Η επίδραση του οξειδίου του αζώτου (ΝΟ) και του υδροθείου (H2S) στον εγκλιματισμό σπορόφυτων νεραντζιάς (Citrus aurantium L.) σε συνθήκες ξηρασίας
Authors: Ζιώγας Βασίλειος 
Published: September 2021

Η γνώση των επιπέδων των ενεργών μορφών αζώτου (RNS) αποτελεί κλειδί στη μελέτη των αβιοτικών καταπονήσεων. Πτυχές του μηχανισμούς δράσης των RNS κατά την διάρκεια των τελευταίων ετών δεν έχουν διευκρινιστεί πλήρως. Στα φυτά, πειραματικά δεδομένα τεκμηριώνουν τον ρόλο του ΝΟ ως ενδοκυτταρικού χημικού αγγελιοφόρου, ενώ ο ρόλος του H2S είναι υπό διερεύνηση. Η παρούσα εργασία μελετά αρχικά τις αποκρίσεις φυτών νεραντζιάς (Citrus aurantium L.) ως προς τα επίπεδα μεταβολής των RNS έπειτα από την έκθεση των φυτών σε έξι αβιοτικές καταπονήσεις. Με ανατομικές, μοριακές, βιοχημικές μετρήσεις, διαπιστώθηκε ότι οι αβιοτικές καταπονήσεις οδήγησαν στην αύξηση της συγκέντρωσης των NO2-, με παράλληλη απελευθέρωση ΝΟ και Ο2-● στον αγωγό ιστό. Επίσης, οι διάφορες αβιοτικές καταπονήσεις μετέβαλαν την έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με την παραγωγή του ΝΟ. Σε συνθήκες ψύχους, η έκφραση του γονιδίου αλλά και η δράση του ενζύμου της GSNOR αλλά και της NR μεταβλήθηκε. Επίσης οι αβιοτικές καταπονήσεις επηρέασαν την ικανότητα εκκαθάρισης του ΟΝΟΟ-. Τα επίπεδα της νίτρωσης και της S-νιτροσυλίωσης των πρωτεϊνών μεταβλήθηκαν μεταξύ των αβιοτικών καταπονήσεων. Στη συνέχεια o πειραματισμός επικεντρώθηκε στην προσπάθεια επαγωγής του εγκλιματισμού των φυτών με την προ-μεταχείρισή τους με ΝΟ ή H2S. Ανατομικές, μοριακές, βιοχημικές μετρήσεις κατέδειξαν την θετική απόκριση των φυτών στην προ-μεταχείριση με ΝΟ ή H2S. Η ποσότητα των NO2- και ΝΟx αυξήθηκε σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης, ενώ μειώθηκε στις προ-μεταχειρίσεις με ΝΟ ή H2S. Σε συνθήκες ξηρασίας παρατηρήθηκε μεταβολή στην συγκέντρωσης των ολικών RSNO και σημαντική τροποποίηση της δράσης της GSNOR όταν τα φυτά επωάστηκαν σε διαλύματα ΝΟ ή H2S. Σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης, επηρεάστηκε η δράση της LCD και διαπιστώθηκε τροποποίηση της συγκέντρωσης H2S, όταν τα φυτά προ-μεταχειρίστηκαν με ΝΟ ή H2S. Η γονιδιακή έκφραση της NR, σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης παρέμεινε στα επίπεδα του μάρτυρα όταν τα φυτά προ-μεταχειρίστηκαν με ΝΟ ή H2S. Επίσης, σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης, μειώθηκε η καρβονυλίωση και η νίτρωση των πρωτεϊνών όταν στα φυτά προ-μεταχειρίστηκαν με ΝΟ ή H2S. Επίσης, η προ-μεταχείριση με ΝΟ ή με H2S αύξησε την S-νιτροσυλίωση. Η ανάλυση των S-νιτροσυλιωμένων πρωτεϊνών έδειξε ότι 33 πρωτεΐνες S-νιτροσυλιώθηκαν, οι οποίες στη συνέχεια διαπιστώθηκε ότι εμπλέκονται κυρίως στη φωτοσύνθεση. Επίσης, με ανάλυση του πρωτεϊνικού χάρτη στα φύλλα εντοπίστηκαν οι πρωτεϊνικές μεταβολές ως προς την υδατική καταπόνηση και τις προ-μεταχειρίσεις με ΝΟ ή με H2S. Με βάση τα αποτελέσματα προτείνεται ότι το είδος της καταπόνησης καθορίζει τον τρόπο δράσης των RNS. Η GSNOR δύναται να αποτελέσει βιοχημικό δείκτη της καταπόνησης ψύχους στα εσπεριδοειδή. Σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης, τα πειραματικά δεδομένα τεκμηριώνουν την ύπαρξη αλληλεπίδρασης μεταξύ των ΝΟ και H2S. Σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης, το ΝΟ και το H2S επιδρά σε εξειδικευμένους πρωτεϊνικούς στόχους, ενισχύοντας τον ρόλο των συγκεκριμένων βιομορίων στον εγκλιματισμό σε περιβαλλοντικές καταπονήσεις.