Grażyna Dąbrowska
Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Zakład Genetyki Autor korespondencyjny – e-mail: browsk@umk.pl
DOI: 10.5604/12338273.1137526
Rola genów metalotionein i mikroorganizmów
w reakcji rzepaku na działanie
czynników stresowych
The role of metallothionein genes and microorganisms
in the reaction of rape to stress factors
Słowa kluczowe: metalotioneiny, Brassica napus, mikroorganizmy ryzosferowe, pierwiastki śladowe
Streszczenie
Praca stanowi przegląd literatury na temat zaangażowania genów metalotionein i mikroorga-nizmów glebowych w reakcje rzepaku (Brassica napus L.) na działanie czynników stresowych. W artykule omówiono wpływ bakterii stymulujących wzrost roślin i arbuskularnych grzybów mikoryzowych na wzrost odmian jarych i ozimej rzepaku zarówno w środowisku naturalnym, jak i zanieczyszczonym pierwiastkami śladowymi. Praca zawiera charakterystykę genów kodujących metalotioneiny B. napus (BnMT), zaliczanych do białek stresowych, uruchamianych między innymi w odpowiedzi na: jony metali ciężkich, zasolenie, atak patogenów, obecność mikroorganizmów glebowych i suszy. Opisano wpływ czynników biotycznych i abiotycznych na poziom transkryptów metalotionein rzepaku oraz udział tych genów w reakcji na obecność jonów pierwiastków śladowych. Key words: metallothioneins, Brassica napus, rhizosphere microorganisms, trace elements
Abstract
The article presents a literature survey on the involvement of metallothionein genes and rhizosphere microorganisms in the oilseed rape (Brassica napus L.) stress responses to different stress factors. The impact of plant growth stimulating bacteria and arbuscular myccorhizal fungi on the spring and winter rape varieties in the environment polluted with natural and trace elements was discussed. The genes encoding B. napus metallothioneins (BnMT) recognized as stress proteins initiated in response to e.g. heavy metals, such as ions, salinity, pathogens attack, soil microorganisms presence and drought were characterized. The article describes the biotic and abiotic stressinfluence on rapeseed metallothionein transcript level and their involvement in the reaction to the presence of trace elements.
Wstęp
Jedną z głównych przyczyn zmian zachodzących w organizmach roślinnych, w tym rzepaku, jest działanie czynników endo- i egzogennych. Wzrost i rozwój roślin jest uzależniony od wielu czynników środowiskowych: temperatury, natężenia światła, rodzaju podłoża, dostępności wody i składników mineralnych, obecności mikroorganizmów glebowych i innych. Do powyższych czynników należą także jony metali śladowych. Niektóre z nich, takie jak miedź czy cynk, są niezbędnymi mikroelementami biorącymi udział w ważnych procesach fizjologicznych. Z kolei inne jony, kadmu czy ołowiu, nie pełnią fizjologicznych funkcji, a ich niewielkie stężenia mogą powodować zahamowanie wzrostu i obumieranie roślin (Rascio i Navari-Izzo 2011). Głównym źródłem makroelementów w diecie człowieka są rośliny uprawne, ponieważ w swoich tkankach akumulują większość jonów zawar-tych w glebie. Tym samym stanowią źródło pierwiastków niezbędnych, jak i tych, które stanowią potencjalne zagrożenie dla zdrowia człowieka.
Możliwość egzystencji roślin w danym środowisku, prawidłowy rozwój ontogenetyczny czy wytworzenie nasion oraz uzyskanie plonu rolniczego zależą w dużej mierze od dostosowania organizmu do zmieniających się warunków środowiskowych. Wszystkie czynniki środowiska, których oddziaływanie na organizm może być przyczyną zaburzeń niekorzystnych dla roślin są określane jako czynniki stresowe. Uważa się, że synteza tzw. białek stresowych jest formą reakcji organizmów roślinnych na stres (Kacperska 2002). W reakcji roślin na działanie czynników powodujących stres ekspresji podlegają geny kodujące takie białka jak: peroksydazy, dysmutazy, katalazy, a także metalotioneiny (Dąbrowska i in. 2007, 2012a).
