Роль гормональных интермедиатов в проявлении антистрессового действия природных регуляторов роста на растения пшеницы

Ласточкина, Оксана Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль гормональных интермедиатов в проявлении антистрессового действия природных регуляторов роста на растения пшеницы
ВАК РФ 03.01.05, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Роль гормональных интермедиатов в проявлении антистрессового действия природных регуляторов роста на растения пшеницы"

004619197

ЛАСТОЧКИНА ОКСАНА ВЛАДИМИРОВНА

РОЛЬ ГОРМОНАЛЬНЫХ ИНТЕРМЕДИАТОВ В ПРОЯВЛЕНИИ АНТИСТРЕССОВОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РАСТЕНИЯ

ПШЕНИЦЫ

03.01.05 - физиология и биохимия растений

2 0 Я КЗ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

УФА 2011

004619197

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Шакирова Фарида Миннихановна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Кудоярова Гюзель Радомесовна

доктор биологических наук, профессор Каримова Фатима Габдуллазяновна

Ведущая организация:

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Защита состоится «03» февраля 2011 г. в 14 ч на заседании диссертационного совета Д 212.013.11 при ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет» по адресу: 450074, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32, биологический факультет, ауд. 332.

Факс (347) 273-67-78, e-mail: disbiobsu@mail.ru Официальный сайт БашГУ: http://www.bsunet.ru

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет». Автореферат диссертации размещен на официальном сайте: http://www.bsunet.ru/ пос!е/386

Автореферат разослан «ЯЪ> декабря 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.б.н.

М.Ю. Шарипова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В естественных условиях произрастания растения находятся под прессом постоянно меняющихся факторов среды, к которым они вынуждены приспосабливаться, в основе чего лежит развитие комплекса защитных реакций. Ключевым звеном в регуляции этого процесса является гормональная система, чутко реагирующая на изменение внешних условий (Davis et al., 2005; Веселов и др., 2007; Ghanem et al., 2008; Shakirova et al., 2010). Эффективность формирования стресс-устойчивости во многом определяется характером концентрационных изменений фитогормонов относительно друг друга, взаимодействующих в единой системе регуляции, и способностью каждого из гормонов воздействовать на эндогенный уровень других (Kuppusamy et al., 2008; Santner, Estelle, 2009; Stamm, Kumar, 2010).

К числу универсальных неспецифических ответных реакций на неблагоприятные факторы относится быстрое накопление АБК, что приводит к индукции разнообразных компонентов защиты, направленных на снижение степени повреждающего действия стрессов на растения (Шакирова, 2001; Jiang, Zhang, 2002; Goda et al., 2008; Rock, 2010). Наряду с АБК и другие стрессовые гормоны, в частности, салициловая (CK) и жасмоновая (ЖК) кислоты, участвуют в регуляции неспецифической устойчивости растений, связанной с индукцией экспрессии большого спектра чувствительных к ним генов (Тарчевский, 2002; Grant, Jones, 2009). Особый интерес к CK был вызван обнаружением ее ключевой роли в запуске системной приобретенной устойчивости (СПУ) в растениях в ответ на инфицирование, обусловленной индукцией генерации активных форм кислорода (АФК) и синтеза специфических PR-белков (Ryals et al., 1994; Metraux, 2002; Шакирова, Сахабутдинова, 2003; Kawano, Furuichi, 2007). Вместе с тем, не вызывает сомнения факт участия эндогенной и экзогенной CK в регуляции устойчивости культур к абиотическим стрессовым факторам (Сахабутдинова, 2002; Shakirova et al., 2003; Масленникова, 2005; Lui et al., 2006; Horvath et al., 2007). Аналогичные открытия были сделаны и в отношении ЖК, участвую

совместно с этиленом в регуляции индуцированной системной устойчивости растений в ответ на поранение и патогенную атаку, связанной с экспрессией чувствительных к ним генов PR- и других защитных белков (Тарчевский, 2002; Pieterse, Van Loon, 2004; Wasteraack, 2007; Balbi, Devoto, 2008; Browse, 2009; Васюкова, Озерецковская, 2009). В то же время ЖК и ее активные производные (например, метилжасмонат, МЖ), задействованы также в регуляции устойчивости растений к абиотическим стрессам (Maslenkova et al., 1992; Walia et al., 2007; Battal et al., 2008; Si et al., 2009; Demkura et al., 2010).

Поскольку CK и МЖ являются гормонами, можно было ожидать, что проявление их эффектов связано с их влиянием на гормональный статус растений. Ранее было выявлено, что обработка СК вызывает сдвиги в состоянии гормональной системы пшеницы, обусловленные быстрым обратимым накоплением ПУК и АБК на фоне отсутствия изменений в уровне цитокининов, что позволило предположить, что эндогенная АБК может служить интермедиатом в СК-индуцированной устойчивости растений (Shakirova, 2007). В литературе имеются довольно противоречивые сведения о количественных изменениях в содержании отдельных фитогормонов (АБК, или ауксин, или цитокинины) в обработанных жасмонатами растениях (Bandurska et al., 2003; Ananieva et al., 2004; Kang et al., 2005; Battal et al., 2008). Вместе с тем, представлялось важным изучение их влияния на фитогормональный баланс, поскольку одновременный анализ разных классов фитогормонов в одних и тех же растениях позволяет выявить комплексную картину изменений в состоянии гормональной системы в ответ на обработку жасмонатами и понять, с какими эндогенными гормонами связано проявление их физиологического действия. Цель и задачи исследований. Цель работы заключалась в выявлении и оценке роли гормональных интермедиатов в реализации защитного действия СК и МЖ на растения пшеницы в условиях натрий-хлоридного засоления. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1) Выявить вклад эндогенной АБК в проявление антистрессового действия СК на растения пшеницы. В связи с этим провести анализ влияния обработки

СК или СК в композиции с эффективным ингибитором биосинтеза АБК флуридоном в норме и при засолении на:

а) динамику экспрессии гена дегидрина и накопления пролина как важнейших осмопротектантов;

б) динамику активности фенилаланинаммиак-лиазы, супероксиддисмутазы и пероксидазы;

в) уровень перекисного окисления липидов и экзоосмоса электролитов.

2) Исследовать влияние МЖ на рост и гормональный статус проростков пшеницы в нормальных условиях произрастания.

3) Проанализировать защитный эффект МЖ при разных способах обработки на рост и гормональный статус проростков пшеницы, подвергнутых засолению, уровень перекисного окисления липидов и выход электролитов;

4) Провести сравнительный анализ динамики отложения лигнина в клеточных стенках базальной части корней проростков, необработанных и предобработанных МЖ или СК в смеси флуридоном, в норме и при засолении. Научная новизна. Получены приоритетные данные о выполнении эндогенной АБК роли интермедиата в регуляции СК-индуцированной устойчивости пшеницы к засолению среды. Выявлена чувствительность к АБК гена РЯ-белка, служащего маркером СПУ. Впервые на растениях пшеницы показано, что МЖ в отобранной нами оптимальной в активации роста концентрации 100 нМ сочетает в себе свойства стимулятора роста и индуктора устойчивости проростков к натрий-хлоридному засолению. Проявление двойственного действия МЖ на растения связано с его способностью вызывать быстрое двукратное накопление цитокининов на фоне отсутствия изменений в уровне ИУК и АБК в нормальных условиях и предотвращать вызываемое засолением падение содержания цитокининов и уменьшать амплитуду стресс-индуцированных сдвигов в уровне ИУК и АБК. Эти результаты свидетельствует в пользу вероятности выполнения эндогенными цитокининами роли интермедиатов в регуляции проявления МЖ на растениях пшеницы свойств стимулятора роста и индуктора стресс-устойчивости.

Практическая значимость работы. Совокупность полученных в работе данных расширяет знания об особенностях функционирования СК и МЖ в единой системе гормональной регуляции метаболизма растений. Выявленные механизмы регуляторного действия СК и МЖ на растения пшеницы раскрывают пути создания комплексных защитных препаратов с использованием этих регуляторов роста.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на 12 международной школе-конференции молодых ученых «Биология-наука XXI века» (Пущино, 2008), молодежной научной школе-конференции «Современные методы и подходы в биологии и экологии», посвященной 100-летию со дня рождения В.К. Гирфанова (Уфа, 2009), II Всероссийском с международным участием конгрессе студентов и . аспирантов-биологов «СИМБИОЗ РОССИЯ 2009» (Пермь, 2009), Международной научно-практической конференции «Роль классических университетов в формировании инновационной среды регионов» (Уфа, 2009), XVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «JIOMOHOCOB-2010» (Москва, 2010), ХУП конгрессе FESPB (Valencia, Spain, 2010). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 статьи в журналах из перечня ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 142 страницах и иллюстрирована 29 рисунками и 3 таблицами. Список литературы включает 243 наименования.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектом исследования служили проростки яровой пшеницы Triticum aestivum L. сорта Башкирская-26. Семена пшеницы после стерилизации 96% этанолом проращивали в кюветах на фильтровальной бумаге в течение 3-х сут (16-часовой световой день, 15 клк) при 22-24°С. После отделения эндосперма проростки корнями помещали в раствор 2% сахарозы,

используемой в качестве питательного раствора (Шакирова и др., 1993), затем в зависимости от целей работы использовали разные постановки опытов. Опыты с обработкой CK в концентрации 0.05 мМ, являющейся оптимальной в стимуляции роста и повышении стресс-устойчивости растений пшеницы (Шакирова, Безрукова, 1997), проводили в двух вариантах: 1) 3-сут проростки помещали в раствор 2% сахарозы в присутствии или отсутствии 5 мг/л флуридона и инкубировали в течение 24 ч, затем 4-сут проростки переносили на свежий раствор 2% сахарозы в смеси с CK в присутствии или отсутствии флуридона на разные промежутки времени в течение 24 ч; 2) 3-сут проростки помещали в раствор 2% сахарозы в смеси с 5 мг/л флуридоном на 2 ч, после чего их переносили на свежий раствор 2% сахарозы, содержащий флуридон и CK, на 24 ч, а затем 4-сут проростки помещали на раствор 2% сахарозы в смеси с 2% NaCl на разные промежутки времени. Опыты с обработкой МЖ также проводили в двух вариантах: 1) 3-сут проростки помещали в раствор 2% сахарозы на 24 ч, после чего 4-сут проростки переносили на среду, содержащую смесь 2% сахарозы и МЖ в диапазоне концентраций 0.001 нМ - 1000 нМ, на разные промежутки времени в течение 24 ч; 2) 3-сут проростки помещали в раствор 2% сахарозы в смеси с 100 нМ МЖ и выдерживали 24 часа, после чего 4-сут проростки переносили на свежий раствор 2% сахарозы в смеси с 2% NaCl на разные промежутки времени. Контролем во всех опытах служили проростки, инкубированные на растворе 2% сахарозы.

Содержание свободных АБК, ИУК и цитокининов определяли в одной растительной навеске методом непрямого твердофазного конкурентного иммуноферментного анализа, описанного ранее (Shakirova et al., 2003).

О росте растений судили по их линейным размерам, сырой и сухой массе. Митотический индекс клеток апикальной меристемы (не менее 3000) оценивали цитологически с помощью окуляр-микрометра (Паушева, 1988).

Активность фенилаланинаммиак-лиазы (ФАЛ) определяли по (Zucker, 1965), активность пероксидазы (ПА) и супероксиддисмутазы (СОД) определяли

согласно (Хайруллин и др., 2000), а также (Дубинина и др., 1983 и Чевари и др., 1985), соответственно. Оценку содержания пролина проводили с использованием метода (Bates, 1973) в модификации (Калинкина и др., 1985). Содержание малонового диальдегида (МДА) определяли согласно (Малый практикум по физиологии растений, 1994). Экзоосмос электролитов оценивали путем измерения омического сопротивления водных растительных экстрактов в постоянном токе (Талиева и др. 2002). Определение лигнина проводили с использованием специфического красителя флороглюцина (Фурст, 1979).

РНК выделяли согласно (Boothe et al., 1995). Для получения кДНК на основе мРНК TADHN гена дегидрина проводили реакцию обратной транскрипции с использованием M-MuLV обратной транскриптазы согласно протоколу поставщика. ПЦР проводили в амплификаторе типа ТП4-ПЦР-01-"Терцик" ("ДНК-Технология", Россия). После амплификации фрагменты ДНК фракционировали методом электрофореза в 1-2% агарозном геле или 7% ПААГ. Экспрессию гена PR-1 оценивали методом ПЦР в режиме реального времени (ПЦР-РВ) в приборе iCycleriQ (Bio-Rad, США) с использованием меченных флуорохромами праймеров (F (5'- AACCGCGCCCGTGCTGTGGAC -3') и R (5'- AGTTGCCCGGGGGATCGTAGTTGC -3')) (Чемерис и др., 2005).

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

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Известно, что PR-1 ген является СК-индуцируемым и служит маркером развития запускаемой CK СПУ в ответ на инфекцию (Metraux, 2002; Pieterse, van Loon, 2004). Данные, приведенные на рис. 1, демонстрируют обратимое (с максимумом на 9 ч) усиление экспрессии этого гена в проростках в ходе обработки CK. Поскольку обработка CK вызывает довольно быстрое накопление АБК в проростках (Shakirova et al., 2003), предшествующее по времени активации экспрессии гена PR-1, можно допустить вклад АБК в

регуляцию под влиянием СК этого процесса, хотя к моменту начала нашей работы сведения об этом в литературе отсутствовали.

