ábra Növényi stressz anyagcsere-folyamatok [190]

3.2. Metilezési és demetilezési folyamatok stressz érzékeny jellemzıi

Bár sok esetben a metilezési és demetilezési reakciók összes molekuláris résztvevıje és az átalakulások mélyreható funkcionális értelmezése nem teljesen ismert, ill. tisztázott, az endogén formaldehid és generátorainak minıségi és mennyiségi változásai bizonyítottan korrelálnak különbözı fiziológiai eseményekkel és környezeti hatásokkal, így azok adekvát jelzımolekuláinak tekinthetık.

Vírusfertızött dohánylevelek (Nicotiana tabacum cv. Xanthi nc) nyers kivonatához jelzett szénatomot tartalmazó L-metionint adagolva élénk demetilezési folyamatok eredményeként a demetiláz aktivitás és az endogén formaldehid tartalom növekedését mérték [157].

Bablevelekben (Phaseolus vulgaris) tanulmányozva az endogén formaldehid tartalom változásait megállapították, hogy azok korrelálnak a külsı hımérséklet változásával. Jelentıs változást tapasztaltak a trigonellin, kis mértékőt a kolin és a trimetil-lizin formaldehid generátorok koncentrációjában [191].

A demetiláz enzim aktivitásának növekedését tapasztalták magas hı mérsékle-teken (abiotikus stressz) és vírusfertızés esetében (biotikus stressz) [157, 191].

Fusarium oxysporum f. sp. niveum-mal fertızött dinnyével (Citrullus vulgaris L.) végzett kísérletekben a biológiai rendszerre jellemzı kvaternér ammónium-vegyületeket mutattak ki [192].

Datura innoxia Mill. kallusz kultúrák endogén formaldehid képzı potenciálja dimedonos kezelés hatására jelentékeny változást mutat [193].

Szárazság, Cd-szennyezés és egyéb környezeti tényezık hatására a stressz indikátorok mérıszámainak növekedését az etanolaminnal és/vagy kolinnal történı elıkezelés kompenzálja [190].

D,L-karnitinnel és trimetil-lizinnel (TML) történı vegyszeres kezelés a babnö-vény Uromices phaseoli kórokozójával szembeni ellenállóképességet fokozza

[126,148].

3.2.1. Biotikus stressz

A vizsgált növényfajok különbözı biotikus stressztényezık által kiváltott vá-laszreakciói tendenciájukban megegyeznek. A stressz alarm reakciójában a sejtosztódás fokozásáért felelıs donorok (pl. kolin, trilizin) és a metil-akceptorok (pl. nikotinsav) mennyisége csökken. Az metil-akceptorok mennyiségi csökkenése metilezett származékaik koncentráció növekedésén keresztül érzékelhetı. Pl. a kolin és a trimetil-lizin (TML) koncentráció csökkenését általában a trigonellin ( N-metil-nikotinsav) koncentráció növekedése kiséri. A kolin és a TML csökkenése mindig a formaldehid (HCHO) tartalom növekedésével egyidejőleg valósul meg, sıt a formaldehid tartalom stressz-szindrómabeli helyi szélsıértékei (maximumok, minimumok) egybeesnek a kolin és a TML maximumaival és minimumaival. Az endogén formaldehid tartalom és az N-metilezett vegyületek szélsıértékei közötti fáziseltérés hiánya alátámasztja azt a tapasztalatot, hogy az alarm reakcióban

bekövetkezı HCHO tartalom növekedés a kolint és a TML-t demetilezı enzimek megemelt aktivitásának az eredménye [192].

Fusarium-mal fertızıtt, fertızésre érzékeny (Sugar Baby) ill. fertızéssel szemben ellenálló görögdinnye (Charleston) változatok kolin, TML és HCHO tartalmának változásai láthatók a 15.a. és a 15.b. ábrákon [192]. Mindkét ábrán nyomon követhetık a gyökérszövetek kolin és TML mennyiségének, ill. HCHO tartalmának szinkron változásai.

15.ábra Fusarium hatása a fertızésre érzékeny (Sugar Baby; 15.a. ábra) és a fertızés- sel szemben ellenálló (Charleston; 15.b. ábra) görögdinnye változatokra [192]

A fertızés elıtt a dinnye változatok közel azonos formaldehid tartalommal rendelkez-nek. A fertızésre kevésbé érzékeny növényt magasabb kolin és TML szint jellemzi. Fertızés hatására mindkét esetben az endogén formaldehid kb. 1 µ^mol/g értékre emelkedik, ezzel egyidejőleg a kolin és a TML szint csökken. A gomba inváziót követı tizenötödik-húszadik percben a HCHO szintje csökken ill. az N-metilezett vegyületeké emelkedik. Ezek a mérési eredmények közvetetten a metiltranszferáz enzimek aktivitásainak változását jelzik. A kezdeti intenzív demetiláz aktivitás visszaszorul a metiláz aktivitáshoz képest: lizinbıl és etanol-aminból, továbbá részlegesen metilezett származékaikból TML és kolin keletkezik. Ezt követıen, az érzékenyebb változatnál egy második, intenzívebb HCHO tartalom növekedés tapasztalható.