Metalotioneiny (MT) są to białka niskocząsteczkowe bogate w reszty cysteinowe, których grupy tiolowe wiążą koordynacyjnie jony metali śladowych. MT są zaangażowane w mechanizmy komórkowe, związane z odpowiedzią i adap-tacją roślin do warunków stresowych (Koszucka i Dąbrowska 2006). Indukcję lub represję transkrypcji różnych typów MT obserwowano pod wpływem działania czynników endo- i egzogennych, między innymi jonów metali (Dąbrowska i in. 2011a). Białka te odpowiadają za utrzymanie homeostazy jonów metali w orga-nizmie. Transkrypty MT gromadzą się w tkankach przewodzących liści i w starze-jących się liściach, skąd prawdopodobnie poprzez system przewodzący wycofują pierwiastki potrzebne dla rozwoju pozostałych organów (Huang i in. 2001). Badania przeprowadzone na roślinach i analizy funkcjonalne w układach drożdżo-wych dowodzą, że MT są związane z tolerancją na metale niepełniące roli fizjo-logicznej (Lee i in. 2004). MT chronią komórki roślinne przed reaktywnymi formami tlenu (ROS, ang. Reactive Oxygen Species) (Mir i in. 2004). Jedną z głównych cech kompleksów MT-metal jest połączenie wysokiej termodynamiki i niskiej stabilności kinetycznej. Oznacza to, że białka te silnie wiążą metale, ale
łatwo „przekazują” je innym białkom. Zdolność do wiązania metali przez różne typy MT jest bardzo zmienna (Freisinger 2011). Sugeruje się, że MT mogą stanowić magazyn jonów cynku, w razie potrzeby dostępnych dla polimeraz DNA i RNA oraz czynników transkrypcyjnych (Robinson 1993).
Istotnym elementem dla prawidłowego wzrostu roślin jest obecność w ich ryzosferze mikroorganizmów o korzystnym działaniu, do których zalicza się bakterie wiążące azot atmosferyczny, ekto- i endomikoryzowe grzyby czy bakterie strefy korzeniowej wspomagające wzrost roślin (PGPR, ang. Plant Growth Promoting Rhizobacteria) (Raaijmakers i in. 2009).
Mikroorganizmy kolonizujące korzenie roślin lądowych należą do arbus-kularnych grzybów mikoryzowych, AMF (ang. Arbuscular Mycorrhiza Fungi), tworzących arbuskule – struktury wewnątrz komórek korzeni, biorące udział w transporcie wody i składników odżywczych pomiędzy grzybem a rośliną. Grzyby mikoryzowe kolonizują większość gatunków roślin lądowych, w tym również rośliny uprawne (Jansa i in. 2003, Smith i Read 1997). Wyjątkiem są gatunki z rodzin Brassicaceae, Chenopodiaceae oraz Amaranthaceae, które nie tworzą mikoryz bądź tworzą nieznaczne (Singh i in. 2003, Varma i in. 1999). Wykorzysta-nie grzybów ektomikoryzowych oraz arbuskularnych może zwiększać wydajność procesu fitodegradacji. Grzyby te są w stanie wspomagać wzrost rośliny przez obniżenie stresu wynikającego z niedoboru wody lub fosforu. Ponadto poprzez produkcję enzymów uczestniczących w początkowych albo pośrednich etapach degradacji ksenobiotyków ułatwiają dalszy rozkład zanieczyszczeń przez inne organizmy (Turnau i in. 2002).
Bakterie PGPR stymulują wzrost syntezując fitohormony, ułatwiają pobiera-nie składników mineralnych z gleby, dokonują rówpobiera-nież przemian azotu atmosfe-rycznego w formy dostępne dla roślin. Ponadto bakterie ryzosferowe produkują siderofory chelatujące żelazo i wydzielają kwasy organiczne, powodując tym samym wzrost biodostępności metali ciężkich w glebie oraz zwiększają rozpusz-czalność fosforanów (Koo i Cho 2009). Bakterie PGPR pełnią też rolę ochronną, zapobiegają szkodliwemu działaniu mikroorganizmów fitopatogenicznych poprzez produkcję antybiotyków i cyjanków, hamują wzrost i aktywność glebowych grzy-bów patogennych, bakterii i nicieni. Wiele bakterii ryzosferowych ma zdolność do wspomagania wzrostu rośliny w glebie skażonej metalami ciężkimi, dzięki czemu mogą mieć one potencjalne zastosowanie w oczyszczaniu gleby z metali ciężkich i ograniczaniu objawów stresu u roślin (Doty 2008).