? S-150

о * 100

ф 5

3? 50

И АБК

□ СК

Рис. 1. Анализ уровня экспрессии РЯ-1-гена в 4-сут проростках пшеницы в ходе обработки 0.05 мМ СК или 4 мкМ АБК методом ПЦР-РВ.

3 9 24

Время, ч

Действительно, АБК вызывает быстрое (с максимумом на 3 ч) усиление транскрипции PR-I гена в проростках (рис. 1). Таким образом, нами впервые выявлена чувствительность PR-1 гена пшеницы не только к СК, но и к АБК, играющей ключевую роль в регуляции устойчивости растений к широкому ряду абиотических и биотических стресс-факторов (Fan et al., 2009; Rock et al., 2010). Это может служить доводом в пользу возможности выполнения АБК роли гормонального интермедиата в реализации физиологического действия СК на растения пшеницы.

Роль эндогенной АБК в СК-индуцированной активации защитных реакций в растениях пшеницы в нормальных условиях. Для оценки роли АБК в проявлении предадаптирующего и защитного действия СК на растения пшеницы нами был использован ингибитор биосинтеза АБК флуридон, который в концентрации 5 мг/л оказался эффективным в предотвращении вызываемого

Время, ч

Рис. 2. Влияние предобработки проростков флуридоном в концентрациях 2 и 5 мг/л в течение 24 ч на содержание АБК в корнях обработанных и необработанных СК 4-сут проростках пшеницы.

СК обратимого накопления АБК в проростках (рис. 2). Именно в этой концентрации флуридон применяли в последующих опытах.

< <0

с: *

¡г §

о ю

0 I-х г

° "9:

Ь ®

1 *

50 40 30 20 10 0

!Фл+СК

11 • 20 6 9-1 л л о. 15 Н о о о^ »

о =1 2 10

т Ш О

?ц 5

В £1

< О

гЗЕп

о Контроль Важный вклад в формирование □ СК стресс-устойчивости растений,

как известно, вносит отложение лигнина в оболочках клеток корней, что способствует укреплению их барьерных свойств. Основываясь на полученных ранее данных об активации ключевых ферментов биосинтеза лигнина ФАЛ и анионной изоформы пероксидазы, экспрессия генов которых контролируется АБК, а также ускорении лигнификации

клеточных стснок корней в обработанных СК растениях

Время, ч пшеницы (Масленникова, 2005),

Рис. 3. Влияние предобработки флуридоном мы оценили вклад эндогенной (24 ч) на активность пероксидазы и ФАЛ в АБК в регуляцию этих процессов корнях 4-сут проростков пшеницы в ходе

обработки салициловой кислотой. ПРИ воздействии СК.

Таблица 1.

Качественное определение образования лигнина с использованием специфической флороглюциновой реакции в базальной части корней проростков пшеницы, иредобработанных СК или флуридоном в смеси с СК, а также при воздействии АБК*

Вариант 5-е сутки 6-е сутки

Контроль - +

СК + ++

Фл+СК - +

Фл+СК+АБК** ++

*3нак «-» указывает на отсутствие окраски, знак «+» отражает степень интенсивности окраски (ЗеШагоуа, ЬеЬе(1а, 2001). **5-сут предобработанные смесью Фл с СК проростки подвергнуты воздействию 4 мкМ АБК в течение 24 ч.

Видно, что ингибирование флуридоном индуцированного СК накопления

АБК предотвратило вызываемое обработкой СК повышение активности ПА и ФАЛ в корнях пшеницы (рис. 3) и ускорение отложения лигнина в оболочках клеток базальной части корней (табл. 1). Это указывает в пользу регуляторной роли эндогенной АБК в ускорении отложения лигнина в оболочках клеток корней обработанных СК проростков, о чем свидетельствуют и данные о полном восстановлении этого процесса при последующем воздействии экзогенной АБК на предобработанные СК в присутствии флуридона проростки (табл. 1). Роль эндогенной АБК в СК-индуцированной активации защитных реакций в растениях пшеницы при натрий-хлоридном засолении. Влияние обработки флуридоном и СК на содержание АБК. Нами были сопоставлены эффекты СК и СК в смеси с флуридоном на содержание АБК в проростках, подвергнутых солевому стрессу (рис. 4). Выявлено существенное накопление АБК в этих условиях, что не удивительно, поскольку такой ответ является характерной реакцией растений на стрессы разной природы (Шакирова, 2001).

Предобработка СК заметно

МаС)

Фл + СК +

Время, ч флуриДОНОМ Рис. 4. Влияние предобработки СК, а также Растении

снижала уровень вызываемого засолением содержания АБК, что говорит о защитном действии СК на растения в ходе предобработки до стресса. Совместная с предобработка СК полностью вызываемое

предотвратила

композицией флуридона и СК на содержание АБК в 4-сут проростках пшеницы в ходе засоления. засолением увеличение уровня

АБК (рис. 4), что предполагает торможение развития АБК-регулируемых

защитных реакций и, соответственно, предотвращение защитного действия СК

на интенсивность ростовых процессов растений при засолении. Действительно,

как показали ростовые опыты, предобработка СК заметно снижала степень

негативного действия стресса на рост проростков, тогда как предобработка

смесью СК с флуридоном полностью предотвратила протекторный эффект СК

на этот показатель (данные в диссертации), что указывает на важную роль эндогенной АБК в проявлении защитного действия СК на растения пшеницы. Влияние предобработки флуридоном и СК на уровень осмопротектантое в проростках пшеницы. Ранее в лаборатории была выявлена принципиальная способность СК вызывать усиление экспрессии TADHN гена дегидрина и накопление пролина в проростках пшеницы в норме, которой предшествовало СК-индуцированное накопление АБК (ЗЬаклгоуа, 2007). В связи с этим важно было проанализировать характер влияния предобработки СК и СК в смеси с флуридоном на уровень этих ключевых осмопротектанов в растениях в условиях засоления. Как видно (рис. 5), в ответ на засоление в проростках наблюдалось постепенное накопление пролина и усиление экспрессии гена дегидрина, что вполне естественно, поскольку стрессовые факторы, вызывающие обезвоживание, ■ 2% №С1 приводят к активации синтеза и

□ СК* 2% №С1 а

з Фл+ек+2%ыаС1 накопления этих осмопротектантов, в

регуляции которых участвует

эндогенная АБК (Вапи е[ а1., 2009;

Шакирова и др., 2009).

Предобработка С,К способствует

снижению уровня накопления

пролина и транскрипционной

активности ТАОНЫ гена дегидрина в

проростках в условиях засоления,

что может указывать в пользу

Время, ч " предадаптирующего действия СК на

Рис. 5. Влияние 2% №С1 на содержание растения в ходе 24-ч обработки до пролина (а) и уровень экспрессии ТАйНЫ

225 -|

§ 200 -

ас о.

£ С О Ё о 175 -

О. с: ъ- о 150 -

гг 125 -

100 -

1уЬ

гена дегидрина (б) в предобработанных СК

стресса. При этом совместная с СК

или СК в смеси с флуридоном 4-сут предобработка флуридоном не проростков пшеницы в ходе воздействия

засоления. предотвращала, но почти на 50 %

снижала уровень стресс-индуцированного увеличения концентрации пролина и транскриптов ТАБНМ дегидрина в проростках (рис. 5). Полученные данные указывают в пользу участия эндогенной АБК в регуляции образования

исследованных нами осмопротектантов в СК-предобработанных и подвергнутых засолению проростках, однако как в случае пролина, так и дегидрина наряду с АБК-зависимыми выявляются также и независимые от АБК пути регуляции их уровня, что вполне согласуется с данными литературы (Verslues, Bray, 2006; Shinozaki, Yamaguchi-Shinozaki, 2007; Шакирова и др., 2009). Влияние предобработки СК и флуридоиом в смеси с СК на функциональную активность антиоксидантных ферментов. Засоление индуцирует быстрое

повышение активности сначала

■ 2% NaCI □ CK+2% NaCI Фл+СК+2% NaCI

Время, ч

СОД, а затем пероксидазы в проростках (рис. 6), что является характерной ответной реакцией растений на стрессовые воздействия, вызывающие

усиление продукции активных форм кислорода (Jaspers, Kangasjarvi, 2010). Вместе с тем, предобработанные СК растения при стрессе характеризуются заметно меньшей активностью антиоксидантных ферментов в сравнении с необработанными, что, по-видимому, обусловлено и уровнем стресс-

Рис. 6. Влияние предобработки СК и флуридоиом меньшим в смеси с СК в течение 24 ч на динамику активности СОД (а) и пероксидазы (б) в 4-сут индуцированной продукции АФК проростках пшеницы в условиях натрий- _ ..

хлоридного засоления. в НИХ (Сахабутдинова и др., 2004).

Важно отметить, что сама обработка СК (до стресса) вызывает обратимую активацию СОД и ПА, что может способствовать укреплению клеточных стенок и обеспечивать впоследствии (после 24-ч обработки) эффективную нейтрализацию стресс-индуцированной продукции АФК, предотвращение нарушения целостности мембранных структур клеток и изменения их

проницаемости при натрий-хлоридном засолении. Действительно, в предобработанных СК растениях в условиях засоления выявляется снижение почти на 50% концентрации МДА в сравнении с необработанными СК растениями в этих условиях (рис. 7а) и уменьшение экзоосмоса электролитов (рис. 76). В то же время предобработка смесью СК с флуридоном приводит к уменьшению уровня вызываемой засолением активации и СОД, и ПА в проростках почти на треть в сравнении с предобработанными СК (рис. 6). Вследствие этого растения в этом варианте опыта характеризуются показателями МДА и выхода электролитов, соответствующими таковым у подвергнутых засолению необработанных СК проростков (рис. 7).

Рис. 7. Влияние предобработки 3-сут проростков пшеницы СК и флуридоном в смеси с СК в течение 24 ч на уровень накопления МДА (а) и экзоосмос электролитов (б) после 24 ч воздействия 2% №С1 (5-е сутки).

Таким образом, полученные данные указывают на важный вклад эндогенной АБК в поддержание ферментативной активности СОД и ПА в СК-предобработанных растениях на уровне, достаточном для реализации ее протекторного эффекта. Дополнительным аргументом в пользу вовлечения эндогенной АБК в регуляцию под влиянием СК защитных реакций, направленных на снижение уровня повреждающего действия засоления на растения пшеницы, служат данные о существенном уменьшении накопления лигнина в оболочках клеток базальной части корней предобработанных СК в смеси с флуридоном проростков (табл. 2), что, видимо, обусловлено ингибированием под влиянием флуридона активации ФАЛ и ПА (рис. 3), являющимися ключевыми ферментами биосинтеза лигнина и находящимися под контролем АБК (Моига е1 а1., 2010).

Таблица 2.

Качественное определение образования лигнина с использованием специфической флороглюциновой реакции в базальной части корней предобработанных в течение 24 ч СК или флуридоном в смеси с СК 5-сут проростков пшеницы, подвергнутых воздействию 2%№С! в течение 24 ч.*

Вариант 5-е сутки

Контроль _

ШС1 +

СК+К:аС1 ++

Фл+ск+ша X

* Обозначения те же, что и в табл. 1. Совокупность полученных данных свидетельствует в пользу выполнения эндогенной АБК роли гормонального интермедиата в запуске СК комплекса защитных реакций, вносящих важный вклад в формирование СК-индуцированной устойчивости.

Роль эндогенных цитокннинов в проявлении физиологического действия метилжасмоната на растения пшеницы. Отбор оптимальной в стимуляции роста проростков пшеницы концентрации МЖ. Как уже

упоминалось выше, к настоящему времени накопилось немало данных, указывающих на участие жасмонатов в регуляции защитных реакций растений в ответ на абиотические стрессовые факторы среды, включая засоление. Однако сведениями о механизмах защитного действия жасмонатов на растения пшеницы к солевому стрессу к началу наших исследований мы не располагали.

□ Корни 0 Надземная часть н Проросток

4-°

¿Р ч*»

Концентрация МЖ, нМ

Рис. 9. Линейные размеры 5-сут проростков пшеницы, инкубированных на среде, содержащей МЖ в разных концентрациях. 4-сут проростки помещали на 24 ч на среду с МЖ.

В связи с этим первоначально нами были проведены опыты по отбору оптимальной в стимуляции роста проростков пшеницы концентрации МЖ. В ходе экспериментов было выявлено наличие двух пиков концентраций МЖ, стимулирующих рост проростков пшеницы, максимумы которых соответствовали 0.001 нМ и 100 нМ (рис. 9). Вместе с тем детальный анализ влияния МЖ в этих концентрациях на разные ростовые параметры растений показал большую эффективность применения 100 нМ МЖ (рис. 10), поэтому в дальнейших опытах мы использовали МЖ именно в этой концентрации.

- 12 -

£ 11 -и о а

о 10 -

а.

? 9-

Контроль 100 нМ 0,001 нМ

£ 4 О

I III

Контроль 100 нМ

0,001 нМ

В Л [гтКтч

4т

Контроль 100 нМ 0,001 нМ

Рис. 10. Влияние обработки 0.001 нМ и 100 нМ МЖ в течение 24 ч на длину (а), сухую массу (б) и митотический индекс корней (в) 4-сут проростков пшеницы.

Влияние метилжасмоната на содержание фитогормонов в проростках пшеницы в норме. Известно, что в регуляции интенсивности ростовых процессов растений определяющую роль играет гормональная система, чутко реагирующая на малейшие изменения среды. Поэтому далее мы проанализировали характер влияния МЖ на гормональный статус проростков пшеницы в нормальных условиях произрастания. Как видно из рис.11, инкубирование проростков на среде с МЖ не оказало практически никакого влияния на концентрацию ИУК (рис. 11 а) и АБК (рис.116) в них в сравнении с контролем на протяжении всего эксперимента, однако при этом вызвало быстрое транзиторное накопление гормонов цитокининовой природы (рис.11в).

