Механизмы защитного действия агглютинина зародыша пшеницы на ростовые процессы растений пшеницы

Кильдибекова, Алсу Ринатовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Механизмы защитного действия агглютинина зародыша пшеницы на ростовые процессы растений пшеницы
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Механизмы защитного действия агглютинина зародыша пшеницы на ростовые процессы растений пшеницы"

На правах рукописи

Кильдибекова Алсу Ринатовна

МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ АГГЛЮТИНИНА ЗАРОДЫША ПШЕНИЦЫ НА РОСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ

ПШЕНИЦЫ

03.00.12. - физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

УФА-2005

Работа выполнена в Институте биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской Академии наук.

доктор биологических наук, профессор

Фарида Миннихановна Шакирова

доктор биологических наук Лидия Валентиновна Ковалева; доктор биологических наук, профессор

Рамиль Магзинурович Хайруллин Казанский государственный университет

Защита состоится « УР» 2005 года И сов на заседании

диссертационного совета Д 212.013.11 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук при Башкирском государственном университете по адресу: 450074, г. Уфа, ул. Фрунзе, 32, биологический факультет БашГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

005г.

Г.Г. Кузяхметов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Агглютинин зародыша пшеницы (АЗП) является типичным представителем лектинов злаков, физико-химические и биологические свойства которого достаточно хорошо охарактеризованы [Chiispeels, Raikhel, 1991; Raikhel, et al., 1993; Rudiger, 1997; Rudiger, Gabius, 2001; Шакирова, 2001], однако его функциональная значимость до сих пор дискутируется в литературе [Rudiger, Gabius, 2001; Антонюк, Игнатов, 2001; Шакирова, 2001; Bezverkhova et al., 2002]. В связи с тем, что этот белок обладает специфичностью к N-ацетил-Б-глюкозамину (GlcNAc), к числу функций, которые он реально может выполнять в растениях пшеницы, относится защита от фитопатогенных грибов [Mirelman et al., 1975; Chrispeels, Raikhel, 1991; Ciopraga et al., 1999; Шакирова, 2001]. Вместе с тем, имеются данные об индукции АБК-опосредуемого накопления АЗП в растениях пшеницы в ответ на воздействие засухи, осмотического шока, засоления, гипертермии [Cammue et al., 1989; Шакирова и др., 1993; 1995; Shakirova et al., 1996; Singh et al., 2000], что дает основание предполагать возможность участия лектина пшеницы в защите растений от неблагоприятных факторов среды также и абиотической природы, однако, в данном случае не ясно, в чем проявляется его антистрессовый эффект. В связи с тем, что АЗП в растениях пшеницы преимущественно синтезируется и аккумулируется в меристематических тканях [Mishkind et al., 1982; Raikhel et al., 1984; Stinissen et al., 1985; Cammue et al., 1989], можно предполагать участие этого белка в регуляции деления клеток. В пользу этого предположения свидетельствуют данные об активации экспрессии гена АЗП и накоплении этого белка в растениях пшеницы под влиянием индолилуксусной (ИУК) и гибберелловой кислот, 24-эпибрассинолида, цитокинина 6-бензиламинопурина [Шакирова и др., 2000; Авальбаев и др., 2001; Безрукова и др., 2001; Shakirova et al., 2001; Шакирова и др., 2002], играющих, как известно, важную роль в стимуляции ростовых процессов растений.

Действительно, полученные к началу нашей работы данные о стимулирующем действии АЗП на рост клеток корней делением и растяжением

[Авальбаев, 2001], указывают на вовлечение АЗП в сигнальную регуляцию ростовых процессов клеток. Далее важно было исследовать, что лежит в основе ростстимулирующей активности лектина, ограничивается ли это свойство АЗП только растениями пшеницы или он может проявлять его и на других видах растений. Следует отметить, что АЗП обладает способностью экскретироваться в окружающую среду [Mishkind et al., 1982; Cammue et al., 1989], но не ясно, какое значение это свойство лектина может иметь для роста клеток пшеницы. В связи с тем, что к числу характерных ответных реакций растений на повреждающие факторы среды относится торможение роста [Schuppler et al., 1998; Lin, Kao, 2001; Колес, Онсел, 2004], встает вопрос, способен ли лектин оказывать защитное действие на ростовые процессы клеток корней в стрессовых условиях.

Цель и задачи исследований. Цель данной работы состояла в выяснении механизмов ростстимулирующего, а также защитного действия АЗП на ростовые процессы клеток корней проростков пшеницы при воздействии засоления и гипотермии. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1) изучить роль гормональной системы в реализации действия АЗП на рост клеток корней проростков пшеницы делением и растяжением в норме и при стрессе;

2) сопоставить характер количественных изменений в уровне лектина в корнях проростков пшеницы с динамикой экскреции этого белка в окружающую среду в стрессовых условиях;

3) провести анализ влияния АЗП на рост клеток корней ячменя (эволюционно близкий пшенице вид) и фасоли (эволюционно отдаленный вид) для оценки проявления ростстимулирующего действия АЗП на разных видах растений;

4) исследовать влияние АЗП на про- и антиоксидантный статус растений пшеницы при засолении;

Научная новизна. Выявлено, что в основе действия АЗП на рост клеток корней проростков пшеницы в нормальных и стрессовых условиях лежат вызванные обработкой лектином сдвиги в гормональном балансе. Показано, что ростстимулирующее свойство АЗП не является универсальным для различных видов растений. Получены приоритетные данные о проявлении АЗП свойства антиоксиданта, которое основывается на снижении под влиянием предобработки АЗП уровня продукции активных форм кислорода, перекисного окисления липидов, экзоосмоса электролитов в условиях засоления среды. Впервые показана принципиальная способность АЗП к связыванию с фитогормонами, не затрагивая углевод-связывающие сайты лектина. Практическая значимость работы. Совокупность полученных результатов свидетельствуют о наличии у АЗП антиоксидантного и ростстимулирующего свойств, имеющих важное значение в проявлении защитного действия этого лектина на растения пшеницы в стрессовых условиях, что дополняет и расширяет наши знания о естественных механизмах устойчивости растений. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XIII и XIV конгрессе FESPB (Heraklion, 2002; Cracow, 2004); Европейской конференции «Устойчивость растений к стрессовым факторам» (Varna, 2002); II Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 2002); международной научной конференции «Экологическая ботаника: наука, образование, прикладные аспекты» (Сыктывкар, 2002); V съезде Общества физиологов растений России (Пенза, 2003). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 137 стр. и

иллюстрирована 31 рисунком. Список литературы включает 309 наименований, в том числе 225 - на иностранных языках.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектом исследования служили растения пшеницы Triticum aestivum L. сорта Саратовская 29, ячменя Hordeum vulgare L. сорта Первенец и фасоли Phaseolus vulgaris L. сорта Горналь. Семена проращивали в кюветах на фильтровальной бумаге, смоченной водопроводной водой, при 21-23°С, 16-часовом фотопериоде и освещенности 12 клк в течение 3-х суток, после чего проростки после изоляции от эндосперма помещали на раствор 2% сахарозы в качестве питательного субстрата. Все опытные растворы готовили также на основе 2%-ной сахарозы. АЗП, ФГА, Кон А и глиадин использовали в концентрации 1 мг/л, NaCl - в концентрации 2%. С целью изучения защитного влияния АЗП на растения пшеницы при засолении использовали два варианта опытов: 1) 3-суточные проростки обрабатывали раствором АЗП в течение 24 ч, после чего переносили на 7 ч в раствор NaCl, а затем после отмывки от соли помещали в раствор 2%-ной сахарозы на сутки; 2)4-суточные проростки подвергали воздействию NaCl в течение 7 ч, а затем переносили в раствор АЗП на 24 ч. Для анализа влияния АЗП на рост клеток корней ячменя при засолении 3-суточные проростки подвергали воздействию NaCl в течение 7 ч, затем проростки переносили на раствор АЗП на 24 ч. В опытах с растениями фасоли брали 6-суточные проростки, которые инкубировали в растворе АЗП в течение 24 ч. Контролем во всех опытах служили проростки, инкубированные на растворе 2%-ной сахарозы. С целью изучения защитного влияния АЗП на растения пшеницы при воздействии гипотермии также проводили два варианта опытов: 1) 3-суточные проростки обрабатывали раствором АЗП в течение 24 ч при температуре 21-23°С, после чего 4-суточные растения переносили на 24 ч в раствор 2%-ной сахарозы в холодную камеру с фотопериодом 16 ч при температуре 70/5°С. После 24 ч воздействия холодового стресса 5-суточные растения возвращали в нормальный температурный режим. Контрольные проростки все время находились при температуре 21-23°С. В ходе воздействия

холода часть корней проростков пшеницы фиксировали в жидком азоте для определения содержания АЗП и АБК. 2)4-суточные проростки подвергали воздействию гипотермии в течение 24 ч, после чего 5-суточные растения 24 ч выдерживали в растворе АЗП, а затем 6-суточные проростки переносили в раствор 2%-ной сахарозы на 21-23°С и выдерживали еще сутки.

Через определенные промежутки времени интактные проростки и отдельно их корни фиксировали для определения различных параметров, а также отбирали аликвоты среды инкубирования.

Количественную оценку свободных АБК, ИУК, иммунореактивных к сыворотке против зеатинрибозида форм цитокининов (ЦК), а также АЗП проводили в одной и той же растительной навеске методом непрямого иммуноферментного анализа с использованием специфичных к каждому из перечисленных соединений кроличьих антител и меченных пероксидазой антикроличьих антител. Процедура этапов последовательного экстрагирования фитогормонов, лектина и их иммуноанализа описана ранее [Кудоярова и др., 1990; Шакирова и др., 1994].

Генерацию О2" определяли акцепторным методом согласно [МмЪауеуа а! а1, 2001]. Активность СОД определяли по его способности конкурировать с нитросиним тетразолием за О2* [Чевари и др., 1985].

Концентрацию перекиси водорода оценивали по окислению ОФД [Хайруллин и др., 2001]. Тотальную активность пероксидазы определяли согласно [Малый практикум по физиологии растений, 1994; Юсупова, 2000].

Содержание малонового диальдегида (МДА) - конечного продукта перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли согласно [Малый практикум по физиологии растений, 1994]. О проницаемости клеточных мембран проростков пшеницы судили по экзоосмосу электролитов, измеряя омическое сопротивление водных экстрактов в постоянном токе [Талиева и др. 2002].

Митотическую активность клеток апикальной меристемы (не менее 3000) и площадь клеток в зоне растяжения корней (не менее 500) оценивали

цитологическими методами с использованием окуляр-микрометра [Паушева, 1988].

С целью проведения биохимических и цитологических анализов использовали интактные проростки, изолированные корни или отрезки корней, соответствующие зонам деления и растяжения [Данилова и др., 1990]. Каждая растительная навеска содержала не менее 10 растений.

Опыты проводили не менее чем в трех биологических повторах и четырех-пяти аналитических повторностях. В иллюстрациях представлены средние арифметические значения и ошибки средних.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Механизмы ростстимулирующего действия АЗП. Анализ влияния АЗП и других фитолектинов, для которых показана митогенная активность, ФГА и Кон А [Марков, Хавкин, 1983; Лахтин, 1986; Mirkov, Chnspeels, 1993; Lons et

al., 1998; Zhao et al., 2001], показал, что максимальный стимулирующий эффект на рост клеток корней проростков пшеницы делением и растяжением наблюдался при использовании АЗП (рис. 1). Этот лектин за сутки воздействия привел к существенному увеличению митотического индекса клеток апикальной меристемы и площади клеток в зоне растяжения корней проростков. ФГА и Кон А не проявили такого эффекта на ростовые процессы клеток.

Рис. 1. Влияние обработки 1 мг/л фитолектинов и глиадина на рост клеток корней 4-суточных проростков пшеницы.

а - митотический индекс (МИ), б - площадь (8) клеток

Глиадин, запасной белок зерновок пшеницы, который мы использовали в качестве альтернативного лектинам белка (не лектина) не оказал никакого влияния на деление и растяжение клеток корней проростков (рис. 1).

Известно, что важную роль в регуляции роста растений играют фитогормоны, поэтому в связи с выявленной ростстимулирующей активностью АЗП можно было ожидать его способность активно воздействовать на гормональный статус корней проростков пшеницы. Действительно, обработка проростков этим белком приводит к существенным сдвигам в содержании ИУК, ЦК и АБК в корнях в сторону их транзитного накопления (рис. 2). Несмотря на то, что АЗП вызывал накопление АБК, которая в целом рассматривается в качестве ингибитора ростовых процессов, важный вклад в проявление рост-стимулирующего действия АЗП, по-видимому, вносит практически одновременное накопление под влиянием этого лектина гормонов - активаторов роста растений - ЦК и ИУК. Не вызывает удивления факт отсутствия влияния ФГА и Кон А на динамику содержания исследованных гормонов, с чем, вероятно, и связано отсутствие действия ФГА и Кон А на ростовые процессы клеток проростков рис 2 Влияние АЗП на динамику

пшеницы. Это справедливо и в содержания гормонов ИУК (а), ЦК (б),

АБК (в) в корнях 4-суточных проростков пшеницы

отношении глиадина (рис. 2). Полученные данные указывают на ярко выраженный ростстимулирующий эффект АЗП на клетки растений пшеницы, который является для него специфичным.

Обсуждая результаты наших опытов, необходимо подчеркнуть, что АЗП - белок, характерный для растений пшеницы, в то время как ФГА и Кон А, характеризующиеся митогенными свойствами в модельных системах, являются лектинами фасоли и канавалии, соответственно, и значительно отличаются от АЗП по углевод-связывающим и другим характеристикам [Королев, 1984]. Поэтому не удивительно, что из всех тестированных в опытах лектинов именно АЗП, являющийся «своим» для растений пшеницы, оказывает ростстимулирующее действие на их клетки, обусловленное его влиянием на гормональный статус растений, что свидетельствует о совместном с фитогормонами участии АЗП в регуляции ростовых процессов растений пшеницы.