W pracy podsumowano badania przeprowadzone na odmianach jarych i ozimej rzepaku (Brassica napus L.), jednej z ważniejszych roślin oleistych uprawianych w Polsce i na świecie, dostarczającej tłuszczów wykorzystywanych do celów spożywczych, technicznych i energetycznych (do produkcji biopaliw płynnych), charakteryzującej się szybkim przyrostem biomasy, posiadającej zdolność do akumulowania wysokich stężeń jonów pierwiastków śladowych.
Sekwencje i klasyfikacja metalotionein rzepaku
W 1994 roku Buchanan-Wollaston w bibliotece cDNA utworzonej ze starze-jących się liści, pierwszy zidentyfikował sekwencję jednego z genów MT rzepaku. Analiza northern wykazała, że gen ten ulegał ekspresji w kwiatach i w starzejących się liściach.
Obecnie są poznane cztery sekwencje nukleotydowe genów metalotionein B. napus (BnMT), należące do różnych typów (typ 1–4), znalezione poprzez prze-szukanie bazy EST (ang. Expressed Sequence Tags) oraz przeprowadzenie reakcji RT-PCR (ang. Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction) (Dąbrowska i in. 2013). Analizy in silico otrzymanych sekwencji ujawniły istnienie otwartych ramek odczytu potencjalnie kodujących białka bogate w reszty cysteinowe (Cys). Porównanie na poziomie aminokwasowym sekwencji MT roślin, których dane zdeponowane są w banku genów NCBI (National Center for Biotechnology Information) z sekwencjami MT rzepaku wykazało, że cysteiny (Cys) zawarte w sekwencjach BnMT są ułożone w sposób charakterystyczny dla MT takich roślin jak: rzodkiewnik (Arabidopsis thaliana) i kapusta zwyczajna (syn. rzepik, Brassica rapa) (Zhou i Goldsbrough 1995, Ahn i in. 2012). Metalotioneina typu 1 B. napus (BnMT1) koduje białko zawierające 45 reszt aminokwasowych (aa) i podobna jest do MT typu 1 kapustowatych (Buchanan-Wollaston 1994, Zhou i Goldsbrough 1995). Przypuszczalne białka BnMT2 obejmuje 80 aa, zarówno ilość cystein (14) jak i ich układ jest typowy dla roślinnych MT typu 2. BnMT3 koduje białko posiadające 67 aa. W sekwencji aminokwasowej występuje 12 reszt Cys. cDNA BnMT4 obejmuje gen kodujący białko zawierające 86 aa z 17 resztami Cys zgrupowanymi w trzech domenach. W sekwencjach genomowych MT rzepaku obecny jest jeden intron, z wyjątkiem sekwencji genu BnMT3, gdzie występują dwa introny. Masy cząstecz-kowe przypuszczalnych białek MT rzepaku są niewielkie, zawierają się w prze-dziale od 4,5 do 8,5 kDa (Dąbrowska i in. 2013).
Charakterystyka metalotionein B. napus (BnMT)
Metalotioneiny pełnią istotną rolę w prawidłowym rozwoju organizmu, a wy-soki poziom ekspresji ich genów utrzymuje się przez cały cykl życiowy rośliny.
