Növények és a stressz Készítette: Demeter Ibolya III. biológia-kémia Stresszfiziológia Növények és a stressz Készítette: Demeter Ibolya III. biológia-kémia

A növények is számtalan olyan terhelésnek vannak kitéve, melyek termelékenységüket, fejlődési lehetőségeiket korlátozzák: szárazsági zónákban, sós talajú területeken, sarkvidékeken, magashegységekben. Itt a növények számára kedvező feltételek csak rövid ideig, vagy egyáltalán nem állnak fenn.

Különböző élettereken különböző stresszhatások érhetik a növényt 1. Trópusi óceánok: - 100 m-nél mélyebben hiányzik a fény, - tápanyagban szegények, - ezért az autotróf élőlények hiánya jellemző. 2. Szárazföldi területek : - a szárazföld egytizedén ember alakította kedvezőtlen körülmények, - máshol égtájbeli különbségek ( különböző klimatikus viszonyok, légzési optimum különbségek) jellemzőek.

Bizonyos korlátok között a növények képesek alkalmazkodni: habitusukkal, alakjukkal, egyes organellumaikkal, anyagcsere folyamataikkal, leveleik alakjának megváltoztatásával. Tehát a növények élőhelyeik különleges feltételei között is képesek növekedni, fejlődni.

A stressz meghatározása 1. Stressz fogalma: a megterheléssel járó sokféle helyzet, mely helyzetek egy adott szervezetben a normális viselkedéstől eltérő viselkedéshez vezetnek. 2. A stressz jelentése: - bizonyos nyelveken nyomást, feszültséget jelent, - először a fizikában alkalmazták, - a köznyelvben fokozott megterhelés és ennek hatása a szervezetre, - orvosi-, pszichológiai-, szociológiai meghatározás is. 3. Stresszor fogalma: a környezet azon eleme, amely a növény fiziológiájában olyan változást okoz, ami élettani alkalmazkodást eredményez.

A stressz fogalmának meghatározása Aspecifikus reakció: a stresszortól függetlenül mindig azonosan zajlik le. „Selye-féle” magyarázat: a stressz a szervezet túlterhelt, túlerőltetett állapota, a test aspecifikus reakciója mindenfajta igénybevételével szemben. „Tischler- féle” magyarázat (1984): a stressz a normálistól eltérő olyan helyzet, amely az élőlényt megterheli, de az életét közvetlenül nem veszélyezteti. „Larcher- féle” magyarázat (1987): a stressz olyan terheléses állapot, amelyben a növénnyel szembeni fokozott igénybevétel a funkciók kezdeti destabilizációját követően egy normalizálódáson át az ellenállóság fokozódásához vezet, majd a tűréshatár túllépésekor tartós károsodást, vagy akár pusztulást is okoz.

Stressztényezők 1.Természetes tényezők: 2. Antropogén tényezők: A természeti környezet spontán, de hírtelen, vagy szélsőséges megváltozásai (pl. :nagy fényintenzitás, hőhatás, vízhiány, ásványi tápanyagok hiánya, alacsony hőmérséklet, hirtelen fagy, nagy sókoncentráció, stb.) 2. Antropogén tényezők: Pl. : herbicidek, légszennyező anyagok, savas esők, talajsavanyodás, toxikus nehézfémek feldúsulása, fokozott UV- sugárzás stb. 3. Abiogén és biogén hatások: Utóbbiak közé tartoznak a növények parazitái (vírusok, baktériumok, gombák), de ide soroljuk az állatok rágása által okozott stresszeket is.

A stresszhatás intenzitása 1.Gyenge stressz: - aktiválhatja a sejtanyagcserét, - fokozhatja a növény fiziológiai aktivitását - nem okoz semmiféle károsodást még hosszabb időtartamon át haladva sem - ilyen hatása van számos növekedésgátlónak és anyagcsereinhibitornak, melyek kis koncentrációban serkentő hatásúak. 2. Erős stressz (distressz): - egyes anyagok nagyobb koncentrációban viszont károsítják az anyagcserét, csökkentik a növény aktivitását, korai öregedést okoznak, sőt a pusztulást is kiválthatják.

vészreakció ellenállás stádiuma kimerülés A stressz szakaszai vészreakció ellenállás stádiuma kimerülés

A stressz szindróma

A stresszválasz 1. Növényi stresszorok: Természeti: erős fény, szárazság, hőség, tápanyaghiány, alacsony hőmérséklet, sebzés, UV-A, UV-B sugárzás. Biotikus: rovarok, patogének, elicitorok, baktériumok, gombák, vírusok. Antropogén: herbicidek, légszennyezők, nehézfémek, savas esők.

2. A stresszor hatására adott növényi válasz: 1. hatás eltűrése: A növény gyenge stressz esetén képes a stressz nélküli állapothoz hasonló, magas anyagcsere aktivitást fenntartani, súlyosabb stressz esetén pedig csökkentett aktivitással működni és biztosítani a túlélést. 2. hatás kikerülése: Exogén intenzitású vagy tartalmú stressz hatás esetén az anyagcsere aktivitás úgy lecsökken, hogy a növény egy nyugvó, alvó állapotba kerül. 3. kijavítás (reparáció): A stresszor hatására bekövetkezett károsodások kijavítását jelenti, ez biztosítja a túlélést maradandó károsodások nélkül.

3. A szignáltranduszkció

4. A jel továbbítása a membránban A G-proteinek (GTP-kötő fehérjék) összessége jelenti a membránban lokalizált állapotot. a G-proteinek számos folyamat szabályozásában játszanak szerepet. heterotrimer G-proteinek: általában három alegységből állnak, a membránban inaktív formában GDP-t kötnek meg. kis méretű G-proteinek: szerkezete emlékeztet a heterotrimer G-proteinek ά-alegységére, amennyiben mind a GTP- kötő, mind a GTP-áz helyet tartalmazzák, génjeik pedig a megfelelő konszenzus szekvenciákkal rendelkeznek. Arabidopsis thaliana: a legrészletesebben ismert növényi G-protein, egy α-alegységből áll.

5. Jeltovábbítás a sejten belül kálcium- ion: a citoplazmában található mennyiségének növekedése számos folyamatra hat másodlagos hírvivő jazmonsav: másodalgos hírvivő JA származéka: metiljazmonsav ( MeJA ) inozitol-foszfatidok: kalciumionok citoplazmába való áramlását idézi elő a membrán külső felszínén lévő receptorok indítják el a folyamatot

6. Elektromos jeltovábbítás Az elektromos potenciálváltozások szerepét egy sor növényi mozgással kapcsolatban már igazolták, míg a stresszhatásokra adott növényi válasz és potenciálváltozások kapcsolata csak a legutóbbi időkben igazolódott. paradicsomban lánggal előidézett sebzési stressz: Az adott levélben előidézett stresszhatás enzimindukciót idéz elő a fiatalabb levélben.

az mRNS-szint növekedését mindig potenciálváltozás kíséri. a sebzési stressz minden esetben akciós potenciált vált ki a levelekben. az elektromos kezelés minden esetben akciós potenciált idéz elő a kezelési felület közelében. az akciós potenciál a floem élő sejtjein, mint tovaterjedő ingerület halad végig. az elektromos jelátvezetés potenciálváltozásai általában rövidebb időn belül alakulnak ki, mint a kémiai/biokémia transzdukció okozta anyagcsere-változások.

Köszönöm a figyelmet!