Взаимодействие АЗП с фитогормонами. Поскольку местом преимущественного синтеза и аккумуляции АЗП в растениях являются меристематические ткани корней и основания стебля, в числе предполагаемых функций лектина пшеницы обсуждается его участие в регуляции деления клеток [Королев, 1984]. В связи с полученными нами данными о вовлечении АЗП в сигнальную регуляцию ростовых процессов клеток, можно было предположить возможность взаимодействия этого лектина с фитогормонами. В пользу этого предположения свидетельствуют данные о способности Кон А связываться с ауксином [Edelman, Wang, 1978; Rudiger, 1997] и лектинов бобовых - с гормонами цитокинининовой природы [Roberts, Goldstein, 1983; Maliarik et al., 1987; Bouckaert et al., 1999; Hamelryck et al., 1999]. Причем во взаимодействие лектинов бобовых с ЦК вовлекаются центры гидрофобного связывания, не затрагивая углевод-связывающие домены белков [Roberts, Goldstein, 1983; Rudiger, 1997; Bouckaert et al., 1999], посредством чего эти лектины могут оказывать воздействие на состояние гормональной системы в целом и, таким образом, регулировать рост и развитие растений [Hamelryck et

1999]. Возможно, что и АЗП может обладать центрами гидрофобного связывания, с помощью которых он мог бы также связывать фитогормоны. Поэтому далее важно было провести работу по принципиальной оценке способности АЗП к взаимодействию с гормонами, например, ИУК и цитокинином зеатином .

С этой целью мы использовали иммунологические тест-системы для количественной оценки АЗП, ИУК и ЦК с использованием полученных к этим соединениям кроличьих антител и антикроличьих антител, меченных пероксидазой (ПК), процедура иммуноферментного анализа (ИФА) которых детально описана ранее в следующих работах: для АЗП [Хайруллин и др., 1992], для ИУК [Ямалеев и др., 1989], для ЦК [Кудоярова и др., 1990].

Рис. 3. Иммуноанализ кросс-реактивности АЗП и фитогормонов. а и в - иммунологические тест - системы на АЗП; б - иммунологическая тест - система на Z; г - иммунологическая тест - система на ИУК.

Контролем (100%) служили чистые образцы АЗП, Z и ИУК в исходно взятых количествах из расчета 100 нг на лунку планшета

Использование иммуноанализа позволяет регистрировать изменения исходно взятых количеств этих соединений в систему in vitro. Для оценки изменения в результате связывания с гормонами количества АЗП в пробирки приливали по 1 мл фосфатно-солевого буфера, рН 7.4, содержащего 0.05% твин-20 (ФТ) и 0.5% овальбумин, в котором растворяли по 1 мкг АЗП и по 0, или 1, или 2, или 4 мкг ИУК или Z. Смесь инкубировали 1 ч при 37°С. После этого в лунки полистиролового планшета, предварительно сенсибилизированного АЗП, приливали по 100 мкл смеси, так что на каждую лунку приходилось по 100 нг АЗП, и по 100 мкл анти-АЗП сыворотки. Затем планшеты выдерживали в течение 1 ч при 37°С, после чего планшет тщательно промывали трижды ФТ и в лунки приливали ПК. Далее процедуру ИФА АЗП проводили согласно [Хайруллин и др., 1992]. Из рис. За видно, что при возрастании доз Z, взятых в смесь с АЗП, количество промеряемого в ИФА лектина в проценте от контроля последовательно снижалось. Тест-система на Z позволяет регистрировать изменение исходно взятого количества Z из расчета 100 нг на лунку в результате его взаимодействия с АЗП в возрастающих количествах, так что в расчете на лунку приходилось по 0, 100,200 или 400 нг. Процедура инкубации смеси АЗП с гормоном и последующие операции проводили так же, как описано абзацем выше. ИФА ЦК проводили согласно [Кудоярова и др., 1990]. Из рис. 36 видно, что при увеличении количества АЗП в смеси с одним и тем же исходно взятым количеством Z наблюдается постепенное уменьшение его регистрируемого количества.

Аналогичные результаты получены и при анализе взаимодействия АЗП с ИУК (рис. 3 в и г), что указывает на принципиальную способность АЗП связывать фитогормоны.

С целью проверки специфичности взаимодействия фитогормонов именно с лектином, нами были проведены опыты, в которых фитогормоны вместо АЗП инкубировали с глиадином в разных разведениях. Глиадин, использованный в тех же дозах, что и АЗП, не изменял регистрируемые ИФА количества Z и

ИУК, что указывает на специфичность взаимодействия АЗП с фитогормонами (данные приведены в диссертации).

Специфичный к АЗП углевод О1еКЛе, использованный в разных разведениях, не влиял на характер взаимодействия АЗП с Z и ИУК, поскольку его присутствие в среде инкубации АЗП с фитогормонами не предотвращало уменьшение промеряемого в ИФА количества каждого из гормонов после инкубирования с лектином. Эти данные свидетельствуют о том, что взаимодействие АЗП с гормонами может осуществляться по аналогии с лектином бобовых посредством сайтов гидрофобного связывания.

Таким образом, данные о сродстве АЗП с ЦК и ИУК позволяют предполагать важную роль этого лектина в регуляции количественного уровня фитогормонов в растениях и, следовательно, в регуляции процессов роста пшеницы.

Влияние АЗП на интенсивность ростовых процессов клеток корней других растений. Участие АЗП в регуляции ростовых процессов растений пшеницы вполне понятно, поскольку он является для этих растений эндогенным белком. Вероятно, именно этим обусловлено отсутствие заметного эффекта на рост клеток корней пшеницы чужеродных для пшеницы лектинов, ФГА и Кон А (рис. 1). В связи с этим встает вопрос, а способен ли АЗП проявлять ростстимулирующее свойство в растениях других видов, для которых он не является собственным лек-тином. Результаты опытов показали, что обработка 3-суточных проростков ячменя в течение 24 ч АЗП привела к стимуляции

Рис. 4. Влияние обработки АЗП на МИ меристематических клеток корней 4-суточных проростков ячменя (а) и 7-суточных проростков фасоли (б)

ростовых процессов клеток корней растений ячменя в той же мере, как и растений пшеницы (рис. 4а), что, вероятно, обусловлено высокой степенью гомологии лектинов ячменя и пшеницы, а также ряда лектинов других злаков [Реитат, 1984].

Обработка 6-суточных проростков фасоли АЗП в течение 24 ч не выявила стимуляции деления клеток апикальной меристемы корней (рис. 46), что, вероятно, связано с тем, что использованная система является строго гетерогенной для этого белка (также как и ФГА, и Кон А для растений пшеницы). Следовательно, АЗП проявляет свое ростстимулирующее действие на клетки пшеницы, для которых он является эндогенным белком, или на клетки эволюционно близких растений (ячмень). Справедливость этого заключения подтверждают полученные нами данные о проявлении ростстимулирующего свойства ФГА в эндогенной для него системе -проростках фасоли. Так, обработка проростков фасоли ФГА приводила к увеличению митотической активности клеток апикальной меристемы корней почти на 50%.

Механизмы защитного действия АЗП на растения пшеницы. В связи с тем, что многократному увеличению уровня лектина в растениях пшеницы в стрессовых условиях предшествует накопление АБК, было сделано заключение о том, что АЗП является участником АБК-контролируемых антистрессовых реакций [Шакирова, 2001]. Вместе с тем, механизмы защитного действия АЗП на растения еще далеки от ясности. Полученные нами результаты позволили обосновать ростстимулирующее свойство АЗП на клетки корней проростков пшеницы. Далее важно было исследовать, проявляет ли он это свойство на клетки корней проростков при неблагоприятных воздействиях среды.

В связи с тем, что интенсивный синтез и аккумуляция АЗП наблюдается в меристематических тканях пшеницы, кроме того, он является экскретируемым белком [Саттие е! а1., 1989], можно было предположить, что это может играть определенную роль в защите клеток апикальной меристемы корней от

повреждающего действия стрессовых факторов. Проверке этого предположения посвящен данный раздел работы.

Гипотермия. Изменение температурного режима растений относится к числу наиболее распространенных неблагоприятных воздействий среды. Имеются данные об активации геммаглютинирующей активности лектинов растений пшеницы в ответ на низкую температуру [Тимофеева и др., 1999], однако нам представлялось важньм провести оценку количественных изменений АЗП в корнях в условиях гипотермии. Как видно (рис. 5), низкая положительная температура вызывает АБК-опо-

средуемое существенное транзитное накопление АЗП. Снижение содержания лектина в корнях сопровождается многократным возрастанием его уровня в среде инкубирования проростков. Можно думать, что этот факт имеет значение для защиты роста клеток корней в условиях гипотермии. Предобработка проростков АЗП не предотвращает ингибирующий эффект низкой температуры на рост клеток делением и растяжением, но поддерживает его на

уровне близком к контролю (рис. 6), что, вероятно, обусловлено значительно более высокими

Рис. 5. Влияние гипотермии на динамику содержания АБК и АЗП в корнях 4-суточных проростков пшеницы (а) и выход АЗП в среду инкубирования проростков(б)

показателями роста клеток корней

в этом варианте опыта до стрессового воздействия. После удаления стрессора активность ростовых процессов постепенно восстанавливается, однако интенсивность этих процессов в клетках корней предобработанных АЗП

проростков заметно выше в сравнении с необработанными лектином проростками (рис. 6).

Рис. 6. Влияние предобработки АЗП и гипотермии на рост клеток корней проростков пшеницы. 3-суточные проростки инкубировали в растворе АЗП в течение 24 ч, после чего переносили на среду без АЗП и подвергали холодовому стрессу в течение 24 ч. а - митотический индекс; б - площадь клеток

Рис. 7. Влияние обработки АЗП на рост клеток корней проростков пшеницы после воздействия гипотермии. 4-суточные проростки переносили на 7°С на 24 ч, после чего возвращали на нормальный температурный режим и обрабатывали АЗП в течение 24 ч. а - митотический индекс; б - площадь клеток

В другом варианте опытов мы обрабатывали проростки АЗП сразу после гипотермии (рис. 7). Как видно, обработка подвергнутых воздействию низкой температуры проростков пшеницы АЗП ускоряет репарацию ростовых процессов клеток корней.

Полученные результаты указывают на возможность вовлечения АЗП в защиту растений пшеницы от низкотемпературного стресса, что проявляется в снижении степени повреждающего действия стрессового фактора на рост

8 4,5- И , 1| С 11 1.5 • 5 . 0 Контроль а .. ш ..2%ша

"V ш -а

3 4 8 12 16 Время, Ч

клеток корней и ускорении относительно необработанных лектином растений восстановления интенсивности ростовых процессов в пост-стрессовый период. Засоление. Засоление среды также индуцирует обратимое накопление АЗП в корнях проростков и последующий выход этого белка в окружающую среду (рис.8), что может играть важную роль в защите ростовых процессов клеток корней и от действия №С1. Засоление вызывает сильное торможение деления клеток апикальной меристемы корней. Несмотря на то, что предобработка АЗП в течение суток не предотвращала стресс-индуциро-ванного ингибирования роста клеток, МИ клеток корней предобработанных АЗП растений был не ниже контрольного значения (рис. 9а). Вместе с тем, в отличие от растений, подвергнутых гипотермии, которые через сутки после стресса практически восстанавливали интенсивность

1100

в" к

§850 о га X

& | х 600 Ш л Р

С 35° « 5 о < 3 £ 100 и °

4сут

0-7 ч ЫаС!

5сут бсут

24 ч 48 ч

после после

Рис. 8. Динамика содержания АЗП в корнях 4-суточных проростков пшеницы в условиях засоления среды (а) и в окружающей среде после действия на проростки 2%-ного №С1 в течение 7 ч (б)

Рис. 9. Влияние АЗП и засоления на митотическую активность клеток апикальной меристемы корней проростков пшеницы, а - предобработка АЗП в течение суток и последующее воздействие 2%-ного №С1 в течение 7 ч; б - обработка АЗП после 7-часового воздействия 2%-ного №С1

¡4 1.6 л

1,2 •

0,8

Щ 0,4

• (А

»■■В"

ростовых процессов, в случае засоления показатель роста клеток через сутки после удаления 2%-ного №С1 из среды возрастал не намного в обоих вариантах с предобработкой и без обработки АЗП. Это скорее всего связано с тем, что засоление является не только фактором, нарушающим водный статус растений, но и, по-видимому, даже в большей мере, вызывающим токсический эффект на растения [Строгонов, Лапина, 1964].

Предобработка АЗП также не предотвращала торможение роста клеток корней растяжением, однако, этот показатель, как и в случае анализа МИ, соответствовал контрольному значению. Вместе с тем, поддержание при засолении интенсивности ростовых процессов клеток корней пшеницы вследствие предобработки АЗП на уровне контроля указывает на защитный эффект лектина на растения.

Обработка проростков АЗП в течение суток в пост-стрессовый период, способствует ускорению репарации ростовых процессов клеток корней, о чем свидетельствуют данные по увеличению митотической активности клеток апикальной меристемы (рис. 96). Это справедливо также и в отношении роста клеток корней растяжением.

Таким образом, выявленный нами

Рис. 10. Влияние предобработки АЗП на динамику содержания АБК (а), ИУК(б) и ЦК (в) в корнях 4-суточных проростков пшеницы в ходе воздействия 2%-ного №С1

факт транзитного накопления АЗП в корнях в условиях гипотермии и засоления и последующей экскреции этого

белка в окружающую среду может иметь важное значение для восстановления митотического потенциала и интенсивности роста клеток корней проростков пшеницы растяжением.

В основе защитного действия обработки АЗП на рост клеток при стрессе и в пост-стрессовый период лежит его способность активно влиять на состояние гормональной системы растений. Это положение иллюстрируется данными анализа количественных изменений АБК, ИУК и ЦК в корнях проростков, подвергнутых обработке АЗП и воздействию засоления, приведенными на рис. 10 и 11.

