Strukturalno-funkcjonalne modyfikacje membran komórek pszenicy w układach naturalnych i modelowych w warunkach stresu oksydacyjnego wywoływanego działaniem mykotoksyny (zearalenonu)

Abstract

Celem prowadzonych eksperymentów było zbadanie różnic w etapach mechanizmu stresogennego wpływu ZEA na komórki odmiany tolerancyjnej i wrażliwej pszenicy, poprzez wyznaczenie parametrów biochemicznych i fizykochemicznych, określających intensywność działania stresu. Jako potencjalny czynnik protekcyjny (w stosunku do ZEA) testowano brassinosteroid (24-epibrassinolid). Uzyskane wyniki potwierdzają, że obecność ZEA wywołuje stres oksydacyjny w komórkach pszenicy, w którego mechanizm włączone jest generowanie reaktywnych form tlenu. W mechanizmy protekcyjne włączone są zarówno enzymatyczne, jak i nieenzymatyczne antyoksydanty, a także zapewnienie odpowiednich warunków osmotycznych w komórkach. Zróżnicowanie pomiędzy odmianą tolerancyjną i wrażliwą, wynikające z różnic w składzie i strukturze membran warunkuje większą akumulację tej mykotoksyny w komórkach odmiany wrażliwej, co może być przyczyną wystąpienia większych efektów stresogennych u tej odmiany. 24-epibrassinolid zastosowany w stężeniach hormonalnych zmniejsza wnikanie ZEA do komórek, obniżając stresogenne efekty tej mykotoksyny. Może być zatem wykorzystany jako nieinwazyjna substancja w ochronie roślin przeciw ZEA.

The aim of the experiments was to investigate the differences in the stages of the stressful mechanism of zearalenone action on tolerant and sensitive wheat cells, by determining the biochemical and physicochemical parameters that determine the intensity of stress. The obtained results confirm that the presence of zearalenone induces oxidative stress generating reactive oxygen species in wheat cells. The differentiation between the tolerant and sensitive varieties, resulting from differences in the composition and structure of membranes, determines a greater accumulation of this mycotoxin in the cells of the sensitive variety. The protection mechanisms include both enzymatic and non-enzymatic antioxidants, as well as the provision of appropriate osmotic conditions in the cells. 24-epibrassinolide applied in hormonal concentrations limits the penetration of zearalenone into cells, reducing the stressful effects of this mycotoxin. It can therefore be used as a non- invasive substance in plant protection against zearalenone.