Βιοχημική Και Φυσιολογική Διερεύνηση Της Επίδρασης Εξωγενών Κυτοκινινών Στις Διεργασίες Ανάπτυξης Και Ωρίμανσης Καρπών Ακτινιδιάς

Abstract

Οι ρυθμιστές ανάπτυξης των φυτών επηρεάζουν ποικίλες διεργασίες τους, συμπεριλαμβανομένης και της ανάπτυξης των καρπών. Η συνθετική κυτοκινίνη N-(2-χλωρο-4-πυριδινυλο)-Ν΄-φαινυλουρία (CPPU) προάγει την ανάπτυξη των καρπών, αλλά ο μηχανισμός δράσης της δεν έχει πλήρως αποσαφηνιστεί. Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκαν οι μεταβολές που προκαλεί σε χαρακτηριστικά των καρπών ακτινιδιάς (Actinidia deliciosa cv. ‘Hayward’). Συγκεκριμένα μελετήθηκαν: i) η επίδραση των συνθηκών επικονίασης στην εκδήλωση δράσης του CPPU, καθώς και στην πορεία αποδόμησής του στους καρπούς, και ii) η επίδραση του συγκεκριμένου μορίου στη φυσιολογία και στο μεταβολισμό των καρπών κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και της ωρίμανσής τους σε συνθήκες ικανοποιητικής επικονίασης. Αρχικά εγκαταστάθηκε πείραμα αγρού με συνθήκες επικονίασης: (α) φυσικές, (β) ενισχυμένης-βομβίνοι και (γ) απουσίας εντόμων επικονιαστών. Η πορεία αποδόμησης του CPPU στους καρπούς ακτινιδιάς ήταν ταχεία για όλες τις μεταχειρίσεις, με χρόνο ημιζωής μικρότερο από έξι ημέρες. Η μεταχείριση των καρπών με CPPU αύξησε το βάρος και το μέγεθος των καρπών μόνο των επαρκώς επικονιασμένων πρέμνων. Η απουσία επικονιαστών προκάλεσε την ανάπτυξη μαλακών παραμορφωμένων καρπών, με χαμηλό αριθμό σπερμάτων, μικρή περιεκτικότητα Ca2+ και υψηλό περιεχόμενο φαινολικών ουσιών ανεξάρτητα από τη μεταχείριση με CPPU. Σε δεύτερο πείραμα αγρού με φυσικές συνθήκες επικονίασης αξιολογήθηκε η επίδραση του CPPU σε καρπούς ακτινιδιάς κατά την ανάπτυξη και ωρίμανσή τους. Το CPPU ενέτεινε τη μεγέθυνση των μικρών κυττάρων και την αύξηση του μεγέθους των καρπών. Οι αποκρινόμενες στο CPPU πρωτεΐνες εμπλέκονται κυρίως στους μηχανισμούς άμυνας των φυτών, ενώ οι αποκρινόμενοι μεταβολίτες στην ομοιόσταση των σακχάρων και στη σύνθεση δομικών υλικών των κυτταρικών τοιχωμάτων και συγκεκριμένα σε μεταβολικές οδούς όπως ο κύκλος των τρικαρβοξυλικών οξέων (ΤCA), και η βιοσύνθεση του ασκορβικού οξέος. Οι καρποί μετά από τη συγκομιδή παρέμειναν για 2 μήνες σε ψυχρό θάλαμο και κατόπιν μεταφέρθηκαν σε θερμοκρασία δωματίου, για την αξιολόγηση της μετασυλλεκτικής τους συμπεριφοράς. Το CPPU καθυστέρησε την ωρίμανση, όπως αποτυπώθηκε από την καθυστέρηση στην έκλυση αιθυλενίου και τη μικρότερη περιεκτικότητα υδατοδιαλυτών συστατικών σε σύγκριση με το μάρτυρα. Επιπλέον, στους καρπούς που μεταχειρίστηκαν με CPPU καταγράφηκε υψηλότερη συνεκτικότητα λευκού πυρήνα και μείωση των φαινολικών ουσιών της σάρκας συγκριτικά με το μάρτυρα. Οι πρωτεΐνες που διαφοροποιήθηκαν ως απόκριση στο CPPU σχετίζονται κυρίως με την άμυνα και το μεταβολισμό του φυτού. Στους αποκρινόμενους στο CPPU μεταβολίτες, καταγράφηκαν διαφορές στην περιεκτικότητα υδατοδιαλυτών σακχάρων και οργανικών οξέων. Γενικότερα, η παρούσα μελέτη αποτελεί μία πρώτη αναφορά πρωτεομικών και μεταβολικών πληροφοριών που μπορεί να αποτελέσει τη βάση για την πληρέστερη κατανόηση της ανάπτυξης αλλά και της μετασυλλεκτικής συμπεριφοράς των καρπών, μετά από τη χρήση εξωγενών κυτοκινινών.