Etylén a jeho vplyv na metabolizmus rumančeka kamilkového

Etylén je plynný rastlinný hormón zahrnutý v regulácii mnohých rastlinných procesov (rast a vývoj rastlinných orgánov). Jeho produkcia závisí od typu pletiva a stupňa ontogenetického vývoja a narastá počas dozrievania a opadávania listov, kvetov a plodov (1). Rôzne typy stresorov (napr. toxické látky, UV žiarenie, patogény) môžu indukovať syntézu etylénu, ktorý následne ovplyvňuje expresiu obranných génov. Ich produkty zahrňujú proteíny participujúce na vytváraní účinných fyzikálnych bariér v bunkovej stene, enzýmy zahrnuté v biosyntetických dráhach sekundárnych metabolitov vystupujúcich ako fytoalexíny (napr. alkaloidy, metabolity fenlypropanoidnej dráhy) a PR proteíny (2).

Rumanček kamilkový (Matricaria chamomilla L.), z čeľade Asteraceae, predstavuje jednu z významných a bežne používaných liečivých rastlín. Hlavnými zložkami sú seskviterpény, polyacetylény, flavonoidy a kumarínové látky. Typickými kumarínovými látkami rumančeka sú herniarín a jeho prekurzor – kyselina (Z) a (E)-2-β-d-glukopyranozyloxy-4-metoxyškoricová (GMCA) a umbeliferón (3). Vplyvom nepriaznivých podmienok je ich hladina v rastline výrazne ovplyvnená.

Cieľom práce bolo študovať časový priebeh vplyvu etylénu na vybrané aspekty metabolizmu dvoch kultivarov rumančeka kamilkového (diploidná a tetraploidná odroda). Zvláštnu pozornosť sme venovali kvantitatívnym zmenám fenolového metabolizmu, z dôvodu jeho významu v antioxidačnej ochrane živých systémov, a to hlavne látkam kumarínovej povahy. 

Predlžujúca sa doba pôsobenia etylénu viedla k akumulácii biomasy so súčasným poklesom asimilačných pigmentov (chlorofyl a a b a kerotenoidov) a celkových rozpustných proteínov v pletivách. V prípade oboch kultivarov nastal nárast reaktívnych foriem kyslíka (peroxidu vodíka a superoxidového radikálu), čo viedlo k poškodeniu membrán. Predlžujúca sa doba pôsobenia etylénu mala stimulačný vplyv na aktivitu fenylalanínamóniumlyázy, kľúčového enzýmu v biosnytéze fenolov. S nárastom aktivity sme zaznamenali aj nárast celkových rozpustných fenolov a flavonoidov. Taktiež sme pozorovali výrazné zmeny v obsahu kumarínov. Predlžujúca sa doba pôsobenia viedla k akumulácii herniarínu a súčasnému poklesu (Z)-a (E)-GMCA. Zaznamenali sme výrazný nárast umbeliferónu, ktorý sa považuje za metabolit akumulovaný hlavne v stresových podmienkach.