Liposzóma formulált gyógynövénykivonatok biostimuláns hatásának vizsgálata jelentős szántóföldi kultúrákban

A tétel rövid nézete
dc.contributor.advisorVirág, Eszter Andrea
dc.contributor.authorKutasy-Takács, Barbara Júlia
dc.contributor.authorvariantKutasy, Barbara Júlia
dc.contributor.departmentKerpely Kálmán növénytermesztési- és kertészeti tudományok doktori iskolahu
dc.contributor.submitterdepMezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar
dc.date.accessioned2025-11-05T08:59:41Z
dc.date.available2025-11-05T08:59:41Z
dc.date.defended2025-11-27
dc.date.issued2025
dc.description.abstractLiposzóma formulált gyógynövénykivonatok biostimuláns hatásának vizsgálata jelentős szántóföldi kultúrákban Kutasy-Takács Barbara Júlia doktorjelölt Témavezető: Dr. Virág Eszter Andrea PhD Absztrakt A növényi-alapú biostimulátorok használata elősegíti a növények stressztűrését, a termés minőségi paramétereinek javítását, továbbá csökkenti a környezetterhelést. A vizsgált EliceVakcina éa Garlic-lipo nanoliposzóma formulált szuperkritikus szén-dioxid extrakcióval kivont gyógynövénykészítmények fizikai-kémiai tulajdonságai stabilak, magas koncentrációban abszcizinsavat (ABA) tartalmaznak. Négy Fusarium faj (F. graminearum, F. oxysporum, F. proliferatum és F. verticilloides) bevonásával készült mikrodilúció toxicitási teszt és gátlási zóna meghatározás szerint a készítmények mutatnak antifungális hatást, de nem nevezhetőek biofungicideknek. EliceVakcina és a Garlic-lipo készítményekkel történő kezelés hatását vizsgáltuk különböző bioinformatikai módszerekkel, hogy a kezelések következményeként fellépő fiziológiai állapot elősegíti-e a növény védekezési stratégiájának megváltozását. Az újgenerációs szekvenálás (Next-generation sequencing NGS) során készült könyvtárakból de novo referencia transzkriptomokat hoztunk létre, majd páronkénti differenciális expresszió (Differentially expressed genes DEG) elemzéssel a legnagyobb szignifikáns különbséggel expresszálódó 50 gén (Top50 DEG) kontigját annotáltuk és meghatároztuk az aktiválódott útvonalakat (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes KEGG), valamint az egyedi génexpresszió analízis értékeit (Reads Per Million mapped read RPM). A vizsgáltaink alapján megállapíthatjuk, hogy a használt biostimulátorok mind a négy kultúrában aktiválják a növények ABA jelátviteli útvonalát, ami fokozott ABA-függő génaktivitáshoz és védekezési válaszhoz vezet. Az ABA, mint a növényi stressz elleni védekezés központi szabályozója aktivál más jelátviteli útvonalakat, a növényi hormon szignáltranszdukciót, a tiamin metabolizmust. A kezelések után megnőtt a fenilpropanoid bioszintézis, a glutation metabolizmus génjeinek expresszió szintje is. A hormon szignáltranszdukciót tovább vizsgálva megállapítottuk, hogy mindegyik kultúrában aktiválódott a jazmonsav (JA) útvonal, és a repce kivételével a szalicilsav (SA) útvonal is, melynek következményeképpen a patogenezishez köthető (PR) fehérjék génjeinek expresszó szintje megnőtt. Valamint mutatkozott a MAPK jelátvitel aktivitása is a borsó és a szója növényeken végzett kezelések után. Tehát feltételezhető, hogy a magas ABA tartalmú növényi-alapú biostimulátorok általi kezelés e bioszintetikus és jelátvitel útvonalak aktiválódását eredményezi. Ennek következtében megnő a növényben stressz védelmi válasz és betegség-ellenállósággal kapcsolatos gének indukciója. A stressz adaptáció, sejtfalerősödés, reaktív oxigénfajták (ROS) homeosztázis fenntartása mellett megmutatkoztak a növény fejlődését és növekedését fokozó gének aktivitása, és például a B1 vitamin metabolizmusa is. Így e két hatás együttes működése elősegítheti a növény környezeti stresszre adott válaszait. Evaluation of the Biostimulant Activity of Liposome-Formulated Herbal Extracts in Major Field Crops Barbara Júlia Kutasy-Takács PhD candidate Dissertation Supervisor: Dr. Eszter Andrea Virág Abstract The application of plant biostimulants (PBs) has been demonstrated to enhance plant tolerance to biotic/abiotic stress and improve various crop quality parameters. In the present study, two plant conditioners, EliceVakcina and Garlic-lipo, were evaluated for their potential biostimulant properties. These PBs are based on supercritical carbon dioxide herbal extracts encapsulated in