A FLUORESZCENCIA LEKÉPEZÉS LEHETŐSÉGEI STRESSZELT NÖVÉNYI SZERVEK VIZSGÁLATÁBAN

 

Szigeti Zoltán1, Almási Asztéria2, Böddi Béla3

 

1ELTE Növényélettani Tanszék, Budapest, 2MTA Növényvédelmi Kutató Intézet, Budapest, 3ELTE Növényszervezettani Tanszék, Budapest

 

A klorofill-a-tól származó fluoreszcencia régóta jól ismert, ami szobahőmérsékleten 690 és 740 nm körüli maximumokkal jellemezhető (F690, F740). A növények UV fény által gerjesztett kék (F440) és zöld (F520) fluoreszcenciája az utóbbi két évtizedben került a kutatások előterébe. A levelek kék és zöld fluoreszcencia spektruma a növényfajtól, egyes morfológiai tulajdonságoktól és fejlettségi állapottól függ. Ez a fényemisszió nem egy hanem több fluorofortól származik, melyeknek a levélen belüli eloszlása is különböző. Ezek az anyagok két csoportba sorolhatók: az egyik a az epidermisz sejtek falában lokalizált, fenolos természetű másodlagos anyagcsere termékek csoportja, mint pl. fahéjsav, a p-kumársav, ferulasav, melyek a sejtfal cellulózkomponenséhez kapcsolódnak. A sejtvakuólumban lokalizált oldható flavonok, flavonolok és glikozidjaik is valamelyest hozzájárulhatnak a kék-zöld fluoreszcenciához. Zöld levelekben a kék-zöld fluoreszcencia forrásai elsősorban a klorofillmentes epidermiszsejtek és a nagy levélerek. Ez annak a következménye, hogy a zöld mezofill sejtekben a kék-zöld fluoreszcenciát a különböző pigmentek reabszorbeálják.

A növényeket érő stresszhatásokra e fluoreszcencia sávarányok az emissziójukért felelős fluoroforok mennyiségének változásától függően jellegzetesen megváltoznak. Stressz hatására az oldható növényi fenolok (flavonok, flavonolok, fahéjsav, kumarinok) mennyisége az epidermisz sejtekben megnő, ugyanakkor hosszantartó stressz esetén a kék-zöld fluoreszcenciát abszorbeáló klorofillok és karotinoidok mennyisége csökken. Ennek eredményeként a stresszelt növényekben a kék és/vagy zöld fluoreszcencia intenzitása megnő. Bizonyos stresszorok hatására a kék/zöld (F440/F520) fluoreszcencia arány is jellegzetes módon megváltozik.

A fluoreszcencia intenzitása detektálható pontszerűen és leképezéssel a levél, vagy más növényi szerv egészére, valamennyi pontjára vonatkozóan. A különböző fluoreszcencia sávok arányai is megjeleníthetők képszerűen, ami vizuálisan is megjeleníti az adott objektum különböző részein bekövetkező változásokat a stressz kezdeti szakaszán is, mielőtt a károsodások már szemmel is látható tüneteket okoznak. Az előadásban nehézfémekkel és patogénekkel stresszelt növények leképezése során kapott eredményeinket mutatjuk be és diszkutáljuk a leképezés gyakorlati problémáinak fényében.

A munkát az OTKA T 0032497 számú kutatási szerződés keretében támogatta.