Stresszfiziolgia A hmrskleti stresszek A hmrskleti stresszek u

Stresszfiziológia A hőmérsékleti stresszek

A hőmérsékleti stresszek u u u hőség nagy hideg - befolyásolják az anyagcserét - növekedést - a növény életképességét Fajspecifikus, kinetikus hőmérsékleti sáv - alsó határ hidegstressz - felső határ hőstressz

Hidegstressz u Hidegérzékenység függ: - genetikai tényezőktől - fejlettségi állapottól - anyagcsere aktivitási szintjétől u Hidegstresszre érzékenyek: - 0 és 15 -20 C között elpusztulnak vagy súlyosan károsodnak - 0 C alatt nem maradnak életben u hidegrezisztens: 0 C közelében is növekednek

u hideg okozta károsodás tünete: - membránok fázisátmenete (membránok lipid kettős rétege folyadékkristályos állapotból gél állapotba megy át) pusztulás

Növények típusai a hidegellenállóság mértéke szerint: 1. Hidegérzékeny növények: (fagyáspont felett károsodnak) pl. meleg tengerekben élő algák, ill. trópusi hajtásos növények többsége 2. Fagyérzékeny növények: ( fagyáskésleltető mechanizmussal képesek magukat a fagyástól megvédeni) pl. számos édesvízi alga, a mérsékelt égövi növények része

3. Fagytűrő növények: (évszakosan vagy állandóan képesek az esetleges extracelluláris jégképződést túlélni) pl. egyes zuzmók, a mohák néhány csoportja, a hideg klímazóna szárazföldi fajai, a fás szárú növények, magashegységek lágy szárú növényei stb.

Fagystressz u Fagy célpontja membránok (sejten belüli képződés, jégkristályok kialakulása) u A növények a faggyal szembeni érzékenysége: - 0 C alatt elpusztulnak (szenzitív növények) - - 30 C –ot kibírnak ( egyes gabonafélék szemtermései) - - 196 C ( számos fás szárú növény)

u Károsodás mértéke függ: - lehűlés és olvadás sebességétől akklimatizáltságuk mértékétől talaj és a növény vízviszonyától tápanyag ellátottságától

u Tartósan hideg területeken élő növények védekezése a fagy ellen: - kikerüléssel (lágyszárú növények) egyik mechanizmusa a túlhűlés ritkább mikor a növény anyagcseréje hőt termel és ez akadályozza meg a fagyást - fagyeltűréssel (fás szárú növények, örökzöldek) mechanizmusa: jégképződés

Hőstressz u. A magas hőmérséklet befolyásolja: - membránok állapotát - proteinek konformációját u hőstressz jelei: 1. fotoszintetikus funkciók zavara PS II gátlódik 2. szén-dioxid-fixáció gátlása

u u növények a hőhatást kivédik: - annak leárnyékolásával - a hő csökkenésével - a protoplazma hőálló képességének fokozásával leveleik túlmelegedését elkerülik: - napsugárzás elöli kitérés - hőszigetelő kéreg kialakításával pl. pálmák - transzspirációs hűtés ( ha elég víz áll a növény rendelkezésére) pl. félsivatagi, sztyeppi növények

Hőrezisztencia – típusok: u hőérzékeny fajok: - 30 - 40 , de max. 45 C –nál károsodnak pl. eukarióta algák, szubmerz hajtásos növények, zuzmók aktív állapotukban u hőtűrő eukarióták: - 50 - 60 C-os kezelést is elviselik pl. száraz, napos termőhelyeken élő növények u hőtűrő prokarióták: - 75 -90ºC-ot is eltűrik pl. termofil fajok, mint egyes baktériumok vagy cianobaktériumok

Hősokkproteinek (HSP) u Feladata: magas hőmérséklettel szembeni védelem u molekulatömegük alpján: HSP 110, HSP 90, HSP 70, HSP 60 u HSP-családok izoformái: 1. citoplazmatikus HSP-k 2. endoplazmatikus retikulumban és a Golgi- apparátusban levő HSP-k 3. klproplasztiszok és a mitokondriumok HSP-jei

Szárazságstressz u Okai: - nem áll rendelkezésére elegendő, megfelelő termodinamikai állapotban levő víz - száraz a talaj - erős a párolgás - talaj magas sótartalma miatt erőteljes a talaj ozmotikus vízkötése pl. gyökérrendszer kiterjedését és ezáltal vízfelvételét akadályozza valamely tényező

Szárazságstressz hatása az egyes életfolyamatokra u u u A vízhiány hatása a növekedésre Sejtméret csökkenése függ: - hogy a vízhiány mikor lép fel Ha növekedési ciklus kezdetén: levélfelület kisebb lesz Turgor csökkenés: - virágzáskor következik be: a virágok száma csökken - termésérés alatt: a szemek telődése lesz mérsékelt vagy termések leválása gyorsul fel - növekedési ciklus kezdetén: levélfelület kisebb lesz

A sejt ultrastruktúrájának megváltozásai: u Vízhiány a membránok szerkezetére és működésére gyakorolt gátló hatása a sejt ultrastruktúrájában is tükröződik.

Fotoszintézisre gyakorolt hatások: - intercelluláris járatok szén-dioxidkoncentrációjának csökkenését okozza - fénygátlás következhet be - klorofillok degenerációja fokozódik

A légzés és a szénhidrát- anyagcsere megváltozásai: - keményítő mobilizálódása - szénhidrát transzlokációja is csökken - levelek helyett a gyökerek növekednek fokozottabban (számos fajnál)

Vízhiány hatása a nitrogénanyagcserére: - a nitrogén gyökerekről a levelekre szállítása lassul - vízhiányos gyökerekben több nitrát és ammónia képződik

A vízhiányt kompenzáló mechanizmusok 1. A szárazság elkerülése 2. Csökkent vízellátottság eltűrése u Korlátozó viszonyok elkerülése gyors magérlelés, gyors csírázás, jó víztároló képességgel rendelkező szervekkel való túlélés

A vízhiány eltűrése alacsony vízpotenciálon tartja szervezetét ozmozikus potenciál szabályozása - kiszáradástűrés (Sphagnum-ok, a zuzmók, algák) Kiszáradástoleráns fajok szöveteinek kritériumai: - a sejtanyagcserét a magas anyagkoncentráció ne befolyásolja - szomszédos sejtek közt alig legyen plazmodezmás összeköttetés - sejtfalnak szerkezetkárosodás nélkül kell elviselnie az extenzív dehidrálódást -

Génexpresszió a szárazságstressz - válaszban ABA – függő szignáltranszdukciós láncok: protein- bioszintézis szükséges ABA - független szignáltranszdukciós láncok: az ún. ABRE protein- bioszintézist nem igényel működését a szárazság és a sóstressz indítja, de a hideg nem

gén termékei: 1. stressztoleranciában résztvevő proteinek pl. cukrok, prolin, glicin- betain, bioszintézisben szereplő enzimek… 2. szignáltranszdukcióban és génexpresszióban működnek közre pl. proteinkinázok, transzkripciós faktorok… szerepük: megakadályozzák a gomba vagy patogénfertőzést és elősegítik a kutikula kialakulását