Роль индолилуксусной кислоты в развитии ответной реакции зеленых и этиолированных проростков пшеницы на тепловой шок

Орлова, Анна Геннадьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль индолилуксусной кислоты в развитии ответной реакции зеленых и этиолированных проростков пшеницы на тепловой шок
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Роль индолилуксусной кислоты в развитии ответной реакции зеленых и этиолированных проростков пшеницы на тепловой шок"

На правах рукописи

Орлова Анна Геннадьевна

РОЛЬ ИНДОЛИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В РАЗВИТИИ ОТВЕТНОЙ РЕАКЦИИ ЗЕЛЕНЫХ И ЭТИОЛИРОВАННЫХ ПРОРОСТКОВ ПШЕНИЦЫ НА ТЕПЛОВОЙ ШОК

03.00.12 — физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Нижний Новгород — 2004

На правахрукописи

Орлова Анна Геннадьевна

03.00.12 — физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Нижний Новгород — 2004

Работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии растений Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор А.П. Веселов

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Г.Р. Кудоярова

доктор биологических наук С.С. Пятыгин

Ведущая организация:

Институт биохимии и биофизики КНЦ РАН, Казань

Защита состоится Л^М^Г/йПШ г в /^часов на заседании диссертационного совета К 212.166.02. Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского (603950, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

И.Ф. Александрова

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.П«тербу 09

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Температурный режим — один из важнейших экологических факторов, который оказывает существенное воздействие на метаболизм, рост, развитие и продуктивность растений. Поэтому выяснение механизмов термоустойчивости может быть отнесено к числу основных направлений исследований в современной физиологии растений. В настоящее время не вызывает сомнений участие фитогормонов в формировании реакций растений на действие неблагоприятных факторов различной природы, в том числе высокой температуры. Фи-тогормоны, регулируя процессы роста, морфогенеза, играют важную роль и в реализации программы устойчивости. Индолил-3-уксусная кислота (ИУК) является одним из основных регуляторов роста и развития растений. Показано, что уровень данного гормона может быстро изменяться в ответ на действие стрессора, в частности, при смене температурного режима (Кудоярова, 1996; Полевой и др., 1997; Мусатенко и др., 2003). Однако причины и значение модификаций ауксинового пула в условиях теплового шока неизвестны. Действие ИУК в ходе развития стресс-реакции связывают со способностью передавать сигнал внутрь клетки на геном, индуцируя механизмы защиты. В последние годы показано, что ИУК активирует экспрессию нескольких групп генов раннего ответа, в частности, генов глутатион-Б-трансфераз (Xiang et al, 1996), десатураз, АЦК-синтазы (Theologis, 1986; Abel, Theologis, 1996), а также трех изоформ каталазы (Guan, Scandalios, 2002). Известно, что существует метаболическая связь между ИУК и фитогормонами стресса — этиленом и АБК. Как указывают H.Hanson, K.Grossman (2000), ауксин, активируя синтез этилена, может быть триггером аккумуляции АБК.

В природных условиях растения подвергаются воздействию повышенных температур в сочетании с другими факторами, в том числе, различной освещенностью. Известно, что свет оказывает влияние на метаболизм фитогормо-нов, изменяет чувствительность к ним тканей растений (Kraepiel, Miginiac, 1997; Ma et al, 2001). В этой связи вполне правомерно предположить, что растения одного вида, выращенные на свету и в темноте, будут иметь разный аук-синовый статус, и, следовательно, представляется актуальным исследовать зависимость характера развития ответной реакции на стрессирующий фактор от уровня данного фитогормона.

Цель и задачи исследования Цель работы состояла в исследовании роли индолил-3-уксусной кислоты в развитии ответной реакции зеленых и этиолированных проростков пшеницы на гипертермическое воздействие и в формировании их термоустойчивости.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Определить содержание свободной, связанной ИУК, активность ИУК-ок-сидазы у зеленых и этиолированных проростков пшеницы.

2. Сравнить характер изменений в уровне свободной и связанных форм ИУК, активности ИУК-оксидазной ферментной системы при действии кратковременного теплового шока на исследуемые проростки.

3. Определить уровень этилена, АБК и его изменение в условиях гипертермического воздействия, учитывая наличие метаболической связи между ИУК и данными фитогормонами.

4. Провести сравнительную оценку термоустойчивости зеленых и этиолированных проростков пшеницы и выявить ее изменения при модификации концентрации экзогенной индолилуксусной кислоты.

Основные положения, выносимые на защиту

• Изменения в метаболизме ауксина у этиолированных проростков состоят в подавлении перехода свободной ИУК в связанные формы и повышении активности ИУК-оксидазы.

• Развитие быстрой реакции на тепловой шок сопровождается кратковременным повышением уровня свободной ИУК за счет активации ее выхода из пула связанных форм гормона. Выявленное увеличение концентрации ИУК имеет место на фоне стимуляции ИУК-оксидазной ферментной системы; последнее, по-видимому, отражает активацию метаболизма ауксина при развитии стресс-реакции в ответ на действие гипертермии.

• При резком повышении температуры в корнях и побегах проростков пшеницы происходит быстрое временное накопление ИУК, АБК и снижение скорости выделения этилена. Отмеченные изменения выражены в разной степени у зеленых и этиолированных проростков, что связано со спецификой их гормонального обмена.

• Экзогенная ИУК повышает термоустойчивость растений; амплитуда тер-моиндуцированного изменения уровня эндогенной ИУК (его увеличения) может определять степень устойчивости растений, которая у зеленых проростков выше по сравнению с этиолированными.

Научная новизна

Впервые обнаружено, что в условиях теплового шока происходит быстрое (в течение нескольких минут) накопление свободной ИУК за счет высвобождения из связанных форм этого гормона и кратковременное повышение уровня АБК, не поддержанное распадом ее связанных форм. Отмеченное накопление более выражено в ходе развития ответной реакции на тепловой шок зеленых растений по сравнению с этиолированными.

Впервые исследован ответ ИУК-оксидазной ферментной системы на кратковременное повышение температуры. Показано, что при смене температурного режима происходят сопряженные колебательные изменения активности ИУК-оксидазы и ее термостабильного низкомолекулярного ингибитора. Выявлено, что повышение активности ИУК-оксидазной ферментной системы совпадает по времени с возрастанием уровня свободной ИУК в растениях, подвергнутых тепловому шоку.

Получены новые данные, согласно которым условия освещения при выращивании проростков определяют направленность ауксинового метаболизма и способны повлиять на силу ответной реакции гормональной системы растений на гипертермическое воздействие и их термоустойчивость.

Установлено, что обработка экзогенной ИУК повышает термоустойчивость. Сформулировано и обосновывается положение о том, что не базовый уровень, а величина термоиндуцированного повышения уровня гормонов (ИУК, а затем АБК), важны для формирования защитных реакций на тепловой шок.

Теоретическая и практическая значимость

Результаты исследований влияния резкой смены температуры на гормональный обмен расширяют представления о механизмах приспособления растений к условиям окружающей среды. Сравнительные исследования зеленых и этиолированных проростков, выполненные в настоящей работе, помогают понять совместное влияние двух важнейших экологических факторов — света и температуры — на адаптивный потенциал растений и дают дополнительную важную информацию о формировании защитных реакций в природных условиях. Выяснение участия фитогормонов в формировании приспособительных реакций важно как с позиции познания механизмов устойчивости, так и для решения практических задач, в частности, таких, как целенаправленное и рациональное использование фитогормонов в практике растениеводства с учетом сезонных изменений освещенности и температуры. Основные результаты работы могут быть включены в соответствующие разделы спецкурсов и лекций общего курса по физиологии растений.

Апробация работы

Основные положения работы были доложены на V международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1999), IV съезде ОФР РАН (Москва, 1999), IV и V Нижегородской сессии молодых ученых (Нижний Новгород, 1999, 2000), международной конференции по фундаментальным наукам среди студентов и аспирантов «Ломоносов 2000» (Москва, 2000), Ш конференции «Иммуноанализ регуляторов роста в решении проблем физиологии растений, растениеводства и биотехнологии» (Уфа, 2000), выездной сессии ОФР РАН по проблемам биоэлектрогенеза и адаптации у растений (Нижний Новгород, 2001), V съезде ОФР РАН (Пенза, 2003), II научной городской межвузовской конференции (Нижний Новгород, 2003). По материалам диссертации опубликовано и принято к печати 17 работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследований, трех глав результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы (336 работ, в том числе 185 иностранных). Работа изложена на 145 страницах, содержит 20 рисунков и 3 таблицы.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводили с 4—5-дневными зелеными и этиолированными проростками яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта «Московская-35», выращенными на водопроводной воде. Семена проращивали в термостате при 23—25°С в чашках Петри и затем оставляли в затемненных условиях (этиолированные растения) или переносили под люминесцентные лампы, поддерживая 16-часовой световой период (зеленые растения).

Тепловой шок (ТШ) создавали, помещая растения в увлажненный термостат при 42°С на время от 5 до 60 мин. Контролем служили проростки, не подвергнутые ТШ. В ряде опытов при исследовании термоустойчивости пшеницы в околокорневую среду исследуемых проростков вводили экзогенную ИУК. В этих вариантах проростки за 1 час до ТШ помещали в раствор гормона (10~9 и 10~б М). При исследовании формирования термоустойчивости после действия ТШ высокотемпературной обработке подвергали проростки, предварительно прогретые в течение 1 ч и выдержанные в нормальных температурных условиях в течение 1,5 или 3 ч. Контролем служили проростки, которые не подвергали предварительному прогреву.

Экстракцию, очистку, концентрирование ИУК, АБК осуществляли по Г.Р. Кудояровой и др. (1986). Количество выделенных фитогормонов определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа. Количество этилена измеряли методом газовой хроматографии (Ракитин и др., 1967), используя хроматограф марки «Цвет» (модель 6-69А) с пламенно-ионизационным детектором.

Активность ИУК-оксидазы (ИУК-О), содержание ее ингибитора оценивали по скорости разрушения ИУК в реакционной среде (Гамбург, 1976). Активность ферментов рассчитывали на мг белка, концентрацию которого определяли по методу O.N. Lowry et al (1951). Изоферментный спектр пероксидазы (ПО) и ИУК-0 определяли методом диск-элекрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ)- Для электрофоретического разделения изоформ пероксидазы и ИУК-оксидазы использовали 3,5% концентрирующий гель (рН 6,8) и 7,5% разделяющий гель (рН 8,8). Концентрация белка, вносимого в лунки, — 35 мкг/мкл при определении пероксидазы и 100 мкг/мкл при определении ИУК-оксидазы. Электрофорез проводили при напряжении 200В и силе тока 12 мА на одну гелевую пластинку, постепенно увеличивая до ЗОмА Средняя продолжительность электрофореза составляла 5 часов. Определение активности ПО и ИУК-0 в ПААГе осуществляли методом Endo (Гавриленко и др., 1975; Чернавина и др., 1978). Полученные электрофореграммы ПО и ИУК-0 сканировали и обрабатывали с помощью компьютерной программы ONE-Dscan.

Термоустойчивость растений оценивали по изменению скорости выхода электролитов в околокорневой раствор с помощью кондуктометра МАРК-601. Растения в стакане с дистиллированной водой ставили в термостат и опускали в него датчик проводимости и температуры; блок преобразователя сигналов и индикатор кондуктометра выводились наружу. При такой постановке экспериментов оценивали выход электролитов из неповрежденных клеток корня интак-тных растений. В каждой опытной пробе определяли исходную, стартовую элек-

тропроводимость околокорневого раствора («нулевая» экспозиция), которую затем вычитали из величины удельной электропроводимости, зафиксированной для всех временных точек (интервал измерений составлял 5 мин). Результаты выражали как отношение значений, полученных при действии ТШ к контрольным (усл. ед.).

Статистическую обработку результатов проводили с использованием методов параметрической статистики. На графиках представлены средние арифметические 3—9 независимых опытов, каждый из которых проведен в трехкратной биологической повторности, и их стандартные ошибки (Плохинский, 1970).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1: Содержание свободной, связанной РТУ К, активность ИУК-оксидазы у зеленых и этиолированных проростков пшеницы..

Результаты проведенных экспериментов показали, что по суммарному содержанию всех форм ИУК зеленые проростки превосходили этиолированные: в побегах в 1,08; в корнях в 2,06 раза (табл. 1). Происходило это за счет повышенного уровня связанных форм данного гормона у проростков, выращенных на свету. Однако для этиолированных проростков пшеницы в сравнении с зелеными был характерен более высокий уровень свободной, то есть активной формы ИУК. В корнях у обеих групп растений содержание этой формы гормона было выше, чем в побегах.