Это позволило предположить, что именно со способностью воздействовать на уровень эндогенных цитокининов, играющих ключевую роль в регуляции интенсивности ростовых процессов (Kudo et al., 2010), связано проявление ростстимулирующего действия МЖ на растения пшеницы.

200 -1

П Контроль

амж

Время, ч

1000

g 800 -5

О 600 -

£ 400

J 200

4 о

Время, ч

1000 3 800

о о

г 600 о

3 400 о

200

Рис. 11. Влияние 100 нМ МЖ на динамику содержания ИУК (а). АБК (б) и цитокининов (в) в проростках пшеницы. 4-сут проростки инкубировали на среде, содержащей 2% сахарозу в присутствии или отсутствии МЖ.

Время, ч

Следует отметить, что полученные данные являются приоритетными, поскольку исследования по влиянию жасмонатов на содержание основных классов фитогормонов в одних и тех же растениях до сих пор не проводили. Влияние МЖ на устойчивость пшеницы к натрий-хлоридному засолению. Основываясь на том, что СК проявляет антистрессовый эффект на растения пшеницы как при предпосевной обработке семян, так и предобработке вегетирующих проростков (БЬаЫгоуа ег а1., 2003), интересно было проанализировать способность также и МЖ к проявлению подобного эффекта при разных способах обработки. Так, нами выявлено, что замачивание семян в растворе 100 нМ МЖ в течение 3-х ч не предотвращало, но существенно снижало степень негативного действия хлорида натрия на всхожесть семян, которую оценивали спустя 36 ч от начала проращивания (рис. 12а), и массу проростков (рис.126). Это указывает на способность МЖ оказывать защитный

эффект на пшеницу при предпосевном способе обработки. Известно, что обработка цитокининами при разных способах обработки (в том числе замачивании семян) также повышает устойчивость пшеницы к стрессам, вызывающим нарушения водного режима (Чернядьев, Монахова, 2006).

О 0,5 1 1,5 0 0,5 1 1,5

МаС|, % МаС1, %

Рис. 12. Влияние предпосевной обработки 100 нМ МЖ на всхожесть семян (а) и сухую массу 3-сут проростков пшеницы при воздействии хлорида натрия в разных концентрациях (б).

Наряду с предпосевным замачиванием семян широко распространен и способ обработки регуляторами роста вегетирующих растений. В связи с этим важно было оценить эффективность предобработки проростков 100 нМ МЖ в течение 24 ч до стресса с целью повышения устойчивости пшеницы. Поскольку

Рис. 13. Влияние предобработки 100 нМ МЖ на митотический индекс клеток апикальной меристемы корней 4-сут проростков пшеницы, подвергнутых 7-ми часовому засолению.

корни являются непосредственной мишенью при действии засоления среды, нами был проведен сравнительный анализ митотической активности клеток апикальной меристемы корней предобработанных и необработанных МЖ проростков и подвергнутых солевому стрессу. Воздействие 2% №С1 привело к заметному снижению этого показателя. Важно отметить, что предобработка МЖ хотя и не предотвращала негативного действия стресса на этот показатель

Контроль 2% №С1 МЖ+2% N801

роста, однако способствовала его поддержанию при стрессе на уровне контрольных проростков (рис. 13). Полученные данные свидетельствуют в пользу проявления защитного действия МЖ на проростки пшеницы при засолении также при их предобработке гормоном до стресса. Анализ гормонального статуса растений пшеницы, подвергнутых засолению, показал, что предобработка МЖ оказывает в целом стабилизирующий эффект на баланс фитогормонов, связанный с уменьшением амплитуды стресс-индуцированного накопления АБК (рис.На) и снижения уровня ИУК (рис.146), а также предотвращением вызываемого засолением падения содержания цитокининов (рис. 14в). Поскольку известно, что цитокинины обладают также способностью повышать устойчивость растений к различным неблагоприятным факторам

50 -I

- -»- - 2% №аС1 —■— МЖ+2% №01

120 1

с.

О. 100

н х о

* 80 н

I-

60 -

5-.....

Время, ч

Рис. 14. Динамика содержания АБК (а), ИУК (б) и цитокининов (в) в необработанных и предобработанных 100 нМ МЖ 4-сут проростках пшеницы, подвергнутых натрий-хлоридному засолению.

среды, особенно, вызывающим обезвоживание (Веселов и др., 2007; Чернядьев, 2007; 2009; А^иезо et а!, 2009), можно полагать, что поддержание концентрации цитокининов в предобработанных МЖ растениях при стрессе на уровне контроля (рис. 14в), является важной регуляторной составляющей реализации защитного действия МЖ на пшеницу.

Известно, что усиление синтеза лигнина и его отложения в оболочках клеток вносит важный вклад в формирование устойчивости растений к токсическому действию хлорида натрия (Моига е1 а1., 2010). Анализ влияния МЖ на отложение лигнина в клеточных стенках базальной части корней проростков показал, что МЖ, подобно салицилату, способствует ускорению лигнификации клеточных стенок в ходе предобработки, а также дополнительному накоплению лигнина в оболочках клеток при стрессе (табл. 3.). Это, в свою очередь, указывает на участие МЖ в укреплении барьерных свойств клеточных стенок корней и снижении уровня повреждающего действия токсических ионов натрия на растения.

Таблица 3.

Качественное определение лигнина в базальной части корм у необработанных и предобработанных в течение 24 ч 100 нМ МЖ 4-сут проростков пшеницы, а также после 24 часового воздействия на них 2% КаС!.*

Вариант 4-е сутки 5-е сутки

Контроль - -

МЖ X +

2% 1МаС1 +

МЖ + 2% №С1 ++

*Обозначения те же, что в табл. 1.

Рис. 15. Влияние предобработки МЖ на уровень накопления МДА (а) и выход электролитов (б) проростков пшеницы после 24 ч воздействия 2% ИаС1.

В пользу этого указывают данные о том, что предобработка проростков МЖ способствует ослаблению развития индуцированного засолением окислительного стресса в растениях пшеницы (рис. 15а), а также уменьшению

выхода электролитов из тканей (рис.156). При этом следует отметить, что сама обработка МЖ вызывает незначительные изменения в уровне накопление МДА и экзоосмоса электролитов, что свидетельствует о вполне благоприятном влиянии гормона на растения (рис.15). Важно подчеркнуть, что в регуляции биосинтеза лигнина и его отложения в клеточных стенках участвуют эндогенные цитокинины (Guo et al., 2005).

Таким образом, влияние МЖ на накопление цитокининов в норме и предотвращение вызываемого стрессом снижения цитокининов в проростках в условиях засоления может играть важную роль в проявлении как ростстимулирующего, так и защитного действия МЖ на растения пшеницы.

Суммирование полученных данных позволяет заключить, что и СК, и МЖ в оптимальных в стимуляции роста концентрациях 0.05 мМ и 100 нМ, соответственно, оказывают защитный эффект на растения пшеницы, обусловленный обратимыми сдвигами в состоянии гормональной системы в ходе обработки СК и МЖ. В случае СК они связаны с накоплением АБК, тогда как МЖ - цитокининов. Использование ингибитора синтеза АБК флуридона позволило получить экспериментальные доводы в пользу выполнения эндогенной АБК роли интермедиата в проявлении предадаптирующего и протекторного действия СК на растения. Накопление цитокининов в ходе обработки МЖ и предотвращение стресс-индуцированного снижения их уровня в МЖ-предобработанных растениях может свидетельствовать о вероятности выполнения цитокининами роли гормональных интермедиатов в реализации предадаптирующего и защитного эффекта МЖ на растения пшеницы при натрий-хлоридном засолении.

ВЫВОДЫ

1. С использованием ингибитора биосинтеза АБК флуридона продемонстрирована ключевая роль эндогенной АБК в регуляции салициловой кислотой экспрессии ТАйНЫ гена дегидрина и накопления пролина в проростках пшеницы при воздействии 2% №С1.

2. Выявлен важный вклад эндогенной АБК в регуляции активации СОД и пероксидазы в предобработанных СК и подвергнутых засолению проростках. На важную роль АБК в реализации защитного действия СК на растения указывают данные о предотвращении флуридоном СК-индуцированного снижения в условиях засоления уровня МДА и экзоосмоса электролитов.

3. Выявлено, что МЖ в отобранной нами концентрации 100 нМ как при предпосевном замачивании семян, так и обработке вегетирующих растений сочетает свойства стимулятора роста и индуктора устойчивости растений пшеницы к натрий-хлоридному засолению.

4. Получены приоритетные данные об активном воздействии МЖ на состояние гормональной системы растений в норме и при стрессе. Выявлено, что ростстимулирующий эффект, в первую очередь, связан с быстрым двукратным обратимым накоплением цитокининов на фоне отсутствия изменений в концентрации ИУК и АБК, тогда как антистрессовый - с предотвращением вызываемого засолением падения содержания цитокининов и уменьшением амплитуды сдвигов в уровне АБК и ауксина.

5. Важный вклад в проявление предадаптирующего действия СК и МЖ на растения пшеницы вносит ускорение лигнификации клеточных стенок в базальной части корней, тогда как при засолении наблюдается дополнительное накопление лигнина в оболочках клеток.

Совокупность полученных данных указывает на сопоставимый по уровню протекторный эффект СК и МЖ на растения пшеницы в условиях засоления, однако его реализация осуществляется с участием разных гормональных интермедиатов - при предобработке СК им служит эндогенная АБК, тогда как МЖ, вероятно - эндогенные цитокинины.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

Сахабутдинова А.Р., Ласточкина О.В., Шакирова Ф.М. Влияние метилжасмоната на рост и гормональный статус проростков пшеницы // Агрохимия. 2009. № 7. С. 48-53.

Шакирова Ф.М., Сахабутдинова А.Р., Ишдавлетова P.C., Ласточкина О.В. Влияние предобработки метилжасмонатом на устойчивость проростков пшеницы к солевому стрессу // Агрохимия. 2010. № 7. С. 26-32.

Статьи в сборниках и материалах конференций

Ласточкина О.В., Масленникова Д.Р., Сахабутдинова А.Р. Эндогенная АБК играет ключевую роль в регуляции механизмов предадаптирующего действия СК на растения пшеницы // Материалы 12 Пущинской международной школы - конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века». 2008. С. 89-90.

Масленникова Д.Р., Ласточкина О.В., Сахабутдинова А.Р. Роль эндогенной АБК в СК-индуцированной лигнификации клеточных стенок корней проростков пшеницы // Аграрная Россия. Спец. Выпуск. 2009.С.91-92.

Ласточкина О.В., Сахабутдинова А.Р., Авальбаев A.M. Роль эндогенной АБК в изменении содержания пролина в проростках пшеницы под влиянием салициловой кислоты при засолении П Материалы II Всероссийского с международным участием конгресса студентов и аспирантов-биологов «Симбиоз-Россия 2009». Пермь. 2009. С. 222-223.

Ласточкина О.В., Юддашев P.A., Постригань Б.Н., Сахабутдинова А.Р. Оценка чувствительности PR-1 гена пшеницы, маркера развития системной приобретенной устойчивости, к салициловой и абсцизовой кислотам // Материалы XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ЛОМОНОСОВ - 2009. Москва. 2009. С. 53-54.

Ласточкина О.В., Ишдавлетова P.C., Шакирова Ф.М. Роль эндогенной АБК в реализации протекторного действия СК на растения пшеницы в условиях засоления // Материалы Международной научно-практической конференции «Роль классических университетов в формировании инновационной среды регионов». Уфа. 2009. С. 135-138.

Ласточкина О.В., Ишдавлетова Р.С., Сомов К.А. Вклад эндогенной АБК в проявление защитного действия салициловой кислоты на проростки пшеницы при обезвоживании // Материалы XVII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ЛОМОНОСОВ -2010. Москва. 2010. С. 258-259.

Ласточкина О.В., Ишдавлетова Р.С. Защитный эффект метилжасмоната на проростки пшеницы в условиях засоления // Материалы Всероссийской, с международным участием, конференции молодых ученых, посвященной 90-летию Уральского государственного университета им. A.M. Горького. Екатеринбург, 2010. С. 122-123.

Lastochkina O.V., Maslennikova D.R., Shakirova F.M. Abscisic acid is an intermediate in protective action of salicylic acid on wheat plants under salinity // XVII Congress of the FESPB: Abstracts. Valencia, Spain. 2010. P. 121.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.б.н., проф. Ф.М. Шакировой, к.б.н. A.M. Авальбаеву, к.б.н. А.Р. Сахабутдиновой, к.б.н. P.A. Фатхутдиновой, к.б.н. М.В. Безруковой, к.б.н, Ч.Р. Аллагуловой, к.б.н. P.A. Юлдашеву, к.б.н. Д.Р. Масленниковой за постоянное внимание к работе и помощь в ходе ее выполнения, обсуждения и написания.