Предобработка АЗП предотвращала стресс-индуцированное накопление АБК и снижение уровня ИУК и ЦК (рис. 10), тем самым способствовала поддержанию гормонального баланса на уровне близком контролю. Такие изменения в состоянии гормональной системы отражаются в нормализации под влиянием предобработки АЗП показателей роста клеток корней. Обработка проростков АЗП в пост-стрессовый

период способствует ускорению увеличению содержания гормонов -активаторов роста, ИУК и ЦК по сравнению с необработанными (рис. 11),что лежит в основе выявленного нами эффекта АЗП на ускорение репарации

Рис. 11. Влияние предобработки 2% №С1 (7 ч) на динамику содержания АБК (а), ИУК (б) и ЦК (в) в корнях 4-суточных проростков пшеницы при последующем воздействии АЗП

ростовых процессов. Совокупность полученных данных указывает на важную роль АЗП в сигнальной регуляции ростовых процессов клеток проростков пшеницы, имеющее большое значение для растений в нормальных условиях произрастания и, особенно, при воздействии стрессовых факторов среды. Влияние АЗП на про-/антиоксвдантную систему растений пшеницы при засолении. Известно, что стрессовые факторы смещают прооксидантно-антиоксидантное равновесие в клетках растений, что связано с усилением под их влиянием продукции активных форм кислорода (АФК) и активности антиоксидантных ферментов [Fanant et al., 2004]. Поэтому не удивительно, что инкубирование 4-суточных проростков в среде, содержащей 2%-ный NaCl, приводило к значительному возрастанию концентрации в корнях

проростков пшеницы, а также активации супероксиддисмутазы (СОД) и пероксидазы (рис. 12). Полученные данные указывают на то, что засоление в растениях индуцирует окислительный стресс, резко повышающий уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ), о котором можно судить по концентрации малонового диальдегида (МДА) - конечного продукта ПОЛ (рис. 12). Усиление ПОЛ при стрессе приводит к нарушению целостности мембранных структур клеток и, следовательно, к изменению их проницаемости [Lepiince et al., 2000]. Действительно, о силе повреждающего эффекта засоления на целостность мембран клеток свидетельствуют данные о резком увеличении выхода электролитов из тканей (рис. 12) по сравнению с контролем.

Полученные результаты указывают на дисбаланс прооксидантной и антиоксидантной системы в проростках пшеницы при воздействии засоления среды, свидетельствующий о том, что NaCl в использованной концентрации является сильным стрессором, приводящим к повреждению целостности клеточных структур, что приводит к торможению ростовых процессов.

Предобработанные АЗП проростки в условиях засоления характеризовались заметно меньшим уровнем и, соответственно,

меньшей активностью супероксиддисмутазы и пероксидазы в сравнении с

необработанными (рис. 12). В предобработанных АЗП проростках уровень ПОЛ также снижен, что отражается в значительном уменьшении экзоосмоса электролитов (рис. 12).

Рис. 12. Влияние предобработки АЗП и засоления на генерацию супероксид-аниона (а), активность СОД (б), продукцию перекиси водорода (в), активность пероксидазы (г), уровень ПОЛ (д) и экзоосмос электролитов (е) в 4-суточных проростках пшеницы

Следовательно, о защитном действии предобработки АЗП

свидетельствуют полученные данные о снижении уровня вызванного

засолением нарушения состояния антиоксидантной системы, что, вероятно, вносит важный вклад в нормализацию ростовых процессов в стрессовых условиях.

На рис. 12 приведены данные о влиянии суточной предобработки АЗП, которая, как видно, не остается безразличной для растений пшеницы. Об этом свидетельствуют данные о некотором увеличении в нормальных условиях продукции супероксид аниона, активности СОД и экзоосмоса электролитов. Однако, очевидно, что такие изменения вследствие предобработки АЗП не являются повреждающими, супя по его влиянию на ярко выраженную активацию ростовых процессов клеток. Вместе с тем, они могут служить показателями предадаптирующего к возможным стрессовым ситуациям действия АЗП, важную роль в котором, вероятно, играет транзитное накопление АБК (рис. 2в), участвующей в запуске в растениях широкого спектра защитных реакций. К ним, в частности, можно отнести СОД, синтез которой контролируется АБК [Sakamoto et al., 1995].

Следовательно, АЗП может участвовать в регуляции активности антиоксидантных ферментов, действие которых направлено на снижение генерации АФК при стрессе. В то же время, незначительная генерация Ог" может иметь важное значение в запуске каскада защитных реакций в растениях [Desikan et al., 2001; Тарчевский, 2002; Чиркова, 2002], что, таким образом, также является показателем предадаптирующего действия АЗП.

Совокупность полученных результатов позволяет заключить, что четко выраженный стимулирующий и защитный эффект АЗП по отношению к гипотермии и засолению на ростовые процессы клеток корней проростков пшеницы тесно связан с его влиянием на состояние гормональной системы. Можно предполагать, что определенное значение в этом может играть выявленная нами способность АЗП в системе in vitro взаимодействовать с ИУК и цитокинином. Выявлено, что важный вклад в проявление предадаптирующего действия АЗП на растения пшеницы к последующим стрессовым воздействиям

может вносить его антиоксидантный эффект. Таким образом, в работе получены экспериментальные доказательства наличия у АЗП свойств ростстимулятора и антиоксиданта, имеющих важное значение в проявлении этим лектином защитного действия на ростовые процессы растений пшеницы.

ВЫВОДЫ

1) Впервые показано, что АЗП вызывает перестройки в гормональной системе растений пшеницы, связанные с транзитным накоплением АБК, ИУК и цитокининов, что лежит в основе его ростстимулирующего действия на клетки корней.

2) Обнаружено, что АЗП проявляет ростстимулирующий эффект на клетки растений ячменя, сопоставимый с растениями пшеницы (эволюционно близкие виды), и не проявляет его в растениях фасоли (эволюционно отдаленный вид).

3) Впервые выявлено, что гипотермия вызывает в корнях проростков пшеницы резкое, АБК-опосредуемое накопление АЗП, сопровождающееся экскрецией этого белка в окружающую среду. Обработка АЗП снижает степень стресс-индуцированного торможения роста клеток корней делением и растяжением и ускоряет репарацию ростовых процессов после воздействия гипотермии.

4) Получены приоритетные данные о роли гормональной системы в регуляции под влиянием АЗП роста клеток корней проростков пшеницы в условиях засоления и в пост-стрессовый период.

5) Выявлено, что к механизмам защитного действия АЗП на растения пшеницы при засолении относится значительное снижение продукции АФК, перекисного окисления липидов, экзоосмоса электролитов, что отражается в нормализации интенсивности ростовых процессов проростков.

6) Методом иммуноанализа с использованием специфичных к АЗП, ИУК и зеатину тест-систем выявлена принципиальная способность АЗП связывать in vitro эти фитогормоны по независимым от углевод-связывающих центров сайтам.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Avalbaev A., Bezrukova M., Kildibekova A., Fatkhutdinova R., Shakirova F. WGA restores cell division and growth of wheat seedlings under salinity // European workshop on environmental stress and sustainable agriculture: Abstracts. Acad. M. Popov Institute ofPlant Physiology. Varna, Bulgaria, 2002. P. 32.

2. Bezrukova M.V., Avalbaev AM., Kildibekova A.R., Fatkhutdinova RA., Shakirova F.M. Participation ofWGA in 24-epibrassinolide-induced cell division in root meristem of wheat seedlings // XIII Congress of the FESPP: Abstracts. Heraklion, Greece, 2002. P. 249.

3. Безрукова М.В., Авальбаев А.М., Кильдибекова А.Р., Фатхутдинова РА., Шакирова Ф.М. Взаимодействие лектина пшеницы и 24-эпибрассинолида в регуляции деления клеток корней пшеницы // Доклады АН. 2002. Т. 387, № 2. С. 276-278.

4. Безрукова М.В., Авальбаев А.М., Фатхутдинова РА, Кильдибекова А.Р., Шакирова Ф.М. Участие АЗП в активации деления корней проростков пшеницы под влиянием 24-эпибрассинолида // Труды II Международной конференции по анатомии и морфологии растений. Санкт-Петербург, 2002. С. 217-218.

5. Безрукова М.В., Авальбаев А.М., Фатхутдинова РА., Кильдибекова А.Р., Шакирова Ф.М. Защитный эффект лектина на рост проростков пшеницы при засолении среды // Межд. научная конф. «Экологическая ботаника: наука, образование, прикладные аспекты». Сыктывкар, Россия, 2002. С. 34-35.

6. Avalbaev A.M., Bezrukova M.V., Kildibekova A.R., Fatkhutdinova RA., Shakirova F .M. W heat g erm a gglutinin r estores с ell d ivision and g rowth ofw heat seedlings under salinity // Bulgarian Journal ofPlant Physiology. Special issue. 2003. (Proceedings of the European workshop on environmental stress and sustainable agriculture. Varna, Bulgaria, 2002. Acad. M. Popov Institute of Plant Physiology). P. 257-263.

7. Безрукова М.В., Кильдибекова А.Р., Авальбаев А.М., Шакирова Ф.М. Механизмы защитного действия АЗП на рост клеток корней проростков

пшеницы при засолении // Материалы V съезда Общества физиологов растений России. Пенза, 2003. С. 247.

8. Shakirova F.M., Kildibekova A.R., Bezrukova M.V., Avalbaev A.M. Wheat germ agglutinin regulates cell division in wheat seedling roots // Plant Growth Regulation. 2004. V. 42, N 2. P. 175-180.

9. Безрукова М.В., Кильдибекова А.Р., Авальбаев А.М., Шакирова Ф.М. Участие агглютинина зародыша пшеницы в регуляции деления клеток апикальной меристемы корней проростков // Цитология. 2004. Т. 46, № 1. С. 35-38.

10. Кильдибекова А.Р., Безрукова М.В., Авальбаев А.М., Фатхутдинова Р.А., Шакирова Ф.М. Механизмы защитного действия агглютинина зародыша пшеницы на рост клеток корней проростков пшеницы при засолении// Цитология. 2004. Т. 46, № 4. С. 312-316.

11. Кильдибекова А.Р., Авальбаев А.М., Безрукова М.В., Шакирова Ф.М. Оценка сродства АЗП с фитогормонами методом иммуноанализа / Итоги биологических исследований. Сборник научных трудов. Уфа: БашГУ, 2004. Вып. 8. С. 33-38.

12. Bezrukova M.V., К ildibekova A .R., G imalov F .R., S hakirova F .M. W GA participates in protection of cells in wheat seedling roots in response to cold stress // XIV Congress ofthe FESPB: Abstracts. Cracow, Poland, 2004. P. 229.

Кильдибекова Алсу Ринатовна

МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ АГГЛЮТИНИНА ЗАРОДЫША ПШЕНИЦЫ НА РОСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ

03.00.12 - физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лицензия № 0177 от 10.06.96 г. Подписано к печати 27.12.2004 Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Формат 60x84 Vis. Усл.-печ. л. 1,5. Уч.-изд. 1,7. Тираж 100 экз. Заказ № 328.

450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3, Башкирский государственный медицинский университет

Втi

4 í

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кильдибекова, Алсу Ринатовна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Агглютинин зародыша пшеницы (АЗП) как представитель лектинов злаковых

1.1.1. Структура и локализация АЗП

1.1.2. Предполагаемые функции АЗП

1.1.2.1. Запасная функция

1.1.2.2. Защитная функция

1.1.2.3. Участие АЗП в гормональной регуляции ростовых процессов растений пшеницы

1.1.2.4. Взаимодействие лектинов с другими белками

1.2. Физиолого-биохимические процессы растений при воздействии стрессовых факторов, вызывающих дефицит влаги

1.2.1. Роль АБК в развитии стресс-устойчивости растений

1.2.2. Стресс-индуцированная экспрессия генов защитных белков

1.2.3. Участие пролина в стрессовом ответе растений

1.2.4. Про/антиоксидантная система растений при стрессе

1.2.5. Активность ростовых процессов растения при стрессе 36 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Объект исследования

2.2. Постановка опытов

2.2.1. Подбор оптимальных в стимуляции роста клеток концентраций АЗП

2.2.2. Постановка опытов при засолении

2.2.3. Постановка опытов при воздействии гипотермии

2.3. Экстрагирование фитогормонов и лектина из одной растительной навески 43 2.3.1. Метод ИФА для оценки содержания лектина и фитогормонов

2.4. Акцепторный метод определения генерации супероксид-аниона

2.5. Определение активности супероксиддисмутазы

2.6. Оценка выхода пероксида водорода в экстраклеточную среду

2.7. Использование микрометода для определения активности пероксидазы

2.8. Определение содержания малонового диальдегида

2.9. Оценка экзоосмоса электролитов из клеток в наружную среду

2.10. Метод определения митотической активности меристематических клеток и площади клеток в зоне растяжения корней

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И PIX ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Механизмы влияния АЗП на интенсивность ростовых 52 процессов растений пшеницы

3.1.1. Сравнительный анализ влияния разных фитолектинов на рост и гормональный статус проростков пшеницы

3.1.2. Оценка сродства АЗП с фитогормонами методом иммуноанализа

3.1.3. Влияние АЗП на клеточный цикл пшеницы

3.1.4. Влияние АЗП на интенсивность ростовых процессов клеток корней других растений

3.1.4.1. Анализ роста клеток корней растений ячменя под влиянием АЗП

3.1.4.2. Влияние АЗП на рост клеток корней растений фасоли

3.2. Механизмы защитного действия АЗП на растения пшеницы

3.2.1. Эффект АЗП на интенсивность ростовых процессов растений пшеницы при гипотермии

3.2.2. Влияние АЗП на рост и гормональный статус растений при засолении

3.2.3. Вовлечение антиоксидантных ферментов в проявление антистрессового действия лектина на растения пшеницы при засолении

