Введение: При отсутствии кислорода (аноксии) растения испытывают дефицит энергии. Последующее возвращение к нормоксии может усугубить полученные повреждения из-за сильного окислительного стресса. Таким образом, в природе постаноксия представляет собой обширную комбинацию стрессоров. Эффективное восстановление после дефицита кислорода может происходить только за счет активации защитных систем.
Методы: В данном исследовании мы проанализировали влияние аноксии и реаэрации на толерантный рис на протеомном уровне с помощью двумерного гель-электрофореза с последующей масс-спектрометрией. Далее мы использовали биоинформатические прогнозы для выявления факторов транскрипции, модулирующих экспрессию генов, вызванную стрессом.
Результаты: Масс-спектрометрия выявила 82 пятна, соответствующих 13 и 8 уникальным белкам в побегах и корнях соответственно. Поточечная кластеризация показала, что протеом, связанный с реаэрацией, напоминает протеом в аноксических, но не в контрольных условиях. Мы разделили белки на четыре группы в соответствии с интенсивностью пятен
в различных условиях и отметили, что белки, специфичные для аноксии и реоксигенации, составляли незначительную долю (24%), в отличие от двух других. Одна из
групп включала белки, содержание которых постоянно снижалось во время стресса, такие как РуБисКО и фруктозо-бисфосфатальдолаза. Вторая группа включала белки, синтез которых начинался в условиях аноксии и достигал пика во время реаэрации. Она включала OEE1 (белок-энхансер 1, выделяющий кислород), белки теплового шока и белки, связанные с патогенезом (PR), что подразумевает защиту от окислительного повреждения и патогенов, к которым растения становятся уязвимыми во время реаэрации. Промоторные области генов, кодирующих эти белки, были обогащены сайтами связывания факторов транскрипции стресс-зависимых ТФ, как хорошо изученных (ERF, WRKY, MYB), так и не так часто обсуждаемых в подобных контекстах (TCP, TBP, SBP). Обсуждение: Сравнивая наши наблюдения с данными протеомных и транскриптомных исследований, мы обнаружили, что реакции растений на аноксию и реоксигенацию весьма схожи. Экстраполируя результаты, основанные на чистой аноксии и реоксигенации, мы предполагаем, что побеги и корни риса в целом преадаптируются к постаноксическому периоду во время дефицита кислорода.