Przeprowadzone analizy metodą hybrydyzacji i typu northern wykazały, że w liścieniach, hypokotylach i korzeniach 6-dniowych siewek rzepaku oraz w pierw-szym pojawiającym się liściu, kwiecie i łuszczynie są obecne transkrypty genów BnMT1-4 (Dąbrowska i in. 2013). Jedynie gen BnMT1 nie ulega ekspresji w kwiecie. W młodych, szybko rosnących liścieniach ekspresja genu BnMT1–3 jest utrzy-mywana na najwyższym poziomie; geny te mogą być zaangażowane w utrzymanie równowagi redoks w dzielących się komórkach. Natomiast ekspresja genu BnMT4
zachodzi jedynie w suchych nasionach i podczas kiełkowania (Dąbrowska i in. 2013). Podobnie jak u innych gatunków roślin, ekspresja BnMT jest organospecy-ficzna (Koszucka i Dąbrowska 2006). W suchym nasieniu rzepaku poziom transkryptów BnMT4 jest najwyższy, a poziom mRNA BnMT2 1,5 razy niższy. Transkrypty BnMT1 są nieliczne, natomiast nie wykryto transkryptów BnMT3. W 24. godzinie kiełkowania pojawiają się transkrypty MT typu 3 rzepaku, podobnie jak podczas pęcznienia nasion u lotosu (Zhou i in. 2012). Analiza funkcjonalna genu MT typu 4 rzepaku w bakteriach E. coli hodowanych w obecności jonów miedzi wykazała, że bakterie transformowane tym genem charakteryzują się lep-szym wzrostem w porównaniu z bakteriami kontrolnymi. Prawdopodobnie BnMT4 jest zaangażowany w akumulowanie jonów Cu w późnym studium rozwoju zarodkowego i kontrolowanie pierwszych etapów wzrostu siewek rzepaku, a tym samym odpowiada za prawidłowy rozwój rośliny (Mierek-Adamska i in. 2012).
Udział metalotionein rzepaku w reakcji
na działanie jonów pierwiastków śladowych
Traktowanie siewek rzepaku jonami metali śladowych wpływa na zmiany poziomu transkryptów genu MT1-3 rzepaku w liścieniach. W zależności od pierwiastka śladowego i czasu aplikacji jonów kadmu, miedzi, ołowiu i cynku poziom mRNA BnMT poszczególnych typów jest zróżnicowany. Jony kadmu wpływają na podwyższenie poziomu mRNA genów BnMT1 i BnMT4 podczas kiełkowania. W nasionach kiełkujących w obecności jonów miedzi wzrasta ilości transkryptów BnMT1, a spada mRNA BnMT2-4. Jony ołowiu nie wpływają na poziom mRNA BnMT1 rzepaku, obniżają poziom mRNA BnMT typu 2 i typu 3, a podwyższają poziom transkryptu BnMT4 w różnych godzinach imbibicji. Poziom mRNA genów BnMT1-3 obniża się, a BnMT4 wzrasta w obecności jonów cynku podczas kiełkowania. Cynk związany z metalotioneinami jest niezbędny w czasie wzrostu siewek zaraz po wykiełkowaniu, kiedy zużywane są składniki pokarmowe zmagazynowane w nasieniu (Ren i in. 2012). Różna ekspresja poszczególnych BnMT podczas kiełkowania w naturalnych warunkach oraz zróżnicowana reakcja na obecność jonów pierwiastków śladowych może sugerować różne, być może nakładające się, funkcje poszczególnych typów metalotionein rzepaku (Mierek-Adamska i in. 2014).
Wpływ czynników biotycznych i abiotycznych
na ekspresję BnMT
Ekspresja genów kodujących roślinne MT jest indukowana przez różnorodne czynniki, zarówno endogenne jak i środowiskowe. W obrębie sekwencji promo-torowych genów MT obecne są elementy cis biorące udział w reakcji organizmu roślinnego na działanie czynników abiotycznych, w tym jonów pierwiastków ślado-wych, a także czynników biotycznych, takich jak elicytory grzybowe (Dąbrowska i in. 2012b). Sprawdzono poziom transkryptu genu BnMT2 w obecności grzybów mikoryzowych (Acaulospora longula, Glomus geosporum, Glomus mosseae i Scutello-spora caloScutello-spora) w podłożu. W korzeniach roślin rzepaku rosnących na podłożu nie zawierającym organizmów autochtonicznych zarówno inokulowanym AMF, jak i pozbawionym spor gen BnMT2 ulega ekspresji na wysokim poziomie. W podłożu niesterylnym nie stwierdzono lub obserwowano nieznaczną ilość transkryptu genu BnMT2 u rzepaku uprawianego w podłożu z naturalnie występującymi mikroorga-nizmami. Zmiany ekspresji BnMT2 były spowodowane obecnością innych orga-nizmów niż arbuskularne grzyby mikoryzowe, na przykład autochtonicznymi bakteriami ryzosferowymi w podłożu (Dąbrowska i in. 2012a, 2014).
