Kitekintés: a morfológiai válasz megjelenése különböző mikroelem többletek hatására

Kedves Olvasóim!

 

E havi bejegyzésem egy érdekes, növényspecifikus jelenségről, a stressz-indukált morfogenetikai/morfológiai válaszról (SIMV angolul SIMR) szól.

Az állatokkal ellentétben, a növények nem képesek helyváltoztatásra, vagyis a környezeti stresszforrástól való elmenekülésre, így ők közvetlenül ki vannak téve a stresszhatásoknak (pl. vízhiány, erős napsugárzás, növényevő rovarok, nehézfémek többlete a talajban stb, lásd 1. ábra, kép forrása). A növények a hajtás- és gyökérnövekedésük átprogramozása révén képesek védekezni a kedvezőtlen hatások ellen. Erre egy szép példa a gyökerek fokozott megnyúlása a mélyebb, nagyobb víztartalmú talajrétegek elérése érdekében. A növekedés átprogramozódása sok esetben azonban a főgyökér rövidülését és új oldalgyökerek megjelenését jelenti, kialakítva ezzel a SIMV tünet együttesét, fenotípusát (lásd 2. ábra: Potters és mtsai 2009).

 

2. ábra

 

A növekedés átprogramozásának élettani jelentősége abban rejlik, hogy a növény ily módon el tudja kerülni a kedvezőtlen stresszforrásokat, valamint a megnövekedett oldalgyökér- és gyökérszőr mennyiség a gyökér felszívófelületét megnövelve segíti a víz- és tápanyagfelvételt, így fokozhatja a túlélés esélyét.

Kutatómunkám során nagy hangsúlyt fektettem ennek a  valóban érdekes, növényspecifikus jelenségnek, a stressz-indukált növekedésnek a vizsgálatára. Kísérleteimben indiai mustár (Brassica juncea), olajrepce (Brassica napus) és lúdfű növényeket neveltem különböző esszenciális és nem esszenciális elemek (réz, cink, szelén, ólom) többlete mellett, és tanulmányoztam a SIMV megjelenését.

 

Eredményeim azt mutatják, hogy minden alkalmazott elem, mindhárom növényfajban képes volt a SIMV kialakítására, tehát egy általános (nem faj- és elemspecifikus) válaszról van szó. A 3. ábrán (saját felvétel) réz-kezelt lúdfű növény látható (bal oldalon), melynek főgyökere a kontrollénál rövidebb, oldalgyökerei pedig nagyobb számban vannak jelen (nyíllal jelölve). A hajtás nem szenved jelentős növekedésgátlást, de a klorózis (sárgulás) szembetűnő.

 

A 4. ábrán (saját felvétel) cink-kezelt olajrepce növény látható (jobb oldalon), melynek a gyökere szintén SIMV fenotípust mutat. Ezesetben figyelemre méltó az oldalgyökerek megnyúlásának az erőteljes gátlása a kontrollhoz képest. A hajtás sárgulása és növekedésének  gátlása szintén megfigyelhető.

4. ábra

 

Egy további említésre méltó stressz-indukált morfológiai válasz jelenség a fokozott gyökérszőr képződés, ami általában a rizodermisz atrichoblaszt (=nem szőrképző sejt) sejtjeinek az átprogramozódása révén következik be. Ezt a növekedési választ a kísérleti rendszereim közül a réz- ill. cinkkezelésnek kitett Brassica növényekben figyeltem meg (lásd 5. ábra, saját felvételek). Összefüggést tapasztaltam a gyökerek alacsony mangán tartalma és a gyökérszőrök fejlődésének indukciója között, így elmondhatom, hogy az erőteljes gyökérszőr fejlődés nem az elemtöbbletek közvetlen hatása. Az irodalomból ismert, hogy a "szőrösödés" a vas hiány tünete is lehet, de a szőrképződés és a vas tartalmak között nem találtam közvetlen összefüggést a kísérleti rendszeremben. Végső következtetésem az, hogy a réz és a cink nagy koncentrációi mangán hiányt alakítanak ki a gyökérben, és ez okozza a fokozott szőrképződést.

 

5. ábra

 

Remélem érdekesnek találták a bejegyzésemet, következő hónapban újra jelentkezem!