Környezeti tényezők hatásának vizsgálata az árpában proteomikai módszerekkel

Abstract

A 21. században a gabonanövények két milliárd tonna éves terméshozamukkal a legfontosabb terményeink közé tartoznak, melyek közül az árpa a negyedik legnagyobb mennyiségben termesztett növény világszerte. Az árpa 10000 évvel ezelőtt terjedt el a Közel-Keleten, és azóta is állatok takarmányozására, sör, illetve kisebb mennyiségben ételek készítésére használják. Az árpa is - mint bármely más termesztett növény - élete során folyamatosan ki van téve olyan biotikus és abiotikus hatásoknak, amelyek jelentősen befolyásolják fejlődését, növekedését, és meghatározzák produktivitását. Abban az esetben, ha a környezeti feltételek az adott faj igényeinek megfelelő optimumértékeken kívül esnek (túl alacsony, illetve túl magas hőmérséklet, kiegyenlítetlen ásványi anyag ellátás, nem megfelelő fényviszonyok, vízhiány stb.), a növény élettani stresszhelyzetbe kerül. Hazánkban a különböző környezeti, abiotikus hatások (főként szárazság) következtében a gabonafajtáink a bennük rejlő termőképességnek átlagosan csak a felét tudják produkálni, ami jelenős gazdasági veszteséget jelent. Természetesen ezért olyan abiotikus és biotikus stresszhatásokkal szemben ellenálló fajták nemesítése a cél, amelyekkel a gazdasági károk is csökkenthetők. A fenti előzményekből kiindulva doktori munkám során célul tűztem ki, hogy proteomikai módszerekkel (2-DE, MS) megvizsgáljam a hazai körülmények között termesztett és a környezeti stresszhatásokra érzékeny "Jubilant", illetve ezen hatásokra kevésbé fogékony "Mandolina" sörárpák fehérjéinek expressziós változását, amelyet a magas hőmérséklet, a kadmiumszennyezettség és az eltérő termesztési körülmények okoznak. A stresszhatások fehérjék szintjén történő vizsgálata azért is kiemelt fontosságú, mert a transzkriptomban kimutatott stresszválaszok körülbelül 20%-ához tartozó expressziós szekvenciarészletek (EST) funkciója még ismeretlen, így a proteomban megvalósuló jeltovábbítás, szabályozás, enzimatikus aktivitás és szerkezeti funkciók megismerése közvetlenül a proteom szintjén válik lehetővé. (...)