BioScience Blog – Научный Биологический блог

Ранее нами было выявлено, что обработка 24-эпибрассинолидом (ЭБ) индуцирует в растениях пшеницы заметное накопление гормонов цитокининовой природы на фоне отсутствия каких-либо изменений в уровне ИУК и АБК. Это позволило предположить, что большое значение в проявлении физиологической активности ЭБ имеют цитокинины. Известно, что обезвоживание, и как следствие повреждение структуры клеток, лежит в основе таких стрессовых факторов как засуха, засоление и дефицит влаги. Основываясь на том, что важнейшими осмопротектантами являются белки дегидрины и аминокислота пролин, был проведен сравнительный анализ влияния ЭБ и цитокинина 6-бензиламинопурина (БАП) на уровень экспрессии TADHNremдегидрина пшеницы и концентрацию свободного пролина в проростках пшеницы. В результате опытов была выявлена сходная по уровню чувствительность гена TADHNк ЭБ и БАП, правда, динамика его экспрессионной активности в ответ на гормоны различалась: ЭБ индуцировал быстрое усиление экспрессии этого гена с максимумом, приходящимся на 6 ч, тогда как БАП вызывал постепенную активацию транскрипции TADHNгена, которая достигала максимума к 24 ч. При этом, в отличие от действия ЭБ, БАП-индуцированной активации экспрессии TADHNгена дегидрина пшеницы предшествует транзитное накопление АБК. Это указывает на существование альтернативных путей гормональной регуляции экспрессии TADHNгена дегидрина. В то же время, выявлено, что обработка БАП и ЭБ также индуцировала накопление пролина в проростках в 1.5 и 2 раза, соответственно. Поскольку АБК играет ключевую роль в регуляции синтеза и накопления пролина, важно было оценить вклад эндогенной АБК в БАП – и ЭБ-индуцированном повышении содержания свободного пролина. С этой целью были предприняты опыты с обработкой растений пшеницы ингибитором синтеза АБК флуридоном. Опыты с совместной с гормонами обработкой проростков флуридоном показали, что ингибитор предотвращал вызываемое БАП, но не ЭБ, повышение уровня пролина, что, вероятно, обусловлено тем, что сама обработки БАП, в отличие от ЭБ, приводит к транзитному увеличению уровня АБК. Аналогичная картина наблюдалась и в предобработанных ЭБ и БАП в смеси с флуридоном растениях в условиях дефицита влаги. Так, воздействие хлорида натрия или маннита приводило к возрастанию концентрации пролина в проростках, что является характерным ответом растений на факторы среды, вызывающие нарушение водного режима. Предобработанные ЭБ и БАП проростки в условиях обезвоживания также характеризовались повышенным уровнем пролина. Однако флуридон при совместной предобработке с гормонами в отличие от варианта с ЭБ полностью предотвращал стресс-индуцированное накопление пролина в варианте с предобработкой проростков БАП. Таким образом, способность и ЭБ, и БАП активно воздействовать на уровень осмопротектантов в ходе предобработки, вероятно, вносит важный вклад в реализацию их предадаптирующего к последующему обезвоживанию действия, что, в конечном счете, отражается в снижении уровня повреждающего действия обезвоживания на растения пшеницы. При этом проявление защитного действия ЭБ в отличие от БАП, вероятно, может осуществляться независимо от стресс-индуцированного накопления АБК.