Seme je fiziološko in biokemično prilagojeno shranjevanju nitrientov kot so škrob, proteini, olja in minerali. Sestava in porazdelitev elementov v alevronskih celicah je posledica njihove biogeneze, strukturnih karakteristik in fizioloških funkcij. Razumevanje mehanizmov akumolacije, razporejanja, shranjevanja in biodostopnosti kovin v sub-celičnih organelih alevrona je zato primarnega pomena za biofortifikacijo. Uporabili smo spektromikroskopijo s sinhrotronsko radiacijo X-žarkov nizkih energij v slikovnem načinu (full-field imaging mode FFIM) in fluorescenco X-žarkov nizkih energij (LEXRF) za karakterizacijo strukturnih posebnosti in subceličnih porazdelitev fiziološko pomembnih elementov (Zn, Fe, Na, Mg, Al, Si in P). Obe slikovni metodi odkrivata vzorce akumulacije med apoplastom in simplastom ter osvetljujeta pomen globoidov s fitati is stene kot periferne strukture. Kemične porazdelitve C, N in O so povezane s strukturnim skeletom rastlin. Zn, Fe, Na, Mg, Al in P pa so vezani na globoide znotraj vakuol z rezervnimi proteini in se do neke mere ko-lokalizirajo. Razporejanje Si je netipično, saj se nahaja tudi v apoplastu in simplastu alevronskih celic, kar poleg strukture nakazuje tudi njegovo fiziološko vlogo poleg strukturne. Rezultati nakazujejo imobilizacijo kovin znotraj endomembranskih struktur, ki predstavljajo tako strukturno kot tudi funkcionalno bariero in vplivajo na biodostopnot. Kombinacija prostorskih in kemičnih mikroskopij X-žarkov tako osvetljuje pomen in situ analize za prispevek k razumevanju kompleksnosti alevronske plasti pšenice, katere natančna biokemijska sestava, morfologija in strukturne značilnosti še vedno niso povsem pojasnjene.
COBISS.SI-ID: 6626169
Raziskovali smo tkivne vsebnosti elementov in njihovo prostorsko razporeditev v zrnu pšenice (Triticum aestivum), vzgojene v tleh bogatih s Zn. Analize koncentracij elementov smo opravili z masno in optično emisijsko spektrometrijo z induktivno sklopljeno plazmo, mikro-protonsko inducirano emisijo X-žarkov pa smo uporabili za dvodimenzionalno lokalizacijo elementov. Dodatek Zn v tla ni značilno vplival na donos semen. Opazili pa smo povečanje koncentracij Ca, Fe in Zn, ter znižanje koncentracij Na, P in Mo v zrnju; med tem ko so koncentracije Mg, S, K, Mn, Cu, Cd in Pb ostale nespremenjene. Spremembe v koncentracijah elementov se odrazijo v tkivnio-specifičnih prerazporeditvah elementov v zrnju in razkrivajo, da dodatek Zn v tleh lahko pomembno vpliva na prerazporeditve elementov in s tem vpliva na kvaliteto mlevskih frakcij. Prostorske raziskave elementnih koncentracij v tkivih so zato izjemnega pomena za napovedovanje izgub elementov med mletjem in poliranjem zrnja.
COBISS.SI-ID: 7578745
Razumevanje privzema, skladiščenja in razporejanja strupenih elementov v rastlinah je ključnega pomena za načrtovanje fitoremedijacijskih strategij, še posebno v pogojih mnogoelementnega onesnaženja v telh. Z uporabo mikro-protonsko inducirane emisije X-žarkov smo raziskali prostorsko razporeditev Na, Mg, Al, Si, P,S, Cl, K, Ca,Mn, Fe, Zn, As, Br, Rb, Sr, Cd and Pb v koreninah in rizomih obligatne močvirske rastline Typha latifolia. Največje koncentracije As, Cd in Pb so bile opažene v koreninah, s tkivno-specifično razporeditvijo. As se nahaja v rizodermu korenine, v rizomu pa je večina As v žilnih tkivih, ki omogočajo njegovo mobilnost po rastlini. Cd se nahaja v eksodermu korenine ter v epidermu in žilah rizoma. Največje koncentracije Pb smo zaznali v rizodermu in eksodermu korenine ter v epidermu rizoma. Rezultati predstavljajo pomemen napredek v razumevanju osnovnih principov rastlinske ionomike.
COBISS.SI-ID: 2740303
V listih hiperakumulacijskih rastlin redno opažamo značilne vzorce razporeditev kovin, vloga ključnih strukturnih bioloških molekul pri njihovem razporejanju pa je popolnoma nerazikana. V vzorcih iz naravnega okolja smo raziskali prostorsko razporeditev glavnih makromolekulskih komponent listov Cd/Zn hiperakumulacijske rastline Noccaea praecox in jih povezali z vzorci prostorske razporeditve kovin na tkivnem nivoju. Prostorsko sestavo biomolekul različnih tkiv listov (epidermis, subepidermis, mezofil) smo raziskali z uporabo infrardeče spektroskopije s Fourierjevo Transformacijo (FTIR) vzbujane s sinhrotronsko svetlobo, prostorsko razporeditev Zn pa smo raziskali s fluorescnčno mikrospektroskopijo X-žarkov nizkih energij (LEXRF) vzbujano s sinhrotronsko svetlobo. Epidermalne celice vsebujejo velik delež prostih karboksilnih, nitro in fosfatnih skupin, ki predstavljajo pektine, nitroaromate, fitično in ostale organske kisline. Celice mezofila pa imajo večji delež proteinov, ogljikovih hidratov in celuloze. Razultati dokazujejo, da je pektin pomembna komponenta sten celic bogatih s Zn. Poleg tega povečana lignifikacija sten epidermalnih celic preprečuje uhajanje akumuliranih kovin v metabolno aktivnejše in občutljivejše celice mezofila. Razporeditev makromolekul, ki vežejo kovine v posameznih celičnih tipih/tkivih prispeva k prerazporeditvm kovin in toleranci listov.
COBISS.SI-ID: 2802767
Raziskovali smo kolonizacijo in vrstno pestrost mikoriznih gliv (AMF) trte v vinogradih vzdolž Jadranske obale. Združbe AMF na koreninah smo analizirali z gelsko elektroforezo v temperaturnem gradientu in sekvenciranjem 18S in ITS regije rDNA operona. Kolonizacija vzdolž Jadranske obale je stabilna, pri 64-82% korenin. Primerjava združb AMF je pokazala primerljivo stopnjo variabilnosti znotraj vinogradov in med vinogradi. Razlike v kolonizaciji smo pripisali okoljskim dejavnikom (rastlinam dostopni P) in lokaciji vinograda, poleg ostalih neidentificiranih dejavnikov. S sekvenciranjem 18SrDNA regije smo identificirali smo 27 glivnih taksonov, vključno s taksoni rodu Glomus skupine B. Se kvenciranje ITS regije pa je omogočilo identifikacijo 30 taksonov, ki pripadajo osmim različnim taksonom znotraj rodu Glomus, vključno z Glomus sinosum in Glomus indicum. To je po našem poznavanju literaturnih podatkov prvo poročilo o kolonizaciji trte z vrsto Glomus indicum.
COBISS.SI-ID: 2757711