Подписано в печать 24.12.10 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Тираж 100 экз. Заказ 454. Гарнитура «ТппеБЫетл'К.отап». Отпечатано в типографии «ПЕЧАТНЫЙ ДОМЪ» ИП ВЕРКО. Объем 1 п.л. Уфа, Карла Маркса 12 корп. 4, т/ф: 27-27-600, 27-29-123

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ласточкина, Оксана Владимировна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10 Роль стрессовых фитогормонов в формировании устойчивости растений к абиотическим стрессовым факторам среды

1.1. Роль АБК в регуляции устойчивости растений к обезвоживанию

1.2. Салициловая кислота - индуктор неспецифической устойчивости 17 растений

1.2.1. Роль СК в развитии СПУ

1.2.2. Роль СК в устойчивости растений к абиотическим стрессам

1.3. Жасмонаты и их физиологические функции в растениях

1.3.1. Роль жасмонатов в ИСУ

1.3.2. Роль жасмонатов в формировании устойчивости растений к 37 абиотическим стрессовым факторам

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Объект исследования

2.2. Постановка лабораторных опытов

2.3. Экстрагирование фитогормонов 43 2:4. Определение содержания фитогормонов методом ИФА

2.5. Определение активности пероксидазы

2.6. Определение активности супероксиддисмутазы

2.7. Метод оценки отложения лигнина

2.8. Определение концентрации пролина

2.9. Определение содержания малонового диальдегида

2.10. Метод определения выхода электролитов из тканей

2.11. Определение митотической активности меристематических клеток 49 корней проростков пшеницы

2.12. Определение активности фениаланинаммиак-лиазы

2.13. Полимеразная цепная реакция

2.14. Выделение и очистка РНК из растений

2.15. Реакция обратной транскрипции РНК и полуколичественный 51 анализ экспрессии генов

3.1. Роль эндогенной АБК в реализации защитного действия СК на 53 растения пшеницы

Оценка влияния салициловой и абсцизовой кислот па экспрессионный 56 статус Р11-1 гена пшеницы.

3.1.1 Роль эндогенной АБК в СК-ипдуцированпой активации 59 защитных реакций в растениях пшеницы в нормальных условиях произрастания

Определение концентрации флуридона, эффективной в подавлении 59 СК-иидуцированного новообразования АБК в проростках

Влияние флуридона па активность пероксидазы в проростках в ходе 61 обработки СК

Влияние предобработки флуридоном на СК-ипдуцированпую 62 активацию ФАЛ и отложения лигнина в корнях проростков пшеницы

3.1.2 Роль эндогенной АБК в СК-индуцировапной активации 68 защитных реакций в растениях пшеницы в условиях натрий-хлоридного засоления

Влияние обработки флуридоиом и СК на содержание АБК при 68 засолении

Влияние предобработки СК и флуридоном в смеси с СК на уровень 71 осмопротектаптов в проростках пшеницы в условиях засоления

Экспрессионный статус ТАйНЫ гена дегидрипа

Накопление осмопротектапта пролипа

Влияние предобработки СК и СК в смеси с флуридоном на

2.16. Электрофорез фрагментов ДНК в агарозном геле 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ функциональную активность антиоксидантных ферментов в проростках пшеницы в условиях засоления

Влияние предобработки СК и смесью СК с флуридоном па отложение 87 лигнина в клеточных стенках проростков пшеницы при засолении

3.2. Роль эндогенных цитокининов в проявлении физиологического 91 действия метилжасмоната на растения пшеницы

3.2.1. Отбор оптимальной в стимуляции роста проростков пшеницы 92 концентрации МЖ

3.2.2. Влияние метилжасмоната иа содержание фитогормонов в 95 проростках пшеницы в норме

3.2.3. Влияние предобработки МЖ на устойчивость пшеницы к 98 натрий-хлоридному засолению

Анализ ростовых параметров предобработанных и необработанных 98 МЖ проростков пшеницы на рост и гормональный статус при засолении

Влияние предобработки МЖ на митотический индекс корней 100 проростков при засолении

Влияние предобработки МЖ иа гормональный статус растений 101 пшеницы при засолении

Влияние МЖ на содержание малонового диальдегида в проростках 105 пшеницы при засолении

Влияние предобработки МЖ иа выход электролитов из тканей 106 проростков, подвергнутых засолению

Влияние предобработки МЖ на лигнификацию клеточных стенок 108 корней проростков пшеницы при засолении

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль гормональных интермедиатов в проявлении антистрессового действия природных регуляторов роста на растения пшеницы"

Актуальность. В естественных условиях произрастания растения находятся под прессом постоянно меняющихся факторов среды, к которым они вынуждены приспосабливаться, в основе чего лежит развитие комплекса защитных реакций. Ключевым звеном в регуляции этого процесса является гормональная система, чутко реагирующая на изменение внешних условий (Davis et al., 2005; Веселов и др., 2007; Ghanem et al., 2008; Shakirova et al., 2010). Эффективность формирования стресс-устойчивости во многом определяется характером концентрационных изменений фитогормопов относительно друг друга, взаимодействующих в единой системе регуляции, и способностью каждого из гормонов воздействовать на эндогенный уровень других (Kuppusamy et al., 2008; Santner, Kstelle, 2009; Stamm, Kumar, 2010).

К числу универсальных песпецифических ответных реакций на неблагоприятные факторы относится быстрое накопление АБК, что приводит к индукции разнообразных компонентов защиты, направленных на снижение степени повреждающего действия стрессов на растения (Шакирова, 2001; Jiang, Zhang, 2002; Goda et al., 2008; Rock, 2010). Наряду с АБК и другие так называемые «стрессовые» гормоны, в частности, салициловая (CK) и жасмоиовая (ЖК) кислоты, участвуют в регуляции неспецифической устойчивости растений, связанной с индукцией экспрессии большого спектра чувствительных к ним генов (Тарчевский, 2002; Grant, Jones, 2009). Особый интерес к CK был вызван обнаружением ее ключевой роли в запуске системной приобретенной устойчивости (СГ1У) в растениях в ответ на инфицирование, обусловленной индукцией генерации активных форм кислорода (АФК) и синтеза специфических PR-белков (Ryals et al., 1994; Metraux, 2002; Шакирова, Сахабутдинова, 2003; Kawano, Furuichi, 2007). Вместе с тем, не вызывает сомнения факт участия эндогенной и экзогенной CK в регуляции устойчивости культур к абиотическим стрессовым факторам (Сахабутдинова, 2002; Shakirova et al., 2003; Масленникова, 2005; Lui et al.,

2006; Horvath ct al., 2007). Аналогичные открытия были сделаны и в отношении ЖК, участвующей совместно с этиленом в регуляции индуцированной системной устойчивости растений в ответ на поранение и патогенную атаку, связанной с экспрессией чувствительных к ним генов PR-и других защитных белков (Тарчевский, 2002; Pieterse, Van Loon, 2004; Wasternack, 2007; Balbi, Devoto, 2008; Browse, 2009; Васюкова, Озерецковская, 2009). В то же время ЖК и ее активные производные (например, мстилжасмонат (МЖ)), задействованы в регуляции устойчивости растеиий к абиотическим стрессам (Maslenkova el al., 1992; Walia et al., 2007; Batial et al., 2008; Si ct al., 2009; Demkura et al., 2010).

Поскольку CK и жасмонаты являются гормонами, можно было ожидать, что проявление их эффектов тесно связано с влиянием на гормональный статус растений. Ранее было выявлено, что обработка СК вызывает сдвиги в состоянии гормональной системы пшеницы, связанные с быстрым обратимым накоплением ИУК и АБК на фоне отсутствия измеиеиий в уровне цитокинипов, что позволило высказать предположение о том, что эндогенная АБК может служить интермедиатом в СК-индуцированной устойчивости растеиий (Shakirova, 2007). В литературе имеются довольно противоречивые сведения о количественных изменениях в содержании отдельных фитогормонов (АБК, или ауксин, или цитокинипы) в обработанных жасмонатами растениях (Bandurska et al., 2003; Ananieva et al., 2004; Kang et al., 2005; Battal et al., 2008). Вместе с тем, представлялось важным изучение их влияния на фитогормональный баланс, поскольку одновременный анализ разных классов фитогормонов в одних и тех же растениях позволяет выявить комплексную картину изменений в состоянии гормональной системы в ответ па обработку жасмонатами и понять, с какими эндогенными гормонами связано проявление их физиологического действия. Цель и задачи исследований. Цель работы заключалась в выявлении и оценке роли гормональных интермедиатов в реализации защитного действия СК и метилжасмопата (МЖ) па растения пшеницы в условиях натрийхлоридного засоления. Для решения цели были поставлены следующие задачи:

1) Выявить вклад эндогенной АБК в проявление антистрессового действия СК на растения пшеницы. В связи с этим провести анализ влияния обработки СК или СК в композиции с эффективным ингибитором биосинтеза АБК флуридоном в норме и при засолении на: а) динамику экспрессии ТАОШV гена дегидрина и накопления пролина как важнейших осмопротектантов; б) динамику активности фенилаланинаммиак-лиазы, супероксиддисмутазы и пероксидазы; в) уровень перекиспого окисления липидов и экзоосмоса электролитов.

2) Исследовать влияние метилжасмоната на рост и гормональный статус проростков пшеницы в нормальных условиях произрастания.

3) Проанализировать защитный эффект МЖ при разных способах обработки на рост и гормональный статус проростков пшеницы, подвергнутых засолспию, уровень перекиспого окисления липидов и выход электролитов;

4) Провести сравнительный анализ динамики отложения лигнина в клеточных стенках базальной части корней проростков, необработанных и нредобработанных МЖ или СК в смеси флуридоном, в норме и при засолеиии.

Научная новизна. Получены приоритетные данные о выполнении эндогенной АБК роли интермедиата в регуляции СК-индуцированной устойчивости пшеницы к засолению среды. Выявлена чувствительность к АБК гена Р11-белка, служащего маркером СПУ. Впервые на растениях пшеницы показано, что метилжасмонат в отобранной нами оптимальной в активации роста концентрации 100 нМ сочетает в себе свойства стимулятора роста и индуктора устойчивости проростков к натрий-хлоридному засолению. Проявление двойственного действия МЖ на растения связано с его способностью вызывать быстрое двукратное накопление цитокининов па фоне отсутствия изменений в уровне ИУК и АБК в нормальных условиях и предотвращать вызываемое засолением падение содержания цитокининов и уменьшать амплитуду стресс-индуцированных сдвигов в уровне ИУК и АБК. Эти результаты свидетельствует в пользу вероятности выполнения эндогенными цитокининами роли интермедиатов в регуляции проявления мстилжасмонатом на растениях пшеницы свойств стимулятора роста и индуктора стресс-устойчивости.

Практическая значимость работы. Совокупность полученных в работе данных расширяет знания об особенностях функционирования салицилата и метилжасмоната в единой системе гормональной регуляции метаболизма растений. Выявленные механизмы регуляторного действия СК и МЖ на растения пшеницы раскрывают пути создания комплексных защитных препаратов с использованием этих регуляторов роста.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Роль стрессовых фитогормонов в формировании устойчивости растений к абиотическим стрессовым факторам среды

В связи с прикреплеиностыо к месту обитания растения постоянно подвергаются воздействию изменяющихся факторов внешней среды и атаке фитопатогенов и вредителей. Это вынуждает их приспосабливаться к условиям существования, что требует развития целого комплекса ответных реакций, направленных на борьбу со стрессами, с целью формирования адекватной защиты. Само существование растений обусловлено их способностью сопротивляться экстремальным условиям среды, адаптироваться к ним, сохраняя при этом свой жизненный потенциал. Вместе с тем, хорошо известно, что реализация защитных механизмов, развиваемых в растениях в ответ на изменение внешних условий среды, сопровождается снижением их продуктивности. В связи с этим, к числу приоритетных направлений современного растениеводства относится целенаправленное использование регуляторов роста и развития растений для повышения продуктивности важнейших сельскохозяйственных культур. Очевидно, что с этой целью нужно использовать не любые регуляторы роста, а именно те, которые характеризуются широким спектром защитного действия.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Ласточкина, Оксана Владимировна

ВЫВОДЫ

1. С использованием ингибитора биосинтеза АБК флуридона продемонстрирована ключевая роль эндогенной АБК в регуляции салициловой кислотой экспрессии ТАЙНЫ гена дегидрина и накопления пролипа в проростках пшеницы при воздействии 2% ЫаС1.

3. Выявлено, что метилжасмонат в отобранной нами концентрации 100 пМ как при предпосевном замачивании семян, так и обработке вегетирующих растений сочетает свойство стимулятора роста и индуктора устойчивости растений пшеницы к натрий-хлоридному засолению.

4. Получены приоритетные данные об активном воздействии МЖ на состояние гормональной системы растений в норме и при стрессе. Выявлено, что ростстимулирующий эффект в первую очередь, связан с быстрым двукратным обратимым накоплением цитокининов на фоне отсутствия изменений в концентрации ИУК и АБК, тогда как антистрессовый - с предотвращением вызываемого засолением падения содержания цитокининов и уменьшением амплитуды сдвигов в уровне АБК и ауксина.

5. Важный вклад в проявление протекторного действия СК и МЖ на растения пшеницы в условиях засоления вносит дополнительная активация накопления лигнина в клеточных стенках базальпой части корней.

Совокупность полученных данных указывает на сопоставимый по уровню протекторный эффект СК и МЖ на растения пшеницы в условиях засоления, однако его реализация осуществляется с участием разных гормональных иитермедиатов - при предобработке СК им служит эндогенная АБК, тогда как МЖ, вероятно - эндогенные цитокинины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гормональной системе отводится лидирующая роль в регуляции метаболизма растений, лежащего в основе роста и развития в ходе онтогенеза, а также адаптации к изменяющимся условиям произрастания. Каждый из фитогормонов участвует в регуляции таких интегральных физиологических процессов как рост, развитие и дифферепцировка растений в нормальных условиях произрастания и при их изменении. Это указывает на активное взаимодействие их друг с другом в единой системе регуляции жизнедеятельности на протяжении всего онтогенеза и способность каждого из гормонов воздействовать на концентрационный уровень других (Goda el al., 2008; Kuppusamy et al., 2008; Bari, Jones, 2009; Stamm, Kumar, 2010).