Для связанных форм выявлено обратное соотношение: показано повышенное содержание связанной ИУК в корнях (за счет спиртонерастворимой фракции) и побегах (за счет спирторастворимой фракции) зеленых проростков. Таким образом, свет способствовал образованию конъюгированных форм ИУК, и это его действие по данным, приведенным в публикациях Е. /е1епа (2000а; 20006), могло быть связано с влиянием на скорость перехода свободная — конъюгиро-ванная ИУК.

Кроме реакций конъюгирования, другим фактором, контролирующим уровень ИУК, является ИУК-оксидазная ферментная система (фермент ИУК-О, ее ингибитор). ИУК-оксидаза осуществляет окислительное декарбоксилирование ИУК с потерей ауксиновой активности. Исследование ИУК-оксидазнои активности различных органов показало, что корням проростков пшеницы присуща

Таблица 1. Содержание ИУК в побегах и корнях этиолированных и зеленых проростков пшеницы (нгг1 сырой массы).

Фракции ИУК Зеленые проростки Этиолированные проростки

Побеги Корни Побеги Корни

Свободная 21,17±0,92 25,81±0,19 33,5412,63 35,9513,76

Связ.спирторастворимая 461,12±53,80 100,0014,10 259,46110,35 286,02148,48

Связ.спиртонерастворимая 286,60±55,18 820,5019,25 349,7819,15 137,37121,47

Сумма связанных форм 747,72177,07 920.50110,12 609,24113,81 423,39153,02

Общее содержание 768,89±77,07 946,31117,73 642,78114,06 459,34153,15

более высокая ферментативная активность по сравнению с побегами. Сходные данные были получены в экспериментах, объектом которых являлись растения Arabidopsis (Kowalczyk, Sandberg, 2001). Проростки пшеницы, выращенные в различных условиях освещенности, заметно отличались по величине ИУК-оксидазной активности. В корнях и особенно в побегах зеленых проростков она была существенно ниже, чем у этиолированных проростков, тогда как содержание ингибитора ИУК-0 в этих органах и у этих растений было максимальным (рис. 1). Известно, что как активаторами, так и ингибиторами ИУК-0 могут быть фе-нольные соединения, биосинтез которых активируется на свету и при стрессирую-щих воздействиях (Гамбург, 1966; Lee, 1980; Запрометов, 1993; Sarma, 1998).

Таким образом, при нормальной температуре окружающего воздуха (23—25"С) у проростков пшеницы отмечена обратная Рис 1 Активность ИУК-0 (А) и содержание зависимость в активности ИУК-оксидазы и ее иш-ибит°ра (В) у этшмщюкшшк (1) содержании ее ингибитора. У зеленых рас-

и зеленых (2) проростков пшеницы „

тений как в корнях, так и в побегах, активность ИУК-0 снижена, содержание ингибитора повышено, то есть у этих растений высока способность защищать ИУК от распада; кроме того, они с большей скоростью переводили ИУК в связанные формы. Для этиолированных проростков характерен интенсивный процесс окисления ИУК; подтверждением этому служит высокая активность ИУК-0 (особенно в корнях) при низком содержании ингибитора. Данная система контроля ИУК имеет, по-видимому, у этих растений большее значение, о чем, наряду с активацией ИУК-О, свидетельствует и меньший процент перевода ИУК в связанные формы (табл. 1).

2. Влияние теплового шока на уровень свободной и связанной ИУК.

Резкое повышение температуры с 22 до 42"С индуцировало быстрые изме-

нения в гормональной системе, которые в побегах и корнях зеленых и этиолированных проростков пшеницы были довольно однотипными (рис. 2—3). В частности, обнаружено увеличение уровня свободной ИУК в течение первых 5—15 мин после помещения проростков в условия гипертермии. Выявленное возрастание носило не монотонный характер, а сопровождалось колебаниями, которые в большей степени были выражены в ответной реакции побегов зеленых

проростков пшеницы (рис. 2А). Первоначальное отклонение от контрольного уровня концентрации свободной ИУК составило у этих растений 709,5% —

побеги (5-минутная экспозиция); следующий максимум (15 минут с момента

Рис. 2. Изменение содержания различных форм ИУК в побегах зеленых (А) и этиолированных (В) проростков пшеницы при коротких экспозициях теплового шока.

действия высокой температуры) был выше по сравнению с первым в 3,0 раза. Для этиолированных проростков амплитуда колебаний в содержании ИУК была существенно меньше: первый максимум составил 204,3% (5-минутная экспозиция); второй был выше по сравнению с первым в 1,2 раза (рис. 2В). Итак, выявлена общая картина быстрых изменений в содержании ИУК у обоих исследуемых объектов, хотя, судя по степени их выраженности, можно предположить, что реакции ауксинового обмена у зеленых проростков пшеницы более термозависимы, чем у этиолированных. При 60-минутной гипертермии содержание ИУК возвращалось к исходному уровню (рис. 2А, В; ЗВ), или становилось ниже контроля (рис. 1А). Таким образом, кратковременное увеличение уровня ИУК, по-видимому, предшествует ее снижению, показанному в ряде работ на более поздних стадиях развития стресс-реакции (Мелехов, 1983; 1985; Жолкевич, Пусто-войтова, 1993). В целом, полученные данные, свидетельствуя о нелинейной динамике ответа ауксиновой системы на воздействие повышенной температуры, указывают на существование быстрого метаболического всплеска, характерного для формирования состояния стресса у растений (Удовенко, 1979).

Рис. 3. Изменение содержания различных форм ИУК в корнях зеленых (А) и этиолированных (В) проростков пшеницы при коротких экспозициях теплового шока.

На уровень свободной (активной) формы ИУК могут влиять ее синтез, окислительный распад, конъюгация, транспорт. Для того, чтобы понять природу изменений концентрации свободной ИУК, нами, параллельно с данной формой, была исследована динамика содержания конъюгатов гормона у стрессиро-ванных проростков. Из анализа результатов, представленных на рис. 2—3, можно заключить, что количественные изменения свободной и связанной ИУК у подвергнутых тепловому шоку проростков были противоположными. Увеличение уровня свободной ИУК сопровождалось снижением суммы связанных форм, а ее падение осуществлялось в ходе развития обратного процесса. Таким образом, в системе «свободная — связанная ИУК» выявлен своеобразный «колебательный контур», термоиндуцированные изменения в котором могут приводить к накоплению или снижению свободной формы ИУК.

На важную роль перехода свободная — связанная ИУК в экспресс-регуляции уровня активной формы гормонов есть указания в литературе (Кудоярова и др., 1990, 1996). В наших опытах перераспределения во фракциях свободной и связанной ИУК происходили периодически в течение достаточно продолжительного времени. Выявленный процесс, по-видимому, может быть одним из компонентов общего механизма формирования быстрого ответа данного фито-гормона на гипертермию.

3. Влияние теплового шока на активность ИУК-оксвдазы и содержание ее ингибитора.

Модификации в системе «свободная — связанная ИУК» — это, вероятно, не единственная причина трансформации ауксинового пула, о чем, в частности, свидетельствует изменение суммарного количества всех фракций гормона, индуцированное гипертермическим воздействием на исследуемые проростки пшеницы. Важную роль в регуляции уровня ИУК могут играть процессы ее распада. Тепловой шок вызывал увеличение активности ИУК-оксидазы уже в первые 5 минут воздействия. При этом как в корнях (рис. 4В), так и в побегах (рис. 4А) этиолированных проростков пшеницы реакция фермента на гипертермию характеризовалась большей величиной стимулирующего эффекта. Тем не менее, повышение активности ИУК-оксидазы и, следовательно, кратковременный сдвиг метаболизма ауксинов в сторону их распада имел место при смене температурного режима и у зеленых проростков. Максимальная активность фермента у проростков, подвергнутых тепловому шоку, сохранялась в течение 5—15 или 5—30 минут (побеги) и 5—10 или 5—30 минут (корни).

Выявлена высокая чувствительность ингибитора ИУК-оксидазы к действию теплового шока. В надземных органах отмечено повышение содержания ингибитора с максимальными значениями при 15- и 60-минутном воздействии у зеленых проростков (рис. 4А) и небольшое увеличение при 10- и 60-минутном тепловом шоке у этиолированных. У зеленых проростков количество ингибитора оставалось повышенным на протяжении всего эксперимента, у этиолированных наблюдалось снижение его содержания при 15- и 30-минутном тепловом шоке. В корнях гипертермия вызывала снижение содержания ингибитора с последующим восстановлением до контрольного уровня к 30 мин (этиолированные) или 60 мин (зеленые проростки).

Сравнение динамики активности ИУК-оксидазы и содержания ингибитора позволило выявить, что в побегах и корнях, вследствие действия теплового шока, происходили колебательные изменения, причем эти колебания имели противоположную направленность. Увеличение активности фермента, в большинстве случаев, совпадало с уменьшением количества ингибитора и наоборот. Особенно четкая противофазность колебаний обнаружена в корнях исследуемых проростков. Нужно отметить, что в целом для корней характерна повышенная активность ИУК-оксидазы, низкое содержание ингибитора (рис. 1); все это позволяет сделать вывод, что данная ферментная система контроля уровня ИУК имеет наибольшее значение в метаболизме корней; в большей мере данный вывод относится к этиолированным проросткам. Побеги, являясь основным местом синтеза ИУК, обладают высокой протекторной способностью к окислению индолилуксусной кислоты: активность ИУК-оксидазы снижена; содержание ингибитора — высокое (рис. 1). Кроме того, в первые минуты высокотемпературного воздействия (рис. 4) содержание ингибитора в надземных органах проростков пшеницы увеличивалось одновременно с повышением активности ИУК-оксидазы. В корнях содержание ингибитора падало, тем самым повышая активность ИУК-О, что, в свою очередь, может привести к снижению уровня индо-лилуксусной кислоты при гипертермии.

Рис. 4. Изменение активности ИУК-оксидазы и содержания ее ингибитора у побегов (А) и корней (В) зеленых и этиолированных проростков пшеницы при коротких экспозициях

теплового шока.

4. Влияние теплового шока на спектр и активность изоформ ИУК-О.

В связи с тем, что реакция ИУК-оксидазной ферментной системы на действие высокой температуры наиболее четко проявилась у этиолированных растений, экстракты их корней были подвергнуты дополнительному электрофоре-тическому исследованию. Согласно мнению большого числа авторов (Паду и др, 1983; Gazaryan et al, 1996; Krylov et al, 1998), реакцию окислительного дёкар-боксилирования ИУК осуществляют отдельные изоформы пероксидазы. Перок-сидазы в растениях представлены в растворимой, ионо- и ковалентно связанной формах (Rinieri et al, 2001). Был осуществлен электрофоретический анализ растворимой и связанной форм ПО и ИУК-0 корней этиолированных проростков пшеницы. При определении растворимой формы пероксидазы в корнях пшеницы выявлено 11 зон, обладающих ферментативной активностью (рис. 5); при разделении фракций связанной формы пероксидазы — 7 зон (рисунок не приводится). ИУК-оксидазную активность из всех выявленных изоформ перок-сидазы проявляли 4 изофермента. Они являлись общими в составе растворимой и связанной форм фермента, а именно, это зоны с относительной электрофо-ретической подвижностью (ОЭП) 0,11; 0,15; 0,73; 0,77. Показано, что для различных зон, обладающих ИУК-оксидазной активностью, характерен разный оптимум рН: 5,4—5,6 для зон с ОЭП 0,73; 0,77 и 6,0 для зон с ОЭП 0,11; 0,15.

В ответе проростков пшеницы на тепловой шок принимали участие все обнаруженные изоформы ИУК-О. Для растворимой и связанной форм фермента отмечены довольно сход-ОЭП 0.0 0.1 0.2 0.3 0,4 0,5 0,6 0.7 0.8 0.9^1,0 ные перестройки в их спектре, поэтому на рис. 5 представлены изменения активности только растворимой формы ИУК-О. Качественных различий, то есть исчезновения или появления новых изоформ ИУК-О у растений, подвергнутых гипертермическому воздействию по сравнению с контрольными, не было выявлено. Спектры различались по активности отдельных молекулярных форм. Наибольшие изменения отмечены при анализе электрофореграмм в зонах с ОЭП 0,11 и 0,77. Именно возрастание активности данных изоформ, по-видимому, ле-Рис. 5. Электрофореграммы пероксидзы, ИУК-оксидазы (А) ЖИТ В ОСНОВе ранее ВЫЯВЛеН-и изменение активности изоформ ИУК-оксидазы (В) корней ного Увеличения ИУК-О этоилированных проростков пшеницы при коротких

экспозициях теплового шока. Корней ЭТИОЛИрОВаННЫХ ПрО-

ростков пшеницы после 5 и 30 минут воздействия гипертермии (рис. 4В). Однако природа этих двух максимумов различна: первыми на действие повышенной температуры реагировали те изоформы, которые имели оптимум рН 6,0, и только к 30 минутам воздействия повышалась активность изоферментов с оптимумом рН 5,4-5,6 (рис. 5В).

