TY - CONF

T1 - Роль салициловой кислоты в адаптации растений к дефициту кислорода и последующему окислительному стрессу

AU - Бертова, Анастасия Дмитриевна

AU - Емельянов, Владислав Владимирович

N1 - Бертова А.Д., Емельянов В.В. Роль салициловой кислоты в адаптации растений к дефициту кислорода и последующему окислительному стрессу // Материалы XI Международного симпозиума «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты», 11–15 апреля 2022 г., Москва. С. 76.

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Салициловая кислота (СК) — фитогормон, участвующий в адаптации растений к факторам окружающей среды. Вовлеченность СК в ответ растений показана для целого ряда абиотических воздействий, однако роль СК в адаптации к дефициту кислорода и окислительному стрессу в ходе реарации изучена мало. Целью исследований было охарактеризовать роль СК в растениях при воздействии аноксии и постаноксической реаэрации. Объектами исследований являлись 10-дневные проростки устойчивого к аноксии растения риса (Oryza sativa, L.), 7-дневные проростки неустойчивого к аноксии растения пшеницы (Triticum aestivum, L.), а также 49 видов растений гидрофитов, произрастающих в Ленинградской области.Анализ эндогенного содержания СК показал, что при нормоксии уровень свободной СК в побегах риса в 20 раз превышал таковой в побегах пшеницы. Отмечалось двукратное увеличение уровня свободной СК в побегах риса при действии аноксии и дальнейшее его снижение в ходе реаэрации до контрольных значений. Уровень связанных форм СК при этом снижался. В проростках пшеницы не было выявлено изменений содержания свободной СК при аноксии. Повышенный уровень СК был отмечен у 21 видов гидрофитов из семейств Яснотковые, Злаки, Ароидные, Рдестовые и Рогозовые.Мы провели анализ экспрессии 11 генов риса и 7 генов пшеницы, кодирующих ферменты метаболизма и белки ответа на СК. В условиях аноксии у риса активировалась транскрипция генов биосинтеза (OsICS1, изохоризматсинтаза) и деконъюгации (OsBGlu, β-гликозидаза) СК. В ходе реаэрации у риса и пшеницы повышалась экспрессия генов фенилаланин-аммиаклиаз (OsPAL, TaPAL). При аноксическом воздействии у риса и пшеницы снижалась экспрессия генов салицилат-гликозилтрансферазы (OsSGT, TaSGT), образующей конъюгированную форму СК. Экспрессия генов риса и пшеницы, вовлеченных в сигналинг (OsNPR1, TaNPR1) и ответ (OsAOX1, TaAOX1) на СК, увеличивалась в условиях аноксии и реаэрации.Нами было изучено влияние экзогенной предобработки СК на жизнеспособность и окислительные процессы у риса и пшеницы при аноксическом воздействии. Тетразолиевый тест выявил повышенную жизнеспособность обработанных проростков пшеницы при действии аноксии и реаэрации, а выход электролитов из корней обработанных растений снижался на 10%. У риса жизнеспособность проростков и выход электролитов в тех же условиях не изменялись при обработке СК. Предобработка проростков пшеницы приводила к снижению перекисного окисления липидов (ПОЛ) и уменьшению продукции перекиси водорода в условиях реаэрации. Уровень ПОЛ в обработанных СК проростках риса увеличивался в ходе реаэрации, а продукция перекиси водорода не изменялась.Мы предполагаем, что высокий эндогенный уровень СК у риса и других гидрофитов связан с их устойчивостью к дефициту кислорода и окислительному стрессу при реаэрации. Накопление СК у риса в ходе аноксии происходит, вероятно, за счет синтеза по изохоризмат-синтазному пути и гидролиза связанных форм СК, на что указывают уровни экспрессии генов соответствующих ферментов. Активация транскрипции генов ответа на СК у риса и пшеницы также указывает на вовлеченность СК в ответ растений на аноксическое воздействие. Результаты наших исследований свидетельствуют о положительном эффекте предобработки СК на жизнеспособность пшеницы, неустойчивого к дефициту кислорода растения. Показано полномасштабное участие СК в регуляции устойчивости к абиотическому стрессу, вызванному недостатком кислорода и последующей реаэрацией.

