Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Aktywność endoproteinaz cysteinowych wskaźnikiem odporności pszenicy na mróz i suszę

100%

Grudkowska M. , Wisniewski K. , Zagdanska B.

Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin

|

2002

|

tom 223-224

45-55

PL

Poziom mrozoodporności siewek pszenicy ozimej dwudziestu odmian i rodów zaaklimatyzowanych do niskiej temperatury jest silnie dodatnio skorelowany z poziomem tolerancji odwodnienia (r = 0,862) tych siewek. Aktywność endoproteinaz cysteinowych siewek kontrolnych, nie zaaklimatyzowanych do niskiej temperatury, nie wykazywała korelacji z poziomem odporności na mróz badanych siewek (r = -0,0028). Po 10-dniowym okresie aklimatyzacji, aktywność enzymów odmian odpornych nie ulegała zmianie lub obniżała się, a odmian nieodpornych zwiększała się i była wysoce negatywnie skorelowana z poziomem mrozoodporności badanych odmian (r = -0,853). Przeprowadzone doświadczenia wskazują, że poziom indukcji endoproteinaz cysteinowych odzwierciedla poziom odporności na mróz i suszę pszenicy ozimej w fazie siewki. Opisana metoda może służyć jako prosty test laboratoryjny do porównawczej oceny odporności materiałów hodowlanych pszenicy ozimej na te dwa powszechne stresy środowiskowe.

EN

Frost resistance of seedlings of twenty cultivars and strains of winter wheat was significantly positively correlated with their dehydration tolerance (r = 0.862). Cysteine endoproteinase activity of control seedlings, non-acclimated to low temperature, was not correlated with the level of frost resistance (r = -0.0028). After 10 day acclimation period, cysteine endoproteinase activity in seedlings of frost resistant cultivars remained unchanged or even lowered, but increased in seedlings of susceptible cultivars and was significantly negatively correlated with the level of frost resistance (r = - 0.853). The experiments showed that the extent of cysteine endoproteinase induction reflects the level of resistance of winter wheat to frost and water deficiency in the seedling phase. The described procedure seems to be useful as a simple laboratory test for comparative estimation of the resistance level of breeding materials of winter wheat to the both most common abiotic stresses.

2

Roślinne endoproteinazy cysteinowe i ich różnorodne funkcje fizjologiczne

75%

Grudkowska M. , Zagdanska B.

Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin

|

2002

|

tom 223-224

33-43

PL

Endoproteinazy cysteinowe wydają się być najważniejszym typem endoproteinaz odpowiedzialnych za inicjację i intensywną hydrolizę białek zapasowych nasion towarzyszącą kiełkowaniu i wczesnej fazie wzrostu i rozwoju siewek. Enzymy te zaangażowane są również w procesy starzenia się organów i różnicowania elementów przewodzących. W odpowiedzi na niekorzystne czynniki abiotyczne tzn. niską lub wysoką temperaturę, deficyt wody czy zasolenie, a także czynniki biotyczne wykazano zwiększoną ekspresję genów kodujących endoproteinazy cysteinowe. Przypuszcza się, że funkcja tych enzymów nie ogranicza się do eliminacji białek zdenaturowanych, toksycznych w przypadku infekcji patogena czy ataku owadów, a także białek nieprawidłowych powstałych wskutek błędów indukowanych stresem czy też degradacji białek zbędnych tzn. takich, które w określonej sytuacji przestają odgrywać rolę. Funkcja tych enzymów może polegać także na aktywacji specyficznych białek indukowanych stresem niezależnie od jego charakteru. Na przykładzie 55 odmian i rodów pszenicy ozimej i dziesięciu odmianach pszenicy jarej wykazano, że stopień indukcji endoproteinaz cysteinowych odzwierciedla poziom odporności pszenicy jarej i ozimej na deficyt wody i poziom tolerancji mrozowej pszenicy ozimej.