Bakterie Pseudomonas fluorescens, Bacteroidetes bacterium i Variovorax sp. charakteryzują się dużą opornością na metale ciężkie i/lub zdolnością do stymulowania wzrostu rzepaku w obecności jonów metali śladowych (Dąbrowska i in. 2011). Obecność bakterii PGPR wpływa na zmiany poziomu ekspresji BnMT2 u rzepaku rosnącego w glebie zawierającej jony metali ciężkich. Najwyższy poziom mRNA BnMT2 w liściach B. napus stwierdzono u roślin zainokulowanych bakteriami B. bacterium oraz roślin koinokulowanych szczepami P. fluorescens i Variovorax sp. Najmniejszą ilość transkryptów wykazano u roślin zaszczepionych P. fluorescens. Ekspresja BnMT2 w liściach rzepaku zmienia się w zależności od rodzaju bakterii obecnych w glebie (Dąbrowska i in. 2011a). Ponadto wiadomo, że poziom ekspresji badanego genu jest skorelowany z ilością zakumulowanych jonów metali śladowych w liściach rzepaku (informacja ustna).
Obecność arbuskularnych grzybów mikoryzowych
a wzrost rzepaku
W większości agroekosystemów ważną grupę mikroorganizmów w mikrobio-mie gleby stanowią arbuskularne grzyby mikoryzowe, a ich obecność może mikrobio-mieć wpływ naróżnorodność mikroorganizmów glebowych oraz wzrost roślin gospodarzy. Tommerup (1984) wykazał obecność zredukowanych arbuskuł u B. napus, nie można więc wykluczyć pozytywnego wpływu grzybów mikoryzowych na wzrost
rzepaku. Dąbrowska i in. (2012) założyli, że obecność grzybów AMF może pozytywnie oddziaływać na parametry gleby lub jej mikrobiom, a pośrednio na wzrost roślin nie tworzących symbioz, do których należy B. napus. Obecność grzybów mikoryzowych (A. longula, G. geosporum, G. mosseae i S. calospora) w sterylnym podłożu nie zawierającym organizmów autochtonicznych obniża produkcję świeżej biomasy części nadziemnej rzepaku, ale stymuluje wzrost wydłużeniowy roślin, wpływając na intensywne podziały komórkowe. Rośliny rzepaku rosnące w obecności AMF w podłożu zawierającym mikroorganizmy autochtoniczne charakteryzowały się większą świeżą biomasą, długością pędów i większą liczbą międzywęźli niż rośliny rosnące w podłożu pozbawionym tych mikroorganizmów. Wynikało to najprawdopodobniej z pozytywnego wpływu mikroorganizmów naturalnie występujących w glebie, na przykład obecności bakterii PGPR, na wzrost i rozwój rzepaku (Dąbrowska i in. 2012, 2014).
Bakterie ryzosferowe stymulujące wzrost rzepaku
w środowisku naturalnym
i w obecności pierwiastków śladowych
Wiele gatunków roślin z rodziny Brassicaceae posiada zdolność do groma-dzenia w swoich tkankach nadmiaru jonów pierwiastków śladowych, co predysty-nuje je do bycia tzw. hiperakumulatorami. B. napus, podobnie jak inne rośliny z tej rodziny, tobołek alpejski (Thlaspi caerulescens), kapusta sitowa (syn. gorczyca sarepska, B. juncea) czy kapusta warzywna (B. oleracea) ma zdolność do wzrostu w środowisku skażonym jonami pierwiastków śladowych. Bakterie wyizolowane z terenów skażonych metalami ciężkimi lub zdegradowanych antropogenicznie, charakteryzujące się opornością na jony kadmu, cynku, miedzi i ołowiu, takie jak: Bacillus sp., B. bacterium, Flavobacterium sp., P. fluorescens, Serratia entomo-phila i Variovorax sp. wpływały na kiełkowanie oraz wzrost korzenia i hipokotylu siewek B. napus w obecności pierwiastków śladowych i bez czynnika stresowego. Szczepy Bacillus sp. i B. bacterium najkorzystniej wpływały na kiełkowanie i wzrost trzydniowych siewek rzepaku, stymulowały elongację badanej rośliny w środo-wisku zawierającym różne stężenia jonów kadmu, miedzi i cynku (Dąbrowska i in. 2010, 2011).