Результаты двух серий экспериментов с использованием разных методов (анализ суммарной активности экстрактов и определение изоформ ИУК-О) позволили зарегистрировать высокую реактивность ИУК-оксидазной ферментной системы при действии теплового шока на растения. Данная ферментная система, катализируя окислительную деградацию ИУК, по-видимому, отвечает за кратковременность повышения концентрации этого фитогормона, что имело место при исследовании как зеленых, так и этиолированных проростков пшеницы в условиях резкой смены температурного режима. Однако увеличение уровня ИУК у зеленых проростков происходило на фоне более низкой ИУК-оксидаз-ной активности, у этиолированных — на фоне более высокой. С учетом того, что у этиолированных проростков снижение содержания ингибитора ИУК-0 и реакция ИУК-оксидазы на ТШ характеризовались большей скоростью и большей величиной, не исключено, что окислительная деградация ИУК у этих растений могла привести к ослаблению ответа данного гормона на действие гипертермии. Важно подчеркнуть, что у обоих исследуемых вариантов растений повышение уровня ИУК и активности ИУК-оксидазы фиксировались одновременно. Последнее позволяет сделать вывод, что гипертермия, по-видимому, вызывает временную активацию ауксинового обмена.

Термоиндуцированный концентрационный выброс свободной, активной формы ИУК из фонда ее конъюгатов, отмеченный в условиях наших опытов, происходит на фоне подавления ростовой активности. О том, что рост быстро ингибируется при действии любого стрессора, свидетельствуют результаты экспериментов, опубликованных в работах Г.Р. Кудояровой и др. (1999), Д.С. Веселова и др. (2002). Таким образом, правомерно предположить, что обнаруженный нами кратковременный подъем уровня ИУК выполняет сигнальную функцию, и основное его назначение — это запуск комплекса защитных механизмов в ответ на неблагоприятное воздействие (тепловой шок).

5. Вьщеление этилена и уровень АБК у зеленых, этиолированных проростков пшеницы в норме и при гипертермическом воздействии.

Защитная роль ИУК в ответе растения на гипертермическое воздействие может заключаться в способности этого гормона стимулировать синтез стрессовых фитогормонов — этилена и АБК (Hanson, Grossman, 2000). Полагают, что биохимической основой защитного действия этилена является его способность увеличивать активность ряда ферментов, при этом особое значение приписывают ферментам антиоксидантной зашиты (Гамбург, 1976; Larkindale, Knight, 2002). Абсцизовой кислоте отводится важная роль в формировании устойчивости растений, что связано со следующими ее функциями: активацией синтеза АБК-индуцируемых защитных белков (Weatherwax et al, 1996); быстрой активацией ферментов антиоксидантной защиты (Брилкина, 2002); возможностью прямого

действия этого фитогормона как соединения-антиоксиданта (Курчий, 1991); ограничением потери воды растением (Mansfield et al, 1990); снижением скорости ростовых процессов (Cutler, Krochko 1999). Известно, что интенсивность, качество света, любые стресс-факторы могут модифицировать метаболизм этилена и АБК, вызывая перестройки в биосинтезе и катаболизме данных фитогормо-нов.

Как показал анализ, проростки пшеницы в норме продуцировали незначительные количества этилена. При этом этиленобразующая активность этиолированных проростков была выше, чем у растений, выращенных на свету (табл.2). Поданным С.Н. Као, S.F. Yang (1982), L.Ma et al, (2001), свет может ингибиро-вать продукцию этилена, что связано с подавлением экспрессии генов ключевых ферментов биосинтеза гормона. Следует отметить, что образование этилена регулируется уровнем эндогенного свободного ауксина (Yang, Hofman, 1984; Дерфлинг, 1985) и, естественно, высокая продукция этилена отмечена для тех растений, которые содержат высокие концентрации этого гормона.

Таблица 2. Выделение этилена проростками пшеницы

Объект исследования CjH4, нМольт'-т1

Этиолированные проростки целые проростки 0,23±0,012

побеги 0,41 ±0,014

корни 0,09±0,001

Зеленые проростки целые проростки 0,12±0,008

побеги 0,13±0,009

корни 0,07±0,001

Проростки пшеницы отвечали на тепловой шок снижением количества выделяемого этилена (рис. 6), и это падение ниже контроля сохранялось в течение всего анализируемого отрезка времени (30 мин). Такая неожиданная реакция послужила предпосылкой проведения сравнительных исследований с использованием в эксперименте другого объекта — зеленых и этиолированных проростков гороха. Этот объект был выбран в связи с тем, что большинство исследований динамики накопления этилена при стрессорных воздействиях выполнены именно на двудольных растениях (Yang, Hofman, 1984; Борисова и др., 2000). У проростков гороха (рис. 6) удалось выявить термоиндуцированный 1,2—1,4-кратный в побегах и 1,6— 1,8-кратный в корнях подъем интенсивности выделения этилена, который был кратковременным и продолжался в течение 5 или 5—15-минутной экспозиции проростков при 42eC. S. Luiie et al (1996) показали, что снижение скорости выделения этилена в условиях теплового шока, в отличие от действия других стрессирующих агентов, может быть обусловлено инактивацией одного из ферментов биосинтеза этилена — АЦК-оксидазы. Вероятно, у пшеницы данный фермент характеризуется низкой термоустойчивостью, и снижение активности этого фермента, вызванное действием повышенной температуры, происходит раньше, чем у гороха. Таким образом, разница в ответе исследуемых растений на действие повышенной температуры могла быть обусловлена

Рис. 6. Продукция этилена побегами и корнями проростков пшеницы и гороха при коротких экспозициях теплового шока.

видовой специфичностью: у двудольных и однодольных растений влияние гипертермического воздействия на выход этилена было неоднозначным.

При определении абсцизовой кислоты выявлено, что ее содержание также варьирует в зависимости от исследуемого органа растения и от условий выращивания (табл. 3). Для этиолированных проростков характерен более высокий уровень данного фитогормона. В частности, в побегах этиолированных проростков содержание АБК было в 2,2 раза выше, чем у зеленых. Можно предположить, что концентрация этого гормона определялась повышенным содержанием свободной ИУК в соответствующих органах данных проростков. Общее содержание связанных форм АБК было сходным у зеленых и этиолированных проростков. Однако в побегах свет способствовал небольшому увеличению концентрации спиртонерастворимых конъюгатов, в корнях — накоплению спиртора-створимых и снижению спиртонерастворимых форм гормона.

Таблица 3. Содержание АБК в различных частях этиолированных и зеленых проростков пшеницы (нгг1 сырой массы).

Экспонирование проростков пшеницы при повышенной температуре индуцировало быстрое изменение уровня как свободной, так и связанных форм АБК, которое было более выраженным у зеленых проростков. Количество свободной АБК в условиях теплового шока возрастало у этих растений после небольшого лаг-периода и было максимальным при 10-минутной экспозиции (рис. 7А). В побегах этиолированных проростков максимальное накопление гормона зафиксировано при 30-минутной экспозиции (рис. 7В). В дальнейшем содержание АБК вновь снижалось и к 30—60 минутам гипертермического воздействия достигало контрольных значений.

Повышение уровня свободной АБК не сопровождалось снижением суммы связанных ее форм. Более того, у зеленых проростков был выявлен подъем концентрации связанной АБК параллельно с увеличением свободной формы этого гормона (рис. 7А). Таким образом, наблюдавшиеся изменения уровня АБК вряд ли происходили за счет реакций в системе «свободная — связанная форма фи-тогормона». Вероятно, накопление активной (свободной) формы АБК на ранних стадиях теплового шока в основном осуществлялось за счет синтеза фито-гормона de novo. Высказанное предположение хорошо согласуется с недавно опубликованными сведениями о том, что конъюгаты АБК не могут подвергаться обратным превращениям и не являются запасной формой гормона. Их функция — вывод АБК из активного метаболизма (Cutler, Krochko 1999).

Рис. 7. Изменение содержания различных форм АБК в побегах зеленых (А) и этиолированных (В) проростков пшеницы при коротких экспозициях теплового шока.

В литературе АБК рассматривается как сигнал, включающий программу формирования устойчивости (Таланова, Титов, 2000; Таланова и др., 2003). Известно, однако, что активация экспрессии генов, ответственных за биосинтез АБК, осуществляется при поступлении сигнала, способного передавать информацию о действии стрессора на генетический аппарат клетки (Neill, Burnett, 1999). Можно предположить, что последовательная активация метаболизма ИУК (ее концентрационный выброс) является стадией передачи такого сигнала в ответе растения на неблагоприятные воздействия, в частности, на гипертермию.

6. Оценка термоустойчивости проростков пшеницы.

Исследование путей приспособления растений к действию экстремальных факторов среды позволило установить, что их адаптивные реакции зависят от функциональных особенностей клеточных мембран. Мембраны устойчивых растений характеризуются большей стабильностью; как следствие, в условиях стресса такие растения способны поддерживать внутриклеточный гомеостаз более длительное время. Регистрация экзоосмоса электролитов — способ оценки устойчивости, основанный на различиях в проницаемости мембран. В литературе имеются указания на обратную зависимость между проницаемостью мембран, потерей растениями электролитов и их устойчивостью. Степень утечки электролитов у чувствительных растений существенно выше по сравнению с толерантными к стрессирующим воздействиям (Чиркова и др., 1991; Stevanovic et в1, 1998). Результаты определения кинетики изменений электропроводимости околокорневых растворов при действии повышенных температур на этиолированные и зеленые проростки пшеницы представлены на рис. 8. Как следует из этих данных, тепловой шок при дозе 42°С (стандартная температура, которая использовалась во всех вышеприведенных опытах, рис. 8, кривая 3), повышал скорость секреции электролитов в околокорневой раствор. Таким образом, экспонирование проростков пшеницы при указанной температуре вызывало снижение стабильности мембран уже в первые минуты воздействия. Накопление электролитов и, следовательно, увеличение электропроводимости околокорневых растворов связано с нарушением проницаемости плазмалеммы. Ослабление ее барьерных свойств при гипертермическом воздействии может быть обусловлено изменением конформационного состояния ферментов, жидкостности липидного мат-рикса, характера белок-липидных взаимодействий (Мусиенко и др. 1984). Ответ зеленых растений на их экспонирование при повышенной температуре отличался от ответа этиолированных меньшим увеличением электропроводимости, то есть меньшим выходом электролитов. Сходные результаты, свидетельствующие о сниженной устойчивости к действию экстремальных температур этиолированных растений, приводятся в статье Т.Д. Романовой и др. (1985).

О 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60

время, мин время, мин

Рис. 8. Выход электролитов при действии теплового шока на зеленые (А) и этиолированные (В) проростки пшеницы, предынкубированные в течение 1 часа в растворах ИУК: 10^ М - (1); 10' М - (2); без ИУК - (3).

Исследование электропроводимости околокорневого раствора зеленых и этиолированных проростков пшеницы при повторном действии гипертермии показало, что их реакция зависела от условий освещения, а также интервала между воздействиями. У зеленых проростков предварительный прогрев (42*С, длительностью 1 ч) вызывал снижение скорости выхода электролитов в ответ на вторичный тепловой шок (рис. 9 А, кривые 2а, 2b), то есть повышал их терморезистентность по сравнению с непрогретыми (контрольными) растениями (рис. 9 А, кривая 1). Кроме того, интересно отметить, что более существенные изменения наблюдались в том случае, когда повторный шок создавали не через 1,5 ч, а после 3-часового интервала (рис. 9 А, кривая 2b). Сходные результаты были получены в работе Т.В. Акимовой и др. (1994). Авторы предполагают, что после помещения растений в нормальные условия (22°С) у них еще в течение некоторого времени происходит нарастание термоустойчивости.

