Μελέτη της αντοχής και της έκφρασης gst γονιδίων σε διαγονιδιακά φυτά καπνού (Nicotiana tabacum L.) σε καταπόνηση Zn και Cu:
Creators: name: Ευθυμιάδης Ευστάθιος Παντελή
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Βαρέα μέταλλα
Μεταφοράσες της γλουταθειόνης
Φυτοαπορρύπανση
Heavy metals
Glutathione transferases
Phytoremediation

description: Οι S-τρανσφεράσες της γλουταθειόνης, καταλύοντας την ένωση του τριπεπτιδίου του γλουταθείου με ένα σημαντικό εύρος υδρόφοβων υποστρωμάτων, ερευνώνται ως μέρος ενός μηχανισμού αντοχής σε βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις. Στην παρούσα εργασία, μελετήθηκε η επίδραση του ψευδάργυρου (Zn) και του χαλκού (Cu), με την πρακτική του ριζοποτίσματος, στις ποικιλίες Μπασμά Ξάνθης, Virginia και Burley, Τ1 γενεάς καθώς και στις αντίστοιχες διαγονιδιακές σειρές που έφεραν το διαγονίδιο Gmgstu4. Επιπρόσθετα μετρήθηκε σε in vitro συνθήκες η σχετική ποσοτική έκφραση των ενδογενών γονιδίων Nt103 και NtparB στο βλαστό και τη ρίζα της ποικιλίας Μπασμάς Ξάνθης καθώς και στην αντίστοιχη διαγονιδιακή σειρά. Οι παράμετροι που μετρήθηκαν για την εκτίμηση της αντοχής στην καταπόνηση σε συνθήκες θερμοκηπίου, ήταν η χλωροφύλλη των φύλλων, το ύψος των φυτών, η μάζα της ξηράς ουσίας η συγκέντρωση και η συσσώρευση των μετάλλων. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι τα διαγονιδιακά φυτά της ποικιλίας Μπασμάς Ξάνθης περιείχαν μεγαλύτερη ποσότητα χλωροφύλλης, είχαν μεγαλύτερο ύψος και ξηρά ουσία βλαστού μετά από καταπονήσεις με Zn ή Cu, ενώ οι ποικιλίες Virginia και Burley δεν διέφεραν από τις αντίστοιχες διαγονιδιακές σειρές. Η συγκέντρωση των μετάλλων στο υπέργειο και υπόγειο μέρος αυξανόταν σε σχέση με τη συγκέντρωση των διαλυμάτων Zn ή Cu. Στη ρίζα παρατηρήθηκαν πολύ μεγαλύτερες συγκεντρώσεις σε σχέση με τους βλαστούς. Η συσσώρευση επηρεάστηκε σε κάθε φυτικό μέρος που μετρήθηκε, περισσότερο από τη συγκέντρωση και όχι τόσο από την ξηρά ουσία. Τα διαγονιδιακά φυτά και των τριών ποικιλιών, υπερτερούσαν σε σχέση με τα αγρίου τύπου φυτά ως προς τη συγκέντρωση και την συσσώρευση των μετάλλων στο βλαστό και τη ρίζα, σε όποια μεταχείριση παρατηρήθηκε διαφορά μεταξύ τους. Το διαγονίδιο επηρέασε διαφορετικά την έκφραση των ενδογενών γονιδίων σε κανονικές και καταπόνησης συνθήκες. Η έκφραση των ενδογενών γονιδίων, υπό κανονικές συνθήκες ανάπτυξης ή καταπόνησης βαρέων μετάλλων, ήταν πολύ υψηλότερη στη ρίζα σε σχέση με το βλαστό και διαφοροποιήθηκε σε σχέση με το μέταλλο που προκαλούσε την καταπόνηση.
description: Glutathione S-transferases (GSTs) are enzymes that catalyze nucleophilic conjugation of the reduced form of glutathione (GSH) to a wide variety of hydrophobic and electrophilic substrates, and they are identified as stress responsive proteins which accumulated during biotic and abiotic stress. In the current study, we examined wild type and transgenic tobacco plants from three cultivars, Basmas, Virginia and Burley overexpressing the Gmgstu4 from soybean, under zinc (Zn) and copper (Cu) treatments. The aim was to evaluate the ability of gst transgenics to tolerate and accumulate Zn and Cu, supplied individually in the greenhouse at different concentrations (0, 100 and 200 ppm) of the two heavy metals. Additionally, the relative expression of two native genes (Nt103 and NtparB) was determined with RT- PCR in shoot and root of the wild type and transgenic plants of Basmas cultivar. We measured the shoot length, the dry matter and the concentration of the metals using the atomic absorption technique and we calculated the total accumulation of the up taken metals in both tissues. The statistical analysis of the data showed that transgenics plants of Basmas cultivar had significant difference concerning the chlorophyll content, shoot length, shoot dry matter compared with the wild type plants. In contrast transgenic plants of Virginia and Burley cultivars did not differ when compared to wild type plants. The concentration of metals in shoot and root increased with regard to the concentration of Zn or Cu solutions. In root the measurements of concentration was higher compared to shoots. The total accumulation of the up taken metals was mainly affected by concentration of metals in shoot or root. The transgenic lines, of all three cultivars, could tolerate higher concentrations and accumulate greater amounts of each metal, compared to wild type plants, whenever there was a difference between them. The transgene altered the relative expression of Nt103 and NtparB, in different ways, under normal or stress conditions. The relative expression of the two genes in normal conditions or heavy metal stress was higher in root than in shoot. The expression of Nt103 and NtparB, differed in relation to the metal that caused the stress.