Hogyan reagál az árpa a gombafertőzésre?

Az ELKH Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézetének (ATK MGI) és Növényvédelmi Intézetének (ATK NÖVI) kutatói Mészáros Klára vezetésével az antioxidáns enzimek, köztük a szuperoxid-dizmutáz Pyrenophora-fertőzés hatására létrejövő válaszreakcióban betöltött szerepét vizsgálták. Az árpafajtákon végzett kísérletek során az ATK kutatói elsőként állapították meg, hogy a fertőzés korai szakaszában kiváltott enzimaktivitás a betegség előrehaladtával növekvő tendenciát mutat. Az eredmények hozzájárulhatnak a biotikus stressz során a növényekben lezajló élettani folyamatok mélyebb megismeréséhez. A kutatásról szóló publikáció a Sustainability tudományos folyóiratban jelent meg.

A Pyrenophora teres f. teres (PTT) az árpát fertőző, hazánkban és világszerte egyaránt jelentős károkat okozó gombák közé tartozik. A kórokozó jelenléte az árpaleveleken jellegzetes, hossz- és keresztirányú nekrotikus léziók, elhalt levélfelületek – azaz hálózatos levélfoltosság – megjelenését okozza. Az asszimilációs felület csökkenése miatt ez jelentős termésveszteséghez vezet. Az árpafajták körében a hálózatos levélfoltossággal szembeni ellenálló képesség széles skálája figyelhető meg, ami a kórokozó különböző izolátumaival szemben változik.

A fertőzés által kiváltott stressz hatására reaktív oxigénformák jelennek meg a növényi sejtben, amelyek fontos szerepet töltenek be a jelátviteli utak, a különböző anyagcsere- és fejlődési folyamatok szabályozásában, azonban magasabb koncentrációban oxidatív stresszt okozhatnak. A reaktív oxigénformák képződése és az azok eltávolítása közötti egyensúly kulcsszerepet játszik a kórokozókkal szembeni védekezés során. A szuperoxid-dizmutáz (SOD) egyike e folyamat finomhangolásában részt vevő legfontosabb antioxidáns enzimeknek.

Az ATK MGI fiatal kutatója, Kunos Viola és munkatársai öt eltérő ellenálló képességű árpafajtán végeztek üvegházi kísérleteket, amelyek során a növényeket három különböző PTT-izolátummal fertőzték meg. A kutatók a fertőzés korai fázisában (0–3 nap) bekövetkező SOD-enzimaktivitást mérték, és értékelték a gomba által okozott levéltüneteket.

A gombafertőzés hatására bekövetkező SOD-aktivitás tekintetében növekedés volt megfigyelhető, amelynek mértéke jelentősen függött mind a fajtától, mind a fertőzésre használt izolátumtól. A SOD-aktivitás növekedése a fertőzés korai stádiumában képződő reaktív oxigénformák jelenlétét bizonyítja. A fertőzés következtében megemelkedett SOD-aktivitás elősegíti a hidrogén-peroxid (H2O2) képződését, ezáltal védi a növényi sejtet a reaktív oxigénformák felhalmozódásától. A kutatók megállapították, hogy a PTT-fertőzéssel szemben fogékony fajtáknál a SOD-enzimaktivitás nagyobb mértékben nőtt, mint az ellenálló genotípusoknál.

Az eredmények alátámasztják, hogy az árpafajták érzékenysége a gomba különböző izolátumaival szemben változó mértékű, ami a SOD-aktivitás változásában is megmutatkozott. A különböző árpagenotípusok fiatalkori ellenálló képessége és a SOD-enzimaktivitás változása között több esetben szignifikáns összefüggést találtak. Az eredmények alapján a SOD-aktivitás mérése új perspektívákat nyithat a PTT által kiváltott korai stresszreakciók kimutatására, azonban a fajták rezisztenciája nem becsülhető meg kizárólag a SOD-enzimaktivitás alapján.

Az antioxidáns enzimek biotikus stressz során betöltött szerepének tisztázása érdekében az antioxidáns enzimrendszer további tagjainak tanulmányázására is szükség van, ezért a kutatók tervezik a kísérletek ilyen irányú kiterjesztését.