На рис. 9В показано изменение электропроводимости околокорневого раствора при повторном (через 1,5 и 3,0 ч посте прогрева) действии теплового шока на этиолированные проростки. Как следует из представленных данных, у выращенных в темноте проростков первый шок не вызвал увеличения термостабильности. Аналогично, в опытах Y. Sato et al (2001) зарегистрировано, что после предварительной высокотемпературной обработки устойчивость растений к охлаждению повышалась сильнее на свету, чем в темноте; последнее авторы связывают с синтезом некоторых белков теплового шока и антиоксидантных ферментов.

7. ИУК и терморезистентность проростков пшеницы.

Не исключено, что выявленные в наших опытах различия в уровне теплоустойчивости у объектов, выращенных в различных условиях освещенности, могли быть связаны с рахчичиями в ответе гормональной системы на действие гипертермии. Чтобы проверить это предположение, в околокорневую среду зеленых и этиолированных проростков пшеницы вводили экзогенную ИУК (10~9, 10"6 М). Результаты этой серии экспериментов представлены на рис. 8. Как следу-

£ 2.5-1

2.5

i г\

2Ь

I °

i-.-.-.-1-.-■ otf'—,-,-,-г-

0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40

2а

время, мин

) 50 60 время, мин

1 — без предварительного прогрева (контроль) 2а — повторный прогрев через 1,5 ч 2Ь — повторный прогрев через 3,0 ч

Рис. 9. Действие двойного теплового шока на зеленые (А) и этиолированные (В) проростки пшеницы.

ет из анализа полученных данных, у проростков пшеницы в условиях теплового шока экзогенная ИУК повышала сопротивление плазмалеммы потоку электролитов. Сохранение более низкой скорости их выхода при гипертермическом воздействии наблюдалось на протяжении всего эксперимента. Таким образом, вполне правомерно сделать вывод, что индолилуксусная кислота могла снижать степень повреждения мембран, вызываемого гипертермией. Причем в большей степени отмеченный эффект ИУК проявлялся при действии теплового шока на этиолированные проростки. Последнее, вероятно, связано с особенностями метаболизма ауксинов у растений, выращенных в различном световом режиме. Известно, что свет замедляет транспорт ИУК, уменьшает количество рецепторов ауксина на поверхности клетки, ингибируя экспрессию генов АВР1 (Im et al, 2000; Fellner et al, 2003). В наших опытах показано, что свет снижает уровень внутриклеточной свободной ИУК за счет активации образования связанных ее форм. Все это, по-видимому, и определяло различие действия ИУК на устойчивость этиолированных и зеленых проростков к тепловому шоку. ИУК могла непосредственно участвовать в индукции адаптивного восстановления проницаемости мембран, повреждаемой при гипертермическом шоке, ускоряя синтез некоторых классов липидов в мембранных фракциях и усиливая метилирование фос-фатидилэтаноламина, соответственно, приводя к изменению вязкости мембран (Синютина, 1990). Кроме того, учитывая наличие метаболической связи между ИУК, этиленом и АБК (Hansen, Grossmann, 2000; Jiang, Zhang, 2002), нельзя исключить, что повышение толерантности растений к тепловому шоку при обработке индолилуксусной кислотой могло быть опосредовано действием этих фитогормонов. Так, показано, что этилен и АБК принимают участие в развитии антиоксидантной защиты от индуцированного повышенной температурой окислительного повреждения клеток (Брилкина, 2002; Larkindale, Knight, 2002). Имеются также данные (Becket, 2001; Larkindale, Knight, 2002), подтверждающие влияние предобработки АЦК (предшественником этилена), этиленом и АБК на увеличение термоустойчивости.

Относительно зависимости устойчивости растений от уровня эндогенной ИУК в литературе имеются противоречивые сведения. По данным Т.Н. Пустовойтовой и др. (2000), трансгенные растения табака с высоким содержанием ИУК отличались большей жаростойкостью. С другой стороны, МАК. Jansen et al (2001) показали, что повышенная устойчивость связана с пониженным уровнем ИУК. В наших опытах большей устойчивостью обладали зеленые растения, для которых было выявлено пониженное по сравнению с этиолированными содержание свободной формы ИУК. Однако гормональный ответ этих растений в условиях теплового шока отличался большим повышением концентрации. Вероятно, его величина и имела определяющее значение для формирования устойчивости зеленых проростков. Подтверждением этому предположению могут служить результаты экспериментов по определению влияния предобработки ИУК на устойчивость проростков. В данных опытах эффект ИУК в концентрации 10~9 М был существенно ниже, чем в концентрации 10~М. Изменение содержания АБК у зеленых проростков также было более интенсивным и происходило значительно быстрее, чем у этиолированных. Таким образом, от-

меченные различия в ответе гормональной системы этиолированных проростков на гипертермию, возможно, явились одной из причин того, что эти растения не приобретали термоустойчивости после предварительного прогрева. В целом, еще раз стоит подчеркнуть, что для формирования устойчивости, по-видимому, решающее значение имеет не исходное содержание гормона, а амплитуда изменений его уровня, вызванных действием стрессора, что подтверждается также расчетами, выполненными в рамках математической модели формирования ответных реакций при тепловом шоке у растений (Веселое, 2001).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании полученных данных можно заключить, что одной из составляющих быстрого фитогормонального ответа на тепловой шок являются колебательные переходы между связанными и свободными формами ИУК, которые наблюдались как у зеленых, так и у этиолированных проростков пшеницы. Различия между растениями двух исследуемых групп проявились только в величине концентрационного «всплеска» этого гормона. Снижение амплитуды колебаний уровня индолилуксусной кислоты у этиолированных проростков, наблюдавшееся в условиях наших опытов, возможно, связано с работой ИУК-оксидазной ферментной системы. У этиолированных проростков активность ИУК-оксидазы повышена. Кроме того, общеизвестно, что в темноте скорость биосинтеза фенольных соединений снижена. Последнее может быть причиной уменьшения их ингибирующего действия на ИУК-оксидазу и активации фермента у этиолированных проростков in vivo. Так же, как и в системе «свободная — связанная ИУК», в изменении активности ИУК-0 и ее ингибитора тепловой шок индуцировал осцилляции, которые, по-видимому, характерны для ответа гормонального (ауксинового) обмена на стресс-воздействия. На основе обобщения проведенных исследований можно сделать заключение, что повышение уровня свободной ИУК имеет место на фоне термоиндуциро-ванной активации ИУК-оксидазы, отдельных ее изоформ, осуществляющих катаболизм ИУК. Таким образом, вероятно, начальная стадия в развитии стресс-реакции связана с активацией ауксинового обмена, а возможно, и с временной активацией гормональной системы, так как было зафиксировано непродолжительное увеличение, наряду с содержанием ИУК, и уровня другого фи-тогормона — АБК. Термоиндуцированного увеличения продукции этилена не обнаружено у однодольных растений (проростки пшеницы) и, вероятно, данная реакция более стабильно воспроизводится у двудольных растений (в наших экспериментах это растения гороха). Выявлено, что этиолированные проростки обладают сниженной способностью адаптироваться к повышению температуры. Введение ИУК в околокорневую среду исследуемых проростков увеличивало их устойчивость, в частности, происходило снижение выхода электролитов в условиях теплового шока у предобработанных гормоном проростков по сравнению с необработанными. Учитывая наличие метаболической связи между ИУК, этиленом и АБК, нельзя исключить, что повышение толерантности проростков к тепловому шоку при обработке индолилуксусной кислотой

могло быть опосредовано ее влиянием на другие фитогормоны. Изменения в содержании АБК, так же, как и ИУК, при действии повышенных температур на зеленые проростки пшеницы отличались большей амплитудой по сравнению с термоиндуцированными изменениями в гормональном обмене этиолированных растений. Предполагается, что амплитуда этих изменений, а не базовый гормональный уровень, будут определять ход адаптивных реакций, которые обеспечивают растениям возможность выживания при гипертермическом шоке.

ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что содержание свободной, то есть активной, формы ИУК у этиолированных проростков пшеницы выше, чем у зеленых. Это отличие связано со сниженной скоростью образования в темноте конъюгатов ИУК. Для этиолированных проростков пшеницы характерна повышенная по сравнению с зелеными проростками активность ИУК-оксидазы и сниженное содержание ее ингибитора. Обнаружена органоспецифичность ИУК-оксидаз-ной ферментной системы.

2. Тепловой шок индуцировал кратковременное увеличение содержания свободной ИУК в побегах, корнях зеленых и этиолированных проростков пшеницы, которое отличалось большей амплитудой в ответной реакции зеленых проростков пшеницы и было обусловлено изменениями в системе «свободная — связанная форма гормона». Увеличение активности ИУК-оксидазной ферментной системы при гипертермии представлено кооперативными изменениями активности ИУК-оксидазы и содержания ИУК-оксидазного ингибитора.

3. Уровень этилена и АБК у этиолированных проростков в норме превышал таковой у зеленых. В ответ на действие повышенных температур у исследуемых растений выявлено накопление только одного гормона стресса — АБК. Предполагается, что снижение этилена при тепловом шоке является реакцией, характерной для однодольных растений.

4. На основе регистрации изменения электропроводности околокорневых растворов выявлено, что этиолированные проростки пшеницы уступают по термоустойчивости зеленым растениям. Предобработка экзогенной ИУК вызывала повышение терморезистентности у исследуемых проростков. Предполагается аналогичное участие эндогенной ИУК, кратковременное повышение уровня которой в экстремальных условиях может индуцировать активацию реакций защитного механизма.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Куватова (Орлова) А.Г., Лепилова Н.В., Панкова Ю.В. Содержание индолил-3-уксусной кислоты в проростках пшеницы и гороха в норме и при гипертермическом воздействии // Структура и регуляция биосистем: Сборник работ молодых ученых биологического факультета ННГУ. Н.Новгород, 1999. С. 92— 97.

2. Веселое А.П., Лобов В.П., Олюнина Л.Н., Курганова Л.Н., Сушкова УА, Куватова (Орлова) А. Г. Фитогормоны в системах авторегуляции у растений при тепловом шоке // Регуляторы роста и развития растений: Тез. докл. V Международной конференции М., 1999. Часть 1. С. 17.

3. Веселов А.П., Олюнина Л.Н., Куватова (Орлова) А.Г., Лобов В.П. Быстрый «всплеск» ИУК при тепловом шоке растений // IV съезд общества физиологов растений России: Тез. докл. Международной конференции «Физиология растений — наука III тысячелетия». М., 1999. Т.2. С. 545.

4. Олюнина Л.Н., Лабынцева О.М., Куватова (Орлова) А.Г. Изменения в спектре свободной и коньюгированных форм индолил-3-уксусной кислоты при действии экзогенной ИУК на проростки пшеницы // Вестник ННГУ. Сер. Биология. Н. Новгород, 1999. Вып. 1. С. 109.

5. Орлова А.Г., Гришина О.В. Участие индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот в развитии стрессорной реакции у проростков гороха и пшеницы при гипертермическом воздействии // Структура и регуляция биосистем: Сборник работ молодых ученых биологического факультета ННГУ. Н.Новгород, 2000.110114.

6. Орлова А.Г. Влияние гипертермического воздействия на содержание индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот в проростках гороха и пшеницы // Тез. докл. V Нижегородской сессии молодых ученых. Н. Новгород, 2000. 204-206.

7. Орлова А.Г., Гришина О.В. Изменение уровня индолил-3-уксусной и абсцизо-вой кислот при гипертермическом воздействии на проростки гороха и пшеницы // Материалы Международной конференции по фундаментальным наукам среди студентов и аспирантов «Ломоносов 2000». Вып. 4. М., МГУ, 2000. С. 52-53.

8. Веселов А.П., Олюнина Л.Н., Орлова А.Г., Лобов В.П. Быстрый фитогормо-нальный ответ на тепловой шок // Тез. докл. III конференции «Иммуноанализ регуляторов роста в решении проблем физиологии растений, растениеводства и биотехнологии». Уфа, 2000. С. 108-111.

9. Олюнина Л.Н., Веселов А.П., Орлова А.Г., Гусельникова В.М., Карусевич В.Н., Гришина О.В. Влияние теплового шока на выделение этилена проростками пшеницы и гороха. Вестник ННГУ. Сер. Биология. Вып. 1(2). Н.Новгород, 2001. С. 176-182.

10. Олюнина Л.Н., Веселов А.П., Орлова А.Г., Лобов В.П. Фитогормональная регуляция ответа растений на тепловой шок. // Тез. докл. Международной конференции «Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI в.». Сыктывкар, 2001. С. 93-95.

