KUTATÁSAINK

CÉL 1: A szárazságtűrés fokozása nanoanyagokkal történő magedzéssel

HÁTTÉR Napjaink sürgető kihívása a haszonnövények szárazsággal szembeni tűrőképességének fokozása a fenntartható mezőgazdaság elveivel összhangban. Egy ígéretes, zöld technológia a magedzés, ami védekezési folyamatok indukciójával felvértezi a növényt a stresszel szemben. A nanoanyagok számos előnyös fizikai-kémiai tulajdonsággal rendelkeznek, melyek kihasználhatók az edzés hatékonyságának fokozása érdekében. A nitrogén-monoxid (NO) és a származtatott reaktív formák kémiai donorok vagy plazma-aktivált folyadékok (PAL) formájában történő adagolása toleranciafokozó hatást fejt ki, csakúgy, mint a füstből származó karrikinek (KAR).

KÍSÉRLETI RENDSZER A kérdés megválaszolása céljából növényházi modellrendszerekben végzünk kísérleteket többszintű megközelítéssel. A szárazságra adott válaszokat sejt-, szerv- és szervezetszinten vizsgáljuk, és transzkriptomikát, proteomikát és metabolomikát alkalmazunk a nanoanyagok toleranciafokozó hatásának jellemzésére.

A munkafolyamat vázlata (seed priming=magedzés, PANC=plazma-aktivált nanokolloid, PAW=plazma-aktivált víz, KAR2-CHT=kitozánba-csomagolt karrikin2, KAR2=karrikin2, DMON-SNO=dendrítikus, mezopórusos, szerves szilícium-dioxid nanorészecske S-nitrozotiol módosítással, GSNO=S-nitrozo-glutation, PAW-M=plazma-aktivált víz fémmel kiegészítve, pre-germination=előcsízáztatás, control=kontroll/nem kezelt, drought/osmotic treatment=szárazság/ozmotikus kezelés, PEG-8000=polietilén-glikol-8000, water deprivation=vízmegvonás, decapping=gyökérsüveg eltávolítás, plant analyses=növényi vizsgálatok, drought tolerance parameters=szárazságtűrési paraméterek, root hair development=gyökérszőr fejlődés, root system architecture=gyökérrendszer szerkezete, stomatal movements=gázcserenyílások nyitódása-záródása, transcriptomics=transzkriptomika, metabolomics=metabolomika, proteomics=proteomika, root structure= gyökérszerkezet).

CÉL 2: Az ozmotikus stresszválaszhoz kapcsolódó új, nitrogén-nonoxid-kapcsolt gének azonosítása genetikai szűréssel

HÁTTÉR Korábban egy 40 000 transzgenikus Arabidopsis thaliana (lúdfű) vonalat tartalmazó gyűjteményt hoztak létre, melyben a cDNS könyvtár egy só, ozmotikus stressz és oxidatív stressz tűrő halofita növényfajból, a Lepidium crassifolium növényből származik. Ezek a vonalak képezik a genetikai szűrés alapanyagát.

KÉRDÉS Ki tudunk-e szűrni olyan transzgenikus vonalat, mely a vad típushoz képest megváltozott választ mutat NO-ra, ezáltal tudunk-e új, az ozmotikus stresszválaszban szerepet játszó, NO-kapcsolt gént azonosítani?

KÍSÉRLETI RENDSZER A transzgenikus Arabidopsis thaliana növényeket NO jelenlétében neveljük, és megfigyeljük a vad típushoz képest eltérő növekedési-fejlődési válaszaikat. Az ígéretes jelölteket részletes genetikai és molekuláris biológiai vizsgálatoknak vetjük alá.

CÉL 3: Új, a növényi NO-dal kapcsolatos információkat tartalmazó tudományos weboldal fejlesztése

HÁTTÉR A projekt támogatni kívánja a kutatói közösséget azáltal, hogy tudományos weboldalon gyűjti össze a növényi NO-ról rendelkezésre álló ismereteket. Reményeink szerint egy felhasználóbarát weboldalon, gyorsan, egy helyen elérhető módon tudjuk az adatokat közzétenni.

CÉL 4: Gombarezisztencia indukálása reaktív nitrogénformákat felszabadító nanoanyagokkal

HÁTTÉR A patogén gombák az élelmiszerbiztonságot veszélyeztető növénybetegségek domináns kórokozói közé tartoznak világszerte. A növények patogénekkel szembeni védekezése fokozható a környezetbarát „priming (edzés)” eljárással, mely során a növény egy külső stimulust vészjelzésként érzékelve aktiválja a védekezési folyamatait, ez pedig gyorsabb és/vagy nagyobb mértékű védekezési választ okoz egy későbbi kórokozótámadás esetén. A gáz halmazállapotú jelmolekula, a nitrogén- monoxid (NO) és annak reakciótermékei (együttesen reaktív nitrogénformák, RNF) széleskörű kiváltói a növények védekezési mechanizmusainak.

KÍSÉRLETI RENDSZER Új RNF-felszabadító nanoágensek priming hatását tanulmányozzuk olyan modell növény-gomba patorendszerekben, mint az Arabidopsis thaliana- Alternaria brassicicola és a Solanum lycopersicum- Botrytis cinerea.