За научните приноси

за научните приноси

на гл. ас. д-р Даниела Петрова Моянкова,

Агробиоинститут, София

Основните приноси са в областта на физиология и биохимия на устойчивостта към неблагоприятни условия на околната средата при растенията, като са обединени в няколко направления:
Научни приноси:
1. Разработени са ефективни системи за изпитване на реакцията на растенията към различни неблагоприятни условия на средата и провеждането на изследвания в условия на стрес (публикации 4, 8, 12, 16, 20, 21, 23)

• 
  Използването на ефективни системи за изпитване на реакцията към стрес позволява да се разграничат чувствителните от устойчивите генотипове растения и да бъдат характеризирани физиологичните механизмите на стрес толерантността. Успешно са приложени системи за отбор на: генетично модифициран тютюн за устойчивост към отрицателни температури (23); ценни сортове малина за устойчивост към осмотичен стрес (20,21); фиданки тополи за устойчивост към солеви стрес (16). Разработена е система на изсъхване и възстановяване чрез поливане на “възкръсващото” растение Хаберлея (Haberlea rhodopensis) в ин виво и ин витро условия (4,8). Опитните постановки се провеждат при контролирани условия на средата, което дава възможност за повторяемост и прилагане на различни методи за по-нататъшно характеризиране на отбраните форми.
  

2. Установени са физиологичните, биохимични и биофизични основи на устойчивост към отрицателни температура на трангенни форми тютюн след пренос на гени за натрупване на осмопротектанти (публикации 9, 18, 22, 23, 24)

• 
  Оценена е фотосинтетичната активност на дивия тип и трансгенните форми тютюн. JIP тест на хлорофилната флуоресценция е използван за характеризиране на функционалната активност на фотосистема II преди и след третиране с ниски температури (22). Наблюдавано е силно подтискане на фотосинтетичните реакции при измръзване на дивия тип и невъзможност да се възстанови. Измерените фотосинтетични параметри при трансгенните форми не се променят значително при тези условия и растенията преживяват приложените отрицателни температурни. Характеризирани са за първи път електрокинетичните свойства и светоразсейването на тилакоиди от трансгенните форми тютюн с устойчивост към отрицателни температури (9).
  
• 
  Характеризиран е окислителния стрес, които настъпва при въздействие с отрицателни температури при трансгенните форми тютюн и дивия тип (23). Установено е покачване на маркерите за окислителен стрес (изтичане на електролити, малондиалдехид, водороден прекис), на активността на пероксидазата и подтискане на каталаза при дивия тип в условия на мраз. По сходен начин, но в по-слаба степен, реагират трансгенните форми тютюн. Нещо повече изследваните параметри се възстановяват след стрес.
  

• 
  Разработена е система за ин витро размножаване на Haberlea rhodopensis. Тя позволи създаването на ин витро и ин виво колекции от растението (19, 13) с представители от основните находища на H. rhodopensis в България и Северна Гърция с цел запазване на генетичното разнообразие на вида.
  
• 
  Определени са промените в антиоксидантната система на H. rhodopensis при засушаване и възстановяване (12). Оценена е защитната роля на натрупването на феноли, глутатион и захари при изсушаване на растенията.
  
• 
  За първи път е проведен анализ на ендогенните растителни хормони по време на изсъхване и възстановяване, като е показана сигналната роля на натрупване на жасмониева киселина (8). Анализът на листа и корени показа, че жасмониевата киселина действа съвместно и дори преди абсцизиновата киселина като сигнал, включващ защитните системи на възкръсващите растения при засушаване. Постоянните високи нива на салициловата киселина при наромални и стресови условия може да се приеме като неразделна част от набора признаци, определящи растението като предварително готово да издържа на стрес. Динамиката на ауксините и цитокинините показва,че тези хормони участват активно в системата за устойчивост.
  
• 
  Направено е метаболитно профилиранеа на H. rhodopensis при засушяване и възстановяване, като е изплзванa GC/MS и HPLC спектроскопия (4). Изолирани са над 100 съединения. Натрупването в големи количества на гликозида-миконизид и фенолните киселини-сирингова и дихидрокафеена киселина при нормални условия се разглежда като механизъм за предварителна подготовка на растението да преживее в условия на стрес. При изсъхване се наблюдава значително натрупване на захароза, феноли, β-аминоизобутирова киселина, α-токоферол и β-ситостерол. Установен е висок антиоксидантен капацитет на растителните екстракти при нормални и стрес условия.
  

• 
  .Установено е ниско генетично разнообразие и висока степен на генетична диференциация между природните популациите на H. rhodopensis в България (6).
  
• 
  Прилагането на генетични, морфологични и ДНК доказателства не показват съществуването на Haberlea ferdinandi-coburgi, опоределян до сега като предполагаем втори вид (6)
  
• 
  Установено е, че европейските представители на сем. Геснериеви-Ramonda, Jankcaea имат терциерен произход-ранния олигоцен, докато Haberlea се е отделила късния олигоцен. Съществуващите популации на растението са дивергирали през късния плейстоцен (1).
  

5. Направен е отбор на устойчиви към неблагоприятни условия на средата генотипове културни растения, като е изследвана физиологичната и биохимична реакция на стреса (публикации16, 17, 20,21, 24)

• 
  Отбрани са стабилни трангенни линии тютюн, способни за преживяват минусови температури в ранни фази от развитието си и представляващи значителен стопански интерес, като донори на устойчивост към ниски температури (24).
  
• 
  Отбрани са 2 български сорта малини устойчиви на осмотичен стрес, като е използван ПЕГ , като осмотичен агент в ин витро условия(20). Оценена е и регенерационната способност на няколко сорта малини (21).
  
• 
  Отбрани са най-подходящите за биологична мелиорация на силно засолени почви тополи при съдов опит (16, 17), като са проследени различни физиологични параметри-растеж, натрупване на малондиалдехид и водороден прекис; след една година растеж в засолени почви е отчетено натрупване на натрий в органите на младите фиданки, както и промени в почвените показател-pH, електропроводимост, водоразтворим и обменен натрий.
  

6. Изследване на екстракти от Haberlea rhodopensis за приложение в медицината, хранителната индустрия, растителна защита и козметика (публикации 2, 3, 5, 7, 10, 11, 15).

• 
  Показана е антиоксидантна активност (15) на екстракти от Haberlea rhodopensis и стимулиране на защитните механизми при рак на простатата на ниво клетъччни култури (10).
  
• 
  Доказана е висока антиоксидантна активност на запарка от листа на Haberlea rhodopensis, сравнима с тази на най-употребяваните чайове (11).
  
• 
  Показано е подтискане на растежа на опасни фитопатогени в лабораторни условия (7) и стимулиране на растежа на други (5). Въпреки че изследванията са в относително ранен етап те са много добра предпоставка за практическо приложение на екстрактите в растителната защита.
  
• 
  Установено е, че метанолови екстракти от изсушени листа на Haberlea rhodopensis подтискат развитието на херпес симплекс вируси (HSV-1 и HSV-2) (3).
  
• 
  Показано е, че метанолови екстракти от изсушени листа на Haberlea rhodopensis подобряват клетъчната жизненост при дрожди Saccharomyces cerevisiae и могат да се използват в козметиката за ревитализаране на кожата (2).