11. Олюнина Л.Н., Орлова А.Г. Участие ИУК и АБК в ответной реакции растений на тепловой шок // Вестник ННГУ. Сер. Биология. Материалы выездной сессии ОФР РАН по проблемам биоэлектрогенеза и адаптации у растений. Н.Новгород, 2001. С. 86-89.

12. Орлова АХ., Олюнина Л.Н. Веселов А.П. Изменение ИУК-оксидазной системы в динамике ответной реакции проростков пшеницы на тепловой шок // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Физиология растений и экология на рубеже веков». Ярославль, 2003. С. 115.

13. Олюнина Л.Н., Орлова А.Г., Веселов А.П. Конъюгация и окисление ИУК в регуляции ауксинового пула при формировании реакции проростков пшеницы на тепловой шок // Сборник тезисов докладов V съезда общества физиологов растений России. Пенза, 2003. С. 312.

14. Орлова А.Г., Олюнина Л.Н., Веселов А.П. Ауксиновый статус и терморезистентность зеленых и этиолированных проростков пшеницы // Сборник тезисов докладов III Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений». Минск, 2003. С. 118.

15. Орлова А.Г., Олюнина Л.Н., Веселов А.П. Влияние гипертермии на активность пероксидазы и ИУК-оксидазы проростков пшеницы // Вестник ННГУ. Сер. Биология. Н. Новгород (в печати).

16. Олюнина Л.Н., Орлова А.Г., Веселов А.П. Оценка устойчивости проростков пшеницы к действию теплового шока // Вестник ННГУ. Сер. Биология. Н. Новгород (в печати).

17. Орлова А.Г., Олюнина Л.Н., Веселов А.П. Изменение уровня эндогенной абсцизовой кислоты в зеленых и этиолированных проростках пшеницы при кратковременном тепловом шоке // Вестник ННГУ. Сер. Биология. Н.Новгород (в печати).

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АБК — абсцизовая кислота

ИУК — индолилуксусная кислота

ИУК-0 - ИУК-оксидаза

ОЭП — относительная электрофоретическая подвижность

ПААГ — полиакриламидный гель

ПО — пероксидаза

ТШ — тепловой шок

ИД № 00023 от 14 августа 1999 г. Оригинал-макет подписан в печать 17.05.04 г. Формат 60x84 /16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Усл.-печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 1223.

Нижегородский гуманитарный центр, 603122, Н. Новгород, ул. Ванеева, 203.

Отпечатано в типографии Нижегородского гуманитарного центра.

Ц'1179

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Орлова, Анна Геннадьевна

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Обзор литературы.10?

1.1. Концепция фитостресса.

1.1.1. Устойчивость растений к высоким температурам; тепловой шок.

1.1.2. Фитогормоны и тепловой шок.

1.2. Ауксины; метаболизм и механизм действия ИУК.

1.2.1. Метаболизм ИУК.

1.2.2: Механизм действия ИУК.

2. Объект и методы исследований:.

2.1. Объект исследований и постановка опытов.

2.2. Методы анализов.

2.2:1. Экстракция, очистка, количественное определение ИУК и АБК.

2.2.2. Определение активности ИУК-оксидазы.

2.2.3. Определение содержания ингибитора ИУК- О.

2.2.4. Электрофорез белков в полиакриламидном геле (ПААГ).

2.2.5. Определение этилена методом газовой хроматографии.

2.2:6. Оценка термоустойчивости растений по скорости выхода электролитов.

2.2.7. Статистическая обработка данных.

3. Результаты и их обсуждение.

3 .1. Уровень свободнойПУК и реакции ее инактивации у зеленых и этиолированных проростков пшеницы в норме и при

Ф1 гипертермическом воздействии.

3:1.1. Динамика содержания свободной и связанных форм ИУК при формировании реакции проростков пшеницы на кратковременный тепловой шок.

3.1.2. Влияние теплового шока на активность ИУК-оксидазы и содержание ее ингибитора.

3.1.2.1. Влияние теплового шока на спектр и активность изоформ ИУК-О.

3.2. Влияние теплового шока на уровень этилена, АБК.

3.2.1. Выделение этилена зелеными, этиолированными проростками пшеницы в норме и при гипертермическом воздействии.

3.2.2. Уровень абсцизовой кислоты у зеленых и этиолированных проростков пшеницы и его изменения при гипертермическом воздействии.

3.3. Термоустойчивость зеленых и этиолированных проростков пшеницы; связь с уровнем ИУК.

3.3.1. Оценка термоустойчивости проростков пшеницыпо выходу электролитов.-.

3.3.2. ИУК и терморезистентность проростков пшеницы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль индолилуксусной кислоты в развитии ответной реакции зеленых и этиолированных проростков пшеницы на тепловой шок"

Актуальность темы;. Температурный режим — один из важнейших Ш экологических факторов,- который оказывает существенное воздействие на метаболизм, рост, развитие и продуктивность растений. Поэтому выяснение механизмов термоустойчивости может быть отнесено к числу основных направлений; исследований в современной физиологии? растений. В настоящее время не вызывает сомнений участие фитогормонов в формировании реакций растений на действие неблагоприятных факторов различной природы, в том числе высокой температуры. Фитогормоны, регулируя; процессы роста, морфогенеза, играют важную роль и в реализации программы устойчивости. Индолил-3-уксусная кислота (ИУК) является одним из основных регуляторов роста и развития растений. Показано, что уровень данного гормона может быстро изменяться в ответ на действие стрессора, в частности, при смене температурного режима (Кудоярова, 1996; Полевой и др., 1997; Мусатенко и

• ■ др., 2003). Однако причины и значение модификаций ауксинового пула в условиях теплового шока неизвестны. Действие ИУК в ходе развития стресс-реакции связывают со способностью передавать сигнал внутрь клетки на геном, индуцируя механизмы защиты. В последние годы показано, что ИУК индуцирует экспрессию нескольких групп генов раннего ответа, в частности, -генов глутатион-8-трансфераз (Xiang et al, 1996), десатураз, АЦК-синтазы (Theologis, 1986; Abel, Theologis, 1996), а также трех изоформ каталазы (Guan, Scandalios, 2002). Известно, что существует метаболическая связь между ИУК и фитогормонами стресса - этиленом и АБК. Как указывают Н. Hanson, К. Grossman (2000), ауксин, активируя синтез этилена, может быть триггером аккумуляции АБК.

В природных условиях растения подвергаются воздействию повышенных температур в i сочетании ? с другими факторами, в том числе, различной освещенностью. Известно,, что свет оказывает влияние на метаболизм фитогормонов^ изменяет чувствительность к ним тканей растений (Kraepiel,

Miginiac, 1997; Ma et al, 2001). В этой связи вполне правомерно предположить, что растения* одного вида, выращенные на свету и в темноте, будут иметь разный ауксиновый статус, и, следовательно, представляется актуальным исследовать зависимость характера развития ответной реакции на стрес-сирующий фактор от уровня данного фитогормона.

Цель и задачи исследования; Цель работы? состояла: вiисследовании • роли индо л ил-3-уксусной кислоты в развитии? ответной реакции зеленых: и этиолированных проростков пшеницы г на ? гипертермическое воздействие и в формировании их термоустойчивости.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определить содержание: свободной, связанной ИУК, активность ИУК-оксидазы у зеленых и этиолированных проростков пшеницы.

Основные положения; выносимые на защиту.

Изменения в метаболизме ауксина, у этиолированных проростков состоят в подавлении перехода свободной ИУК в связанные формы и s повышении активности ИУК-оксидазы.

• Развитие быстрой; реакции на тепловой' шок сопровождается: кратковременным повышением уровня свободной ИУК за счет активации выхода ее из пула связанных форм гормона. Выявленное увеличение концентрации;

ИУК имеет место на фоне стимуляции ИУК-оксидазной ферментной системы; последнее, по-видимому, отражает активацию метаболизма ауксина при развитии стресс-реакции в ответ на действие гипертермии.

• При резком повышении температуры в корнях и побегах проростков пшеницы происходит быстрое временное накопление ИУК, АБК и снижение скорости выделения; этилена. Отмеченные изменения выражены в, разной? степени у зеленых и этиолированных проростков, что связано со спецификой; их гормонального обмена.

Экзогенная ИУК повышает термоустойчивость растений; амплитуда термо-индуцированного изменения уровня эндогенной ИУК (его увеличения) может определять степень устойчивости растений^ которая у зеленых проростков выше по сравнению с этиолированными.

Научная новизна. Впервые обнаружено, что в условиях теплового шока происходит быстрое (в течение нескольких минут) накопление свободной ИУК за счет высвобождения из связанных форм этого гормона и кратковременное повышение уровня АБК, не поддержанное распадом ее связанных форм. Отмеченное накопление более выражено в ходе развития ответной реакции на тепловой шок зеленых растений по сравнению с этиолированными.

Впервые исследован ответ ИУК-оксидазной ферментной системы на. кратковременное повышение температуры. Показано, что при смене температурного режима происходят сопряженные колебательные изменения; активности ИУК-оксидазы и ее. термостабильного низкомолекулярного ингибитора. Выявлено, что повышение активности ИУК-оксидазной ферментной системы совпадает по времени с возрастанием уровня свободной ИУК в растениях, подвергнутых тепловому шоку.

Получены новые: данные, согласно которым? условия; освещения? при выращивании проростков определяют направленность ауксинового метаболизма и способны повлиять на силу ответной реакции гормональной системы » растений на гипертермическое воздействие и их термоустойчивость.

Установлено, что обработка экзогенной ИУК повышает термоустойчивость. Сформулировано и обосновывается положение о том, что не базовый уровень, а . величина термоиндуцированного повышения) уровня гормонов (ИУК, а затем АБК) важны для? формирования защитных реакций на тепловой шок.

Теоретическая? и практическая значимость. Результаты исследования влияний резкой смены температуры на гормональный обмен расширяют представления- о механизмах приспособления растений к условиям окружающей среды. Сравнительные исследования' зеленых и этиолированных проростков, выполненные в настоящей работе, помогают понять совместное влияние двух важнейших экологических факторов — света и температуры -на адаптивный потенциал растений и дают дополнительную важную информацию о формировании защитных реакций в природных условиях. Выяснение участия фитогормонов в формировании приспособительных реакций важно как с позиции познания механизмов устойчивости, так и для решения практических задач, в частности, таких, как целенаправленное и рациональное использование фитогормонов в практике растениеводства с учетом сезонных изменений освещенности и температуры. Основные результаты работы могут быть включены в: соответствующие разделы спецкурсов и лекций общего курса по физиологии растений.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на V международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1999), IV съезде ОФР РАН (Москва, 1999), IV и V Нижегородской сессии; молодых ученых: (Нижний Новгород, 1999, 2000), международной конференции; по фундаментальным! наукам среди студентов и аспирантов: «Ломоносов 2000» (Москва, 2000), III конференции «Иммуноанализ регуляторов роста в решении проблем физиологии; растений,, растениеводства и биотехнологии» (Уфа, 2000), выездной сессии ОФР РАН по проблемам биоэлектрогенеза и адаптации у растений (Нижний Новгород, 2001), V съезде ОФР РАН (Пенза, 2003), II научной городской межвузовской конференции (Нижний Новгород, 2003).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследований, трех глав результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы (336 работ, в том числе 185 иностранных). Работа изложена на 145 страницах, содержит 20 рисунков и 3 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Орлова, Анна Геннадьевна

109-ВЫВОДЫ

Г. Выявлено, что содержание свободной, то; есть активной-формы ИУК, у этиолированных проростков пшеницы выше, чем у зеленых. Это отличие связано со сниженной скоростью образования в темноте конъюгатов ИУК. Для- этиолированных проростков- пшеницы характерна повышенная, по. сравнению; с зелеными проростками, активность ИУК-оксидазы и сниженное содержание ее ингибитора:. Обнаружена органоспецифичность ИУК-оксидазной ферментной системы.

2. Тепловой? шок индуцировал кратковременное увеличение содержания; свободной ИУК в побегах, корнях зеленых и; этиолированных; проростков ? пшеницы, которое отличалось большей амплитудой в i ответной реакции зеленых проростков пшеницы и было обусловлено изменениями в системе «свободная - связанная» форма гормона. Увеличение активности ИУК-оксидазной ферментной системы при гипертермии представлено кооперативными изменениями активности ИУК-оксидазы и содержания ИУК-оксидазного ингибитора.

3. Уровень этилена и АБК у этиолированных проростков в норме превышал таковой у зеленых. В ответ на действие повышенных температур у исследуемых растений=выявлено накопление только одного гормона стресса — АБК. Предполагается, что снижение этилена при; тепловом шоке является реакцией, характерной для однодольных растений.

