В природных экосистемах и агроценозах растения часто оказываются в условиях избыточного увлажнения или затопления, которые приводят к дефициту кислорода (гипоксии), а длительное присутствие застойных вод способствует развитию полного отсутствия кислорода (аноксии). Возвращение номальных условий аэрации, наример при уходе паводковых вод, активирует процессы постгипо/аноксического окисления. Подобное воздействие называется реаэрацией или реоксигенацией. Способность адаптироваться к кислородной недостаточности связана с наличием у растений различных приспособлений, многие из которых опосредованы существенными изменениями обмена веществ. Метаболическое профилирование с помощью ГХ-МС выявило существенные изменения в метаболомах исследованных растений при недостатке кислорода. У пшеницы (неустойчивое растение) аноксия приводила к уменьшению спектра дисахаридов и накоплению пирувата, лактата, пролина и ГАМК. У риса (устойчивое растение) накапливались сукцинат, фумарат, пролин, ГАМК и аланин, а также эфиры жирных кислот, что может быть следствием активации липидного обмена. Сукцинат, аланин и ГАМК являются важными анаэробными метаболитами, образующимися в анаплеротических путях реокисления НАД(Ф)Н. Перераспределение значимости сахаров и органических кислот выявлено у обоих растений, что определялось активацией гликолиза, брожений и альтернативных путей реокисления НАД(Ф)Н. Краткосрочная реоксигенация почти не оказывала воздействия на метаболомы, которые группировались вместе с аноксическими, особенно при продолжительных сроках аноксии. Длительная реаэрация способствовала сдвигам метаболомов в сторону нормы, особенно у риса. Уровень сложных сахаров, аминокислот, стеринов и жирных кислот возрастал, а анаэробных метаболитов уменьшался. Сходные с рисом изменения метаболома были продемонстрированы и для дикорастущих растений-гидрофитов, обитающих в условиях дефицита кислорода.
Исследование выполнено при поддержке РНФ (проект № 22-24-00484).