A környezet fizikai ingerei, így az ultrahang is befolyásolja a növények növekedését és fejlődését. A Debreceni Egyetem MÉK Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ Növénybiotechnológiai és Növénygenomikai kutatócsoportjának kutatói arra kerestek választ, hogy mi állhat az ultrahang növényi fejlődést befolyásoló hatása mögött molekuláris szinten.
A magok ultrahangos kezelésével a magvak csírázását, a csíranövények fejlődését serkenteni lehet. Ezt számos mezőgazdaságilag jelentős növényfajta, például a napraforgó, rizs, árpa esetében igazolták a kutatók. Arról azonban nem rendelkeztünk ismeretekkel, hogy az ultrahang növekedést és fejlődést serkentő hatásának milyen molekuláris okai vannak. Vizsgálataink során a búza ultrahangos kezelés után bekövetkezett epigenetikai módosulásait figyeltük meg – mondta a hirek.unideb.hu-nak Gulyás Andrea, a Debreceni Egyetem (DE) MÉK Agrár Genomikai és Biotechnológiai Központ (AGBK) tudományos kutatója.
Az AGBK Növénybiotechnológiai és Növénygenomikai kutatócsoportjának szakemberei a búzamagvak kezelését követően a csíranövények fokozott növekedését detektálták.
Mintegy 108 ezer búza gén analízisét végeztük el. Azt vizsgáltuk, hogyan változik az ultrahang hatására a gének átírása, illetve milyen kémiai módosulások történnek a csíranövények DNS-ében, ami nem befolyásolja a DNS-ben kódolt információkat, csak azok megnyilvánulását módosítja. Nemzetközi szinten elsőként mutattuk ki és publikáltuk, hogy az ultrahang csökkenti a DNS metilációs szintjét, megváltoztatja egyes gének átírását. Ezen folyamatok pedig hatással vannak a szár és a gyökér növekedéséhez szükséges auxin növényi hormon-termelésre, a fotoszintézisre, illetve a növényi sejtek növekedését támogató enzimek szintézisére – ismertette Hidvégi Norbert, a kutatócsoport tudományos kutatója.
Napjainkban a mezőgazdaság azokra az alkalmazásokra és technológiákra koncentrál, amelyek serkentik a terméshozamot, ugyanakkor a környezetre csak kis mértékben vagy egyáltalán nem gyakorolnak negatív hatást. Az ultrahang alkalmazása egy ilyen lehetőség, ha ismerjük hatásának pontos mechanizmusát. Kutatócsoportunk vizsgálatai nagy mértékben hozzájárulnak ezeknek az alapvető ismereteknek a feltérképezéséhez. Kutatásaink során megfejtettük, hogy a növények „füle” a génjeikben lehet elrejtve, azaz a változások egyik fő oka a DNS-metiláció csökkenése – hangsúlyozta Dobránszki Judit tudományos tanácsadó, a Növénybiotechnológiai és Növénygenomikai kutatócsoport és az AGBK vezetője.
Az eredményekből összeállított szakcikk a kísérleti növénybiológia vezető lapjában, a Physiologia Plantarum nemzetközi szakfolyóiratban jelent meg, nyílt hozzáféréssel. A kutatás a TKP2021-EGA-20 (Biotechnológia) számú projekt részeként, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alap támogatásával valósult meg.
