Φυσιολογική και μεταβολομική μελέτη της απόκρισης διαφορετικών ιστών ελιάς «Χονδροελιάς Χαλκιδικής» στην αλατότητα
Creators: name: Σκόδρα, Χριστίνα Χαραλάμπους
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Ελιά
Αλατότητα
Μεταβολομική ανάλυση
Olive tree
Salinity
Metabolomic analysis

description: Η αλατότητα προκαλεί αβιοτική καταπόνηση στα φυτά, καθώς επηρεάζει σημαντικά τη φυσιολογία τους, διαταράσσοντας το ιοντικό ισοζύγιο των επιμέρους ιστών και μεταβάλλοντας το μεταβολομικό τους προφιλ. Η ελιά (Olea europaea L.) είναι ένα αείφυλλο δέντρο που εξαιτίας της υψηλής διατροφικής αξίας των προϊόντων της, αποτελεί καλλιέργεια υψίστης σημασίας παγκοσμίως και ιδιαίτερα για τις χώρες της Μεσογείου. Η εντεινόμενη κλιματική αλλαγή πρόκειται να επιφέρει θερμοκρασιακές μεταβολές που θα οδηγήσουν στην σταδιακή αλάτωση των εδαφών των παράκτιων περιοχών, μειώνοντας την ελαιοκαλλιεργητική δραστηριότητα. Οι πρωτογενείς και δευτερογενείς μεταβολίτες που παράγονται στους διαφορετικούς ιστούς της ελιάς σε περιόδους καταπόνησης από αλατότητα, μπορεί να παρέχουν πληροφορίες για το μηχανισμό απόκρισής της. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή μελετήθηκε η επίδραση της άρδευσης με 75 mM NaCl για 45 ημέρες δενδρυλλίων ελιάς ενός έτους ποικιλίας «Χονδροελιάς Χαλκιδικής» στο φυσιολογικό και μεταβολομικό προφίλ κάθε επιμέρους ιστού. Με βάση τα αποτελέσματα των αναλύσεων, διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των επηρεαζόμενων από την αλατότητα δενδρυλλίων ελιάς, υποδεικνύοντας συμπτώματα ήπιας καταπόνησης. Επιπρόσθετα, σημαντικές μεταβολές καταγράφηκαν στην αφομοίωση των μακροστοιχείων και ιχνοστοιχείων από τους ιστούς, με την αναλογία K/Na να καταγράφεται μειωμένη για όλους τους ιστούς των δενδρυλλίων ύστερα από την μεταχείριση με NaCl. Πραγματοποιήθηκε επίσης μεταβολομική ανάλυση με τη χρήση αέριας και υγρής χρωματογραφίας για την ανίχνευση και την ταυτοποίηση πρωτογενών και δευτερογενών μεταβολιτών αντίστοιχα, στους επιμέρους ιστούς των δενδρυλλίων. Προσδιορίστηκαν συνολικά 23 πρωτογενείς μεταβολίτες στη ρίζα εκ των οποίων οι περισσότεροι που διαφοροποιήθηκαν, μετά την μεταχείριση NaCl, ανήκαν στα οργανικά οξέα. Στα φύλλα, η ομάδα των σακχάρων περιλαμβάνει τους περισσότερους μεταβολίτες που διέφεραν, από το σύνολο των 32 που ανιχνεύθηκαν. Τέλος, στο πλαίσιο του δευτερογενούς μεταβολισμού, ανιχνεύτηκαν 12 μεταβολίτες στη ρίζα, 22 στα ώριμα φύλλα και 21 στα νέα φύλλα των δενδρυλλίων που αρδεύτηκαν με 75 mM NaCl, με τους περισσότερους που μεταβλήθηκαν σημαντικά σε κάθε ιστό να ανήκουν στην ομάδα των βενζοϊκών οξέων, των φλαβονοειδών και των σεκοϊριδοειδών αντίστοιχα
description: Salinity induces abiotic stress in plants, as it affects significally their physiology by disturbing their mineral equilibrium and altering their metabolomic profile. The olive tree (Olea europaea L.) is one of the most important perennial crops cultivated worldwide and especially in the Mediterranean countries, because of its high-nutritional products. As climate change intensifies, temperature increase will gradually lead to soil salinization of the coastal areas, reducing olive cultivation activities. Primary and secondary metabolites produced in specific olive tissues, may offer information about olive’s response mechanism. In this thesis, the effect of irrigation with 75 mM NaCl of one-year old trees of the cultivar “Chondrolia Chalkidikis” was studied using a physiological and metabolomic tissue-specific approach. According to the results, significant shifts in photosynthetic activity of the salt-affected trees were measured, indicating mild stress symptoms. Moreover, significant alterations were recorded in macro- and micronutrients assimilation of each tissue, while K/Na ratio decreased in all olive tissues after NaCl irrigation. Additionally, a metabolomic analysis using gas and liquid chromatography was conducted for the screening and identification of primary and secondary metabolites respectively, in all olive tissues. Twenty-three primary metabolites were detected in root samples; after the application of NaCl most of the differentiated ones belong to organic acids. Regarding leaves, sugars represent the majority of the differentiated metabolites out of the 32 that were detected. Finally, concerning the secondary metabolism, 12 metabolites were detected in roots, 22 in old leaves and 21 in new leaves; most of the differentiated ones were benzoic acids, flavonoids and secoiridoids in each tissue of the trees irrigated 75 mM NaCl