Данная работа посвящена выяснению роли эндогенных фитогормонов в реализации физиологического действия CK и МЖ на растения пшеницы. К моменту начала настоящей работы сотрудниками нашей лаборатории было выявлено, что обработка 0.05 мМ CK как семян, так и проростков пшеницы вызывает быстрое параллельное обратимое накопление ИУК и АБК па фоне отсутствия какого-либо действия на содержание цитокининов в растениях пшеницы. Это позволило предположить, что проявление CK ростстимулирующего действия на растения, скорее всего, связано с транзиторным накоплением ауксина, в то время как реализация антистрессового действия может быть обусловлена СК-индуцированным обратимым накоплением АБК (Шакирова, Безрукова, 1997; Шакирова и др., 2000; Безрукова и др., 2001; Shakirova el al., 2003; Фатхутдинова и др., 2004; Сахабутдинова и др., 2004; Shakirova, 2007). Способность CK вызывать накопление АБК можно рассматривать в качестве важного ответа растений, поскольку этому гормону отводится ключевая роль в запуске и координации защитных реакций при воздействии стрессовых факторов разной природы (I-Iuang et al., 2008; Wasilewska et al., 2008; Urano et al., 2009; Saavedra et al., 2010; Shakirova et al., 2010), что во многом характерно также и для самой CK

Raskin, 1992; Ryals et al., 1994; Шакирова, 2001; Metraux, 2002; Horvath et al., 2007). Это дало основание к предположению о возможности выполнения эндогенной АБК роли интермедиата в СК-регулируемой устойчивости пшеницы (Shakirova et al., 2003; Shakirova, 2007).

Для проверки этого предположения мы в своей работе использовали эффективный ингибитор биосинтеза АБК фруридон (Wiese et al., 2004). Этот подход позволил выявить участие СК в регуляции новообразования АБК в растениях пшеницы в ходе обработки, что могло бы сыграть важную роль в выявленном ранее предадаптирующем эффекте СК на проростки к последующим стрессовым ситуациям.

Действительно, предобработка флуридоном предотвратила СК-индуцируемое накопление АБК в проростках в нормальных условиях произрастания и существенно (примерно на 50 %) снизила стресс-индуцированное увеличение уровня АБК в предобработанных СК растениях. Это, в свою очередь, отразилось в предотвращении вызываемой СК активации ФАЛ, пероксидазы и лигнификации клеточных стснок корней проростков в норме и заметном снижении уровня стресс-индуцированной активации СОД и пероксидазы, накопления лигнина в оболочках клеток, а также предотвращении протекторного действия СК на перекисное окисление липидов и выход электролитов. При этом следует отметить, что флуридон в условиях засоления снижал в растениях пшеницы уровень индуцируемой СК экспрессии TADHN гена дегидрииа и накопления пролина, являющихся важнейшими осмопротекгантами.

Полученные данные свидетельствуют о важной роли эндогенной АБК в качестве регуляториого интемедиата в развитии защитных в ходе предобработки СК (до стресса) и проявлении защитного действия на растения при засолении, хотя в большинстве проанализированных нами компонентов защиты уровень их активации/накопления был заметно ниже, чем в необработанных СК растениях. Это, в свою очередь, указывает на эффективность СК-индуцируемых, АБК-опосредуемых защитных реакций, развиваемых в ходе предобработки CK, в формировании устойчивости к стрессу.

Данные, полученные с применением флуридона, указывают на то, что вызываемое обработкой CK быстрое обратимое накопление АБК играет важную роль в качестве гормонального интермедиата в реализации предадап тирующего действия CK на растения пшеницы при предобработке (до стрессового воздействия) и регуляции развития устойчивости пшеницы при стрессе, в частности, натрий-хлоридпом засолении.

Важное отмстить, что первоначальный интерес к CK был вызван выявление ее ключевой роли в запуске системной приобретенной устойчивости растений. Однако спустя время было обнаружено, что в регуляции развития системной устойчивости растений к возбудителям болезней задействованы жасмонаты, ко'торые совестно с этиленом запускают так называемую системную индуцированную устойчивость (Grant, Jones, 2009; Bari, Jones, 2009). Это послужило стимулом к пристальному вниманию исследователей к различным проявлениям действия жасмопатов на растения в норме, а также при воздействии стрессовых факторов абиотической природы (Wasternak, 2007). При этом следует отметить, что наибольший интерес вызвало выявление участия ЖК в регуляции устойчивости растений к солевому стрессу (Maslenkova et al., 1992; Moons et al., 1997; Bandurska et al., 2003; Walia et al., 2007). Правда, к настоящему времени накопилось немало сведений об участии жасмонатов в индукции устойчивости растений и к другим абиотическим стрессам (Battal et al., 2008; Demkura et al., 2010), хотя механизмы защитного действия ЖК на растительный организм пока недостаточно ясны.

Поскольку ранее, а также в данной работе показана эффективность использования CK с целыо повышения устойчивости к засолению, интересно было сопоставить действие метилжасмоната как активного производного ЖК на устойчивость пшеницы к солевому стрессу с таковым CK.

Так, нами было выявлен ярко выраженный ростстимулирующий эффект МЖ на растения пшеницы, который является дозо-зависимым. Обнаружено, что МЖ в крайне низкой оптимальной в активации ростовых процессов концентрации 100 нМ сочетает в себе свойство стимулятора роста и индуктора устойчивости растений к натрий-хлоридному засолению.

Нами впервые выявлено, что проявление двойственного действия МЖ на растения пшеницы связано с его способностью на фоне отсутствия каких-либо изменений в содержании ИУК и АБК вызывать быстрое двукратное обратимое накопление цитокининов в норме. В то же время предобработка МЖ способствует снижению амплитуды индуцированных засолением сдвигов в содержании АБК и ИУК и полному предотвращению падения уровня цитокининов.

Полученные результаты свидетельствуют в пользу вероятности выполнения цитокииинами важной роли в реализации как ростстимулирующего, -так и протекторного действия на растения, поскольку известно, что они характеризуются ярко выраженным сочетанием этих свойств (Кулаева, Кузнецов, 2002; Веселов и др, 2007; Романов, 2009; Argueso et al, 2009; Xu et al, 2010; Kudo et al, 2010). О защитном действии МЖ на растения пшеницы к натрий-хлоридному засолению свидетельствуют данные о почти 50% снижении уровня стресс-ипдуцированного накопления МДА и выхода электролитов из тканей. Важный вклад в выявленный нами эффект, вероятно, вносит способность МЖ, также как и СК, вызывать ускорение накопления лигнина в оболочках клеток корней, что является важным компонентом укрепления их барьерных свойств в отношении токсических ионов натрия. Причем, также как и в случае СК, предобработка растений МЖ при засолении существенно интенсифицирует процесс лигнификации клеточных стенок.

Интересно подчеркнуть, что в случае СК ускорение отложения лигнина в оболочках клеток корней обусловлено СК-индуцироваппым накоплением АБК, что доказано в опытах с флуридоиом, который предотвращает вызываемую СК активацию ключевых ферментов биосинтеза лигнина ФАЛ и пероксидазы. В случае же обработки МЖ важный вклад в регуляцию лигнификации клеточных стенок, вероятно, вносят эндогенные цитокинины, поскольку известно, что они вызывают увеличение уровня пероксидазы (Хи el al., 2010) и также вовлекаются в регуляцию синтеза лигнина и его отложения в клеточных стенках (Guo et al., 2005). Эти результаты получены на zpí-трансгенных растениях, поддерживающих повышенный уровень цитокининов как в норме, так и при стрессе (Веселов и др., 2007).

Таким образом, и СК, и МЖ проявляют сходный по уровню протекторный эффект на растения пшеницы к засолению, однако его реализация осуществляется с участием разных гормональных интермедиатов - при предобработке СК им служит эндогенная АБК, тогда как МЖ -эндогенные цитокинины.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ласточкина, Оксана Владимировна, Уфа

1. Авальбаев A.M., Юлдашев P.A., Шакирова Ф.М. Физиологическое действие на растения фитогормонов стероидной природы брассиностероидов // Усп. совр. биол. 2006. Т. 126. С. 72-80.

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

3. Безрукова М.В., Сахабутдинова А.Р., Фатхутдинова P.A. Гормональный уровень в защитном действии салициловой кислоты на рост проростков пшеницы при водном дефиците // Агрохимия. 2001. № 2. С.51-54.

4. Васюкова Н. И., Озерецковская О.Л. Индуцированная устойчивость растений и салициловая кислота // Прикл. биох. микробиол. 2007. Т.43. С. 405-411.

5. Васюкова Н. И., Озерецковская О.Л. Жасмопат-зависимая защитная сигнализация в тканях растений // Физиология растений. 2009. Т. 56. С. 643- 653.

6. Веселов А.П., Курганова Л.Н., Лихачева A.B., Сушкова У.А. Возможное регуляторное влияние перекисиого окисления липидов на активность 1-Г- АТФазы плазмалеммы в условиях стресса // Физиология растений. 2002. Т. 49. С. 385-389.

7. Веселов Д.С., Маркова И.В., Кудоярова Г.В. Реакция растений на засоление и формирование солеустойчивости // Успехи совр. биол. 2007. Т. 127. С. 482-493.

8. Веселов Д.С., Веселов С.Ю., Высоцкая Л.Б., Кудоярова Г.Р., Фархутдинов Р.Г. Гормоны растений. Регуляция концентрации и связь с ростом и водным обменом. М.: Наука. 2007. 160 с.

9. Глянысо А.К., Макарова Л.Е., Васильева Г.Г., Миронова Н.В. Возможное участие перекиси водорода и салициловой кислоты в бобово-ризобиальном симбиозе // Изв. РАН. Сер. Биол. 2005. № 3. С. 300-305.

10. Данилова М.Ф., Мазель Ю.Я., Телепова М.Н., Жигнева H.H. Формирование систем поглощения и транспорта ионов в корне кукурузы (Zea mays): анатомия и ультраструктура корня // Физиология растений. 1990. Т. 37. С. 629-635.

11. Дмитриев О.П., Кравчук Ж.М. Активные формы кислорода и иммунитет растений // Цитология и генетика. 2005. Т. 39. С. 64-75.

12. Дубинина Е.Е. Активность и изоферментный спектр СОД эритроцитов и плазмы крови человека // Лаб. дело. 1983. № 10. С. 30-33.

13. Зеиков Н.К., Ланкип В.Е., Менщикова Е.Б. Окислительный стресс. М.: Наука. Иптерпериодика. 2001. 343 с.

14. Иванова А.Б., Апцыгина Л.Л., Ярип А.Ю., Гречкин А.Н. Влияние метилжасмоната на ростовые процессы у гороха (Pisum sativum L.) // ДАН. 2000. Т.374. С. 133-135.

15. Калинкина Л.Г. Накопление пролипа в клетках морской и пресноводной хлореллы в зависимости от концентрации NaCl в среде и интенсивности роста водорослей // Физиология растений. 1985. Т.32. С.42-52.

16. Кудоярова Г.Р., Веселов С.Ю., Каравайко H.H. Иммуноферментная тест-система для определения цитокипинов // Физиология растений. 1990. Т. 37. С. 193-199.

17. Кулаева О.Н., Кузнецов B.B. Новейшие достижения и перспективы в области изучения цитокининов // Физиология растений. 2002. Т. 49. С. 626640.

18. Кузнецов Вл.В., Хадыров Б.Т., Рощупкип Б.В., Борисова H.H. Общие системы устойчивости хлопчатника к засолению и высокой температуре: факты и гипотезы // Физиология растений. 1990. Т. 37. С. 987-996.

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

20. Кузнецов Вл.В., Радюкина Н.Л., Шевякова Н.И. Полиамины при стрессе: биологическая роль, метаболизм и регуляция // Физиология растений. 2006. Т. 53. С.658-683.

21. Лукаткип A.C. Вклад окислительного стресса в развитие холодового повреждения в листьях теплолюбивых растений. Образование активированных форм кислорода при охлаждении,растений // Физиология растений. 2002. Т. 49. С. 697-702.

22. Максимов И.В., Черепанова Е.А., Сурипа О.Б., Сахабутдинова А.Р. Влияние салициловой кислоты па активность пероксидазы в совместных культурах каллусов пшеницы с возбудителем твердой головни Tilletia caries 11 Физиология растений. 2004. Т. 51. С. 534-540.

23. Малиновский В.И. PR-белки и фитовирусы // Успехи совр. биол. 2009. Т. 129. С. 239-247.

24. Малый практикум по физиологии растений // Под ред. А.Т. Мокроносова. М.: МГУ. 1994. 184 с.

25. Масленникова Д.Р. Прооксидантпая и антиоксидантная система в проявлении защитного действия салициловой кислоты на растения пшеницы к засолению. Автореф . дисс. канд. биол. наук. Уфа. 2005. 24 с.

26. Медведев С.С., Маркова И.В. Участие салициловой кислоты в гравитропизме у растений //ДАН СССР. 1991. Т. 316. С. 1014-1016.

