Рост растяжением – уникальный тип роста, свойственный растительным организмам. Одним из модельных объектов для выявления молекулярных механизмов этого процесса являются колеоптили злаковых. Со времен Ч. Дарвина колеоптили этиолированных проростков использовали для изучения роли фитогормона ауксина в инициации грави- и фототропизмов, базирующихся на неравной интенсивности роста. Согласно теории кислого роста, рост растяжением основывается на ауксин-индуцированной активации Н+-АТФазы плазмалеммы, генерирующей трансмембранный градиент ионов водорода.
Рост растяжением наблюдается и в условиях гипо- и аноксии, т.е. при недостатке кислорода. Такие условия наблюдаются при затоплении. Можно предположить, что интенсификация роста колеоптилей является первым этапом «стратегии избеганием гипоксии», свойственной целому ряду гидрофитов, в том числе рису, как представителю окультуренных злаков.
Клетки колеоптилей проростков риса характеризуются способностью к интенсивному росту растяжением. Несмотря на целый ряд исследований, механизмы этого типа роста во многом остаются еще дискуссионными. До сих пор не выяснена роль Н+-АТФазы плазмалеммы в обеспечении этого способа роста, отличающегося резко сниженным уровнем АТФ в клетках в результате энергетического кризиса в условиях гипоксии.
Задача данного исследования заключалась в анализе интенсивности роста растяжением колеоптилей риса при затоплении, а также характера экспрессии генов, кодирующих Н+-АТФазу плазмалеммы (ПМ) в клетках колеопилей риса. Ранее на других модельных растениях было показано, что спектр экспрессируемых генов зависит от этапа развития, ткани и действующих факторов. Известно, что у растений риса Н+-АТАаза ПМ кодируется семейством, насчитывающим 10 генов OSA. В отличие от условий нормоксии, гипоксия вызывала более продолжительный рост колеоптилей 6 суток. В связи с этим динамика накопления транскриптов генов интереса была проанализирована на 3, 5 и 7 сутки, т.е. этапах начала роста, его максимальной интенсивности и завершения. Показано, что большая часть протестированных генов характеризовались усилением экспрессии на начальных этапах роста. Для двух генов OSA5 и OSA6 этот уровень еще более увеличивался при недостатке кислорода. Полученные результаты свидетельствуют о возможности регуляции активности протонного насоса плазмалеммы клеток колеоптилей риса на транскрипционном уровне в условиях гипоксии.