4. На основе регистрации изменения; электропроводности околокорневых растворов выявлено, что этиолированные проростки пшеницы i уступают по термоустойчивости зеленым растениям: Предобработка экзогенной. ИУК вызывала повышение терморезистентности у исследуемых проростков. Предполагается аналогичное участие эндогенной ИУК, кратковременное повышение уровня которой в экстремальных условиях может индуцировать активацию реакций защитного механизма.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На: основании» полученных данных можно заключить, что одной из составляющих быстрого фитогормонального ответа на тепловой шок являются колебательные переходы, между связанными и свободными формами ИУК, которые наблюдались как у зеленых, так и у этиолированных проростков пшеницы. Различия > между растениями: двух исследуемых групп проявились только в величине концентрационного «всплеска» этого гормона. Снижение амплитуды колебаний уровня индолилуксусной кислоты у этиолированных проростков, наблюдавшееся в условиях наших опытов, возможно, связано с работой ИУК-оксидазной ферментной системы. У этиолированных проростков активность ИУК-оксидазы повышена. Кроме того, общеизвестно, что в темноте скорость биосинтеза фенольных соединений снижена. Последнее может быть причиной уменьшения их ингибирующего действия на ИУК-оксид азу и активации фермента у этиолированных проростков in vivo. Так: же, как и в системе «свободная — связанная ИУК», в изменении активности ИУК-О и ее ингибитора, тепловой шок индуцировал осцилляции, (которые, по-видимому, характерны для ответа гормонального (ауксинового) обмена на стресс-воздействия. На основе обобщения проведенных исследований можно сделать заключение, что повышение уровня; свободной ИУК имеет место на фоне термоиндуцированной активации ИУК-оксидазы, отдельных ее изоформ, осуществляющих катаболизм ИУК. Таким образом, вероятно, начальная; стадия в развитии стресс-реакции связана с активацией: ауксинового обмена, а возможно, и с временной активацией гормональной системы, так как было зафиксировано непродолжительное увеличение, наряду с содержанием; ИУК, и уровня другого фитогормона — АБК. Термоиндуцированного увеличения продукции этилена не обнаружено у однодольных растений (проростки пшеницы) и, вероятно; данная реакция более стабильно воспроизводится у двудольных растений (в наших экспериментах это растения гороха). Выявлено, что этиолированные проростки обладают сниженной способностью адаптироваться к повышению температуры. Введение ИУК в околокорневую среду исследуемых проростков увеличивало их устойчивость, в частности, происходило снижение выхода электролитов в условиях теплового шока у пре-добработанных гормоном проростков по сравнению с необработанными. Учитывая наличие метаболической связи между ИУК, этиленом и АБК, нельзя исключить, что повышение толерантности проростков к тепловому шоку при обработке индолилуксусной кислотой могло быть опосредовано ее влиянием на другие фитогормоны. Изменения в содержании АБК, так же, как и ИУК, при действии повышенных температур на зеленые проростки пшеницы отличались большей амплитудой по сравнению с термоиндуцированными изменениями в гормональном обмене этиолированных растений. Предполагается, что амплитуда этих изменений, а не базовый гормональный уровень, будут определять ход адаптивных реакций, которые обеспечивают растениям возможность выживания при гипертермическом шоке.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Орлова, Анна Геннадьевна, Нижний Новгород

1. Акимова Т.В., Балагурова' Н.И:, Титов А.Ф. Влияние локального прогрева на тепло-, холодо- и солеустойчивость клеток листа и корня растений // Физиология растений-1999-Т. 46, № 1.-С. 119-123.

2. Акимова Т.В., Балагурова Н.И., Титов А.Ф., Мешкова Е. А. Повышение теплоустойчивости листьев при! локальном прогреве проростков i // Физиология растений—2001 .—Т. 48j № 4.-С. 584-588.

3. Акимова Т.В., Титов А.В., Топчиева Л.В. Сравнительное изучение реакции растений на действие высоких закаливающих и повреждающих температур // Физиология растений.—1994-Т. 41, № 3-С. 381-385:.

4. Александров В.Я. Клетки, макромолекулы и температура. Л:: Наука, 1975. 330 с.

5. Александров В .Я. Реактивность клеток и белки. Л.: Наука, ,1985. 318 с.

6. Альтергот В.Ф. Действие повышенной температуры на растение в эксперименте и на природе. М.: Наука; 1981. 56 с.

7. Андреева В:А. Фермент пероксидаза. М.: Наука, 1988. 127 с.

8. Бияшева А.Э., Молотковский Ю.Г., Мамонов Л.К. Повышение уровня своIбодного Са в«цитозоле растительных. протопластов; в * ответ натепловой;1. Iстресс: связь Са с гомеостазом // Физиология растений—1993 —Т.40, №.41—-С. 613-618.

9. Блехман Г.И., Шеламова Hi А. Синтез и распад макромолекул: в i условиях стресса//Успехи современной биологии—1992.-Т. 112, № 2.-С.281—287.

10. Борисова T.A., Бугадже С.М., Мешкова; Н.В., Власов П.В. Тепловой шок повышает устойчивость растений,к УФ-облучению. 1. Рост, развитие и во-дообеспеченность тканей И Физиология растений.—2001а.-Т. 48, № 4 — С. 589-595.

11. Борисова Т.А., Бугадже С.М., Ракитин В.Ю., Власов П.В., Кузнецов Вл.В. Тепловой шок повышает устойчивость растений к УФ-облучению. 2. Выделение этилена и С02 // Физиология растений.-20016.-Т.48, № 4.-С. 733738.

12. Брилкина А.А. Прооксидантно-антиоксидантное равновесие у растений при воздействии гипертермии и экзогенных фитогормонов: Автореф. дис. канд. биол. наук. Н. Новгород, 2002. 22 с.

13. Буболо Л.С., Шаркова В.Е. Обратимое слияние хлоропластов в клетках листьев пшеницы после теплового шока II Доклады АН СССР—1993.—Т. 328, № 1.-С. 123-129.

14. Бухов Н.Г., Буше Н., Карпантье Р. Последействие кратковременного теплового шока на фотохимические реакции в листьях ячменя // Физиология растений—1 997—Т.44,№4.-С. 605-612.

15. Вересов В.Г., Кабак А.Г., Волотовский< И.Д. Моделирование генерации кальциевого сигнала при действии абсцизовой кислоты на замыкающие клетки устьиц // Физиология растений-2003.-Т. 50,! № 5.-С. 645-652.

16. Веселов * А.П: Гормональная; и антиоксидантная: системы при ответе растения на тепловой шок: Автореф. дис. докт. биол. наук. М., 2001. 39 с.

17. Веселов А.П., Лобов В.П., Олюнина Л.Н. Изменение в содержании фитогормонов в ответной реакции растений при тепловом шоке и в период его последействия// Физиология растений—1998;-Т. 45; № 6.-С. 709—715.

18. Войников В.К., Боровский Г.Б. Роль стрессовых белков в клетке при гипертермии // Успехи современной биологии—1994.-T.il4, № 1.-С.85-95.

19. Волкова Р.И., Титов А.Ф., Таланова В.В., Дроздов С.Н. Изменения в системе ауксинов в начальный период теплового и холодового закаливания веге-тирующих растений // Физиология растений.-1991.-Т. 38, Вып. З.-С. 538544:

20. Гамбург К.З. Метаболизм ауксина и его действие на клетки растений. М.: Наука, 1976. 272 с.

21. Гамбург К.З., Рекославская Н.И., Швецов О.Г. Ауксины в культурах тканей и клеток растений. Новосибирск: Наука; 1990. 243 с.

22. Генкель П.А. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений. М.: Наука; 1982.280 с.

23. Генкель П.А. Принципы и направление исследований: по повышению и диагностике жаро- и засухоустойчивости растений; // Сельскохозяйственная биология.—1982-Т. 17, № 2.-С. 157-166.

24. Генкель П.А. Пути и перспективы развития физиологии жаро- и засухоустойчивости культурных растений // Сельскохозяйственная биология — 1983.-№ 1.-С. 15-24.

25. Гуревич JI.C. Роль гормонального баланса ауксина и этилена в адаптационных реакциях высших растений // Ботанический журнал.-1979.-Т. 64, №11. -С. 1600-1614.

26. Гуськов А.В. Роль ауксинов в росте и дифференцировке у растений //Рост растений. Первичные механизмы. Москва: Наука, 1978; С. 54-75;

27. Гуськов А.В. Метаболизм ауксинов в растениях и его регуляция // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Серия Физиология растений.-199Г.-Т.8. 151с.

28. Даргинавиене Ю.В., Меркис А.И., Круповнецкене A.JL, Максимов Г.Б. Изучение векторного транспорта ИУК через мембраны везикул плазмалем-мы колеоптилей пшеницы // Доклады АН СССР-1991.-Т. 318, № 5.-С. 1275-1279.

29. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. Mi: Мир, 19851 304 с;

30. Запрометов М.Н. Фенольные соединения. М.: Наука, 1993. 271 с.

31. Кацы Е.И. Участие ауксинов в регуляции; экспрессии генов бактерий и высших растений // Генетика.-1997.-Т. 33, № 5.-С. 565-576.43: Кефели В .И. Природные; ингибиторы; роста: и фитогормоны. М.: Наука, 1974.253 с;

32. Кефели В.И. Рассказы о фитогормонах. М.: Агропромиздат, 1985. 144 с.

33. Конев G.B. Индуцированные светом структурные перестройки мембран как возможные механизмы регулирования жизненных процессов // Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений; М: Наука; 1975. С. 37-47.

34. Коротаева Н.И., Антипина А.И., Грабельных О.И., Варакина Н.Н:,Боровский Г.Б., Войников В.К. Митохондриальные низкомолекулярные белки теплового шока и устойчивость митохондрий злаков к гипертермии // Физиология растений.—2001 —Т. 48; № 6.-С. 917-922.

35. Косткж А.Н., Доскалюк Т.М., Остаплюк А.Н., Мусиенко Н.Н: Белки теплового шока; и теплоустойчивость проростков пшеницы // Физиология и биохимия культурных растений-1991.—Т. 23, № 4.-С. 349-354.

36. Кренделева Т.Е., Макарова В.В., Кукарских Г.П., Низовская*Н.ЕЦ Лаврухи-на; G.F. Фотохимическая активность хлоропластов пшеницы, выращенной; при недостатке азота // Биохимия—1996.—Т. 61, Вып. 12.-С. 2158-2164.

37. Кудоярова Г.Р. Иммунохимические исследования гормональной системы растений: регуляция роста и ответа на внешние воздействия: Автореф; дис: докт. биол. наук. СПб.: ВИР АН СССР. 1996. 48 с.

38. Кудоярова Г.Р., Усманов И.Ю., Гюли-Заде В.З., Фатгахутдинов Э.Г., Веселов С.Ю. Взаимодействие пространственно разобщенных органов растений. Соотношение электрических и гормональных сигналов // ДАН СССР;— 1990.-Т.310, № 6.-С.1511-1514.

39. Кузнецов В.В., Пустовойтова Т.Н., Яценко И.А., Борисова Н.Н., Жолкевич В.Н. Стрессорные белки и фитогормоны при адаптации растений; Cucumis sativus L. к почвенной засухе // Доклады АН;CCCP.-l 992.-Т.322, № 1 .-С. 204-207.

40. Кузнецов Вл.В., Рощупкин Б.В., Хыдыров Б.Т., Борисова Н.Н. Взаимодействие исходной и адаптивной устойчивости растений при засолении // Доклады АН СССР.-1990.-Т. 314, № 2.-С. 509-5121

41. Кузнецов Вл.В., Старостенко Н.В. Синтез белков теплового шока и их вклад в выживание интактных растений огурца при гепертермии // Физиология растений.-1994.-Т. 41, № 3 .-С. 374-380.

42. Кузнецов Вл.В., Трофимов М.С., Андреев И.М. Кальций как регулятор синтеза! белков теплового шока в * клетках растений // Доклады АН СССР.— 1997.—Т. 354, № З.-С. 416-418.

43. Кузнецов<Вл.В., Хыдыров< Б.Т., Шевякова Н.И., Ракитин В.Ю. Индукция тепловым шоком солеустойчивости хлопчатника: участие полиаминов, этилена и пролина// Физиология растений—1991—Т. 38, Вып. 6.-С. 1203—1210.

44. Кузнецов Вл.В:, Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция // Физиология растений.-1999.-Т. 46, № 2.-С. 321— 336.