27. Нургалиева Р.В., Кильдибекова А.Р., Сахабутдинова А.Р., Масленникова Д.Р., Авальбаев A.M., Безрукова М.В., Фатхутдинова Д.Р.,

28. Гилязетдинов Ш.Я., Шакирова Ф.М. Влияние Гуми-М на гормональный статус растений пшеницы при засолении // Агрохимия. 2006. № 8. С. 25-29.

29. Павлова Е.Л., Рихванов В.Г., Таусон Е.Л. Влияние салициловой кислоты на развитие индуцированной термотолераитности и индукцию синтеза БТШ в культуре клеток Arabidopsis thaliana II Физиология растений. 2009. Т. 56. С. 78-84.

30. Панина Я.С., Васюкова Ii. И., Озерцовская О.Л. Ингибирование активности катал азы клубней картофеля салициловой и янтарной кислотами //ДАН. 2004. Т. 397. С. 131-133.

31. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат. 1988. 207 е.

32. Романов Г.А. Как цитокинины действуют на клетку // Физиология растений. 2009. Т. 56. С. 295-319.

33. Сахабутдипова А.Р. Регуляция салициловой кислотой устойчивости пшеницы к стрессовым факторам. Автореф. . дисс. канд. биол. наук. Уфа. 2002. 24 с.

34. Сахабутдинова, А.Р., Фатхутдипова, Д.Р., Шакирова, Ф.М. Влияние салициловой кислоты на активность аптиоксидантных ферментов пшеницы при засолении // Прикл. биох. микробиол. 2004. Т. 40. С. 579-583.

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

36. Титов А.Ф., Таланова В.В. Устойчивость растений и фитогормоны. Петрозаводск: Институт биологии КарНЦ РАН. 2009. 206 с.

37. Фатхутдинова P.A., Сахабутдинова Л.Р, Максимов И.В. Влияние салициловой кислоты па антиоксидантные ферменты в проростках пшеницы // Агрохимия. 2004. № 8. С. 27-31.

38. Фурст Г.Г. Методы анатомо-гистохимического исследования растений. М.: Наука. 1979. 155 с.

39. Хайруллин P.M., Юсупова З.Р, Максимов И.В. Защитные реакции пшеницы при инфицировании грибными патогенами. 1. Взаимодействие анионных пероксидаз пшеницы с хитином, хитозаном и телиоснорами Tilletia caries II Физиология растений. 2000. Т. 47. С. 108-113.

40. Чанышева К.В. Ростстимулирующее и антистрессовое действие препарата фэтил на растения пшеницы. Автореф. дис. . канд. биол. наук. 2006. Уфа. 24 с.

41. Чевари С, Чаба И, Секей И. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах // Лаб. дело. 1985. № 1 1. С. 678-681.

42. Чернядьев И.И, Монахова О.Ф. Активность НАДФ-глицсральдегидфосфатдсгидрогеназыи фософоенолпируваткарбоксилазы в листьях пшеницы при водном стрессе // Прикл. биохим. и микробиол. 2006. Т. 42. С. 353-361.

43. Чернядьев И.И. Протекторное действие цитокинипов на фотосинтетический аппарат и продуктивность растений при сгрессе // Прикл. биохим. микробиол. 2009. Т. 45. С. 389-402.

44. Шакирова Ф.М, Безрукова М.В, Хайруллин P.M. Стимуляция увеличения уровня лектина в проростках пшеницы под влиянием солевого стресса // Известия РАН. Серия биол. 1993. № 1. С. 143-145.

45. Шакирова Ф.М, Максимов И.В, Хайруллин P.M., Безрукова М.В, Ямалеев A.M. О влиянии септориоза колоса на динамику накопления лектинаи содержание фитогормонов в развивающихся'зерновках пшеницы // Физиол. биох. культ, растений. 1994. Т. 26. С. 40-45.

46. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В. Индукция салициловой кислотой устойчивости пшеницы к засолению среды // Известия РАН. Серия биол. 1997. №2. С. 149-153.

47. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Сахабутдииова А.Р. Влияние салициловой кислоты на урожайность яровой пшеницы и баланс фитогормонов в растениях в онтогенезе // Агрохимия. 2000. № 5. С. 52-56.

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

49. Шакирова Ф.М., Авальбаев A.M., Чемерис А.В., Вахитов В.А. Гормональная регуляция транскрипции у растений // Мол. биол. 2002. Т. 36. С. 585-592.

50. Шакирова Ф.М., Сахабу гдинова А.Р. Сигнальная регуляция устойчивости растений к патогенам // Успехи совр. биол. 2003. Т. 123. С. 563572.

51. Шакирова Ф.М., Аллагулова Ч.Р., Безрукова М.В., Авальбаев A.M., Гималов Ф.Р. роль эндогенной АБК в индуцируемой холодом экспрессии TADHN гена дегидрина в проростках пшеницы // Физиология растений. 2009. Т. 56. С.796-800.

52. Шалимова О.А., Штахова Т.А. Развитие растений гороха на средах с высоким содержанием тяжелых металлов при стимуляции салициловой кислотой // Вест. РАСХН. 2007. № 5. С. 40.

53. Acosta I.F., Laparra Н., Romero S.P, Schmelz E., Hamberg M., Mottinger J.P., Moreno M.A., Dellaporta S.L. Is a lipoxygenase affecting jasmonic acid signaling in sex determination of maize // Science. 2009. V. 323. P. 262.

54. Agarwal S., Sairam R.K., Srivastava G.C., Meena R.C. Changes in antioxidant enzymes activity and oxidative stress by abscisic acid and salicylic acid in wheat genotypes // Biol. Plant. 2005. V. 49. P. 541-550.

55. Allagulova C.R., Shakirova F.M., Gimalov F.R. Triticum aestivum dehydrin-like gene TADITN // NCBI Accession No AY574032, 2004.

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

57. Argueso C., Ferreira F.J., Kieber J.J. Environmental perception avenues: the interaction of cytokinin and environmental response pathways // Plant Cell Environ. 2009. V. 32. P. 1 147-1160.

58. Ananieva E.A, Christov K.N, Popova L.P. Exogenous treatment with salicylic acid leads to increased antioxidant capacity in leaves of barley plants exposed to paraquat // J. Plant Physiol. 2004. V. 161. P. 319-328.

59. Badawi M., Danyluk J., Boucho B., Houde M., Sarhan F. The CBF gene family in hexaploid wheat and its relationship to the phylogenetic complexity of cereal CBFs //Mol. Genet. Genom. 2007. V. 277. P. 533-554.

60. Balbi V., Devoto A. Jasmonate signaling network in arabidopsis thaliana: crucial regulatory nodes and new physiological scenarios // New Phytol. 2008. V. 177. P. 301-318.

61. Banu N.A., Hoque A., Matsuoka K., Watanabc-Sugimoto M., Shimoishi Y., Murata Y., NakamuraY. Proline and glycinebetaine induce antioxidant defense gene expression and suppress cell death in cultured tobacco cells under salt stress //

62. J. Plant Physiol. 2009. V. 166. P. 146-156.

63. Bari R., Jones J.D.G. Role of plant hormones in plant defence responses // Plant. Mol. Biol. 2009. V. 69. P. 473-488.

64. Battal P., Erez M.E., Turlcer M., Berber I. Molecular and physiological changcs in maize (Zea mays) induced by exogenous NAA and MeJa during cold stress // Ann. Bot. Fennici. 2008. V.45. P. 173-185.

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

66. Beck E.N., Fettig S., Knake C., Hartig K., Bhattarai T. Specific and uncpecific responses of plants to cold and drought stress II J. BioSci. 2007. V. 32. P. 501-510.

67. Bent A.F. Plant disease resistance genes: function meets structure // Plant Cell. 1996. V. 8. P. 1757-1771.

68. Bezrukova M.V., Kildibekova A.R., Shakirova F.M. WGA reduces the level of oxidative stress in wheat seedlings under salinity // Plant Growth Regul. 2008. V. 54. P. 195-201.

69. Boothe J.G., de Bcus M.D., Johnson-Flanagan A.M. Expression of a low-temperature-induces protein in Brassica napus II Plant Physiol. 1995. V. 108. P. 795-803.

70. Bowling S.A., Clarke J.D., Liu Y., Klessing D.F., Dong X. The cpr5 mutant o Arabidopsis expresses both NPR1-dependent and NPR1-independent resistance //Plant Cell. 1997. V. 9. P. 1573-1584.

71. Browse J. Jasmonate passes muster: a receptor and targets for the defense hormone // Annu. Rev. Plant Biol. 2009. V. 60. P. 183-205.

72. Cabane M., Pireaux J-C., Weber E., Dizengremel P., Pollet B., Lapierre C.

73. Condensed Lignins Are Synthesized in Poplar Leaves Exposed to Ozone // Am. Soc Plant Biol. 2004.

74. Catinot J., Buehala A., Abou-Mansour E., Mietraux J.-P. Salicylic acid production in response to biotic and abiotic stress depends on isochorismate in Nicotiana benthamiana II FEBS Lett. 2008. V. 582. P. 473-478.

75. Cenzano A., Cantoro R., Racagni G. Phospholipid and phospholipase changes by jasmonic acid during stolon to tuber transition of potato // Plant Growth Regul. 2008. V. 56. P. 307-316.

76. Chen Z., Cuin T.A., Zhou M., Twomey A., Naidu B.P., Shabala S. Compatible solute accumulation and stress-mitigating effects in barley genotypes contrasting in their salt tolerance // J. Exp. Bot. 2007. V. 58. P. 4245-4255.

77. Cheng H, Song S., Xiao L., Soo H.M., Cheng Z., Xie D., Peng J. Gibberellin acts through jasmonate to control the expression of MYB2J, MYB24, and MYB57 to promote stamen filament growth in Arabidopsis // PLoS Genetics. 2009. V. 5. P. 1-13.

78. Ciaffi M., Paolacci A.R., D'Aloisio E., Tanzarella O.A., Porceddu E. Cloning and characterization of wheat PDI (Protein Disulfide Isomerase) homoeologous genes and promoter sequences // Gene. 2006. V. 366. P. 209-218.

79. Close T.J. Dehydrins: Emergence of a biochemical role of a family of plant dehydration proteins // Physiologia Plantarum. 1996. V. 97. P. 795-803.

80. Collén J, Hervé C, Guisle-Marsollier I, Léger J, Boyen C. Expression profiling of chondrus crispus (Rhodophyta) after exposure to methyl jasmonate // J. Exp. Bot. 2006. V. 57. P. 3869-3881.

81. Cutler S.R., Rodriguez P.L., Finkelstein R.R., Abrams S.R. Abscisic acid: emergence of a core signaling network // Annu Rev. Plant Biol. 2010. V. 61. P. 651-679.

82. Crcllman R.A., Mullet J.E. Jasmonic acid distribution and action in plants: regulation during development and response to biotic and abiotic stress // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. P. 4114-4119.

83. De Vleesschauwer D, Yang Y, Cruz CV, Iiöfte M. Abscisie acid-induced resistance against the brown spot pathogen Cochliobolus miyabeanus in rice involves MAP kinasc-mediated repression of ethylene signaling // Plant Physiol. 2010. V. 152. P. 2036-2052.

84. De Simone O., Haase K., Müller E., Junk W.J., Hartmann K., Schreiber L., Schmidt W. Apoplasmic barriers and oxygen transport properties of hypodermal cell walls in roots from four amazonian tree species // Plant Physiol. 2003. V. 132. P. 206-217.

85. Degenhardt 13., Gimmler H. Cell wall adaptation to multiple enviromental stresses in maize roots // J. Exp. Bot. 2000. V. 51. P. 595-603.

86. Demkura P.V., Abdala G., Baldwin I.T., Ballare C.L. Jasmonate-dependent and -independent pathways mediate specific effects of solar ultraviolet B radiation on leaf phenolics and antiherbivore defense // Plant Physiol. 2010. V. 152. P. 10841095.

87. Dermastia M., Ravnikar M., Vilhar B., Kovae M. Increased level of cytokinins ribosides in jasmonic acid-treated potato {Solanum tuberosum L) stem node cultures I I Physiol. Plant. 1994. V. 92. P. 241-246.

88. Ding C.K., Wang C.Y., Gross K.C., Smith D.L. Reduction of chilling injury and transcript accumulation of heat shock proteins in tomato fruit by methyl jasmonate and methyl salicylate //Plant Sei. 2001. V. 161. P. 1153-1159.

89. Dixon R., Paiva N. Stress-Induced Phenylpropanoid Metabolism // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1085-1097.

90. Du C.K., Li Z.G., Gong M. Adaptation to heat and cold stresses and collection with antioxidative enzymes in corn plantlets, induced by salicylic acid // Plant Physiol. 2005. V. 41. P. 19-22.

91. Eulgem T. Transcriptional networks in plants. Regulation of the Arabidopsis defense transcriptome // Trends Plant Sci. 2005. V. 10. P. 71-78.

92. Fedina I., Nedeva D., Georgieva K., Velitchkova M. Methyl jasmonate counteract UV-B stress in barley seedlings // J. Agron. Crop Sci. 2009. V. 195. P. 204-212.

93. Fan J., Hill L., Crooks C., Doerner P., Lamb C. Abscisic acid has a key role in modulating diverse plant-pathogen interactions // Plant Physiol. 2009. V. 150. P. 1750-1761.

94. Filella I., Penuelas J., and Llusià J. Dynamics of the enhanced emissions of monoterpenes and methyl salicylate, and decreased uptake of formaldehyde, by Quercus ilex leaves after application of jasmonic acid // New Phytol. 2006. V. 169. P. 135-144.

