BioScience Blog – Научный Биологический блог

Морфогенез растения находится под контролем внешних и внутренних факторов. С одной стороны, это свет, который регулирует рост и развитие растений. С другой стороны, имеются эндогенные регуляторы – фитогормоны, которые могут быть вовлечены в управление фотоморфогенезом. Было высказано предположение, что одними из них являются брассиностероиды (БС). Брассиностероиды – это фитогормоны нового поколения, которые обладают мощным фиторостостимулирующим действием в малых концентрациях и по сравнению с традиционными средствами зашиты растений, снижают экологическую нагрузку на окружающую среду. В настоящее время имеется много работ по взаимодействию красной области спектра и фитогормонов, однако практически не изучено влияние зеленого света и брассиностероидов на рост и развитие растений. Удобным модельным объектом для изучения регуляторной роли БС в фотоморфогенезе служат растения Arabidopsisthaliana, для которого получены мутанты с нарушениями в биосинтезе БС (det2) и проявляют световой фенотип в темноте. В работе использовали синтетические БС с высокой физиологической активностью – брассинолид, 24-эпибрассинолид и 28-гомобрассинолид в концентрации 1 мкМ, выбранной при анализе влияния различных концентраций БС на морфогенез арабидопсиса. Исследования этиолированных проростков A. thalianaпоказали, что мутант det2 отличался от дикого типа Col более укороченным гипокотилем, а также большей площадью семядолей. Показано, что экзогенные БС могут имитировать действие света в темноте, запуская в растениях каскад реакций, приводящий к увеличению размеров семядолей и укорочению гипокотиля. Ингибирование роста гипокотиля наблюдалось при действии эпибрассинолида, брассинолид вызывал максимальное увеличение площади семядолей. Освещение проростков арабидопсиса зеленым светом вызывало процессы, аналогичные действию экзогенных БС. Кратковременная деэтиоляция на зеленом свету (15 минут, Ащах = 553 нм, 29 мкмоль/м2с) приводила к подавлению длины гипокотиля, распрямлению гипокотильной петли и увеличению площади семядолей у Col и det2. Совместное действие БС и зеленого света привело к сложению эффектов на примере роста семядолей дикого типа и его мутанта. Таким образом, показана физиологическая активность зеленого света, а также брассиностероидов в регуляции морфогенеза арабидопсиса на ранних этапах онтогенеза.