Skirtingų veiksnių sukeliamas oksidacinis stresas ir jo įtaka vasarinių miežių (Hordeum vulgare L.) atsparumui

Oxidative stress, described as an imbalance between the concentration of reactive oxygen species (ROS) and antioxidants, is one of the most important mechanisms of stressors’ action on plants. On the other hand, similar plants’ response to different stress factors and oxidative stress induced increase in the activity of antioxidative enzymes triggers plants’ adaptation to the particular stressor, as well as cross-adaptation to different stress factors. The aim of the dissertation research is to investigate the impact of different stress factors (ozone, UV-B radiation, drought and heavy metals) on growth and intensity of oxidative stress of spring barley, and to estimate the role of oxidative stress and antioxidative system on plants resistance and cross-adaptation to different stress factors. It was detected, that oxidative stress is the major cause of plant’s growth reduction induced by similar stress factors (heavy metals), whereas the specific impact of stressors is low. When plants are exposed to different stressors (drought, ozone, UV-B radiation, heavy metals Cd and Cu), the impact of their specific action increases, however, oxidative stress remains the major reason of plants’ growth reduction. The increase in antioxidative protection and the reduction in the intensity of oxidative stress is the reason of plant adaptation to the stressors with strong oxidative features (Cu and ozone); whereas cross-adaptation to the stressors with lower oxidative potential (Cd and UV-B radiation) is determined by the mechanisms, that are not related to oxidative stress directly.Vienas iš pagrindinių daugumos stresorių neigiamo poveikio augalams mechanizmų yra oksidacinis stresas – disbalansas tarp aktyvių deguonies junginių (ADJ) ir antioksidantų koncentracijos bei aktyvumo pokyčių ląstelėje. Kita vertus, panaši augalų reakcija į skirtingų veiksnių poveikį bei oksidacinio streso sužadintas antioksidacinių fermentų aktyvumo padidėjimas gali lemti augalų prisitaikymą ir padidėjusį jų atsparumą ne tik tam pačiam, bet ir kitiems nepalankiems veiksniams, t. y. kryžminę adaptaciją. Disertacijos tyrimų tikslas – ištirti skirtingų savo prigimtimi streso veiksnių (ozono, UV-B spinduliuotės, sausros ir sunkiųjų metalų) poveikį vasarinių miežių augimui ir oksidacinio streso stiprumui ir įvertinti oksidacinio streso bei antioksidacinės sistemos įtaką augalų atsparumui skirtingų stresorių poveikiui ir kryžminės adaptacijos formavimuisi. Nustatyta, kad skirtingų tos pačios grupės veiksnių (sunkiųjų metalų) sukeltas oksidacinis stresas labiausiai lemia miežių augimo depresiją, o savitasis atskirų veiksnių poveikis yra nežymus. Veikiant skirtingos prigimties aplinkos veiksniams (sausrai, ozonui, UV-B spinduliuotei, sunkiesiems metalams) savitojo jų poveikio įtaka miežių augimui sustiprėja, tačiau oksidacinio streso poveikis vis tiek lieka stipriausias. Antioksidacinės sistemos aktyvumo padidėjimas ir oksidacinio streso susilpnėjimas lemia miežių kryžminę adaptaciją stipriomis oksidacinėmis savybėmis pasižyminčių aplinkos veiksnių poveikiui (variui ir ozonui), o augalų kryžminę adaptaciją silpnesnį oksidacinį stresą sukeliantiems veiksniams (sunkiesiems metalams ir UV-B spinduliuotei) lemia su oksidaciniu stresu tiesiogiai nesusiję augalų atsparumo mechanizmai.Vytauto Didžiojo universiteta