Введение Диссертация по биологии, на тему "Механизмы защитного действия агглютинина зародыша пшеницы на ростовые процессы растений пшеницы"

Актуальность. Агглютини н зародыша пшеницы (АЗП) является типичным представителем лектинов злаков, физико-химические и биологические свойства которого достаточно хорошо охарактеризованы [Chrispeels, Raikhel, 1991; Raikhel, Lee, 1993; Rudiger, 1997; Rudiger, Gabius, 2001; Шакирова, 2001], однако его функциональная значимость до сих пор дискутируется в литературе [Rudiger, Gabius, 2001; Антонюк, Игнатов, 2001; Шакирова, 2001; Bezverkhova et al., 2002]. В связи с тем, что этот белок обладает специфичностью к Л^-ацетил-£)-глюкозамину (GlcNAc), к числу функций, которые он реально может выполнять в растениях пшеницы, относится защита от фитопатогенных грибов [Mirelman et al., 1975; Chrispeels, Raikhel, 1991; Ciopraga et al., 1999; Шакирова, 2001]. Вместе с тем, имеются данные об индукции АБК-опосредуемого накопления АЗП в растениях пшеницы в ответ на воздействие засухи, осмотического шока, засоления, гипертермии [Cammue et al., 1989; Шакирова и др., 1993; 1995; Shakirova et al., 1996; Singh et al., 2000], что дает основание предполагать возможность участия лектина пшеницы в защите растений от неблагоприятных факторов среды также и абиотической природы, однако, в данном случае не ясно, в чем проявляется его антистрессовый эффект. В связи с тем, что АЗП в растениях пшеницы преимущественно синтезируется и аккумулируется в меристематических тканях [Mishkind et al., 1982; Raikhel et al., 1984; Stinissen et al., 1985; Cammue etal., 1989], можно предполагать участие этого белка в регуляции деления клеток. В пользу этого предположения свидетельствуют данные об активации экспрессии гена АЗП и накоплении этого белка в растениях пшеницы под влиянием индолилуксусной (ИУК) и гибберелловой кислот, 24-эпибрассинолида, цитокинина 6-бензиламинопурина [Шакирова и др., 2000; Авальбаев и др., 2001; Безрукова и др., 2001; Shakirova et al., 2001; Шакирова и др., 2002], играющих, как известно, важную роль в стимуляции ростовых процессов растений.

Действительно, полученные к началу нашей работы данные о стимулирующем действии АЗП на рост клеток корней делением и растяжением [Авальбаев, 2001], указывают на вовлечение АЗП в сигнальную регуляцию ростовых процессов клеток. Далее важно было исследовать, что лежит в основе ростстимулирующей активности лектина, ограничивается ли это свойство АЗП только растениями пшеницы или он может проявлять его и на других видах растений. Следует отметить, что АЗП обладает способностью экскретироваться в окружающую среду [Mishkind et al., 1982; Cammue et al., 1989], но не ясно, какое значение это свойство лектина может иметь для роста клеток пшеницы. В связи с тем, что к числу характерных ответных реакций растений на повреждающие факторы среды относится торможение роста [Schuppler et al., 1998; Lin, Kao, 2001; Колес, Онсел, 2004], встает вопрос, способен ли лектин оказывать защитное действие на ростовые процессы клеток корней в стрессовых условиях.

Цель и задачи исследовании. Цель данной работы состояла в выяснении механизмов ростстимулирующего, а также защитного действия АЗП на ростовые процессы клеток корней проростков пшеницы при воздействии засоления и гипотермии. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

4) исследовать влияние АЗП на про- и антиоксидантный статус растений пшеницы;

5) в системе in vitro оценить способность АЗП к связыванию с фитогормонами методом иммуноанализа с использованием тест-систем, специфичных для каждого из исследуемых компонентов. Научная новизна. Выявлено, что в основе действия АЗП на рост клеток корней проростков пшеницы в нормальных и стрессовых условиях лежат вызванные обработкой лектином сдвиги в гормональном балансе. Показано, что ростстимулирующее свойство АЗП не является универсальным для различных видов растений. Получены приоритетные данные о проявлении АЗП свойства антиоксиданта, которое основывается на снижении под влиянием предобработки АЗП уровня продукции активных форм кислорода, перекисного окисления липидов, экзоосмоса электролитов в условиях засоления среды. Впервые показана принципиальная способность АЗП к связыванию с фитогормонами, не затрагивая углевод-связывающие сайты лектина.

Практическая значимость работы. Совокупность полученных результатов свидетельствуют о наличии у АЗП антиоксидантного и ростстимулирующего свойств, имеющих важное значение в проявлении защитного действия этого лектина на растения пшеницы в стрессовых условиях, что дополняет и расширяет наши знания о естественных механизмах устойчивости растений.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Кильдибекова, Алсу Ринатовна

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Агглютинин зародыша пшеницы, являющийся типичным представителем лектинов злаков, привлекает внимание исследователей в связи с его функциональной значимостью для растений пшеницы, хотя следует подчеркнуть, что его участие в защитных реакциях к стрессовым воздействиям разной природы не вызывает сомнения [Rudiger, Gabius, 2001; Антонюк, Игнатов, 2001; Шакирова, 2001]. Вместе с тем, механизмы антистрессового действия лектина пшеницы далеки от ясности. Попытка продвинуться в понимании этого вопроса и послужила отправной точкой для проведения настоящей работы. В связи с приуроченностью синтеза и аккумуляции АЗП в меристематических тканях растений пшеницы было сделано предположение об его участии в регуляции деления клеток [Peumans, 1984; Raikhel et al., 1984; Chrispeels, Raikhel, 1991; Raikhel, Lee, 1993], однако экспериментальных доказательств этого предположения не было получено. Вместе с тем, к началу нашей работы было выявлено, что в регуляции экспрессии гена АЗП и его накопления в корнях проростков пшеницы участвует не только АБК, которую рассматривали в качестве признанного индуктора синтеза этого лектина, но и фитогормоны, характеризующиеся ярко выраженным ростстимулирующим свойством -гибберелловая кислота, ИУК, цитокинин 6-бензиламинопурин, 24-эпибрассинолид [Шакирова и др., 2000; Авальбаев и др., 2001; Безрукова и др., 2001; Shakirova et al., 2001; Шакирова и др., 2002], что дало основание предполагать участие АЗП в совместной с фитогормонами регуляции ростовых процессов.

Действительно, нами выявлен значительный стимулирующий эффект АЗП на рост клеток корней проростков пшеницы делением и растяжением, обусловленный, вероятно, его влиянием на обратимые перестройки в гормональной системе, связанные с кратковременным увеличением уровня АБК и более продолжительным накоплением ИУК и цитокининов. Важный вклад в проявление ростстимулирующего эффекта АЗП на клетки корней растений пшеницы вносит ускорение под его влиянием протекания самого митотического цикла, что отражается в активации относительной скорости роста целых проростков.

Нами впервые были проведены опыты, демонстрирующие ростстимулирующий эффект АЗП на клетки корней проростков ячменя (эволюционно близкого пшенице злака), что является дополнительным аргументом в пользу выявленного нами свойства АЗП стимулировать рост клеток корней делением и растяжением. Свойство АЗП совместно с фитогормонами участвовать в регуляции ростовых процессов оказалось задействованным в защитных реакциях растений к стрессовым факторам.

Полученные нами результаты показали, что предобработка АЗП оказывает предадаптирующий эффект на растения пшеницы, проявляющийся в стрессовых условиях в стабилизации самой действенной регуляторной системы растений - гормональной системы, под контролем которой находится рост и развитие растений на протяжении всего онтогенеза, связанной с предотвращением стресс-индуцированного накопления АБК и уменьшения уровня ауксина и цитокининов. Это находит отражение в снижении степени повреждающего действия стрессоров на ростовые процессы клеток корней проростков по сравнению с необработанными АЗП растениями. Вместе с тем, рост клеток предобработанных АЗП проростков также чувствителен к неблагоприятным факторам, однако в связи с тем, что через сутки воздействия АЗП (до стресса) проростки характеризуются более высокими показателями ростовых процессов по сравнению с контролем, а после воздействия стресса они также снижаются, но до уровня контрольных растений. «Нормализация» ростовых процессов под влиянием предобработки АЗП на клеточном уровне коррелирует с сохранением относительной скорости роста интактных растений, подвергнутых засолению, на уровне контроля.

Кроме того, предобработка АЗП оказывает стабилизирующий эффект на прооксидантную/антиоксидантную систему, посредством которой лектин пшеницы снижает уровень повреждения окислительным стрессом, вызываемым неблагоприятными воздействиями, в частности, засолением. Это проявляется в уменьшении в стрессовых условиях уровня продукции АФК и, соответственно, степени их деструктивного действия на мембранные структуры клетки, снижении выхода электролитов, что указывает на проявление лектином свойства антиоксиданта.

В реализации предадаптирующего действия лектина пшеницы ключевую роль, вероятно, играет АБК, содержание которой под его влиянием в нормальных условиях произрастания проростков обратимо возрастает. Именно этот гормон запускает спектр разнообразных защитных реакций в клетках растений, в том числе, и синтез антиоксидантных ферментов, например, супероксиддисмутазы. Одновременно с накоплением АБК сама по себе обработка АЗП вызывает также увеличение уровня ауксина и цитокининов, фитогормонов - активаторов метаболических процессов, лежащих в основе роста растений. Именно такой сложный характер воздействия АЗП на баланс фитогормонов АБК, ИУК, цитокининов, вероятно, и определяет сочетание в нем свойств рост-стимулятора и стресс-протектанта.

О защитном действии лектина на растения пшеницы могут служить результаты опытов по обработке растений пшеницы АЗП в пост-стрессовый период, которые демонстрируют ускорение репарации роста клеток корней делением и растяжением под влиянием лектина пшеницы. Также АЗП способствует ускорению прохождения апикальными клетками меристемы корней цикла клеточного деления. В основе такого действия АЗП на растения, испытавших стресс, также лежит его способность воздействовать на гормональную систему: обработка АЗП ускоряет увеличение содержания фитогормонов активаторного типа действия - ИУК и цитокининов по сравнению с необработанными АЗП проростками.

Следовательно, регуляторной основой ростстимулирующего действия

АЗП в норме, при стрессе и после него является его способность активно вызывать перестройки в гормональной системе, что свидетельствует о наличии четкой связи между АЗП и фитогормонами в регуляции ростовых процессов. Это позволяет нам предположить по аналогии с лектином лимской фасоли и Кон А, для которых продемонстрирован факт взаимодействия с фитогормонами цитокининовой и ауксиновой природы, соответственно, возможность взаимодействия АЗП с фитогормонами. Предпринятые нами опыты в системе in vitro по оценке уменьшения исходно взятых количеств АЗП, ИУК и зеатина методом ИФА в специфичных для каждого из этих соединений тест-системах показали принципиальную возможность взаимодействия АЗП с фитогормонами. Причем, поскольку специфичный для АЗП углевод GlcNAc не предотвращал связывание ауксина и зеатина лектином, это указывает на вероятность задействования в нем не углеводных (вероятно, гидрофобных) центров связывания. Эти результаты говорят в пользу существования свойства АЗП как гормон-связывающего белка, который может участвовать в транспорте, обратимом запасании фитогормонов. Безусловно, это предположение требует детальной экспериментальной проверки с использованием разных методов. В то же время, они подтверждают факт способности АЗП активно воздействовать на состояние гормональной системы и определенно говорить об участии лектина в сигнальной (гормональной) регуляции роста клеток растений пшеницы.

104

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кильдибекова, Алсу Ринатовна, Уфа

1. Авальбаев A.M. Регуляция экспрессии гена агглютинина зародыша пшеницы фитогормонами в корнях проростков пшеницы. Дисс.канд. биол. наук. Уфа, 2001. 144 с.

2. Авальбаев A.M., Безрукова М.В., Шакирова Ф.М. Множественная гормональная регуляция содержания лектина в корнях проростков пшеницы // Физиол. растений. 2001. Т. 48, N. 5. С. 718-722.

3. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Роберте К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1987. Т. 3. С. 139-200.

4. Аллагулова Ч.Р., Гималов Ф.Р., Шакирова Ф.М., Вахитов В.А. Дегидрины растений: их структура и предполагаемые функции // Биохимия. 2003. Т. 68, вып. 9. С. 1157-1165.

5. Антонюк Л.П., Игнатов В.В. О роли агглютинина зародыша пшеницы в растительно-бактериальном взаимодействии: гипотеза и экспериментальные данные в ее поддержку // Физиол. растений. 2001. Т. 48, N. 3. С. 427-433.

6. Барабой В.А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов // Успехи современной биологии. 1991. Т. 111, вып. 6. С. 923-931.

7. Безрукова М.В. Гормональная регуляция содержания лектина пшеницы в стрессовых условиях. Автореф. дис. канд. биол. наук. Уфа, 1997. 24 с.

8. Безрукова М.В., Авальбаев A.M., Гималов Ф.Р., Шакирова Ф.М. Участие абсцизовой и гибберелловой кислот в регуляции экспрессии гена АЗП в корнях проростков пшеницы // Вестник Башкирского университета. 2001. N.2(1). С. 105-107.

9. Безрукова М.В., Шакирова Ф.М. Влияние экзогенной обработки фитогормонами на динамику содержания лектина и абсцизовой кислоты в ходе прорастания семян пшеницы // Известия АН. 1999. N. 5. С. 629-633.

10. Блехман Г.И., Шеламова H.A. Синтез и распад макромолекул в условиях стресса // Успехи современной биологии. 1992. Т. 112, вып. 2. С. 281-297.

11. Боровский Г.Б., Ступникова И.В., Антипина А.И., Войников В.К. Накопление дегидринов и Rab-белков в проростках пшеницы при низкотемпературной адаптации // Физиол. растений. 2002. Т. 49, N. 2. С. 257-263.