nanoliposomes. The formulations exhibited stable physicochemical characteristics and contained elevated concentrations of abscisic acid (ABA). The antifungal efficacy of the formulations was assessed against four Fusarium species (F. graminearum, F. oxysporum, F. proliferatum, and F. verticillioides). Antifungal activity was evaluated using the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) broth microdilution method and a solid agar plate assay. The results indicated that, although the biostimulants exhibited measurable antifungal activity, their effects were insufficient to classify them as biofungicides. The effects of EliceVakcina and Garlic-lipo treatments were investigated using a range of bioinformatic approaches (differential gene expression (DEG), pathway analysis of Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) and Reads Per Million (RPM) normalization) to identify activated signalling and metabolic pathways. Our findings indicate that treatment with EliceVakcina and Garlic-lipo led to the activation of the ABA signalling pathway across all four investigated plant species (Triticum aestivum, Pisum sativum, Brassica napus and Glycine max), resulting in enhanced expression of ABA-responsive genes and associated defence mechanisms. As a key regulator of plant responses to abiotic and biotic stress, ABA was found to orchestrate the activation of additional signalling cascades, including plant hormone signal transduction and thiamine (vitamin B1) metabolism. Transcriptomic analysis revealed elevated expression levels of genes involved in phenylpropanoid biosynthesis and glutathione metabolism following treatment. Further examination of hormone signalling pathways demonstrated that jasmonic acid (JA) signalling was upregulated in all four species. Salicylic acid (SA) signalling was activated in three of the four species, with the exception of rapeseed, and was associated with increased expression of pathogenesis-related (PR) protein genes. Additionally, mitogen-activated protein kinase (MAPK) signalling was detected in response to treatment in both pea and soybean. These results suggest that the high ABA content in EliceVakcina and Garlic-lipo may serve as a primary trigger for the activation of multiple biosynthetic and signalling pathways. The treatments appear to enhance the expression of stress-responsive and disease resistance genes, contributing to improved adaptation to environmental stressors. Beyond stress defence, transcriptomic data also indicated upregulation of genes involved in cell wall reinforcement, reactive oxygen species (ROS) homeostasis, plant development, and vitamin B1 metabolism. Collectively, the activation of these processes supports the hypothesis that these biostimulant treatments promote a coordinated physiological response that enhances both stress resilience and overall plant growth.
dc.format.extent137
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/2437/398456
dc.language.isohu
dc.language.isoen
dc.subjectnövényi biostimulátor, gyógynövénykivonat, nanorészecske, abszcizinsav, stressz védelmi válasz, Fusarium, transzkriptom és tiamin
dc.subjectplant biostimulants, herb extract, nanoparticles, abscisic acid, inducers, Fusarium, transcriptomic and thiamine
dc.subject.disciplineNövénytermesztési és kertészeti tudományok
dc.subject.sciencefieldAgrártudományok
dc.titleLiposzóma formulált gyógynövénykivonatok biostimuláns hatásának vizsgálata jelentős szántóföldi kultúrákban
dc.title.translatedEvaluation of the biostimulant activity of liposome-formulated herbal extracts in major field crops
dc.typePhD, doktori értekezéshu
Fájlok
Eredeti köteg (ORIGINAL bundle)
Megjelenítve 1 - 3 (Összesen 3)
Nincs kép
Név:
Disszertáció_Kutasy_Takács Barbara Júlia.pdf
Méret:
6.06 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Letöltés
Nincs kép
Név:
Thesis_Kutasy_Takács Barbara Júlia.pdf
Méret:
3.1 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Letöltés
Nincs kép
Név:
Tézisek_Kutasy_Takács Barbara Júlia.pdf
Méret:
3 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Letöltés
Engedélyek köteg
Megjelenítve 1 - 1 (Összesen 1)
Nincs kép
Név:
license.txt
Méret:
1.93 KB
Formátum:
Item-specific license agreed upon to submission
Leírás:
Letöltés
Gyűjtemények
Kerpely Kálmán Doktori Iskola