BioScience Blog – Научный Биологический блог

Цель работы состояла в изучении роста растений и экспрессии GUS-гена под контролем цитокинин-зависимого промотора ARR5-гена в растениях Arabidopsis thaliana, трансформированных конструкцией pARR5::GUS [1], выращенных в условиях нитратного или аммонийного азотного питания. Система позволяет по экспрессии гена pARR5::GUS получить представление о содержании в растениях активных форм цитокининов [2]. Растения выращивали в течение трёх недель на среде Мурасиге-Скуга с половинным содержанием солей и эквимолярным количеством азота (20 мМ), представленным ионом аммония или нитрата. Экспрессию GUS-гена оценивали по синей окраске продукта GUS-реакции с субстратом X-Gluc. Количественная оценка окраски получена методом обработки изображений [3]. На нитратном источнике азота наблюдался более активный рост и закладка листьев. Накопление активных форм цитокининов в листовой пластинке предшествовало интенсивному увеличению площади листа. Cнижение GUS-активности происходило до окончания интенсивного роста, что совпадало по времени с закладкой новых листьев. По мере развития листа GUS-активность смещалась из апикальных частей пластинки в базальные, сохраняясь в гидатодах. Показана связь GUS-активности с сосудистой системой и участками её разгрузки, что отражает транспорт цитокининов из корней в листья и из стареющих органов в более молодые. GUS-активность растений, выращенных на аммонийной среде, сосредотачивалась в семядолях. На второй неделе развития наблюдалось увеличение GUS-активности в семядолях, предшествующее закладке листьев и формированию боковых корней. В листьях GUS-активность локализовалась только в сосудистой системе. Замедленному развитию листьев растений на аммонийном азоте соответствовало пониженное содержание активных форм цитокининов. Определение GUS-активности позволило выявить время и место действия активных форм цитокининов в ходе развития растений, связанного с их морфологическими особенностями на разных формах азотного питания.

Литература: 1. D’Agostino I.B., Deruère J., Kieber J.J. (2000) Characterization of the Response of the Arabidopsis Response Regulator Gene Family to Cytokinin.//Plant Physiology, vol. 124,pp. 1706-1717. 2. Aloni R., Langhans M., Aloni E., Dreieicher E. and Ullrich C.I. (2005) Root-synthesized cytokinin in Arabidopsis is distributed in the shoot by the transpiration stream // Journal of Experimental Botany, vol. 56, No. 416, pp. 1535-1544. 3. Пожванов Г.А., Батов А.Ю., Медведев С.С. (2007) Метод количественной оценки содержания ИУК по гистохимическому окрашиванию GUS-активности. // Современная физиология растений: от молекул до экосистем. Матер. докл. международной конф. Сыктывкар, Ч. 1., с. 347—348.