EN

Cysteine endoproteinases are recognised as the major enzymes responsible for the initiation and subsequent massive hydrolysis of seed storage proteins during germination and early seedling growth and development. These enzymes are also involved in such important processes as organ senescence and xylogenesis. In response to unfavourable environmental conditions like low and high temperature, water deficit and salinity as well as to biotic stresses, the up-regulation of expression of genes encoding cysteine endoproteinases has been shown. Their supposed physiological function is not restricted to removal of denatured proteins, toxic in cases of pathogen infection or insect attack, abnormal proteins resulting from the stress-induced changes and to degradation of proteins no longer required by a cell in a new metabolic state. Another important function of these enzymes may be linked to activation of stress-induced non-specific proteins. On the basis of experiments carried out on 55 cultivars and strains of winter wheat and on ten cultivars of spring wheat it has been shown that the induction of cysteine endoproteinases was significantly correlated with the level of drought tolerance of spring and winter wheat as well as with the level of frost tolerance of winter wheat.

3

Mechanizmy degradacji białek i ich znaczenie w odporności roślin na mróz i suszę

75%

Zagdanska B.

|

2001

|

tom 218-219

15-28

PL

Poziom białek wewnątrzkomórkowych zależy zarówno od intensywności ich syntezy jak i degradacji. Procesy degradacji białek mogą przebiegać na dwóch różnych szlakach: mniej selektywnym, wakuolarnym i pozawakuolarnym, bardziej selektywnym. Proteoliza wakuolarna jest niezależna od energii, jakkolwiek pewna jej część jest zużywana do transportu substratów do wakuoli. Proteoliza pozawakuolarna może być zależna jak i niezależna od energii. W procesie przebudowy białek pszenicy podczas deficytu wody biorą udział w różnym stopniu oba szlaki degradacji białek. U genotypów odpornych na odwodnienie stopień tolerancji wiąże się ze zmniejszoną indukcją proteolizy wakuolarnej, w tym proteinaz cysteinowych przy równoczesnej derepresji proteolizy zależnej od ATP. Tego typu kompensacja aktywności proteolitycznych nie występuje u genotypów odpornych na suszę w fazie kłoszenia jak również genotypowa zależność tolerancji od stopnia derepresji proteolizy zależnej od ATP zanika u roślin zaaklimatyzowanych do suszy. W obrębie przebadanych rodów pszenicy ozimej stopień indukcji endoproteinaz cysteinowych jest wysoce ujemnie skorelowany zarówno z poziomem mrozoodporności badanych rodów jak i z poziomem tolerancji na odwodnienie. Można więc przypuszczać, że genetycznie uwarunkowana odpowiedź na stresy abiotyczne jest przynajmniej na wstępnym etapie ogólna i objawia się intensywnością z jaką usuwane są zbędne lub uszkodzone białka na drodze proteolizy wakuolarnej.

EN

The intracellular protein level depends both on the rate of synthesis and degradation. Protein degradation may proceed by two main pathways: the less selective vacuolar pathway and the selective non-vacuolar pathway. The vacuolar proteolysis is energy-independent, although energy is required for the transport of substrates to vacuoles. The non-vacuolar proteolysis may be either energy-dependent or energy-independent. The remodelling of cellular proteins in dehydrated wheat leaves is associated with an extensive proteolysis mediated by both vacuolar and non-vacuolar, ATP-dependent pathways. Experiments with ten genotypes of spring wheat differing in dehydration tolerance and acclimation ability indicate that dehydration tolerance is associated with a lower induction of the vacuolar proteolysis, including cysteine endoproteinases and derepression of the ATP-dependent proteolysis as compared with drought sensitive genotypes. At the heading phase similar compensation did not occur in the drought tolerant genotypes as well as genotype-dependent dehydration tolerance was not related to the derepression of ATP-dependent proteolysis in acclimated leaves. Among the winter wheat genotypes, induction of cysteine endoproteinases was significantly negatively correlated with the level of both frost resistance and dehydration tolerance. One can suppose that genetically-dependent response of wheat to abiotic stresses is generally reflected by the rate of removal of non-required or damaged proteins by the vacuolar proteolysis.