12. Войников В.К., Грабельных О.И., Колесниченко A.B., Побежимова Т.П. Белок холодового шока 310 кД разобщает окислительное фосфорилирование в растительных митохондриях // Физиол. растений. 2001. Т. 48, N. 1.С. 106-112.

13. Ганиева P.A., Курбанова И.М., Дадашева С.Б. Флуоресценция хлорофилла и полипептидный состав тилакоидов при воздействии NaCl и полиэтиленгликоля на проростки пшеницы // Физиол. биохимия культ, растений. 2000. Т. 32, N. 4. С. 273-278.

14. Гималов Ф.Р., Чемерис A.B., Вахитов В.А. О восприятии растением холодового сигнала // Успехи современной биологии. 2004. Т. 124, N. 2. С. 185-196.

15. Григорюк И. А., Нижник Т.П., Феоктистов П. А. Влияние высокотемпературного стресса на экзоосмос электролитов и водный дефицит в листьях сортов озимой пшеницы // Физиол. биохимия культ, растений.2003. Т. 35, N. 1.С. 75-78.

16. Данилова М.Ф., Мазель Ю.Я., Телепова М.Н., Житнева H.H. Формирование систем поглощения и транспорта ионов в корне кукурузы

17. Zea mays): анатомия и ультраструктура корня // Физиол. растений. 1990. Т. 37, N. 5. С. 629-635.

18. Даскалюк А.П., Остаплюк А.Н., Лысова И.Н., Юрченко В.М., Костюк А.Н., Мойса И.И. Рост проростков пшеницы и полипептидный состав белков в условиях солевого стресса // Физиол. биохимия культ, растений. 1992. Т. 24, N. 6. С. 554-559.

19. Дубинина Е.Е. Биологическая роль супероксидного анион-радикала и супероксиддисмутазы в тканях организма // Успехи современной биологии. 1989. Т. 108, вып 1 (4). С. 3-18.

20. Жолкевич В.Н., Пустовойтова Т.Н. Роль листьев Cucumis sativum L. и содержание в них фитогормонов при почвенной засухе // Физиол. растений. 1993. Т. 40. С. 676-680.

21. Жук О.И., Ярошенко Е.А., Григорюк И.А. Реакция проростков гибридов кукурузы и теосинте на водный стресс // Физиол. биохимия культ, растений. 2001. Т. 33, N. 1. С. 46-51.

22. Зауралов O.A., Лукаткин A.C. Тканевые и клеточные аспекты холодоустойчивости и холодового повреждения теплолюбивых растений // Успехи современной биологии. 1996. Т. 116, вып. 4. С. 418-431.

23. Захарин A.A. Быстрые реакции водообмена растений при воздействии на корни растворов солей различных концентраций // Физиол. растений. 2001. Т. 48, N. 2. С. 291-297.

24. Иосипенко O.A., Стадник Г.И., Игнатов В.В. Лектины корней проростков пшеницы в процессе взаимодействия растения с ассоциативными микроорганизмами рода Azospirillum // Прикл. биохимия и микробиол. 1996. Т. 32, N. 4. С. 458-461.

25. Кабузенко С.Н., Горшенков A.B., Володькина JI.C. Влияние хлоридного засоления и цитокинина на митотическую активность корней пшеницы и кукурузы // Физиол. биохимия культ, растений. 1995. Т. 27, N. 1-2. С. 31-35.

26. Калинкина Л.Г. Накопление пролина в клетках морской и пресноводной хлореллы в зависимости от концентрации NaCl в среде и интенсивности роста водорослей // Физиол. растений. 1985. Т. 32, N. 1. С. 42-52.

27. Кафи М., Стюарт B.C., Борланд A.M. Содержание углеводов и пролина в листьях, корнях и апексах сортов пшеницы, устойчивых и чувствительных к засолению // Физиол. растений. 2003. Т. 50, N. 2. С. 174-182.

28. Климов С.В. Пути адаптации растений к низким температурам // Успехи современной биологии. 2001. Т. 121, N. 1. С. 3-22.

29. Колес Ю., Онсел И. Рост и содержание ряда растворимых метаболитов у двух видов пшеницы, подвергнутых совместному действию нескольких стресс-факторов // Физиол. растений. 2004. Т. 51, N. 2. С. 228-233.

30. Колесниченко A.B., Побежимова Т.П., Войников В.К. Характеристика белков низкотемпературного стресса растений // Физиол. растений. 2000. Т. 47, N. 4. С. 624-630.

31. Комарова Э.Н., Трунова Т.И., Выскребенцева Э.И. Динамика лектиновой активности клеточных стенок апексов озимой пшеницы на протяжении первых суток закаливания // Физиол. растений. 1999. Т. 46. С. 159-163.

32. Королев Н.П. Функции лектинов в клетках // Итоги науки и техники. Сер. общие проблемы физико-химической биологии. М.: ВИНИТИ. 1984. Т. 1.351 с.

33. Костюк А.Н., Остаплюк А.Н., Левенко Б.А. Ответная реакция растений на солевой стресс // Физиол. биохимия культ, растений. 1994. Т. 26, N. 6. С. 525-545.

34. Костюк А.Н., Остаплюк А.Н., Левенко Б.А. Ответная реакция растений на солевой стресс // Физиол. биохимия культ, растений. 1994. Т. 26, N. 6. С. 525-545.

35. Ктиторова И.Н., Скобелева О.В., Шарова Е.И., Ермаков Е.И. Перекись водорода как возможный посредник в снижении гидравлической проводимости корней пшеницы при солевом стрессе // Физиол. растений. 2002. Т. 49, N.3. С. 412-424.

36. Кудоярова Г.Р., Веселов С.Ю., Каравайко H.H. и др. Иммуноферментная тест-система для определения цитокининов // Физиол. растений. 1990. Т. 37, вып. 1. С. 193-199.

37. Кузнецов Вл.В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция // Физиол. растений. 1999. Т. 46, N. 2. С. 321-336.

38. Лапина Л.П. Влияние высоких изоосмотических концентраций декстрана и хлористого натрия на изменение азотного и углеродного обмена кукурузы // Физиол. растений. 1966. Т. 13, вып. 6. С. 1029-1040.

39. Лапина Л.П. О действии и последействии высоких изоосмотических концентраций NaCl и декстрана на растения конских бобов // Физиол. растений. 1967. Т. 14, вып. 2. С. 319-327.

40. Лахтин В.М. Лектины регуляторы метаболизма // Биотехнология. 1986. Т. 6. С. 66-79.

41. Лахтин В.М., Яковлева З.М. Связывание лектина из зародышей пшеницы с поверхностью мицелия и спор Helminthosporum sativum // Известия АН СССР. Сер. биол. 1987. Т. 5. С. 792-795.

42. Лукаткин A.C. Вклад окислительного стресса в развитие холодового повреждения в листьях теплолюбивых растений. 1. Образование активных форм кислорода при охлаждении растений // Физиол. растений. 2002. Т. 49, N. 5. С. 697-702.

43. Лукаткин A.C. Вклад окислительного стресса в развитие холодового повреждения в листьях теплолюбивых растений. 3. Повреждение клеточныхмембран при охлаждении теплолюбивых растений // Физиол. растений. 2003. Т. 50, N. 2. С. 271-274.

44. Лукьянова М.В., Трофимовская А.Я., Гудкова Г.Н., Терентьева И.А., Ярош Н.П. Культурная флора СССР. Л.: Агропромиздат, 1990. Т. 2. 421 с.

45. Малый практикум по физиологии растений // Под ред. А.Т. Мокроносова. М.: МГУ, 1990. 184 с.

46. Марков Е.Ю., Хавкин Э.Е. Лектины растений: предполагаемые функции // Физиол. растений. 1983. Т. 30, N. 5. С. 852-867.

47. Мелехов Е.И. Принципы регуляции скорости процесса повреждения клетки и реакция защитного торможения метаболизма // Журнал общей биологии. 1985. Т. 46, N. 2. С. 174-189.

48. Минибаева Ф.В., Гордон Л.Х. Продукция супероксида и активность внеклеточной пероксидазы в растительных тканях при стрессе // Физиол. растений. 2003. Т. 50, N. 3. С. 459-464.

49. Минибаева Ф.В., Рахматуллина Д.Ф., Гордон Л.Х., Вылегжанина н.Н. Роль супероксида в формировании неспецифического адаптационного синдрома корневых клеток // Доклады АН. 1997. Т. 355, N. 4. С. 554-556.

50. Олиневич О.В., Хохлова Л.П. Цитоскелет-зависимые изменения структурной организации ретикулоплазминов в клетках пшеницы при закаливании к холоду и действии абсцизовой кислоты // Физиол. растений. 2002. Т. 49, N. 2. С. 221-229.

51. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат, 1988. 207 с.

52. Строганов Б.П. Метаболизм растений в условиях засоления. XXXIII Тимирязевское чтение. М.: Наука, 1973. 51 с.

53. Строганов Б.П., Лапина Л.П. О возможном способе раздельного изучения токсического и осмотического действия солей на растения // Физиол. растений. 1964. Т. 11, вып. 4. С. 674-680.

54. Ступникова И.В., Боровский Г.Б., Антипина А.И., Войников В.К. Полиморфизм термостабильных белков в проростках мягкой пшеницы впериод низкотемпературной адаптации // Физиол. растений. 2001. Т. 48, N. 6. С. 923-929.

55. Таланова В.В., Топчиева JI.B., Титов А.Ф. Влияние абсцизовой кислоты на устойчивость проростков огурца к высокой температуре и хлоридному засолению // Физиол. биохимия культ, растений. 2003. Т. 35, N. 2. С. 124-130.

56. Тарчевский И.А. Катаболизм и стресс у растений. 52-е Тимирязевское чтение. М.: Наука, 1993. 80 с.

57. Тарчевский И.А. Метаболизм растений при стрессе (избранные труды) Казань: ФЭН, 2001.448 с.

58. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука, 2002. 294 с.

59. Титов А.Ф., Акимова Т.В., Крупнова И.В. Формирование устойчивости в начальный период закаливания растений при действии ингибиторов белкового синтеза и цитокинина // Физиол. биохимия культ, растений. 1992. Т. 24, N. 4. С. 367-372.

60. Титов А.Ф., Дроздов С.Н., Таланова В.В., Критенко С.П. Влияние абсцизовой кислоты на устойчивость активно вегетирующих растений к низким и высоким температурам // Физиол. растений. 1985. Т. 32, вып. 3. С. 565-572.

61. Титов С.Е., Кочетов A.B., Коваль B.C., Шумный В.К. Трансгенез как способ повышения устойчивости растений к абиотическим стрессам // Успехи современной биологии. 2003. Т. 123, N. 5. С. 487-494.

62. Трифонова Т.В. Лектиновый ответ растений на действие низкой температуры и инфицирование микоплазмами. Автореф. дис. канд. биол. наук. Казань: Казанский институт биохимии и биофизики КНЦ РАН, 2002. 23 с.

63. Удовенко Г.В. Механизмы адаптации растений к стрессам // Физиол. биохимия культ, растений. 1979. Т. 11, N. 2. С. 99-107.

64. Удовенко Г.В. Солеустойчивость культурных растений. Ленинград: Колос, 1977. 215 с.

65. Хайруллин P.M., Яруллина Л.Г., Трошина Н.Б., Ахметова И.Э. Активация хитоолигосахаридами окисления ортофенилендиамина проростками пшеницы в присутствии щавелевой кислоты // Биохимия. 2001. Т. 66, вып. 3. С. 354-358.

66. Чевари С., Чаба И., Секей И. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах // Лабораторное дело. 1985. N. 11. С. 678-681.

67. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. 244 с.

68. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция. Уфа: Гилем, 2001. 160 с.

69. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В. Изменение содержания АБК и лектина в корнях проростков пшеницы под влиянием 24-эпибрассинолида и засоления // Физиол. растений. 1998. Т. 45, N. 3. С. 451-455.

70. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Авальбаев A.M. Гормональная регуляция содержания лектина в корнях проростков пшеницы // Доклады АН. 2000. Т. 370, N. 5. С.696-697.

71. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Авальбаев A.M., Гималов Ф.Р. Стимуляция экспрессии гена агглютинина зародыша пшеницы в корнях проростков под влиянием 24-эпибрассинолида // Физиол. растений. 2002. Т. 49, N. 2. С. 253-256.

72. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Авальбаев A.M., Фатхутдинова P.A. Механизмы регуляции накопления лектина в проростках пшеницы при засолении // Физиол. растений. 2003. Т. 50, N. 3. С. 341-345.

73. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Хайруллин P.M., Ямалеев A.M. Увеличение уровня лектина в проростках пшеницы под влиянием солевого стресса//Известия АН. 1993. N. 1. С. 142-145.

74. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Шаяхметов И.Ф. Влияние теплового стресса на динамику накопления АБК и лектина в клетках каллуса пшеницы // Физиол. растений. 1995. Т. 42, N. 5. 700-702.

75. Шарова Е.И. Транспорт белков в клетках растений // Физиол. растений. 2002. Т. 49, N. 2. С. 286-301.

76. Юсупова З.А. Участие анионных пероксидаз пшеницы в защитных реакциях растений от грибных фитопатогенов. Дисс.канд. биол. наук. Уфа, 2000. 130 с.

77. Abebe Т., Guenzi А.С., Martin В., Cushman J.C. Tolerance of mannitol-accumulating transgenic wheat to water stress and salinity // Plant Physiol. 2003. V. 131, N. 4. P. 1748-1755.

78. Allan A.C., Flicker M.D., Ward J.L., Beale M.H., Trewavas A.J. Two transduction pathways mediate rapid effects of abscisic acid in Commelina guard cells //Plant Cell. 1994. V. 6. P. 1319-1328.

79. Alscher R.G., Erturk N., Heath L.S. Role of superoxide dismutases (SODs) in controlling oxidative stress in plants // J. Exp. Bot. 2002. V. 53, N. 372. P. 1331-1341.