45. Кулаева О.Н., Федина А.Б., Самохвалова Н.И., Бурханова Э.А., Хохлова

46. Курец В.К., Дроздов С.Н., Попов Э.Г., Дембо Е.Д., Хилков Н.И., Трофимова С.А. Действие и последействие повышенной температуры на дыхание интактных растений // Физиология растений.-2003.—'Г.50, № З.-С. 349-353.

47. Курчий Б.А. Абсцизовая кислота возможный природный? антиоксидант растений // Физиология и; биохимия культурных растений -1991 .-Т.23, № 4.-С. 414-415.

48. Курчий Б.А. Возможные реакции окисления и образования свободных радикалов этилена// Физиология;и биохимия культурных растений—1990.-Т. 22, №5.-С. 445-454.

49. Лайск А.,, Расулов В.Г., Лоретто Ф. Исследование тепловогоiповреждения фотосинтеза5 методами газообмена: и флуоресценции хлорофилла // Физиология растений-1998-Т. 45, № 4.-С. 489-499;

50. Лихачева; А.В. Роль перекисного окисления липидов в регуляции систем поддержания клеточного гомеостаза * у растений при стрессовых воздействиях: Автореф. дис. канд. биол. наук. Н. Новгород, 2002. 23 с.

51. Лось Д.А. Десатуразы жирных кислот: адаптивная экспрессия и принципы регуляции // Физиология растений.—1997—Т. 44, № 4.-С. 528—540;

52. Лось Д.А. Структура, регуляция экспрессии и функционирование десатураз жирных кислот// Успехи биологической химии—2001.— Т. 41.-С. 163—198.

53. Лютова М.И;, Каменцева И.Е. Структурная и функциональная термостабильность ферредоксин-НАДФ-редуктазы; из листьев огурца и дыни > // Физиология растений-1996.-Т.43; № З.-С. 462-466.

54. Максимов Г.Б. Определение активности ИУК — оксидазы и её -ингибитора. В кн.: Методы биохимического анализа растений: Л.: ЛГУ, 1978. С.77-79.

55. Максимов Н.А. Краткий курс физиологии растений. М.: Сельхозгиз; 1958. 559 с.

56. Маурер Г. Диск-электрофорез. Теория и практика электрофореза в полиак-риламидном геле. М;: Мир, 1971. 242 с.

57. Медведев; С.С. Физиологические основы: полярности растений; Санкт-Петербург: Кольна, 1996.48 с.

58. Мелехов Е.И. О возможном принципе регуляции повреждения iклетки и защитной реакции клетки // Журнал общей биологии-1983 .-Т. 44, № 31. С. 386-397.

59. Мелехов Е.И. Принцип регуляции скорости процесса повреждения клетки и реакция защитного торможения метаболизма (РЗТМ) // Журнал общей биологии.—1985.-Т. 46, №2.-С. 174-189.

60. Мелехов Е.И., Ефремова JI.K. Влияние экзогенных фитогормонов на устойчивость растительных клеток к нагреву и 2,4-Д // Физиология растений — 1990.-Т. 37, Вып. З.-С. 561-567.

61. Меняйло Л.А. Роль фитогормонов в устойчивости растений к стрессам // Успехи современной биологии.-1992.-Т. 112, Вып. 5-6.-С. 745-747.

62. Микулович Т.П., Кукина И.М.,.Кулаева О.Н. Белки теплового шока хлоро-пластов семядолей тыквы // Физиология растений.—1990.—Т. 37, Вып. 5 — С. 851-863.

63. Моргун В.Н., Должиков С.В: Влияние быстрого обезвоживания листа на фотосинтетический аппарат и мембранный потенциал тилакойдов // Физиология растений.-1991 -Т. 38, № 4.-С. 641-647.

64. Муромцев Г.С., Данилина Е.Э. Состояние исследований по регуляторам роста растений в России // Физиология растений—1994;-Т. 41, № 5.-С. 779787.

65. Мусатенко В.Н., Веденичева Н.П., Васюк В.А., Генералова В:Н., Мартын Г.И., Сытник К.М. Комплекс фитогормонов в проростках различных по устойчивости : к повышенным температурам гибридам кукурузы > // Физиология растений.-2003.-Т. 50, № 4.-С. 499-504.

66. Опритов В.А., Пятыгин G.C., Ретивин В.Г. Биоэлектрогенез у высших растений. М.: Наука, 1991. 216 с.

67. Паду Э.Х., Мийдла Х.Н., Кивил Л.Ф., Райк Л.Ф. Образование: ферментной системы окисления ИУК при прорастании пшеницы // Регуляция роста: и метаболизма растений.Таллин, 1983. С. 35—50.

68. Пахомова В.М; Основные положения современной теории стресса и неспецифический адаптационный синдром у растений // Цитология.—1995—Т. 35, №1/2.-0.66-91.

69. Пахомова В.М., Гордон Л.Х. Общие закономерности ответной5 реакции корней на стрессовое воздействие // Журнал общей биологии,—199 Г.—Т. 52, № 1.-С. 36-44.

70. Переверзева И.К., Селиванкина С.Ю. Кальций, фосфолипид-зависимая про-теинкиназа из листьев ячменя. Выделение, кросс-реактивность и свойства фермента // Физиология растений.-1994.-Т. 41, № З.-С. 359-366.

71. Полевой В.В., Саламатова Т.С. Физиология роста и развития растений. Л.: ЛГУ, 1991.240 с.

72. Полевой А.В;, Танкелюн О.В., Полевой В.В. Быстрая дистанционная передача сигнала о локальном стрессовом воздействии у проростков кукурузы // Физиология растений—1997.-Т. 44; № 5.-С. 645-651.

73. Полевой В.В., Шарова Е.И., Танкелюн О.В. О роли РГ-помпы в действии ИУК на биопотенциал и рост отрезков колеоптилей кукурузы // Физиология , растений.—1989.-Т. 36, Вып. 5.-С. 998-1002.,

74. Пустовойтова Т.Н., БавринаТ.В;, Жданова Н.Е. Особенности засухоустойчивости трансгенных растений табака с генами iaaM и iaaH биосинтеза ауксина // Физиология растений.-2000.-Т. 47, № З.-С. 431-436;

75. Пшибытко Н.Л., Калитухо Л.Н., Кабашникова Л.Ф. Влияние высокой температуры и водного дефицита на состояние фотосистемы II в листьях Ног-deum vulgare разного возраста // Физиология растений.-2003.-Т. 50, № 1.-С. 51-58.

76. Пятыгин C.G. Элеюрогенез высншх растений в условиях стресса // Успехи современной биологии-2003—T.123j № 6.-С.552—562;

77. Ракитин Ю. В. Этилен, как высокоэффективный дефолиант // Физиол. раст. 1967. - Т.14. - Вып. 5. - G. 936-951.

78. Ю5.Рекославская Н.И., Юрьева О.В., Шибанова А.А., Самаев Р.К. Образование и физиологическая роль D-триптофана при прорастании у пшеницы // Физиология растений.-1997.-Т. 44; Вып. 2.-С. 227-234;

79. Юб.Ретивин B.F., Опритов А.В., Лобов С.А., Тараканов С А., Худяков В А. Модификация устойчивости фотосинтезирующих клеток к охлаждению и прогреву после раздражения корней раствором КС1 // Физиология; растений— 1999-Т. 46, № 5.-С. 790-798.

80. Романов Г.А. Гормонсвязывающие белки растений и проблема рецепции фитогормонов // Физиология растений.-1989.-Т. 36, Вып. 1.-С. 166-177.

81. Романов Г.А. Рецепторы фитогормонов // Физиология растений-2002.—Т. 49, №4-С. 615-625.

82. Рудиковский А.В. Роль митохондрий в синтезе стрессовых белков растений //В сб.: Стрессовые белки растений. Наука. Сибирское отделение, 1989.-С. 77-87;

83. Садвакасова1 Г.Г., Кунаева P.M. Некоторые физико-химические и физиологические свойства пероксидазы растений // Физиология < и биохимия культурных растений.-1987.-Т. 19, №2.-С .107-119.

84. Селье Г. На уровне целого организма. М.: Наука, 1972. 122 с.

85. Селье Г. Стресс без дистресса. М.: Прогресс, 1979. 144 с.115: Серебряный А. М., Крашенинникова Г.А., Вахнина Л.В. Этиленообразую-щий фермент растений // Биохимия.-1995 -Т.60, № 7.-С. 1005-1014.

86. Пб.Синицина Ю.В. Фотохимическая ; активность и перекисный гомеостаз в хлоропластах растений при гипертермическом воздействии: Автореф. дис: канд. биол. наук. Hf Новгород, 2002. 23 с.

87. Синютина Н.Ф. Роль ауксина в процессе переметилирования фосфолипи-дов мембран колеоптилей кукурузы // Вестник Ленинградского ун-та. Сер. 3—1990.-С. 86-89.

88. Синютина Н.Ф., Полевой В.В. Изменение фосфорилирования фосфолипи-дов под действием ауксина // Физиология растений.-1995.-Т. 42, № 6-С.828-833.

89. Сущик Н.И., Калачева Г.С., Жила И.О., Гладышев М.И., Волова Т.Г. Влияние температуры на состав внутри- и, внеклеточных жирных кислот зеленых водорослей и цианобактерий //Физиология растений.-2003.-Т. 50.-№ З.-С. 420-427.

90. Таланова В.В., Акимова Т.В., Титов А.Ф. Динамика содержания АБК в листьях и корнях проростков огурца и их теплоустойчивости под влиянием общего и локального прогрева // Физиология растений—2003.—Т. 50, № 1.— С. 100-104:

91. Таланова В.В., Титов А.Ф. Действие экзогенных гормонов и ингибиторов синтеза белка при повреждающих растения томатов низких и высоких температурах // Физиология и биохимия хсультурных растений.-1989.-Т. 21, № 1.-С. 48-52.

92. Тарасов С.И. Влияние гиббереллина на рост проростков кукурузы в условиях повышенной температуры // Физиология и биохимия культурных рас-тений.—1983.-Т. 15, № 2.-С. 89-95.

93. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений.—М.: Наука—2002.-293 е.

94. Тарчевский И.А. Элиситор-индуцируемые сигнальные системы и их взаимодействие //Физиология растений-2000—Т. 47,№2.-С. 321—331.

95. Теплова И.Р., Фаркутдинов Р.Г., Митриченко А.Н., Иванов И.И., Веселов С.Ю., Вальке P.JL, Кудоярова F.P: Реакция трансформированных ipt-гешт растений табака на повышенную температуру // Физиология, растений.— 2000.—Т.47, №3.-С. 416-419.

96. Титов, А.Ф., Дроздов С.Н., Акимова Т.В., Таланова В.В. Реакция теплолюбивых растений на действие повышенных температур: динамика тепло- и холодоустойчивости // Журнал общей биологии—1986—Т. 47, № З.-С. 374— 380.

97. Титов, А.Ф., Дроздов G.H., Критенко С.Щ Таланова В.В., Шерудило Е.Г. Влияние цитокининов на холодо- и теплоустойчивость активно вегети-рующих растений // Физиология и биохимия культурных растений.—1986.— Т. 18, № 1.-е. 64-69.

98. Титов, А.Ф., Таланова В.В:, Акимова Т.В. Динамика холодо- и ,теплоустойчивости растений при действии различных стресс-факторов на их корневую систему // Физиология растений.—2003-Т. 50, № 1.-С. 94—99.

99. Трофимова М.С., Андреев И.М:, Кузнецов ? В л .В. Кальций как внутриклеточный регулятор синтеза БТШ96 и термотолерантности растений при гипертермии //Физиологиярастений-1997 -Т. 44,№ 4.-С. 511-516.

100. Удовенко Г.В. Механизмы адаптации растений к стрессам // Физиология и биохимия культурных растений-1979.-Т.1 Г, № 2.-G. 99-107.

101. Удовенко Г.В., Гончарова Э.А. Принципы и* приемы диагностики.устойчивости растений к экстремальным условиям среды // Сельскохозяйственная биология.-1989.-С. 18-24.

102. Уоринг Ф., Филлипс И. Рост растений и дифференцировка. Mi: Мир, 1984: 512 с.

103. Урманцев Ю.А., Гудсков H.JI. Проблема специфичности и неспецифичности ответных реакций:растений- на повреждающее воздействие II Журнал общей биологии—1986.-Т. 48, № З.-С. 337-349:

104. Хохлова В.А., Порфирова С.А., Федина А.Б., Бурханова Э:А. Действие теплового шока на ультраструктуру клеток и» синтез белка в корнях тыквы V/ Физиология растений.-1987.-Т. 34, № 5.-С. 869-878.