A HCHO tartalom versus stresszhatás- idıtartam görbe helyi maximumai és a közöttük lévı helyi minimum a fertızés okozta demetiláz-metiláz enzimek eredı aktivitás változásait tükrözik vissza. A demetilázok metilázokhoz viszonyított aktivitás változása a HCHO szint periódikus kitérését idézi elı, vagyis az alarm reakciót követı adaptációs "útkeresés" osszcillációt indukál. Megfigyelhetı az alarm reakció fázisában, hogy nem csak a helyi szélsıértékek, hanem a görbék inflexiós pontjai is egybeesnek. Az inflexiós pontok egyidejősége az adaptációban megszőnik. Az alarm fázisbeli görbe jellemzık összhangja feltehetıleg azzal magya-rázható, hogy a stressz elején nem csak a vizsgált, hanem a folyamatban résztvevı,

egyéb donorok demetilezése is egyidejőleg következik be. A HCHO tartalom minimuma után az inflexiós pontok eltérı idejő jelentkezése, valamint csak a TML görbéken lévı helyi maximumok elıfordulása ugyancsak a folyamatban szerepet játszó (de nem vizsgált) donorok demetilezését ill. metilezésben való keletkezését jelzi.

A fertızés kiteljesedése a Sugar Baby változatnál csökkenı, a Charleston-nál növekvı N-metil-donor szintet okoz. A Charleston a megemelt kolin és TML szinteken keresztül is rezisztensebb. Bár a két változat közötti ellenállóképesség eltérést e vegyületek mennyiségei és a mennyiségi változásaik irányai egyértelmően jelzik, hangsúlyozni kell, hogy a kolin TML-hez viszonyított mennyisége az ellenállóképességtıl függetlenül, mindkét esetben, elıször csökken, majd egy minimumot követı maximum után ismét csökken, végül emelkedni kezd.

3.2.2. Abiotikus stressz

Az abiotikus stressztényezık a biotikus hatásokhoz hasonló módon, nem specifikus stressz szindrómát váltanak ki. Közös sajátságként esetükben is bekövet-kezik a sejt-funkciók aktivitás csökkenése, a növényi szövetek növekedési üteme jelentısen lassul. Fényintenzitás változás, vegyszeres kezelés, hımérséklet emelkedés ill. csökkenés és a szárazság közel azonos tüneteket idéznek elı az endogén formal-dehid és a metilezett vegyületek szintjeiben.

Németország különbözı klímájú és talajtípusú területein vizsgálták az etanol-amin (metil-akceptor) és a kolin (metilezett termék) hatását az árpa, búza és burgonya terméshozamára. Az említett feltételek és kezelések mellett a hozam a stressz mérté-kétıl függıen 5% - 20%-al növekedett [194, 195]. A kolin és az etanolamin egymással megegyezı mértékő rezisztenciát idézett elı. Megállapították, hogy az elsı és másodrendő tıhajtásoknak "megemelt" növényi életképessége képezi a kedvezıtlen körülmények mellett, metil-akceptor és donor amino-alkoholokkal végzett kezelések terméshozam javító hatásának az alapját [196, 197]. Az etanolamin alkalmazás hatása a burgonya terméshozamára megegyezett a megfelelı vízellátást biztosító öntözés hatásával. Paradicsommal végzett kísérletekben kimutatták, hogy az etanol-amin és a kolin serkenti a gyökér növekedését [190]. Tapasztalták, hogy az amino-alkoholokkal végzett kezelés csökkenti a tilalkolid membrán foto-oxidatív károsodásának mértékét [187]. Az etanol-amin növeli a fotooxidatív károsodás elleni membrán védekezés potenciálját [190]. Az etanol-amin és a kolin hatására fiziológiás állapotot nem jellemzı fehérjék szintetizálódnak (25-30 kD; Pennisetum americanum). Vízhiányos köles esetében azonos molekulatömegő fehérjéket izoláltak és azonosítottak a gyökér extraktumokból is [198].

A stresszorok a peroxidáz aktivitást növelik, a kolin viszont csökkenti. Más-részt a kolin csökkenti a 45 kD stresszfehérjék mennyiségét [181]. Az etanol-aminnal kezelt paradicsom C-vitamin tartalmának emelkedése összhangban van azzal a hipoté-zissel, hogy a növényekben az oxidációs potenciál csökkenését az aminok elısegítik [190]. A trimetil-glicin intenzívebben szintetizálódik a szárazság és egyéb stresszorok hatásának kitett növényekben [186]. A kedvezıtlen körülmények, a szabad szerin, etanol-amin és kolin fokozott képzıdése teremti meg a betain szintézisének feltételeit [171]. Az exogén kolin jelentısen csökkenti a stressz által megnövelt betain tartalmat.

Következésképpen az exogén kolin meggátolja a stresszt jellemzı intenzív szerin és a betaint képzı közti- termékek szintézisét [190]. A poliamin spermin és a trigonellin,

valamint a nitrát-stressz által kiváltott növényi tömegnövekedést is csökkenti az etanol-aminnal vagy kolinnal történı elıkezelés [171, 199].

A "Kék-Duna" mák genotípus szemeinek trimetil-lizin hidroklorid (TML-HCl) jelenlétében történı csíráztatásakor a TML serkenti a sejtosztódást. A különbözı kon-centrációjú kezelések közül az optimális növekedés kb. 10 ppm TML koncentrációnál jelentkezik. Hasonló eredményeket kaptak más növényi fajok (búza, árpa, bab, kender és len) esetében is [126].

A babnövény TML-el és D,L-karnitinnel történı kezelése az Uromices phaseoli kórokozóval szemben rezisztenciát indukál [126,148]. A viszonylag hosszú idıtartamú indukciós fázis (6 nap) két dózisfüggı rezisztencia tartományt ( 10^-3-10^-5 és 10^-9-10^-10 M) eredményez (16. ábra). Feltehetıen a nagy ill. kicsi koncentrációjú metilezett termékek által kiváltott kettıs immunválasz a farmakológiai ill. fiziológiai indukált rezisztenciáknak a következményei.

16. ábra A D,L-karnitin hatása a babnövény (Saxa) az Uromices phaseoli gombafer-