80. Anderson M.D., Prasad Т.К., Martin B.A., Stewart C.R. Differential gene expression in chilling-acclimated maize seedlings and evidence for the involvement of abscisic acid in chilling tolerance // Plant Physiol. 1994. V. 105. P. 331-339.

81. Babourina O., Leonova Т., Shabala S., Newman I. Effect of sudden salt stress on ion fluxes in intact wheat suspension cells // Annals Bot. 2000. V. 85. P. 759-767.

82. Bandeoglu E., Eyidogan F., Yucel M., Oktem H.A. Antioxidant responses of shoots and roots of lentil to NaCl-salinity stress // Plant Growth Reg. 2004. V. 42. P. 69-77.

83. Barraqueta-Egea P., Schauz K. The influenca of phytolectins on spore germination of Tilletia caries, Puccinia graminis and Aspergillus flavus II Z. fur Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz. 1983. V. 90, N. 5. P. 488-495.

84. Bartoli C.G., Gomez F., Martinez D.E., Guiamet J.J. Mitochondria are the main target for oxidative damage in leaves of wheat (Triticum aestivum L.) // J. Exp. Bot. 2004. V. 55, N. 403. P. 1663-1669.

85. Bates 1. S., Waldern. R. P., Teare D. Rapid determination of free proline for water-stress studies // Plant and Soil. 1973. T. 39. C. 205-207.

86. Bednarek S.Y., Wilkins T.A., Dombrowski J.E., Raikhel N.V. A carboxyl -terminal propeptide is necessary for proper sorting of barley lectin to vacuoles of tobacco // Plant Cell. 1990. V. 2. P. 1145-1155.

87. Bezverkhova N.V., Safronova V.I., Antonyuk L.P., Belimov A.A. Involvement of the bacterium Azospirillum brasilense in wheat tolerance to cadmium // Metal Ions in Biology and Medicine. 2002. V. 7. P. 268-271.

88. Bhaglal P., Singh P., Bhullar S.S. Drought-induced increase in wheat germ agglutinin (WGA) accumulation in developing wheat embryos appears to be independent of ABA II Aust. J. Plan Physiol. 1999. V. 26. P. 787-791.

89. Blackman S.A., Obendorf R.L., Leopold A.C. Desiccation tolerance in developing soybean seedlings: the role of stress proteins // Physiol. Plant. 1995. V. 93. P. 630-638.

90. Blokhina O., Virolainen E., Fagerstedt K.V. Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review // Annals Bot. 2003. V. 91. P. 179-194.

91. Bohnert H.J., Nelson D.E., Jensen R.G. Adaptations to environmental stresses // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1099-1 111.

92. Borrebaeck C.A.K., Linsefors L. Hormonal regulation of the lectin biosynthesis in callus culture of the Phaseolus vulgaris plant // Plant Physiol. 1985. V. 79. P. 659-662.

93. Bouckaert J., Hamelryck T., Wyns L., Loris R. Novel structures of plant lectins and their complexes with carbohydrates // Curr. Opin. Struct. Biol. 1999. V. 9, N. 5. P. 572-577.

94. Bracale M., Levi M., Savini C., Dicorato W., Galli M.G. Water deficit in pea root tips: effect on the cell cycle and on the production of dehydrin-like proteins // Annals Bot. 1997. V. 79. P. 593-600.

95. Bueno P., Piqueras A., Kurepa J., Savoure A., Verbruggen N., Van Montagu M., Inze D. Expression of antioxidant enzymes in response to abscisic acid and high osmoticum in tobacco BY-2 cell cultures // Plant Sci. 1998. V. 138. P. 27-34.

96. Cammue B.P.A., Broekaert W.F., Kellens J.T.C., Raikhel N.V., Peumans W.J. Stress-induced accumulation of wheat germ agglutinin and abscisic acid in roots of wheat seedlings // Plant Physiol. 1989. V. 91. P. 1432-1435.

97. Cammue B.P.A., Broekaert W.F., Peumans W.J. Wheat germ agglutinin in wheat seedling roots induction by elicitors and fungi // Plant Cell Rep. 1990. V. 9, N. 5. P. 264-267.

98. Cammue B.P.A., Raikhel N.V., Peumans W.J. Occurrence and synthesis of isolectins in different tissues of wheat // Biochem. Physiol. Pflanzen. 1988. V. 183. P. 379-387.

99. Cammue B.P.A., Stinissen H.M., Peumans W.J. Lectin in vegetative tissues of adult barley plants grown under field conditions // Plant Physiol. 1985. V. 78. P. 384-387.

100. Carden D.E., Walker D.J., Flowers T.J., Miller A.J. Single-cell measurements of the contributions of cytosolic Na+ and K+ to salt tolerance // Plant Physiol. 2003. V. 131. P. 676-683.

101. Chattopadhayay M.K., Tiwari B.S., Chattopadhyay G., Bose A., Sengupta D.N., Ghosh B. Protective role of exogenous polyamines on salinity stressed rice (iOriza sativa) plants I I Physiol. Plant. 2002. V. 116, N 2. P. 192-199.

102. Chen C.C.S., Plant A.L. Salt-induced protein synthesis in tomato roots: the role of ABA // J. Exp. Bot. 1999. V. 50, N. 334. P. 677-687.

103. Chrispeels M.J., Raikhel N.V. Lectins, lectin genes and their role in plant defense // Plant Cell. 1991. V. 3. P. 1-9.

104. Ciopraga J., Gozia O., Tudor R., Brezuica L., Doyle R.J. Fusarium sp. growth inhibition by wheat germ agglutinin // Biochim. Biophys. Acta. 1999. V. 1428. P. 424-432.

105. Clark R.A.C., Kuster В., Benallal M. et al. Characterization of tissue-specific oligosaccharides from rat brain and kidney membrane preparation enriched in Na+, K+-ATPase // Glycoconjgate J. 1999. V. 16, N. 8. P. 437-456.

106. Close T.J. Dehydrins: Emergence of a biochemical role of a family of plant dehydration proteins // Physiol. Plant. 1996. V. 97. P. 795-803.

107. Danyluk J., Perron A., Houde M., Limin A., Fowler A., Benhamou N., Sarhan F. Accumulation of an acidic dehydrin in the vicinity of the plasma membrane during cold acclimation of wheat // Plant Cell. 1998. V. 10. P. 623-638.

108. Delarue M., Muller Ph., Bellini C., Delbarre A. Increased auxin efflux in the IAA-overproducing surl mutant of Arabidopsis thaliana: a mechanism of reducing auxin levels? // Physiol. Plant. 1999. V. 107. P. 120-127.

109. DelFAquila A., Spada P. The effect of salinity stress upon protein synthesis of germinating wheat embryos // Annals Bot. 1993. V. 72. P. 97-101.

110. Desikan R., A.-H.-Mackerness S., Hancock J.T., Neill S.J. Regulation of the Arabidopsis transcriptome by oxidative stress // Plant Physiol. 2001. V. 127. P. 159-172.

111. Desikan R., Clarke A., Hancock J.T., Neill S.J. Н2Ог activates a MAP kinase-like enzyme in Arabidopsis thaliana suspension cultures // J. Exp. Bot. 1999. V. 50, N. 341. P. 1863-1866.

112. Dionne J., Castonguay Y., Nadeau P., Desjardins Y. Amino acid and protein changes during cold acclimation of greentype annual bluegrass (Poa annua L.) ecotypes // Crop Sci. 2001. V. 41. P. 1862-1870.

113. Dunlap J.R., Binzel M.L. NaCl reduces indole-3-acetic acid levels in the roots of potato plants independent of stress-induced abscisic acid // Plant Physiol. 1996. V. 112. P. 379-384.

114. Edelman G.M., Wang J.L. Binding and functional properties of concanavalin A and its derivatives // J. Biol. Chem. 1978. V. 253, N. 9. P. 3016-3022.

115. Equiza M., Mirave J.P., Tognetti J. A. Differential inhibition of shoot vs. root growth at low temperature and its relationship with carbohydrate accumulation in different wheat cultivars // Annals Bot. 1997. V. 80. P. 657-663.

116. Esteban R., Dopico B., Munoz F.J., Romo S., Labrador E. A seedling specific vegetative lectin gene is related to development in Cicer arientinum II Physiol. Plant. 2002. V. 114. P. 619-626.

117. Fadzilla N., Finch R., Burdon R. Salinity, oxidative stress and antioxidant responses in shoot cultures of rice // J. Exp. Bot. 1997. V. 48, N 307. P. 325-331.

118. Farrant J.M., Bailly C., Leymarie J., Hamman B., Come D., Corbineau F. Wheat seedlings as a model to understand desiccation tolerance and sensitivity // Physiol. Plant. 2004. V. 120. P. 563-574.

119. Ferens-Sieczkowsca M., Karczewska J., Morawiecka B. The lectin level and t . the effect of abscisic acid on hemagglutinating activity during rye germination //

120. Acta Societatis Botanicorum Polonial. 1989. V. 58, N. 3. P. 343-350.

121. Flowers T.J., Koyama M.L., Flowers S.A., Sudhakar C., Singh K.P., Yeo A.R. QLT: their place in engineering tolerance of rice to salinity // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, N 342. P. 99-106.

122. Foyer C.H., Noctor G. Redox sensing and signaling associated with reactive oxygen in chloroplasts, peroxisomes and mitochondria // Physiol. Plant. 2003. V. 119. P. 355-364.

123. Frensch J., Hsiao T.C. Transient responses of cell turgor and growth of maize roots as affected by changes in water potential // Plant Physiol. 1994. ^ V. 104. P. 247-254.

124. Fricke WAkhiyarova G., Veselov D., Kudoyarova G. Rapid and tissue-specific changes in ABA and in growth rate in response to salinity in barley leaves // J. Exp. Bot. 2004. V. 55, N. 399. P. 1115-1123.

125. Garay-Arroyo A., Colmenero-Flores J.M., Garciarrubio A., Covarrubias A.A. Highly hydrophilic proteins in prokaryotes and eukaryotes are common during conditions of water deficit // J. Biol. Chem. 2000. V. 275, N. 8. P. 5668-5674.

126. Gegg C.V., Etzler M.E. Photoaffinity labeling of the adenine binding sites of two Dolichos biflorus lectins // J. Biol. Chem. 1994. V. 269, N 8. P. 5687-5692.

127. Gill P.K., Sharma A.D., Singh P., Bhullar S.S. Effect of various abiotic stresses on the growth, soluble sugars and water relations of sorghum seedlings grown in light and darkness // Bulg. J. Plant Physiol. 2001. 27. P. 72-84.

128. Granier C., Tardieu F. Water deficit and spatial pattern of leaf development. Variability in responses can be stimulated using simple model of leaf development // Plant Physiol. 1999. V. 119. P. 609-619.

129. Granier C., Turc O., Tardieu F. Co-ordination of cell division and tissue expansion in sunflower, tobacco, and pea leaves: dependence or independence of both processes? // J. Plant Growth Regul. 2000. V. 19. P. 45-54.

130. Greene W.C., Parker C.M., Parker C.W. Opposing effects of mitogenic and nonmitogenic lectins of lymphocyte activation. Evidence that wheat germ agglutinin produces a negative signal // J. Biol. Chem. 1976. V. 251, N. 13. P. 4017-4025.

131. Griffith M., Mclntyre H.C.H. The interrelationship of growth and frost tolerance in winter rye // Physiol. Plant. 1993. V. 87. P. 335-344.

132. Guan L., Scandalios J.G. Effect of the plant growth regulator abscisic acid and high osmoticum on the developmental expression of the maize catalase genes // Physiol. Plant. 1998a. V. 104. P. 413-422.

133. Guan L., Scandalios J.G. Two structurally similar maize cytosolic superoxide dismutase genes, Sod4 and Sod4A, respond differently to abscisic acid and high osmoticum // Plant Physiol. 19986. V. 117. P. 217-224.

134. Gulick P., Dvorak J. Gene induction and repression by salt treatment in roots of the salinity-sensitive Chinese Spring wheat and the salinity-tolerant Chinese Spring x Elytrigia elongata amphiploid // PNAS. 1987. V. 84, N. 1. P. 99-103.

135. Halperin S.J., Lynch L.P. Effects of salinity on cytosolic Na+ and K+ in root hairs of Arabidopsis thaliana: in vivo measurements using the fluorescent dyes SBFI and PBFI // J. Exp. Bot. 2003. V. 54, N. 390. P. 2035-2043.

136. Hamelryck T.W., Loris R., Bouckaert J., Dao-Thi M.N. Carbohydrate binding, quaternary structure and a novel hydrophobic binding site in two legumemlectin oligomers from Dolichos biflorus II J. Mol. Biol. 1999. V. 5. P. 1161-1177.

137. Hara M., Terashima S., Fukaya T., Kuboi T. Enhancement of cold tolerance and inhibition of lipid peroxidation by citrus dehydrin in transgenic tobacco // Planta. 2003. V. 217. P. 290-298.

138. Hare P.D., Cress W.A., Van Staden J. The involvement of cytokinins in plant responses to environmental stress // Plant Growth Reg. 1997. V. 23. P. 79-103.

139. Hon W., Griffith M., Mlynarz A., Kwok Y.C., Yang D.S.C. Antifreeze proteins in winter rye are similar to pathogenesis-related proteins // Plant Physiol. * 1995. V. 109. P. 879-889.

140. Hong B., Barg R., Ho T.-H.D. Developmental and organ-specific expression of an ABA- and stress-induced protein in barley // Plant Mol. Biol. 1992. V. 18. P. 663-674.

141. Hong Z., Lakkineni K., Zhang Z., Verma D.P.S. Removal of feedback inhibition of A1 -pyrroline-5 -carboxylate synthetase results in increased proline accumulation and protection of plants from osmotic stress // Plant Physiol. 2000. V. 122. P. 1129-1136.

142. Hoson T., Masuda Y. Inhibition of auxin-induced elongation andmxyloglucan breakdown in azuki bean epicotyl segments by fucose-binding lectins I I Physiol. Plant. 1991. V. 82. P. 41-47.

