Tolerancja stresu metali ciężkich u roślin uprawnych: charakterystyka in silico genów MTP (Metal Tolerance Protein) u jęczmienia

Abstrakt

Zanieczyszczenie gleby metalami ciężkimi stanowi globalny problem zagrażający organizmom żywym. Jedną ze strategii rekultywacji gleby jest fitoremediacja polegająca na wykorzystywaniu roślinnych hiperakumulatorów wykazujących zdolność pobierania z gleby i akumulowania w tkankach znacznych ilości metali ciężkich.

Wśród kandydatów do powszechnego wykorzystywania w fitoremediacji gleb wymienia się zboża, nadal jednak brakuje pełnego zrozumienia mechanizmów molekularnych leżących u podstaw tolerancji tych roślin na wysokie stężenia metali ciężkich.

Białka tolerancji na metale, MTP (ang. metal tolerance proteins), są obecnymi w błonach komórek roślinnych transporterami kationów dwuwartościowych, kluczowymi dla utrzymania homeostazy i tolerancji roślin na metale ciężkie. Analizy zsekwencjonowanego genomu jęczmienia pozwoliły na pierwszą dotąd identyfikację 12 genów HvMTP o zróżnicowanej strukturze, które kodują białka różniące się między sobą masą cząsteczkową, obecnością konserwowanych domen oraz prawdopodobną lokalizacją wewnątrzkomórkową. Indukcja ekspresji genów HvMTP w odpowiedzi na stres metali ciężkich oraz inne stresy abiotyczne sugeruje istotną rolę tych genów w odpowiedzi roślin jęczmienia na niekorzystne warunki środowiska.