Z badań przeprowadzonych na odmianach jarych rzepaku (Belinda i Clipper) oraz ozimej (Kronos) wynika, że porównywane odmiany charakteryzuje zróżnico-wana wrażliwość na obecność jonów pierwiastków śladowych (Cd, Cu, Pb i Zn) w podłożu. Obecność bakterii ryzosferowych: Bacillus sp., B. bacterium, Flavo-bacterium sp., Luteibactor rhizovicina, P. fluorescens, S. entomophila i Variovorax sp. wywierała stymulujący wpływ na wzrost siewek rzepaku, przede wszystkim korzeni, odmian jarych Belinda i Clipper. W obecności miedzi, cynku i kadmu
szczepy B. bacterium i Bacillus sp. najsilniej stymulowały wzrost 6-dniowych siewek odmiany Kronos, a Flavobacterium sp. siewek odmiany Belinda. W przy-padku siewek odmiany Clipper, większość badanych bakterii ułatwiała ich rozwój w podłożu zawierającym jony cynku i ołowiu (Dąbrowska i in. 2012). Na pier-wiastki śladowe najmniej wrażliwa jest odmiana jara Clipper, a najbardziej wrażliwa odmiana ozima Kronos (Dąbrowska i in. 2012). Badane szczepy bakterii PGPR najsilniej stymulowały wzrost siewek odmiany jarej Clipper, słabiej drugiej z odmian jarych Belinda, a dla odmiany ozimej Kronos były raczej inhibitorami wzrostu w warunkach naturalnych. Wykorzystanie powyższych szczepów bakte-ryjnych w uprawach polowych mogłoby przyczynić się do polepszenia aklimaty-zacji roślin w niekorzystnych warunkach środowiskowych, ale niezbędne jest dopasowanie szczepów bakteryjnych do poszczególnych odmian rzepaku.
Podsumowanie
Badania dotyczące metalotionein rzepaku na podstawie analiz in silico pozwoliły na ustalenie, że organizacja intronowo-eksonowa (liczba, długość i po-zycje intronów) genów MT B. napus i A. thaliana jest ewolucyjnie zachowawcza. Natomiast ekspresja izoform metalotionein rzepaku jest organospecyficzna. Podczas kiełkowania wzorzec ekspresji poszczególnych BnMT jest zróżnicowany, a ilość transkryptów jest na wysokim poziomie, zmienia się w zależności od rodzaju pierwiastka śladowego obecnego w środowisku. Dane te sugerują odmienne funkcje izoform MT w kiełkującym nasieniu. Metalotioneiny B. napus, w zależ-ności od typu, pełnią istotne funkcje podczas wzrostu i rozwoju rzepaku. Prezento-wane badania wykazały, że geny te ulegają ekspresji w obecności czynników biotycznych, takich jak obecność w podłożu grzybów i bakterii glebowych. Tym samym powiększono listę czynników wpływających na ekspresję MT, genów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu, uruchamianych w od-powiedzi na działanie czynników środowiskowych. Analiza całych rodzin genów kodujących metalotioneiny różnych gatunków roślin może wyjaśnić związek strukturalnej różnorodności tych białek z pełnionymi przez nie zróżnicowanymi funkcjami, a także ich znaczenie w procesach fizjologicznych oraz w procesach adaptacji do warunków stresowych. Rzepak jest rośliną o dużym, ciągle rosnącym znaczeniu gospodarczym. Poznanie mechanizmów jej oporności na czynniki stresowe umożliwi w przyszłości tworzenie odmian odpornych na niekorzystne warunki środowiskowe i tym samym ograniczanie strat ekonomicznych. Mimo, że oporność roślin na stres wydaje się być cechą poligenową, to odmiany oporne można uzyskać przez nadekspresję tylko jednego bądź kilku genów, być może genów MT.