143. Javot H., Maurel C. The role of aquaporins in root water uptake // Annals Bot. 2002. V. 90. P. 301-313.

144. Jia W., Wang Y., Zhang S., Zhang J. Salt-stress-induced ABA accumulation is more sensitively triggered in roots than in shoots // J. Exp. Bot. 2002. V. 53, N. 378. P. 2201-2206.

145. Jiang M., Zhang J. Effect of abscisic acid on active oxygen species, antioxidative defense system and oxidative damage in leaves of maize seedlings // Plant Cell Physiol. 2001. V. 42, N. 11. P. 1265-1273.

146. Jiang M., Zhang J. Water stress-induced abscisic acid accumulation triggers the increased generation of reactive oxygen species and up-regulates the activities of antioxidant enzymes in maize leaves // J. Exp. Bot. 2002. V. 53, N. 379. P. 2401-2410.

147. Jung E., Fucini P., Stewart M., Noegel A.A., Schleicher M. Linking microfilaments to intracellular membranes: The actin-binding and vesicle-associated protein comitin exhibits a mannose-specific lectin activity // EMBO J. 1996. V. 15. P. 1238-1246.

148. Kanrar S., Venkateswari J., Kirti P.B., Chopra V.L. Transgenic Indian mustard (Brassica juncea) withresistance to the mustard aphid (Lipaphis erysimi Kalt.) // Plant Cell Rep. 2002. V. 20. P. 976-981.

149. Karimzadeh G., Francis D., Davies M.S. Low temperature-induced accumulation of protein is sustained both in root meristems and in callus in winter wheat but not in spring wheat // Annals Bot. 2000. V. 85. P. 769-777.

150. Karpati E., Kiss P., Ponyi T., Fendrik I., de Zamaroczy M., Orosz L. Interaction of Azospirillum lipoferum with wheat germ agglutinin stimulates nitrogen fixation//J. Bacteriology. 1999. P. 3949-3955.

151. Katsuhara M., Shibasaka M. Cell death and growth recovery of barley after transient salt stress // J. Plant Res. 2000. V. 113. P. 239-243.

152. Kawasaki S., Borchert C., Deyholos M., Wang H., Brazille S., Kawai K., Galbraith D., Bohnert H.J. Gene expression profiles during the initial phase of salt stress in rice // Plant Cell. 2001. V. 13. P. 889-905.

153. Kingston-Smith A.H., Foyer C.H. Bundle sheath proteins are more sensitive to oxidative damage than those of the mesophyll in maize leaves exposed to paraquat or low temperatures // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, N. 342. P. 123-130.

154. Kishor P.B.K., Hong Z., Miao G.-H., Hu C.-A., Verma D.P.S. Overexpression of A'-pyrroline-S-carboxylate synthetase increases proline production and confers osmotolerance in transgenic plants // Plant Physiol. 1995. V. 108. P. 1387-1394.

155. Kovtun Y., Chiu W., Tena G., Sheen J. Functional analysis of oxidative stress-activated mitogen-activated protein kinase cascade in plants // Plant Biol. 2000. V. 97, N. 6. P. 2940-2945.

156. Biochim. Biophys. Acta. 1998. V. 1382. P. 9-36.

157. Maliarik M.J., Roberts D.D., Goldstein I.J. Properties of the lectin from the hog peanut (Amphicarpaea bracteata) // Arch. Biochem. Biophys. 1987. V. 225, N. l.P. 194-200.

158. Mansfield M.A., Peumans W.J., Raikhel N.V. Wheat germ agglutinin issynthesized as a glycosylated precursor // Planta. 1988. V. 173, N 4. P. 482-489.

159. Mansfield M.A., Raikhel N.V. Abscisic acid enhances the transcription of wheat-germ agglutinin mRNA without altering its tissue-specific expression // Planta. 1990. V. 180. P. 548-554.

160. Meimeth T., Thanh Van K.T., Marcotte J.L., Trinn T.H., Clarke A.E. Distribution of lectins in tissues, derived callus, and roots of Psophocarpus tetragonolobus (Winged Bean) // Plant Physiol. 1982. V. 70, N 2. P. 579-584.

161. Melkonian J., Yu L.-X., Setter T.L. Chilling responses of maize (Zea mays L.) seedlings: root hydraulic conductance, abscisic acid, and stomatal conductance // J. Exp. Bot. 2004. V. 55, N. 403. P. 1751-1760.

162. Minibayeva F.V., Gordon L.K., Kolesnikov O.P., Chasov A.V. Role of extracellular peroxidase in the superoxide production by wheat root cells // Protoplasma. 2001. V. 217. P. 125-128.

163. Mirelman D., Galun E., Sharon N., Lotan R. Inhibition of fungal growth by wheat germ agglutinin // Nature. 1975. V. 256, N. 5516. P. 414-416.

164. Mirkov T.E., Chrispeels M.J. Mutation of Asnl28 to Asp of Phaseolus vulgaris leucoagglutinin (PHA-L) eliminates carbohydrate-binding and biological activity // Glycobiology. 1993. V. 3, N. 6. P. 581-587.

165. Mironov V., De Deylder L., Van Montagu M., Inze D. Cyclin-dependent kinases and cell division in plants the nexus // Plant Cell. 1999. V. 11. P. 509-521.

166. Mishkind D., Raikhel N.V., Palevits B.A., Keegstra K. Immunocytochemical localization of wheat germ agglutinin in wheat // J. Cell Biol. 1982. V. 92, N. 3. P. 753-764.

167. Mishkind M., Keegstra K., Palevitz B.A. Distribution of wheat germ agglutinin in young wheat plants // Plant Physiol. 1980. V. 66, N. 5. P. 950-955.

168. Mishkind M.L., Raikhel N.V., Palevitz B.A., Keegstra K. The cell biology of WGA and related lectins. Chemical taxonomy, molecular biology and function of plant lectins. Eds. I.J. Goldstein, M.E. Etzler. N. Y.: Alan R. Liss INC. 1983. P. 163-176.

169. Mittova V., Guy M., Tal M., Volokita M. Salinity up-regulates the antioxidative system in root mitochondria and peroxisomes of the wild salt-tolerant tomato species Lycopersicon penellii II J. Exp. Bot. 2004. V. 55, N. 399. P. 1105-1113.

170. Mohanty A., Kathuria H., Ferjani A., Sakamoto A., Mohanty P., Murata N., Tyagi A.K. Transgenics of an elite indica rice variety Pusa Basmati 1 harbouring the coda gene are highly tolerant to salt stress // Theor. Appl. Genet. 2002. V. 106. P. 51-57.

171. Morris P.C. Endogenous abscisic acid and wheat germ agglutinin content in wheat grains during development // Physiol. Plant. 1989. V. 77. P. 507-511.

172. Munns R. Comparative physiology of salt and water stress // Plant Cell Environ. 2002. V. 25, N. 2. P. 239-250.

173. Munns R., Passioura J.B., Guo J., Chazen O., Cramer G.R. Water relations and leaf expansion: importance of time scale // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, N. 350. P. 1495-1504.

174. Nanjo T., Kobayshi M., Yoshiba Y., Kakubari Y., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. Antisense suppression of proline degradation improves tolerance to freezing and salinity in Arabidopsis thalianaH FEBS Lett. 1999. V. 461, N. 3. P. 205-210.

175. Niu X., Bressan R.A., Hasegawa P.M., Pardo J.M. Ion homeostasis in NaCl stress environments // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 735-742.

176. Niu X., Narasimhan M.L., Salzman R.A., Bressan R.A., Hasegawa P.M. NaCl regulation of plasma membrane H+-ATPase gene expression in a glycophyte and a halophyte // Plant Physiol. 1993. V. 103. P. 713-718.

177. Oda T., Nakamura A., Okamoto T. et al. Lectin-induced enhancement of superoxide anion production by red tide phytoplankton // Marine Biology. 1998. V. 131, N. 2. P. 383-390.

178. Pastori G., Foyer C.H., Mullineaux P. Low-temperature-induced changes in the distribution of H2C>2 and antioxidants between the bundle sheath and mesophyll cells of maize leaves // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, N. 342. P. 107-113.

179. Pastori G.M., Foyer C.H. Common components, networks, and pathways of cross-tolerance to stress. The central role of "redox" andabscisic acid-mediated controls // Plant Physiol. 2002. V. 129. P. 460-468.

180. Pearce R.S. Molecular analysis of acclimation to cold // Plant Growth Reg. 1999. V. 29. P. 47-76.

181. Peng Z., L u Q., V erma D .P. Reciprocal regulation o f delta 1 -pyrroline-5-carboxylate synthetase and proline dehydrogenase genes controls proline levels during and after osmotic stress in plants // Mol Gen Genet. 1996. V. 253, N. 3. P. 334-341.

182. Peumans W.G., Stinissen H.M., Carlier A.R. Speculations about a physiological role of some plant lectins / Lectins. 1983. Editors: Bog-Hansen, G.A. Spengier. V. 3. P. 127-135.

183. Peumans W.G., Stinissen H.M., Carlier A.R. Subunit exchange between lectins from different cereal species // Planta. 1982. V. 154. P. 568-572.

184. Peumans W.J. Biochemistry, cell-biology, physiology, biosynthesis and function of gramineae lectins. Proefschift.Leuven: Katholike univ., Lab. voor Pflatenbiochemie. 1984. 211 p.

185. Peumans W.J., Stinissen H.M. Gramineae lectins: occurrence, molecular biology and physiological function. Chemical taxonomy, molecular biology and function of plant lectins. 1983. Eds. I.J. Goldstein, M.E. Etzler. N. Y.: Alan R. Liss INC. P. 99-116.

186. Peumans W.J., Van Damme E.J.M. Lectins as plant defence proteins // Plant Physiol. 1995. V. 109, N. 2. P. 347-352.

187. Popova A.V., Schmitt J.M., Hincha Z).K. Interactions of proline, serine and leucine with isolated spinach thylakoids: solute loading during freezing is not related to membrane fluidity // Glycobiology. 1998. V. 37, N. 1. P. 92-99.

188. Prasad T.K. Role of catalase in inducing chilling tolerance in pre-emergent maize seedlings // Plant Physiol. 1997. V. 114. P. 1369-1376.

189. Prasad T.K., Anderson M.D., Martin B.A., Stewart C.R. Evidence for ^ chilling-induced oxidative stress in maize seedlings and a regulatory role forhydrogen peroxide // Plant Cell. 1994. V. 6. P. 65-74.

190. Proseus T.E., Zhu G.-L., Boyer J.S. Turgor, temperature and the growth of plant cells: using Chara coralline as a model system // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, N. 350. P. 1481-1494.

191. Puri K.D., Surotia A. Amino acid sequence of the winged bean (Psophocarpus tetragonolobus) basic lectin. Adenin binding and identification of the active-site tryptophan residue // J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 30917-30926.

192. Quartacci M.F., Cosi E., Navari-Izzo F. Lipids and HADPH-dependent superoxide production in plasma membrane vesicles from roots of wheat grown 0 under copper deficiency of excess // J. Exp. Bot. 2001. V. 52, N. 354. P. 77-84.

193. Quartacci M.F., Pinzino C., Sgherri C.L.M., Navari Izzo F. Lipid composition and protein dynamics in thylakoids of two wheat cultivars differently sensitive to drought//Plant Physiol. 1995. V. 108. P. 191-197.

194. Quatrano R.S., Hopkins R., Raikhel N.V. Control of the synthesis and localization of wheat germ agglutinin during embryogenesis. Eds. I.J. Goldstein, M.E. Etzler. N. Y.: Alan R. Liss INC. 1983. P. 117-130.

195. Raikhel N.V., Lee H.-I. Structure and function of chitin-binding proteins // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1993. V. 44. P. 591-615.

196. Raikhel N.V., Mishkind M.L., Palevitz B.A. Characterization of a wheat germ agglutinin-like lectin from adult wheat plants // Planta. 1984. V. 162. P. 55-61.

197. Raikhel N.V., Palevitz B.A., Haigler C.H. Abscisic acid control of lectin accumulation in wheat seedlings and callus cultures // Plant Physiol. 1986. V. 80, N. l.P. 167-171.

198. Raikhel N.V., Pratt L.H. Wheat germ agglutinin accumulation in coleoptiles of different genotypes of wheat. Localization by monoclonal antibodies // Plant Cell Reports. 1987. V. 6. P. 146-149.

199. Raikhel N.V., Quatrano R.S. Localization of wheat germ agglutinin in developing wheat embryos and these cultured in abscisic acid // Planta. 1986. V. 168. P. 433-440.

200. Raikhel N.V., Wilkins Th. A. Isolation and characterization of a cDNA clone encoding wheat germ agglutinin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. V. 84. P. 6745-6749.

201. Rajendrakumar C.S.V., Suryanarayana T., Raddy A.R. DNA helix destabilization by praline and betaine: possible role in the salinity tolerance process // FEBS Lett. 1997. V. 410. P. 201-205.

202. Ramagopal S. Inhibition of seed germination by salt and its subsequent effect on embryonic protein synthesis in barley // J. Plant Physiol. 1990. V. 136. P. 621-625.

203. Ramagopal S. Salinity stress induced tissue-specific proteins in barley seedlings // Plant Physiol. 1987. V. 84, N. 1. P. 324-331.

204. Rao M.V., Hale B.A., Ormrod D.P. Amelioration of ozone-induced oxidative damage in wheat plants grown under high carbon dioxide. Role of antioxidant enzymes // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 421-432.

205. Raymond M.J., Smirnoff N. Proline metabolism and transport in maize seedlings at low water potential // Annals Bot. 2002. V. 89. P. 813-823.

206. Roberts D.D., Goldstein I.J. Binding of adenine and cytokinins to lima bean and other legume lectins. Chemical taxonomy, molecular biology and function of plant lectins. Eds. I.J. Goldstein, M.E. Etzler. N. Y.: Alan R. Liss INC. 1983. P. 131-141.