95. Footitt S., Dietrich D., Fait A., Fernie A.R., Holdsworth M.J. The COMATOSE ATP-binding cassette transporter is required for full fertility in Arabidopsis II Plant Physiol. 2007. V. 144. P. 1467-1480.

96. Fujii II, Zhu JK. Arabidopsis mutant deficient in 3 abscisic acid-activated protein kinases reveals critical roles in growth, reproduction, and stress // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. P. 8380-8385.

97. Gala R., Mita G., Caretto S. Improving alpha-tocopherol production in plant cell cultures //J. Plant Physiol. 2005. V. 162. P. 782-784.

98. Gapper N., Norris G., Clarke S., Lill R., Jamerson P. Novel amino acid conjugates in Arabidopsis officinalis during harvest-induced and natural foliar senescence // Physiol. Plant. 2002. V. 144. P. 116-124.

99. Gidda K.S., Miersch O., Schmidt J., Wasternack C., Varin L. Biochemical and molecular characterization of a hydroxyl-jasmonate sulfotransferase from Arabidopsis thaliana//. Biol. Chemistry. 2003. V. 278. P. 17895-17900.

100. Shinozaki K., Saito K., Yoshida S., Shimada Y. The AtGenExpress hormone and chemical treatment data set: experimental design, data evaluation, model data analysis and data access // Plant J. 2008. V. 55. P. 526-542.

101. Grant M.R., Jones J.D.G. Hormone (Dis)harmony moulds plant health and desease // Science. 2009. V. 324. P. 750. '

102. Ghanem M.E., Albacete A., Martinez-Andujar C., Acosta M., Romero-Aranda R., Dodd I.C., Lutts S., Perez-Alfocea F. Hormonal changes during salinity-induced leaf senesccnce in tomato (Solatium lycopersicum L.) // J. Exp. Bot. 2008. V. 59. P. 3039-3050.

103. Guan L.M., Scandalios J.G. Hydrogen peroxide-mediated catalase gene expression in response to wounding // Free Radical Biol. Med. 2000. V.28. P. 1182-1190.

104. Guiltinan M.J., Marcotte W.R.J., Quatrano R.S. A plant leucine zipper protein that recognized an abscisic acid element // Science. 1990. V. 250. P. 267271.

105. Guo J., Hu X., Duan R. Interactive effects of cytokinins, light, and sucrose on the phenotypes and the syntheses of anthocyanins and lignins in cytokinin overproducing transgenic Arabidopsis // J. Plant Growth Regul. 2005. V. 24. P. 93101.

106. Guo Y., Gan S. AtNAP, a NAC family transcription factor, has an important role in leaf senesccnce // Plant J. 2006. V. 46. P. 602-612.

107. Hara M., Shinoda Y., Tanaka Y., Kuboi T. DNA binding of citrus dehydrin promoted by zinc ion // Plant Cell Environ. 2009. V. 32. P. 532-541.

108. Hare P.D., Cress W.A. Metabolic implications of stress-induced proline accumulation in plants // Plant Growth Regul. 1997. V. 21. P. 79-102.

109. Hiraga, S., Sasaki, K., Ito, PI., Ohashi, Y., Matsui, H. A large family of class III plant peroxidases // Plant Cell Physiol. 2001. V. 42. P. 462-468.

110. Horvath E., Szalai G., Janda T. Induction of Abiotic Stress Tolerance by Salicylic Acid Signaling // J. Plant Growth Regul. 2007. V. 26. P. 290-300.

111. Huang D, Wu W, Abrams S.R, Cutler A.J. The relationship of drought-related gene expression in Arabidopsis thaliana to hormonal and environmental factors // J. Exp. Bot. 2008. V. 59. P. 2991-3007.

112. Hwang I, Sakakibara H. Cytokinin biosynthesis and perception // Physiol. Plant. 2006. V. 126. P. 528-538.

113. Janda T, Szalai G, Lesko K, Yordanova R, Apostol S, Popova L.P. Factors contributing to enhanced freezing tolerance in wheat during frost hardening in the light // Phytochemistry. 2007. V. 68. P. 1674-82.

114. Jaspers P, Kangasjarvi J. Reactive oxygen species in abiotic stress signaling //Physiol. Plant. 2010. V. 138. P. 405-413.

115. Jiang M, Zhang J. Effect of abscisic acid on active oxygen species, antioxidantive defence system and oxidative damage in leaves of maize seedling // Plant Cell Physiol. 2001. V. 42. P. 1256-1273.

116. 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. P. 2401-2410.

117. Katsir L, Chung, H.S, Koo, A.J.K, Howe, G.A. Jasmonate signaling: a conserved mechanism of hormone sensing // Cur. Opin. Plant Biol. 2008. V. 11. P. 428-435.

118. Keen N.T. The molecular biology of disease resistance // Plant Mol. Biol. 1992. V. 19. P. 109-123.

119. Keramat B., Kalantari K.M., Arvin M.J. Effects of methyl jasmonate in regulating cadmium induced oxidative stress in soybean plant (Glycine max L.) // Afr. J. Microbiol. Res. 2009. V. 3. P. 240-244.

120. Khedr A.H.A., Addas M.A., Wahid A.A.W., Quick W.P., Adogadallah G.M. Proline induces the expression of salt-stress-responsive proteins and may improve the adaptation of Pancratium maritimum L. to salt stress // J. Exp. Bot. 2003. V. 54. P. 2553-2562.

121. Kim T.H., Bohmcr M., Hu H., Nishimura N., Schroeder J.T. Guard cell signal transduction network: advances in understanding abscisic acid, C02, and Ca2+ signaling//Annu Rev Plant Biol. 2010. V. 61. P. 561-591.

122. Kozlowski G., Buchala A., Metraux J.-P. Methil jasmonate protects Nonvay spruce (Picea albies L.) seedlings against Pythium ultimum II Trow. Physiol. Mol. Plant Biol. 1999. V.55. P.53-58.

123. Kudo T., Kiba T., Sakakibara.H. Metabolism and long-distance translocation of cytokinins // J. Integr. Plant Biol. 2010. V. 52. P. 53-60.

124. Kuppusamy K.T., Walcycr C.L., Nemhauser J.L. Cross-regulatory mechanisms in hormone signaling//Plant Mol. Biol. 2008. V.69. P. 375-381.

125. Kranner I, Roach T, Beckett R.P, Whitaker C., Minibayeva F.V. Extracellular production of reactivc oxygen species during seed germination and early seedling growth in Pisum sativum // J. Plant Physiol. 2010. V.167.P.816-811.

126. Krasavina M.S. Effect of salicylic acid on solute transport in plants. Chapter 3. In Book "Salicylic Acid-A Plant Hormone". Springer: The Netherlands. S. I-Iayat and A. Ahmad (Eds.). 2007. P. 25-68.

127. Kratnev A., Yordanova R., Janda T. Treatment with salicylic acid decreases the effect of cadmium on photosynthesis in maize plants // J. Plant Physiol. 2008. V. 165. P. 920-931.

128. Ma S., Gong Q., Bohnert H.J. Dissecting salt stress pathways // J. Exp. Bot. 2006. V. 57. P. 1097-1 107.

129. Ma Y, Szostkiewicz I, Korte A, Moes D, Yang Y, Christmann A, Grill E. Regulators of PP2C phosphatase activity function as abscisic acid sensors // Science. 2009. V. 24. P. 1064-1068.

130. Maksymiec W, Wianowska D, Dawidowicz AL, Radkiewicz S, Mardarowicz M, Krupa Z. The level of jasmonic acid in Arabidopsis thaliana and Phaseolus coccineus plants under heavy metal stress // J. Plant Physiol. 2005. V. 162. P. 1338-1346.

131. Malamy J., Carr J.P., Klesing D.F., Raskin I. Salicylic acid: a likely endogenous signal in the resistance response of Tabacco to viral infection // Science. 1990. V. 250. P. 1002-1004.

132. Maslenkova L.T., Mileva T.S., Popova L.P. Changes in the polypeptide patterns of barley seedlings exposed to jasmonic acid and salinity // Plant Physiol. 1992. V. 98. P. 700-707.

133. Metraux J.P. Recent breakthroughs in study of salicylic acid biosynthesis // Trends Plant Sci. 2002. V. 7. P. 331-334.

134. Miersch O., Semdner G., Schreiber K. Occurrence of jasmonic acid analogues in Viciafaball Phytochemystry. 1989. V. 8. P. 339-340.

135. Miller G., Shulaev V., Mittler R. Reactive oxygen signaling and abiotic stress // Physiol. Plant. 2008. V. 133. P. 481-489.

136. Moons A., Prinsen E., Bauw G., Van Montagu M. Antagonistic effects of abscisic acid and jasmonates on salt stress-inducible transcripts in rice roots // Plant Cell. 1997. V. 9. P. 2243-2259.

137. Moons A. Ospdr9, which encodes a PDR-type ABC transporter, is induced by heavy metals, hypoxic stress and redox perturbations in rice roots // FEBS Letters. 2003. V. 553. P. 370-376.

138. Molders W., Buchala A., Metraux J.P. Transport of salicylic acid in tobacco necrosis virus-infected cucumber plants // Plant Physiol. 1996. V. 112. P. 787-792.

139. Morris K, Mackerness SA, Page T. Salicylic acid has a role in regulating gene expression during leaf senescence // Plant J. 2000. V. 23. P. 677-685.

140. Moura J.C.M.S, Bonine C.A.V. Abiotic and Biotic Stresses and Changes in the Lignin Content and Composition in Plants // J. Integr. Plant Biol. 2010. V. 52. P. 360-376.

141. Munns R, Tester M. Mechanisms of salinity tolerance // Annu. Rev. Plant Biol. 2008. V. 59. P. 651-681.

142. Navarro L, Bari R, Achard P, Lison P, Nemri A, Harberd N.P, Jones J.D.G. DELLAs Control plant immune responses by modulating the balance of jasmonic acid and salicylic acid signaling // Cur. Biol. 2008. V. 18. P. 650-655.

143. Narvaes-Vasquez J, Florin-Christensen J, Ryan C.A. Positional specificity of a phospholipasc A2 activity induced by wounding, systemin and oligosaccharide elicitors in tomato leaves // Plant Cell. 1999. V. 11. P. 2249-2260.

144. Neill S.J, Barros R, Bright J, Desikan R, Hancock J, Harrison J, Morris P, Ribeiro D, Wilson I. Nitric oxide, stomatal closure and abiotic stress // J. Exp. Bot. 2008. V. 59. P. 165-176.

145. Nilson S. E, Assmann S.M. The control of transpiration insights from Arabidopsis // Plant Physiol. 2007. V. 143. P. 19-27.

146. Pandey S, Zhang W, Assmann S.M. Roles of ion channels and transporters in guard cell signal transduction // FEBS Lett. 2007. V. 581. P. 2325-2336.

147. Pandey S, Nelson D.C, Assmann S.M. Two novel GPCR-type G proteins are abscisic acid receptors in Arabidopsis // Cell. 2009. V. 136. P. 136-148.

148. Parthier B. Jasmonates: hormonal regulators or stress factors in leaf senescence // J. Plant Growth Regul. 1990. V. 9. P. 57-63.

149. Pedranzani H., Sierra-de-Grado R., Vigliocco A. Cold and water stresses produce changes in endogenous jasmonates in two populations of Pinus pinaster Ait//Plant Growth Regul. 2007. V. 52. P. 111-116.

150. Pieterse C.M., Van Loon L.C. NPR1: the spider in the web of induced resistance signaling pathways // Cur. Opin. Plant Biol. 2004. V. 7. P. 456-464.

151. Piotrowska A., Bajguz A., Godlewska-Zylkiewicz B., Czerpak R., Kaminska M. Jasmonic acid as modulator of lead toxity in aquatic plant Wolffia arrhiza (Lemnaceae) II Environ. Exp. Bot. 2009. V. 66. P. 507-513.

152. Popova L.P., Maslenkova L.T., Yordanova R.Y., Ivanova A.P., Krantev A.P., Szalai G., Janda T. Exogenous treatment with salicylic acid attenuates cadmium toxicity in pea seedlings // Plant Physiol.Biochem. V. 47. P. 224-231.

153. Potters G., Pasternak T.P., Guisez Y., Palme K.J., Jansen M.A.K. Stress-induced morphogcnic responses: growing out of trouble // Trends Plant Sci. 2007. V. 12. P. 98-105.

154. Radhika V., Kost C., Boland W., Heil M. The role of jasmonates in floral nectar secretion // PLoS ONE. 2010. V. 5. № 2.

155. Raskin I. Role of salicylic acid in plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1992. V. 43. P. 439-463.

156. Rock C.D., Sakata Y., Quatrano R.S. Stress Signaling: The role of abscisic acid // Abiotic stress adaptation in plants: Physiological, Molecular and Genomic Foundation. 2010. P. 33-73.

157. Ryals J., Uknes S., Ward E. Systemic acquired resistance // Plant Physiol. 1994. V. 104. P. 1109-1112.

158. Saavedra X., Modrego A., Rodriguez D., Gonzalez-Garcia M.P., Sanz L., Nicolas G., Lorenzo O. The nuclear interactor PYL8/RCAR3 of Fagus sylvatica

159. FsPP2Cl is a positive regulator of abscisic acid signaling in seeds and stress 11 Plant Physiol. 2010. V. 152. P. 133-150.

160. Saavedra L., Svensson J., Carballo V., Izmendi D., Welin B., Vidal S. A dehydrin gene in Physcomitrella patens is required for salt and osmotic stress tolerance // Plant J. 2006. V. 45. P. 237-249.

