Abiotski stres z dehidracijsko komponento (suša, zasoljenost, zmrzal) vključuje kot skupni pojav povečano število inaktiviranih proteinov – denaturiranih, agregiranih ali oksidativno poškodovanih. Ohranjanje proteinov v njihovi funkcionalni konformaciji, preprečevanje agregacije ne-nativnih proteinov, refolding denaturiranih proteinov v njihovo prvotno konformacijo in odstranjevanje nefunkcionalnih in potencialno škodljivih polipeptidov je vitalnega pomena za preživetje celic v pogojih dehidracijskega stresa. Da to dosežejo, se rastline odzovejo na stres s sintezo zaščitnih proteinov, kot so dehidrini in šaperoni, in z degradacijo ireverzibilno poškodovanih proteinov s proteazami. V poglavju je predstavljen pregled pomembnih celičnih funkcij dehidrinov, šaperonov, proteaz in proteznih inhibitorjev, skupaj z njihovo vlogo v odzivu na sušo, zaradi česar lahko predstavljajo potencialne biomarkerje za ocenjevanje tolerance na sušo.
COBISS.SI-ID: 3815784
Razgradnja proteinov, ki jo vršijo proteaze, je v osnovi odziva rastlin na abiotske strese. V rastlinah se nahaja veliko število genov, ki kodirajo proteaze ali pa domnevne proteaze. Samo nekaj med njimi, ki so vpletene v odziv na sušo, so okarakterizirali, njihovo regulacijo pa slabo poznamo. Mi smo v listih Phaseolus vulgaris L. sorte Zorin identificirali dve novi subtilazi, PvSLP1 in PvSLP2. PvSLP1 smo identificirali na genskem nivoju, z uporabo začetnih nukleotidov, načrtovanih na osnovi genskega zaporedja domnevne proteaze iz Arachis hypogaea L., katere izražanje se poveča pod vplivom suše. V P. vulgaris se pri pomanjkanju vode izražanje PvSLP1 transkripta ni spremenilo. PvSLP2 smo izolirali in okarakterizirali na proteinskem nivoju, skupaj s popolnima zaporedjema cDNA in gena. Izvedena aminokislinska zaporedja obeh, PvSLP1 in PvSLP2, sta značilna za rastlinske subtilaze iz družine S8 klana SB. Samo 33% zaporedja PvSLP2 je identično zaporedju PvSLP1. Izražanje transkripta PvSLP2 se pod vplivom pomanjkanja vode ni spremenilo, se je pa povečala njena proteolitična aktivnost v listih, odvisno od starosti in položaja lista. Še več, raven aktivnosti v starajočih se listih dobro zalivanih rastlin je bila višja kot v zrelih ali pa mladih listih. Ti rezultati, skupaj z dejstvom, da PvSLP2 cepi peptidne vezi po ostanku Arg, kažejo na regulacijo aktivnosti subtilaze PvSLP2 na translacijskem in/ali post-translacijskem nivoju in na specifično vlogo v odzivu na sušo in senescenco.
COBISS.SI-ID: 26305831
S povečanim povpraševanjem po hrani in krmi ter zaradi povečanja človeške populacije postaja žlahtnjenje s pomočjo mutantov pomembno v žlahtnjenju rastlin za povečanje odpornosti na bolezni in škodljivce ter za prilagajanje okolju. Z razvojem genskega inženiringa in biotehnologije, so se odprle nove možnosti v žlahtnjenju rastlin, kot je izboljšanje sort z željenimi lastnostmi, ki izvirajo bodisi na osnovi klasičnega žlahtnjenja, genskih transformacij ali s pomočjo forward in reverse genskih tehnik. Mutageneza je še posebej primerna za spreminjanje kvalitativnih lastnosti, za katere je odgovorno velikih genov, kot npr. odpornost na bolezni. Le ta ustvarja nove lastnosti, medtem ko s pomočjo klasičnega žlahtnjenja rekombiniramo že obstoječe lastnosti. Večina komercialnih mutantov je proizvedena kemično, z obsevanjem ali s pomočjo transformacij, medtem ko se reverzna genetika uporablja bolj pri temeljnih raziskavah.
COBISS.SI-ID: 3896680