AB - Салициловая кислота (СК) — фитогормон, участвующий в адаптации растений к факторам окружающей среды. Вовлеченность СК в ответ растений показана для целого ряда абиотических воздействий, однако роль СК в адаптации к дефициту кислорода и окислительному стрессу в ходе реарации изучена мало. Целью исследований было охарактеризовать роль СК в растениях при воздействии аноксии и постаноксической реаэрации. Объектами исследований являлись 10-дневные проростки устойчивого к аноксии растения риса (Oryza sativa, L.), 7-дневные проростки неустойчивого к аноксии растения пшеницы (Triticum aestivum, L.), а также 49 видов растений гидрофитов, произрастающих в Ленинградской области.Анализ эндогенного содержания СК показал, что при нормоксии уровень свободной СК в побегах риса в 20 раз превышал таковой в побегах пшеницы. Отмечалось двукратное увеличение уровня свободной СК в побегах риса при действии аноксии и дальнейшее его снижение в ходе реаэрации до контрольных значений. Уровень связанных форм СК при этом снижался. В проростках пшеницы не было выявлено изменений содержания свободной СК при аноксии. Повышенный уровень СК был отмечен у 21 видов гидрофитов из семейств Яснотковые, Злаки, Ароидные, Рдестовые и Рогозовые.Мы провели анализ экспрессии 11 генов риса и 7 генов пшеницы, кодирующих ферменты метаболизма и белки ответа на СК. В условиях аноксии у риса активировалась транскрипция генов биосинтеза (OsICS1, изохоризматсинтаза) и деконъюгации (OsBGlu, β-гликозидаза) СК. В ходе реаэрации у риса и пшеницы повышалась экспрессия генов фенилаланин-аммиаклиаз (OsPAL, TaPAL). При аноксическом воздействии у риса и пшеницы снижалась экспрессия генов салицилат-гликозилтрансферазы (OsSGT, TaSGT), образующей конъюгированную форму СК. Экспрессия генов риса и пшеницы, вовлеченных в сигналинг (OsNPR1, TaNPR1) и ответ (OsAOX1, TaAOX1) на СК, увеличивалась в условиях аноксии и реаэрации.Нами было изучено влияние экзогенной предобработки СК на жизнеспособность и окислительные процессы у риса и пшеницы при аноксическом воздействии. Тетразолиевый тест выявил повышенную жизнеспособность обработанных проростков пшеницы при действии аноксии и реаэрации, а выход электролитов из корней обработанных растений снижался на 10%. У риса жизнеспособность проростков и выход электролитов в тех же условиях не изменялись при обработке СК. Предобработка проростков пшеницы приводила к снижению перекисного окисления липидов (ПОЛ) и уменьшению продукции перекиси водорода в условиях реаэрации. Уровень ПОЛ в обработанных СК проростках риса увеличивался в ходе реаэрации, а продукция перекиси водорода не изменялась.Мы предполагаем, что высокий эндогенный уровень СК у риса и других гидрофитов связан с их устойчивостью к дефициту кислорода и окислительному стрессу при реаэрации. Накопление СК у риса в ходе аноксии происходит, вероятно, за счет синтеза по изохоризмат-синтазному пути и гидролиза связанных форм СК, на что указывают уровни экспрессии генов соответствующих ферментов. Активация транскрипции генов ответа на СК у риса и пшеницы также указывает на вовлеченность СК в ответ растений на аноксическое воздействие. Результаты наших исследований свидетельствуют о положительном эффекте предобработки СК на жизнеспособность пшеницы, неустойчивого к дефициту кислорода растения. Показано полномасштабное участие СК в регуляции устойчивости к абиотическому стрессу, вызванному недостатком кислорода и последующей реаэрацией.

KW - рис

KW - пшеница

KW - салициловая кислота

KW - гипоксия

KW - аноксия

KW - устойчивость

KW - гидрофиты

M3 - тезисы

SP - 76

T2 - XI Международный симпозиум «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты»

Y2 - 11 April 2022 through 15 April 2022

ER -