Dodatkowo doświadczenia przedstawione w niniejszej pracy potwierdzają, że endogenne MT rzepaku są zaangażowane w procesy tolerancji i detoksyfikacji jonów pierwiastków śladowych. W przyszłości MT mogą być wykorzystane do uzyskania rośliny transgenicznej o zwiększonej zdolności do fitoremediacji.
Zebrane dane pokazują, że zarówno metalotioneiny, jak i mikroorganizmy glebowe pełnią u roślin rzepaku rolę ochronną, przyczyniając się do złagodzenia stresu środowiskowego związanego z występowaniem niekorzystnych warunków środowiskowych, w tym metali ciężkich.
Literatura
Ahn Y.O., Kim H.K., Lee J., Kim H., Lee H.S., Kwak S.S. 2012. Three Brassica rapa metallothionein genes are differentially regulated under various stress conditions. Mol. Biol. Rep., 39: 2059-2067.
Buchanan-Wollaston V. 1994. Isolation of cDNA clones for genes that are expressed during leaf senescence in Brassica napus. Plant Physiol., 105: 839-84.
Dąbrowska G., Baum Ch., Trejgell A., Hrynkiewicz K. 2014. Impact of arbuscular mycorrhizal fungi on the growth and expression of gene encoding stress protein – metallothionein BnMT2 in the non-host crop Brassica napus L. J. Plant Nutr. Soil Sci., 177 (3): 459-467.
Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Kłosowska K., Trejgell A., Mierek-Adamska A. 2010. Wpływ bakterii ryzosferowych na kiełkowanie nasion Brassica napus L. w obecności metali ciężkich (Cd, Cu, Pb, Zn). Rośliny Oleiste – Oilseed Crops, 31 (1): 85-97.
Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Kłosowska, K. Goc A. 2011. Selekcja bakterii ryzosferowych usprawniających procesy fitoremediacji gleb zawierających związki metali ciężkich. Ochrona Środowiska, 33 (2): 53-58.
Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Mierek-Adamska A., Goc A. 2012. Wrażliwość odmian jarych i ozimych rzepaku na metale ciężkie i bakterie glebowe. Rośliny Oleiste – Oilseed Crops, 33 (2): 201-220.
Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Trejgell A. 2011a. Wpływ PGPR (Plant Growth Promoting
Rhizobacteria) na ekspresję metalotioneiny BnMT2 Brassica napus L. rosnącego w obecności
metali ciężkich. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 567: 83-92.
Dąbrowska G., Hrynkiewicz K., Trejgell A. 2012a. Do arbuscular mycorrhizal fungi affect metallothionein
MT2 expression Brassica napus L. roots? Acta Biol. Cracov. Ser. Bot., 54 (1): 7-12.
Dąbrowska G., Kata A., Goc A., Szechyńska-Hebda M., Skrzypek E. 2007. Characteristics of the plant ascorbate peroxidase family. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot., 49 (1): 7-17.
Dąbrowska G., Mierek-Adamska A., Goc A. 2012b. Plant metallothioneins: putative functions arising from in silico promoter analysis. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot., 54 (2): 109-120.
Dąbrowska G., Mierek-Adamska A., Goc A. 2013. Characteristics of Brassica napus L. metallothionein genes: expression in organs and during seed germination. Austr. J. Crops Sci., 7 (9): 1324-1332. Doty S.L. 2008. Enhancing phytoremediation through the use of transgenics and endophytes. New
Phytol., 179: 318-333.
Freisinger E. 2011. Structural features specific to plant metallothioneins. J. Biol. Inorg. Chem., 16: 1035-1045.
Huang Y.J., To K.Y., Yap M.N., Chiang W.J., Suen D.F., Chen S.C.G. 2001. Cloning and characterisation of leaf senescence up-regulated genes in sweet potato. Physiol. Plant., 113: 384-391.