207. Rock C.D. Pathways to abscisic acid-regulated gene expression // New Phytol. 2000. V. 148. P. 357-396.

208. Rogers M.E., Grieve C.M., Shannon M.C. Plant growth and ion relations in lucerne (Medicago sativa L.) in response to the combined effects of NaCl and P // Plant and Soil. 2003. V. 253. P. 187-194.

209. Rudiger H. Structure and Function of Plant Lectins. Glycoscienses. Status and Perspectives. Eds.: H.-J. Gabius and S. Gabius. London-Glasgow-Weiheim-NewYork-Tokyo-Melbourne-Madras: Chapman&Hall ITPC. 1997. P. 415-438.

210. Rudiger H., Gabius H.-J. Plant lectins: occurrence, biochemistry, functions and applications // Glycoconjg. J. 2001. V. 18. P. 589-613.

211. Sacks M.M., Silk W.K., Burman P. Effect of water stress on cortical cell division rates within the apical meristem of primary roots of maize // Plant Physiol. 1997. 114. P. 519-527.

212. Sairam R.K., Deshmukh P.S., Saxena D.C. Role of antioxidant systems in wheat genotypes tolerance to water stress // Biol. Plant. 1998. V. 41, N. 3. P. 387-394.

213. Samajova O., Samaj J., Volkmann D., Edelmann H.G. Occurrence of osmiophilic particles is correlated to elongation growth of higher plants // Protoplasma. 1998. V. 202. P. 185-191.

214. Sarhan F., Quellet F., Vazquez-Tello A. The wheat wcs 120 gene family. A useful model to understand the molecular genetics of freezing tolerance in cereals // Physiol. Plant. 1997. V. 101. P. 439-445.

215. Schuppler U., He P.-H., John P.C.L., Munns R. Effect of water stress on cell division and cell-division-cycle 2-like cell-cycle kinase activity in wheat leaves // Plant Physiol. 1998. V. 117. P. 667-678.

216. Sgherri C.L.M., Navari-Izzo F. Sunflower seedlings subjected to increasing water deficit stress: oxidative stress and defense mechanisms // Physiol. Plant. 1995. V. 93. P. 25-30.

217. Shakirova F.M., Avalbaev A.M., Bezrukova M.V., Gimalov F.R. Induction of wheat germ agglutinin synthesis by abscisic and gibberellic acids in roots of wheat seedlings // Plant Growth Reg. 2001. V. 33. P. 111-115.

218. Shakirova F.M., Bezrukova M.V., Shayakhmetov I.F. Effect of heat shock on dynamics of ABA and WGA accumulation in wheat cell culture // Plant Growth Reg. 1996. V. 19, N. l.P. 85-87.

219. Shakirova F.M., Sakhabutdinova A.R, Bezrukova M.V., Fatkhutdinova R.A., Fatkhutdinova D.R. Changes in the hormonal status of wheat seedlings induced by salicylic acid and salinity // Plant Science. 2003. V. 164, N. 3. P. 317-322.

220. Shannon M.C., Grieve C.M. Tolerance of vegetable crops to salinity // Scientia Horticulturae. 1999. V. 78. P. 5-38.

221. Sharon N., Goldstein I.J. Lectins: more than insecticides // Science. 1998. V. 282. P. 1049.

222. Shen B., Jensen R.G., Bohnert H.J. Increased resistance to oxidative stress in transgenic plants by targeting mannitol biosynthesis to chloroplasts // Plant Physiol. 1997. V. 113. P. 1177-1183.

223. Shigeoka S., Ishikawa T., Tamoi M., Miyagawa Y., Takeda T., Yabuta Y., Yoshimura K. R egulation a nd f unction of a scorbate p eroxidase i soenzymes IIJ. Exp. Bot. 2002. V. 53, N. 372. P. 1305-1319.

224. Shikanai T., Takeda T., Yamauchi H., Sano S., Tomizawa K.-I., Yokota A., Shigeoka S. Inhibition of ascorbate peroxidase under oxidative stress in tobacco having bacterial catalase in chloroplasts // FEBS Lett. 1998. V. 428. P. 47-51.

225. Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K. Gene expression and signal transduction in water stress response // Plant Physiol. 1997. V. 115. P. 327-334.

226. Singh N.K., La Rosa P.C., Handa A.K., Hasegawa P.M., Bressan R.A. Hormonal regulation of protein synthesis associated with salt tolerance in plant cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. V. 84, N. 3. P. 739-743.

227. Singh P., Bhaglal P., Bhullar S.S. Differential levels of wheat germ agglutinin (WGA) in germinating embryos of different wheat cultivars in response to osmotic stress // Plant Physiol. Biochem. 1996. V. 34, N. 4. P. 547-552.

228. Singh P., Bhaglal P., Bhullar S.S. Wheat germ agglutinin (WGA) gene expression and ABA accumulation in the developing embryos of wheat (Triticum aestivum) in response to drought // Plant Growth Reg. 2000.V. 30. P. 145-150.

229. Singh P., Chatterjee S., Pathania R., Bhullar S.S. Enhanced wheat germ agglutinin accumulation in the germinating embryos of wheat (Triticum aestivum L.) appeas to be a general stress response // Current Science. 1999. V. 76, N8. P. 1140-1142.

230. Skriver K., Mundy J. Gene expression in response to abscisic acid and osmotic stress // Plant Cell. 1990. V. 2. P. 503-512.

231. Smith J.J., Raikhel N.V. Nucleotide sequences of cDNA clones encoding wheat germ agglutinin isolectins A and D // Plant Mol. Biol. 1989. V. 13. P. 601-603.

232. Spilatro S.R., Cochran G.R., Walker R.E., Cablish K.L., Bittner C.C. Characterization of new lectin of soybean vegetative tissues // Plant Physiol. 1996. V. 110, N. 3. P. 825-834.

233. Stinissen H.M., Chrispeels M.J., Peumans W.J. Biosynthesis of lectin in roots of germinating and adult cereal plants // Planta. 1985. V. 164. P. 278-286.

234. Stinissen H.M., Peumans W.G., Carlier A.R. Occurrence and immunological relationships of lectins in gramineous spicies // Planta. 1983. V. 159. P. 105-111.

235. Stinissen H.M., Peumans W.J., Carlier A.R. In vivo synthesis and processing of cereal lectins // Plant Mol. Biol. 1982. V. 1. P. 277-290.

236. Stinissen H.M., Peumans W.J., Chrispeels M.J. Subcellular site of lectin synthesis in developing rice embryos // The EMBO J. 1984. V. 3, N. 9. P. 1979-1985.

237. Tambussi E.A., Bartoli C.G., Beltrano J., Guiamet J.J., Araus J.L. Oxidative damage to thylakoid proteins in water-stressed leaves of wheat (Triticum aestivum) II Physiol. Plant. 2000. V. 108. P. 398-404.

238. Thomashow M.F. Plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1999. V. 50. P. 571-599.

239. Triplett B.A., Quatrano R.S. Timing, localization, and control of wheat germ agglutinin synthesis in developing wheat embryos // Developm. Biol. 1982. V. 91. P. 491-496.

240. Tsugane K., Kobayashi K., Niwa Y., Ohba Y., Wada K., Kobayashi H. A recessive Arabidopsis mutant that grows photoautotrophically under salt stress shows enhanced active oxygen detoxification // Plant Cell. 1999. V. 11. P. 1195-1206.

241. Umekawa H., Keiichi K., Fujihara H., Furuichi Y., Takahashi T. Interaction of Tora-mame (Phaseolus vulgaris) lectin with indole derivatives // Agric. Biol. Chem. 1990. V. 54, N. 12. P. 3295-3299.

242. Van Camp W., Capiau K., Van Montagu M., Inze D., Slooten L. Enhancement of oxidative stress tolerance in transgenic tobacco plants overproducing Fe-superoxide dismutase in chloroplasts // Plant Physiol. 1996. V. 112. P. 1703-1714.

243. Wanner L.A., Junttila O. Cold-induced freezing tolerance in Arabidopsis // Plant Physiol. 1999. V. 120, N. 2. P. 391-400.

244. Welfare K., Flowers T.J., Taylor G., Yeo A.R. Additive and antagonistic effects of ozone and salinity on the growth, ion contents and gas exchange of five varieties of rice (Oryza saliva L.) // Environmental Pollution. 1996. V. 92, N. 3. P. 257-266.

245. Weyers J.D.B., Paterson N.W. Plant hormones and the control of physiological processes //New Phytol. 2001. V. 152. P. 375-407.

246. Whitsitt M.S., Collins R.G., Mullet J.E. Modulation of dehydration tolerance in soybean seedlings. Dehydrin Matl is induced by dehydration but not by abcsisic acid // Plant Physiol. 1997. V. 114. P. 917-925.

247. Winicov I. New molecular approaches to improving salt tolerance in crop plants // Annals Bot. 1998. V. 82. P. 703-710.

248. Wright C. S. New folds of plant lectins // Curr. Opin. Structural Biol. 1997. V. 7. P. 631-636.

249. Wright H.T., Sandrasegham G., Wright C.S. Evolution of a family of N-acetylglucosamine binding proteins containing the disulfide-rich domain of wheat germ agglutinin // J. Mol. Evol. 1991. V. 33. P. 283-294.

250. Wu G., Shortt B.J., Lawrence E.B., Levine E.B., Fitzsimmons K.S., Shah D.M. Disease resistance conferred by expression of a gene encoding H2O2-generating glucose oxidase in transgenic potato plants // Plan Cell. 1995. V. 7. P. 1357-1368.

251. Wu Y., Cosgrove D.J. Adaptation of roots to low water potentials by changes in cell wall extensibility and cell wall proteins // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, N. 350. P. 1543-1553.

252. Wu Y., Spollen W.G., Sharp R.E., Hetherington P.R., Fry S.C. Root growth maintenance at low water potentials. Increased activity of xyloglucan endotransglycosylase and its possible regulation by abscisic acid // Plant Physiol. 1994. V. 106. P. 607-615.

253. Xin Z., Browse J. Eskimo 1 mutants of Arabidopsis are constitutively freezing-tolerant // Plant"Biology. 1998. V. 95, N. 13. P. 7799-7804.

254. Xin Z., Li P.H. Relationship between proline and abscisic acid in the induction of chilling tolerance in maize suspension-cultured cells // Plant Physiol. 1993. V. 103. P. 607-613.

255. Xiong L., Zhu J.-K. Molecular and genetic aspects of plant responses to osmotic stress // Plant Cell Environment. 2002. V. 25. P. 131-139.

256. Xu D., Duan X., Wang B., Hong B., Ho T.H.D., Wo R. Expression of a late embryogenesis abundant protein gene, HVA1, from barley confers tolerance to water deficit and salt stress in transgenic rice // Plant Physiol. 1996. V. 110, N. 1. P. 249-257.

257. Yamada S., Katsuhara M., Kelly W.B., Michalowski C.B., Bohnert H.J. Afamily of transcripts encoding water channel proteins: tissue-specific expression inthe common ice plant // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1129-1142.

258. Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. A novel cis-acting element in an Arabidopsis gene is involved in responsiveness to drought, low-temperature, or high-salt stress // Plant Cell. 1994. V. 6. P. 251-264.

259. Yang J., Zhang J., Wang Z., Zhu Q., Wang W. Hormonal changes in the grains of rice subjected to water stress during grain filling // Plant Physiol. 2001. V. 127. P. 315-323.

260. Yoshimura K., Yabuta Y., Ishikawa T., Shigeoka S. Expression of spinach ascorbate peroxidase isoenzymes in response to oxidative stresses // Plant Physiol. 2000. V. 123. P. 223-233.

261. Yu Q., Rengel Z. Drought and salinity differentially influence activities of superoxide dismutases in narrow-leafed lupins // Plant Sci. 1999. V. 142. P. 1-11.

262. Zaluzec E.J., Zaluzec M.M., Olsen K.W., Pavkovic S.F. Crystallization and preliminary X-ray analysis of peanut agglutmin-N^-benzylaninopurine complex //

263. J. Mol. Biol. 1991. V. 219, N 2. P. 151-153.

264. Zeng L., Shannon M.C. Salinity effects on seedling growth and yield components of rice // Crop Sci. 2000. V. 40. P. 996-1003.

265. Zeng L., Shannon M.C., Grieve C.M. Evaluation of salt tolerance in rice genotypes by multiple agronomic parameters // Euphytica. 2002. V. 127. P. 235-245.

266. Zeng L., S hannon M .C., L esch S .M. T iming of s alinity s tress a ffects r ice growth and yield components // Agricultural Water Management. 2001. V. 48. P. 191-206.

267. Zhang X., Zhang L., Dong F., Gao J., Galbraith D.W., Song Ch.-P. Hydrogen peroxide is involved in abscisic acid induced stomatal closure in Vicia faba II Plant Physiol. 2001. V. 126. P. 1438-1448.

268. Zhao R., Guerrah A., Tang H., Zhao Z.J. Cell surface glycoprotein PZR is a major mediator of concanavalin A-induced cell signaling // J. Biol. Chem. 2001. V. 277, N. 10. P. 7882-7888.

269. Zhu D., Scandalios J.G. Differential accumulation of manganese-superoxide dismutase transcripts in maize in response to abscisic acid and high osmoticum // Plant Physiol. 1994. V. 106. P. 173-178.

270. Zhu J. Genetic analysis of plant salt tolerance using Arabidopsis // Plant Physiol. 2000. V. 124. P. 941-948.

271. Zhu J. Plant salt tolerance // Trends Plant Sci. 2001. V. 6, N. 2. P. 66-71.

Информация о работе

Кильдибекова, Алсу Ринатовна
кандидата биологических наук
Уфа, 2005
ВАК 03.00.12

Диссертация

Механизмы защитного действия агглютинина зародыша пшеницы на ростовые процессы растений пшеницы - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы