4.

 

A vízdeficit hatása a II. fotokémiai rendszer (PS II) hőmérsékleti stabilitására Pisum sativumban

 

Horváth Ferenc2, Molnár István1, Csizi Katalin1 és Dulai Sándor1

 

1Eszterházy Károly Főiskola, Növényélettani Tanszék, 3300 Eger, Leányka út 6.

2Szegedi Tudományegyetem, TTK, Növényélettani Tanszék, 6701 Szeged, Egyetem u. 2.

 

A fotoszintetizáló apparátus hőmérsékleti stabilitását vizsgáltuk különböző idejű (30 perc-1 nap) és mértékű ozmotikus kezelések (-0,8; -1,3; -1,9 MPa) mellett borsóban (Pisum sativum L. cv. Rajnai törpe) sötétben és megvilágított helyzetben. A sötétadaptált mintákon, az F0-T görbék kritikus hőmérsékleti értékei alapján (Tc, Tp, F1/2) az alaphelyzetben kimutatható hőmérsékleti tolerancia 30 perces kezelésre a kontrollhoz képest gyakorlatilag nem változott. A hosszabb idejű kezelések (1-24 óra) az F0-T görbék kritikus hőmérsékleti értékeit az alacsonyabb hőmérsékleti értékek felé tolták el. Ez a hőmérsékletérzékenység-növekedés kimutatható volt az optimális kvantumhatásfok (Fv/Fm) hőmérsékletfüggése alapján is. Megvilágított helyzetben (100 mmol m-2 s-1 aktív fény), a kezeletlen, egyensúlyi szinten fotoszintetizáló minták steady-state fluoreszcencia szintjének (Fs) hőmérsékletfüggése (Fs-T görbék) alapján jelentős hőmérsékleti stabilitás-növekedést mutattunk ki: a sötét kontrollhoz képest a Tc és az F1/2 értékek mintegy 3-4 oC-kal (Tc= 43,7) tolódtak magasabbra. Mindez megnyilvánult a PS II effektív kvantumhatásfokának (DF/Fm') hőmérsékletfüggésében is. Ezt a gyors termostablitás-növekedést a ditiotreitol (DTT) kezelés gátolta.

A PS II hőmérsékleti stabilitását az egyensúlyi szinten fotoszintetizáló minták esetében a rövid (30 perces) ozmotikus kezelés még tovább növelte (Tc= 46,5). Ezt a hőmérséklet érzékenységcsökkenést a DTT kezelés szintén gátolta. A hosszabb idejű (> 1 óra) ozmotikus kezelések során ez a hőmérsékleti stabilitás-növekedés nem volt kimutatható, sőt az Fs-T görbék kritikus értékei alapján meghatározható hőmérséklet érzékenység fokozódott.

Az egy órától hosszabb ozmotikus kezelések hatására mind a sötétadaptált mind az egyensúlyi szinten fotoszintetizáló minták érzékenyebbé váltak a magas hőmérsékletre. Ezzel párhuzamosan, a DF/Fm'-T göbék valószínűsítették, hogy megvilágított helyzetben a fotoszintetikus elektrontranszport folyamatok hőstabilitása is csökkent. Annak ellenére, hogy a hosszabb ozmotikus kezelések hatására mind a sötét, (az F0-T görbék kritikus hőmérsékleti értékei alapján meghatározott) mind az egyensúlyi szinten fotoszintetizáló levelek (az Fs-T görbék alapján mutatott) hőmérséklet érzékenysége fokozódott, a sötétben és a megvilágított helyzetben mért Tc értékek közti különbség továbbra is fennmaradt.

A 30 perces ozmotikus kezeléssel párhuzamosan, sötétadaptált helyzetben az F0-T görbék kritikus értékei nem tolódtak szignifikánsan magasabbra, ugyanakkor fényben jelentős hőstabilitás-növekedést tapasztaltunk. A DTT nem volt hatással az F0-T görbék alakulására, az Fs-T görbék kritikus értékeit pedig csökkentette, ill. ezzel párhuzamosan az NPQ hőmérsékletfüggését is megváltoztatta.

Habár a megfigyelt jelenség háttere még nem tisztázott valószínű, hogy ez a rövid idejű ozmotikus kezelésre mutatott gyors hőmérsékleti stabilitás-növekedés csak energizált fotoszintetizáló membránokon megy végbe.