Jansa J., Mozafar A., Kuhn G., Anken T., Ruh R., Sanders I.R., Frossard E. 2003. Soil tillage the comminity structure of mycorrhizal fungi in maize roots. Ecol. Appl., 13: 1164-1176.
Kacperska A. 2002. Reakcje roślin na abiotyczne czynniki stresowe, (w:) Kopcewicz J., Lewak S. (red.), Fizjologia roślin, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 612-678.
Koo S-Y., Cho K-S. 2009. Isolation and characterization of a plant growth-promoting rhizobacterium,
Serratia sp. SY5. J. Microbiol. Biotech., 19: 1431-1438.
Koszucka A.M., Dąbrowska G. 2006. Roślinne metalotioneiny. Post. Biol. Kom., 33 (2): 285-302. Lee J., Shim D., Song W-Y., Hwang I., Lee Y. 2004. Arabidopsis metallothioneins 2a and 3 enhance
resistance to cadmium when expressed in Vicia faba guard cells. Plant Mol. Biol., 54: 805-815. Mierek-Adamska A., Dąbrowska G., Goc A. 2009. Rośliny modyfikowane genetycznie a strategie
oczyszczania gleb z metali ciężkich. Post. Biol. Kom., 36: 649-662.
Mierek-Adamska A., Dąbrowska G., Goc A. 2012. Characterization and expression of a cDNA encoding a seed-specific metallothionein in winter rape. Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 54 (suppl.1): 68.
Mir G., Domènech J., Huguet G., Guo W-J., Goldsbrough P., Atrian S., Molinas M. 2004. A plant type 2 metallothionein (MT) from cork tissue responds to oxidative stress. J. Exp. Bot., 55: 2483-2493.
Raaijmakers J.M., Paulitz T.C., Steinberg Ch., Alabouvette C., Moënne-Loccoz Y. 2009. The rhizo-sphere: a playground and battlefield for soilborne pathogens and beneficial microorganisms. Plant Soil, 321: 341-361.
Rascio N., Navari-Izzo F. 2011. Heavy metal hyperaccumulating plants: How and why do they do it? And what makes them so interesting? Plant Sci., 180: 169-181.
Ren Y., Liu Y., Chen H., Li G., Zhang X., Zhao J. 2012. Type 4 metallothionein genes are involved in regulating Zn ion accumulation in late embryo and controlling early seedling growth in Arabidopsis. Plant Cell Environ., 35: 770-789.
Robinson N.J., Tommey A.M., Kuske C., Jackson J.P. 1993. Plant metallothioneins. Biochem. J., 295: 1-10.
Singh A.N., Singh A.R., Rexer K-H., Kost G., Varma A. 2003. Root endosymbiont: Piriformospora
indica – aboon for orchids. J. Orchid. Soc. India, 15: 89-102.
Smith S., Read D. 1997. Mycorrhizal symbiosis. Academic Press, San Diego, California, USA. Tommerup I.C. 1984. Persistence of infectivity by germinated spores of vesicular mycorrhizal fungi
in soil. Trans. Br. Mycol. Soc., 82: 275-282.
Turnau K., Jurkiewicz A., Grzybowska B. 2002. Rola mikoryzy w bioremediacji terenów zanieczysz-czonych. Kosmos, 51: 185-194.
Varma A., Verma S., Sudha S., Sahay N.S., Bütehorn B., Franken P. 1999. Piriformospora indica, a cultivable plant-growth-promoting root endophyte. Appl. Environ. Microbiol., 65: 2741-2744. Zhou J., Goldsbrough P.B. 1995. Structure, organization and expression of the metallothionein gene
family in Arabidopsis. Mol. Gen. Genet., 248: 318-328.
Zhou Y., Chu P., Chen H., Li Y., Liu J., Ding Y., Tsang E.W.T., Jiang L., Wu K., Huang S. 2012. Overexpression of Nelumbo nucifera metallothioneins 2a and 3 enhances seed germination vigor in Arabidopsis. Planta, 235: 523-537.