161. Sakamoto A., Okumura T., Kaminaka H., Sumi K. Structure and differential response to abscisic acid of two promoters for the cytosolic copper/zinc-superoxide dismutase genes, SodCcl and SodCc2, in rice protoplasts // FEBS Lett. 1995. V. 358. P. 62-66.

162. Sakhabutdinova A.R., Fathutdinova D.R., Bezrukova M.V., Shakirova F.M. Salicylic acid prevents the damaging action of stress factors on wheat plants // Bulg. J. Plant Physiol. 2003. P. 314-319.

163. Samarah N. IT., Mullen R. E., Cianzio S. R., Scott P. Dehydrin-like proteins in soybean seeds in response to'drought stress during seed filling // Crop Sci. 2006. V. 46. P. 2141-2150.

164. Sambrooke J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular cloning. A laboratory Manual. Gold Spring Harbor Lab. Press. 1989. 1626 p.

165. Santner A., Estelle M. Recent advances and emerging trends in plant hormone signaling//Nature. 2009. V. 459. P. 1071-1078.

166. Santiago J., Dupeux F., Round A., Antoni R., Park S.Y., Jamin M., Cutler S.R., Rodriguez P.L., Márquez J.A. The abscisic acid receptor PYR1 in complex with abscisic acid // Nature. 2009. V. 462. P. 665-668.

167. Schaller A., Stintzi A. Enzymes in jasmonate biosynthesis structure, function, regulation // Phytochemistry. 2009. V. 70. P. 1532-1538.

168. Schmidt S., Baldwin I.T. Systemin in Solanum nigrum. The tomato-homologous polypeptide docs not mediate direct defense responses // Plant Physiol. 2006. V.142. P. 1751-1758.

169. Schreiber L., Harmann K., Skrabs M., Zeier J. Apoplaslic barriers in roots: chemical composition of endodermal and hypodermal cell walls // J. Exp. Bot. 1999. V. 50. P. 1267-1280.

170. Sedlarova M., Lebeda A. Histochemical detection and role of phenolic compounds in the defense response of Lactuca spp. To lettuce downy mildew (Bremia lactacae)//J. Phytopathology. 2001. V. 149. P. 693-697.

171. Sembdner G., Parthier B. The biochemistry and physiological and molecular actions of Jasmonates // Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1993. V. 44. P. 569-589.

172. Senaratna T., Merritt D., Dixon K. Benzoic acid may act as the functional group in salicylic acid and derivatives in the induction of multiple stress tolerance in plants // Plant Growth Regul. 2003. V. 39. P. 77-81.

173. Seo P.J., Lee A.-K., Xiang F., Park C.-M. Molecular and functional profiling of Arabidopsis pathogenesis-related genes: insights into their roles in salt response of seed germination // Plant Cell Physiol. 2008. V. 49. P. 334-344.

174. Silva-Ortega C.O., Ochoa-Alfaro A.E., Reyes-Agüero J.A., Aguado-Santacruz G.A., Jiménez-Bremont J.F. Salt stress increases the expression ofp5cs gene and induces proline accumulation in cactus pear // Plant Physiol. Biochem. 2008. V. 46. P. 82-92.

175. Shah J. The salicylic acid loop in plant defense // Cur. Opin. Plant Boil. 2003. V. 6. P. 365-371.

176. 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 Sci. 2003. V. 164. P. 317-322.

177. Shakirova F.M. Role of hormonal system in manifestation of growth promoting and antistress action of salicylic acid. Chapter 4. In Book "Salicylic Acid-A Plant Hormone". Springer: The Netherlands. S. Hayat and A. Ahmad (Eds.). 2007. P. 69-89.

178. Shakirova F.M. Avalbaev A.M., Bezrukova M.V., Kudoyarova G.R. Role ofendogenous hormonal system in the realization of the antistress action of plant growth regulators on plants // Plant Stress. 2010. V. 4. P. 32-38.

179. Sheard L.B., Zheng N. Plant biology: signal advance for abscisic acid // Nature. 2009. V. 462. P. 575-576.

180. Sheteawi S.A. Improving growth and yield of salt-stressed soybean by exogenous application of jasmonic acid and ascobin // Int. J. Agri. Biol. 2007. V. 9. P. 473-478.

181. Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K. Gene networks involved in drought stress response and tolerance // J. Exp. Bot. 2007. V. 58. P. 221-227.

182. Srivastava M.K., Dwivedi U.N. Delayed ripening of banana fruit by salicylic acid // Plant Science. 2000. V. 158. P. 87-96.

183. Staswick P.E., Tiryaki I. The oxylipins signal jasmonic acid is activated by an enzyme that conjugates it to isoleucinc in Arabidopsis //Plant Cell. 2004. V. 16. P. 2117-2127.

184. Stamm P., Kumar P.P. The phytohormone signal network regulating elongation growth during shade avoidance // J. Exp. Bot. 2010. V. 61. P. 28892903.

185. Sun J., Xu Y., Hy S., Jiang IT, Chen Q., Liu F., Zhou W., Chen R. Arabidopsis ASA1 is important for jasmonatc-mediated regulation of auxin biosynthesis and transport during lateral root formation 11 Plant Cell. 2009. V. 21. P. 1495-1511.

186. Suzuki M., Ketterling M.G., McCarty D.R. Quantitative statistical analysis of cis-regulatory sequences in ABA/VP 1- and CBF/DREB1-regulated genes of Arabidopsis // Plant Physiol. 2005. V. 139. P. 437-447.

187. Suzuki N., Rizhsky L., Liang FI., Shuman J., Shulaev V., Ron M. Enhanced tolerance to environmental stress in transgenic plants expressing the transcriptionalcoactivator multiprotein bridging factor lc // Plant Physiol. 2005. V. 139. P. 13131322.

188. Swiatek A., Van Dongen W., Esmans E.L., Van Onckelen Ii. Metabolic fate of jasmonates in tobacco bright yellow-2 cells // Plant Physiol. 2004. V. 135. P. 161-172.

189. Tamaoki M., Freeman J., Marquse L., Pilon-Smits E. New insights into the roles of ethylene and jasmonic acid in the acquisition of selenium resistance in plants // Plant Signal Behav. 2008. V. 3. P. 865-867.

190. Tanou G., Molassiotis A., Diamantidis G. Induction of reactive oxygen species and necrotic death-like destruction in strawberry leaves by salinity // Environ. Exp. Bot. 2009. P. 270-281.

191. Thorpe M.R., Ferrieri A.P., Herth M.M., Ferrieri R.A. 1 lC-imaging: methyl jasmonate moves in both phloem and xylem, promotes transport of jasmonate, and of photoassimilate even after proton transport is decoupled // Planta. 2007. V.226. P. 541-551.

192. Thulkc O., Conrath U. Salicylic acid has dual role in activation of defence-related genes in parsley // Plant J. 1998. V. 14. P. 35-42.

193. Traw M.B., Bergelson J. Interactive effects of jasmonic acid, salicylic acid and gibberellin on induction of trichomes in arabidopsis // Plant Physiol. 2003. V. 133. P. 1367-1375.

194. Tlili N., Nasri N., Saadaoui E.,.Khaldi A., Triki S. Carotenoid and tocopherol composition of leaves, buds, and flowers of capparis spinosa grown wild in Tunisia//J. Agric. Food Chem. 2009. V. 57. P. 5381-5385.

195. Ueda J, Kato J. Isolation and identification of a senescence-promoting substance from wormwood (Artemisia absinthium L.) // Plant Physiol. 1980. V. 66. P. 246-249.

196. Van Loon L.C, Rep M, Pieterse C.M.J. Significance of inducible defense-related proteins in infectcd plants // Annu. Rev. Phytopath. 2006. V.44. P. 135-162.

197. Van Staden J, Cook E.L, Nooden L.D, Leopold A.C. Cytokinins and senescence and aging in plant //Academic Press. San Diego. CA. 1988. P. 281-328.

198. Vandcnborre G, Miersch O, Hause B, Smagghe G, Wasternacl C, Van Damme E.J.M. Spodoptera littoralis-induced lectin expression in tobacco // Plant and Cell Physiol. 2009. V. 50. P. 1142-1155.

199. Vaseva I.I, Grigorova B.S, Simova-Stoilova L.P, Demirevska K.N, Feller U. Abscisic acid and late embryogenesis abundant protein profile changes in winter wheat under progressive drought stress // Plant Biol. 2010. V.12. P.698-707.

200. Velikova V, Edreva A, Loreto F. Endogenous isoprene protects Phragmites anstralis leaves against singlet oxygen // Physiol. Plant. 2004. V. 122. P. 219-225.

201. Verslues P.E, Bray E.A. Role of abscisic acid (ABA) and Arabidopsis thaliana ABA-insensitive loci in low water potential-induced ABA and proline accumulation //J. Exp. Bot. 2006. V. 57, P. 201-212.

202. Vick B.A, Zimmerman D.C. Biosynthesis of jasmonic acid by plant species //Plant Physiol. 1984. V. 75. P. 458-461.

203. Vlot A.C, Dempsey D.M.A, Klessing D.F. Salicylic acid, a multifaceted hormone to combat disease // Annu. Rev. Phytopath. 2009. V. 47. P. 177-206.

204. Walia H, Wilson C, Condamine P, Liu X, Ismail A.M., Close T.J. Large-scale expression profiling and physiological characterization of jasmonic acid-mediated adaptation of barley to salinity stress // Plant Cell Environ. 2007. V.30. P. 410-421.

205. Walley L.W, Coughlan S, Hudson M.E, Covington M.F, Kaspi R, Banu G, Harmer S.L, Dehesh K. Mechanical stress induced biotic and abiotic stress responses via a novel cis-element // PLoS Genet. 2007. V. 3. P. 1800-1812.

206. Wang L.J., Li S.H. Salicylic acid-induced heat or cold tolerance in relation to Ca 2+ homeostasis and antioxidant systems in young grape plants // Plant Sci. 2006. V. 170. P. 685-694.

207. Wang X.F., Zhang D.R. Abscisic acid receptors: multiple signal-perception sites//Ann. Bot. 2008. V. 101. P. 311-317.

208. Wang X., Tang C., Deng L., Cai G. Characterization of a pathogenesis-related thaumatin-like protein gene TaPR5 from wheat induced by stripe rust fungus // Physiol. Plant. 2010. V. 139. P. 27-38.

209. Wasilewska A., Vlad P., Sirichandra C., Rcdko Y., Jammes F., Valon C., Frcy N., Leung J. An update on abscisic acid signaling in plants and more.// Mol. Plant. 2008. V. 1. P. 198-217.

210. Wasternack C. Jasmonates: an update on biosinthesis, signal transduction snd action in plant stress response, growth and development. // Ann. Bot. 2007. V. 100. P. 681-697.

211. Wiese J:, Kranz T., Shubert S. Induction of pathogene resistance in barley by abiotic stress // Plant Biol. 2004. V. 5. P. 529-536.

212. Wilen R.W., van Rooijen G.J.H., Pearce D.W., Pharis R.P., Holbrook L.A., Moloney M.M. effects of jasmonic acid on embryo-specific processes in Brassica and Linwn oilseeds // Plant Phys. 1991. V. 95. P. 399-405.

213. Williams J., Bultman M.P., Neill S.J. Wilt-induced ABA biosinthesis, gene expression and down-regulation of rbcS mRNA level in Arabidopsis thaliana H Physiol. Plant. 1994. V. 91. P. 177-182.

214. Wu G., Zhang C., Chu L.Y., Shao H.B. Responses of higher plants to abiotic stresses and agricultural sustainable development // J. Plant Interact. 2007. V. 2. P. 135-147.

215. Xia J., Zhao PI., Liu W., Li L., He Y. Role of cytokinin and salicylic acid in plant growth at low temperatures // Plant Growth Regul. 2009. V. 57. P. 211-221.

216. Xu Y., Gianfagna T., Huang B. Proteomic changes associated with expression of a gene (ipt) controlling cytokinin synthesis for improving heat tolerance in a perennial grass species // J. Exp. Bot. V. 61. P. 3273-3289.42 ) 4/

217. Yamamoto Y., Hachiya A., Hamada H., Malsumoto I I. Phenylpropanoids as a protectant of aluminium toxity in cultured tobacco cells // Plant and Cell Physiol. 1998. V. 39. P. 950-957.

218. Yang Y., Qi M., Mei Ch. Endogenous salicylic acid protects rice plants from oxidative damage caused by aging as well as biotic and abiotic stress // Plant J. 2004. V. 40. P. 909-919.

219. Yoshikawa H., Honda C., Kondo S. Effect of low-temperature stress on abscisic acid, jasmonates, and polyamines in apples // Plant Growth Regul. 2007. V. 52. P. 199-206.

220. Yu D., Xie Z., Chen C., Fan B., Chen Z. Expression of tobacco class II catalase gene activates the endogenous homologous gene and is associated with disease resistance in transgenic potato plants // Plant Mol. Biol. 1999. V. 39. P. 477-488.

221. Zhu Z., Guo H. Genetic Basis of Ethylene Perception and Signal Transduction in Arabidopsis // J. Integr. Plant Biol. 2008. V. 50. P. 808-815.

222. Zucker M. Induction of phenylalanine deaminase by light and its relation to chlorogenic acid synthesis in potato tuber tissue // Plant Physiol. 1965. V. 40. № 5. P. 779-784.

Информация о работе

Ласточкина, Оксана Владимировна
кандидата биологических наук
Уфа, 2011
ВАК 03.01.05

Диссертация

Роль гормональных интермедиатов в проявлении антистрессового действия природных регуляторов роста на растения пшеницы - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы