Alelopatski efekti transformisanih korenova Chenopodium murale L. in vitro
Allelopathic effects of Chenopodium murale L. hairy roots in vitro
2012
Аутори:
Dmitrović, SlavicaОстала ауторства
Ninković, SlavicaSabovljević, Aneta
Banjac, Nevena
Simonović, Ana
Maksimović, Vuk
Тип документа:
Докторска теза (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт:
Korenov sistem C. murale produkuje i luči hemijske materije koje imaju alelopatsku aktivnost. Proučavanje efekata na druge organizme, kao i izolovanje i karakterizacija metabolita koji su izlučeni iz korenova u zemljište je veoma kompleksan proces. Zbog toga je cilj ovog istraživanja bio uspostavljanje kulture transformisanih korenova C. murale in vitro, kao novog sistema pogodnog za izučavanje alelopatskog efekta.
Transgeni korenovi su indukovani pomoću Agrobacterium rhizogenes A4M70GUS na eksplantatima korenova, kotiledona, listova i internodija klijanaca C. murale. Eksplantati korenova su imali najveću efikasnost transformacije (11,1%). Uspostavljeni su klonovi transformisanih korenova različite morfologije i potencijala rasta koji se gajenjem (subkultivisanjem) u tečnom MS medijumu održavaju više od dve godine. Potvrda transformacije ovih klonova je urađena pomoću PCR, RT–PCR i histohemijske GUS analize. Nije ustanovljena razlika u prisustvu rol gena među klonovima.
Ispitivan je alelopatski efekat tečnih medijuma u kojima su rasli transformisani i netransformisani korenovi C. murale (fitotoksični medijum) na klijanje i rast klijanaca test biljaka arabidopsisa (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh), pšenice (Triticum aestivum L.) i salate (Lactuca sativa L.). Kod sve tri test biljke ustanovljen je inhibitorni efekat na klijanje semena i rast klijanaca. Klonovi transformisanih klonova: R1 i R8, imali su najveći alelopatski potencijal.
Kod test biljaka arabidopsisa i pšenice, koje su bile tretirane fitotoksičnim medijumima, praćena je ukupna aktivnost antioksidativnih enzima – katalaza, peroksidaza i superoksid dismutaza (spektrofotometrijski), kao i zastupljenost i aktivnost pojedinih izoformi navedenih enzima (elektroforetski). Aktivnost ovih enzima (izuzev katalaza kod arabidopsisa) bila je povećana kod klijanaca isklijavanih i gajenih na fitotoksičnim medijumima, što je u skladu sa aktiviranjem odbrambenih mehanizama u biljkama kada se
one bile izlažu stresu (fitotoksinima, tj. alelohemikalijama). Fitotoksični medijumi različitih klonova transformisanih korenova dovodili su do različitog nivoa povećanja aktivnosti katalaza, peroksidaza i superoksid dismutaza kod različitih test biljaka.
Pošto su fitotoksični medijumi dovodili do inhibicije rasta i razvoja klijanaca, kod tretiranih test biljaka ispitivana je i ekspresija gena regulatora ćelijskog ciklusa. Metodom qPCR–a je pokazano statistički značajno smanjenje ekspresije gena koji regulišu prelaz iz G1 u S fazu kao i prelaz iz G2 u M fazu, što ukazuje na potencijalnu inhibiciju procesa DNK sinteze, kao i same mitoze. Homologi geni arabidopsisa i pšenice (CDKA;1 / CDC2 kao i CYCD2;1 / CYCD2) su pokazivali sličan profil ekspresije.
HPLC analizom fitotoksičnih medijuma utvrđeno je prisustvo fenolnih kiselina, kafeinske, ferulinske i p–kumarinske kiseline u koncentraciji od 0,07 – 2,85 μmol/l. Sve tri fenolne kiseline, komercijalno proizvedene, primenjene pojedinačno ili u binarnim ili tercijarnim smešama, u koncentraciji od 5 mmol/l za pšenicu i salatu i 0,5 mmol/l za arabidopsis, pokazale su sličan inhibitorni efekat na klijanje semena i rast klijanaca test biljaka, kao i u slučaju primene fitotoksičnih medijuma. Međutim, pošto su koncentracije čistih supstanci fenolnih kiselina koje izazivaju inhibitorni efekat bile znatno veće od koncentracija ovih fenolnih kiselina određenih u fitotoksičnim medijumima, pretpostavljamo da alelopatsko svojstvo fitotoksičnih medijuma potiče od nekih drugih hemijskih jedinjenja ili njihovih interakcija, što će biti predmet daljih istraživanja.
Rezultati ovog istraživanja predstavljaju osnovu za rasvetljavanje hemijske prirode i mehanizma alelopatske interferencije biljaka C. murale.
Кључне речи:
Agrobacterium rhizogenes; Alelopatija; Antioksidativni enzimi; Chenopodium murale L.; Fenolne kiseline; Genetička transformacija; Geni ćelijskog ciklusa; Hairy roots; qPCR; Rol geniИзвор:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2012, 1-183Финансирање / пројекти:
- Физиолошка, хемијска и молекуларна анализа диверзитета одабраних ретких и угрожених биљних врста у циљу еx ситу заштите и продукције биолошки активних једињења (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-173024)
URI
http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=72https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:3463/bdef:Content/download
http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=41901071
https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2385