New Phytologist 171: 2006)
Csírázás
Élettani válasz
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: ¾1 ml 0,5%-os ninhidrin (2 ml citrát puffer jelenlétében) a minták szabad aminosavaival képez színes reakcióterméket ¾100 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 55oC, majd 10 perc jé jégen sötétben • A szí reakció színes reakciótermé terméket butanolos fázisba rá rázzuk át • Fontos, hogy mindvégig hidegen tartsuk az elegyet ! • A színes reakciótermék fény- és hőérzékeny, ezért igyekezzünk a spektrofotometrálást minél előbb elvégezni • A szí színes (ké (kék) reakció reakciótermé termék
A410
érté rtéke a csí csíranö ranövény szabad
aminosav tartalmá tartalmával ará arányban áll
egyenes
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× 10×-ére hígított kivonathoz jeges ví vízfü zfürdő rdőben tartva 4 ml Antron reagenst adunk cseppenk cseppenként (cc. cc. ké kénsavban oldott reagens !!) !!) • 10 perc 50 oC vízfü zfürdő rdő színes termék
• jeges vízfürdő! • A szí színes reakció reakciótermé termék
A440
tartalmá tartalmával egyenes ará arányban áll
érté rtéke a csí csíranö ranövény reduká redukáló cukor
Cukortartalom meghatározás elve: cukrok (aldehidek)
kondenzáció
+ fenolok (naftol, Antron, rezorcin, orcin) erős ásványi savas közegben
színes termék