105. Чернавина И.А., Потапов Н.Г., Косулина Л.Г., Кренделева Т.Е. Большой практикум по физиологии растений. М;: Высшая школа, 1978: 408 с.

106. Чиркова Т.В., Жукова Т.М., Гончарова Н.Н., Белоногова В:А. Определение степени: проницаемости мембран как способ; диагностики растений на устойчивость к недостатку кислорода // Физиология и биохимия; культурных растений.—1991 —Т. 23, № 1.-С. 68-75.

107. Чканников Д.И;, Артеменко Е.Н:, Лобанова A.M., Умнов A.M. Ауксин зависимый биосинтез этилена в растениях пшеницы, инфицированных возбудителем стеблевой ржавчины.// Физиология грастений.-1984.-Т.31,. Вып.З .С. 536-541.

108. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В. Изменение содержания АБК и j лектина в корнях проростков пшеницы под воздействием> 2,4-эпибрассионелида и; засоления // Физиология растений.-1998.-Т.45, № 3.-С.451-455.

109. Шаркова В:Е., Буболо JI.C. Влияние теплового стресса на структуру тила-койдной системы хлоропластов в клетках зрелых листьев.пшеницы И Физиология растений; 1996. Т. 41. № 3. С. 409-417.

110. Шаркова В.Е., Буболо JI.C., Каменцева И.Е. Теплоустойчивость клеток и образование гранул теплового шока в клетках листьев пшеницы // Физиология растений.-1996.-Т.43, №Г.-С. 87-93.

111. Шишова М.Ф., Инге-Вечтомова Н.И., Выхвалов К.А., Рудашевская C.JI., Полевой В.В; Ауксин-зависимый ^транспорт К и Са через мембрану везикул плазмалеммы клеток колеоптилей кукурузы // Физиология растений.-1998.-Т.45, № 1.-С.79—85.

112. Шматько И.Г., Григоркж И.А. Реакция растений на водный и высокотемпературный стрессы // Физиология и биохимия культурных растений—1992— Т. 24, №1-.—G. 3-14.

113. Abel S., Theologis A. Early Genes and Auxin Action; II Plant Physiology.-1996.—V. 111, № 4.-P. 9-17;

114. Allonso J. M., Hirayama Т., Rowan G., Nourizodeh S., Ecker J.K. EJN2, a bi-functional transducer of ethylene and stress responses in Arabidopsis // Science. 1999—V. 284.-P. 2148-2152.

115. Antolic S., Kveder M., Klaic В., Magnus V., Kojic-Prodic B. Recognition of the folded conformation of plant hormone (auxin, IAA) conjugates with glutamic and aspartic acids, and their amides // Journal of Molecular Structure.-2001-V. 560.-P. 223-237.

116. Aplaslan M., Gunes A. Interactive effect of boron and salinity stress on the. growth, membrane permeability and mineral composition of tomato and cucumber plants // Plant and soil.-2001.-V. 236.-P. 123-128.

117. Bandurski R.S. Homeostatic control of concentrations of indole-3-acetic acid;// Plant Grow Substances. Berlin, 1980. P. 37-49.

118. Bandurski R.S., Cohen J.D., Slovin J.P., Reinecke D.M: Hormone biosynthesis and metabolism. Auxin biosynthesis and metabolism // Plant Hormones.-1995-C.39-65.

119. Becker D., Hedrich R. Channelling auxin action: modulation of ion transport by indole-3-acetic acid//Plant Molecular Biology.-2002.-V. 49.-P. 349-356.

120. Becket R.P. ABA-Induced Tolerance to Ion: Leakage During Rehydration Following Desiccation in the Moss Atrichum androgynum II Plant Growth:Regula-tion-2001.—V. 35.-P; 131-135.

121. Bialek K., Meudt W.J., Cohen J.D. Indole-3-acetic acid (IAA) and IAA conjugates applied to bean stem sections // Plant Physiology.-1983.-V. 1Ъ, № 1-P. 130-1341

122. Breusegem F.V., Vranova E., Dat J.F., Inse D The role of active oxigen species in plant signsl trnsduction // Plant Science.-200r.-V.161.-P.405-414.

123. Bukau В., Horwich A.L. The Hsp70 and Hsp60 chaperone machines // Cell-1998.-V. 92:-P. 351-366.

124. Caderas D., Muster Mi, Vogler H., Mandel Т., Rose J.K.C., McQueen-Mason S., Kuhlemeier C. Limited Correlation between Expansin Gene Expression and Elongation Growth Rate // Plant Physiology-2000-V. 123, № 4:-P. 1399-1413.

125. Chapman K.D. Phospholipase activity during plant growth and development and in response to environmental.stress // Trends in plant science—1998—V. 3, №. 11.-P. 419-426.

126. Chauvin L.R, Houde M., Sarhan F. A leaf-specific gene stimulated by light during wheat acclimation to low temperature // Plant Molecular Biology-1993-V. 23.-P. 255-265.

127. Chen J.-G., Ullah H., Young J.C., Sussman M.R., Jones A.M. ABP1 is required for organized cell elongation and division in Arabidopsis embryogenesis // Genes and Development—2001 .-V. 15.-P. 902-911

128. Chen H.,, Vierling R.A. Molecular cloning! and? characterization of soybean peroxidase gene families // Plant Science-2000-V. l 50-P. l29-137.

129. Cheong Y.H., Chang H.-S., Gupta R., Wang X., Zhu Т., Luan S. Transcriptional profiling: reveals novel interactions between: wounding, pathogen, abiotic stress, and hormonal responses in Arabidopsis // Plant Physiology-2002.-V. 129.-661— 677.

130. Christensen S.K., Dagenais N., Chory J., Weigel D. Regulation of auxin response by the protein kinase PINOID // Cell.-2000-V. 100.-469-478.

131. Ciardi J.A., Tieman D.M., Lund S.T., Jones J.B., Stall R.E., H.J. Klee H.J. Response to Xanthomonas campestris pv. vesicatoria in tomato involves regulation of ethylene receptor gene expression // Plant Physiology.-2000.-V. 123.-P. 8192.

132. Coenen С., Bierfreund N., Luthen H., Neuhaus G. Developmental regulation of Нл-ATPase-dependent; auxip responses in the diageotropica mutant of tomato (Lycopersicon esculentum) И Physiologia Plantarum-2002.—V. 114.—P. 461-471.

133. Goenen C., Lomax T.L. Auxin-cytokinin interactions in higher plants: old problems and new tools // Trends in Plant science.-1997.-V. 2, № 9—P. 351—356.

134. Gonverso D.L., Fernandes M:E. Peroxidase isozymes from wheat germ: purification and properties // Phytochemistry—1995.—V. 40, № 5.-P. 1341-1345.

135. Dat J., Vanderabeele S., Vranova E., Van Montagu M., Inse D., Van Bresegem F. Dual action of the active oxigen species during plant stress responses // Cellular and'Molecular Life Sciences-2000.-V.57.-P.779-795.

136. Dixon R.A., Paiva N.L. Stress-induced phenylpropanoid metabolism // The Plant Cell.—1995.-V.7.-P. 1085-1097.

137. Drzymalla C., Schroda M., Beck C.F. Light-inducible gene HSP70B encodes a protein? in Chlamydomonas reinhardtii chloroplast-localized heat shock II Plant Molecular Biology-1996.-V. 31.-P. 1185-1194.

138. Friant S., Meier K.D., Riezman H. Increased ubiquitin-dependent degradation can replace the essential requirement for heat shock protein induction // The EMBO Journal.-2003.-V. 22, №15.-P. 3783-3791.

139. Garrido G., Guerrero J.R., Cano E.A., Acosta M., J. Sanchez-Bravo Origin and basipetal transport of the IAA responsible for rooting of carnation cuttings // Physiologia Plantarum—2002 V. 114-P. 303-312.

140. Goldsbrough А.В, Albrecht H:, Stratford R. Salicylic acid-inducible binding of a tobacco nuclear protein to a 10 bp sequence which is highly conserved amongst stress-inducible genes // The Plant Journal.-l993—V. 3.-P. 563-571.

141. Gong M., Li Y.J., Dai X., Tian M., Li Z.G. Involvement of calcium and calmodulin in the acquisition of heat-shock induced thermotolerance in maize seedlings //Journal of Plant Physiology—1997.-V. 15 0—P: 615-621:

142. Gual L.M., John G.S. Effect of the free-gererating herbicide paraquat on the expression of the superoxide dismutase (SOD) genes in maize // Biochimical at biophysica Acta-1986,№ l.-P. 29-38.

143. Guan L.M., Scandalios J.G; Gatalase gene expression! in response to? auxin-mediated developmental signals // Physiologia Plantarum-2002.-V. 114.-P. 288-295:

144. Guern J. Regulation from withing: The hormone dilemma //Annals of Botany — 1987.-V. 60, № 4.-P. 75-102.

145. Guilfoyle Т. Aux/IAA proteins and auxin signal transduction II Trends in Plant science.-l998.-V. 3, № 6.-P. 205-207.203; Guilfoyle'T., Hcgen G., Ulmasov Т., Murfett J; How does auxin turn on genes? // Plant Physiology-19981-V. 118, № 2.-P: 341-347.

146. Hansen Hi,, Grossmann K. Auxin-induced ethylene triggers abscisic acid biosynthesis and growth inhibition. II Plant Physiology-2000.-V. 124.- P.1437-1448.,

147. Harrison E.P., McQueen-Mason S.J., Manning K. Expression of six expansin genes in relation to extension activity in developing strawberry fruit // Journal of Experimental Botany.-200l.-V. 52, № 360.-P. 1437-1446.1. StfK:

148. J 208. Heckathorn S;Ai, Downs C.A., Sharkey T.D/, Goleman J.S. The; small; methionine-rich chloroplast heat-shock protein protects photosystem II electron; transport during heat stress // Plant Physiology .-1998-V. 116.-P. 439-444.

149. Huang В., Liu X., Xu Q. Supraoptimal soil temperatures induced oxidative stressin leaves of creeping bentgrass cultivars differing in heat tolerance // Crop Science.^ 001.-V. 41.-P. 430-435.

150. Ilan N., Moran N., Schwartz A. The role of potassium channels in the temperature control of stomatal aperture // Plant Physiology-1995.-V. 108, X» 11.-P. 1161-1170.

151. Im К.Ц,.Ghen J.-G., Meeley R.B., Jones A.M. Auxin-binding protein mutants in; maize // Maydica.-2000.-V. 45.-P. 319-325.

152. Ismail. A:M., Hall A.E. Reproductive-stage heat tolerance, leaf;membrane thermostability and plant morphology in cowpea // Crop Science.-1999.-V. 39-P. 1762-1768.

153. H 215. Jansen M.A.K., van den Noort R.E., TaniM.Y.A., Prinsen E., Lagrimini L.M.,

154. Thomeley R.N.F. Phenol-oxidizing peroxidases contribute to the protection ofplants from ultraviolet radiation stress // Plant Physiology.-200l.-V. 126.-P. 1012-1023.

155. Jia W., Zhang J;, Liang J. Initition and regulation of water deficit-induced abscisic acid accumulation in maize leaves and roots: cellular volume; and; water relations //Journal of Experimental Botany.-2001.-V. 52, № 355.-P. 295-300.

156. Johri M.M., Mitra D. Action of plant hormones // Current science-2001—V. 80,! №2.-P 199-205.

157. Kao C.H:, Yang S.F. Light inhibition of the conversion of 1-aminocyclopropane-q-carboxylic acid to ? ethylene in leaves is; mediated; through; carbon dioxide: II Planta.-1982.-V. 155.-P. 261-266.

158. Kim B.-H., Schoffl F. Interaction between Arabidopsis heat shock transcription factor 1 and 70 kDa heat shock proteins // Journal of Experimental Botany.— 2002.—V. 53, № 367.-P: 371-375.4

159. Kowalczyk M.; Sandberg G. Quantitative analysis of indole-3-acetic acid metabolites in Arabidopsis II Plant Physiology-2001 .-V. 127, № 4.-P. 1845-1853.

160. Kowalczyk S., Bandurski R.S. Enzymatic synthesis of l-0-(Indol-3-acetil)-p-D-glucose. Purification of the enzyme from Zea mays and preparation of antibodies to the enzyme // Journal of Вiochemistry.-l 991.-V. 279.-P: 509-514.

161. Kraepiel Y, Miginiac E. Photomorphogenesis and phytohormones // Plant, Cell and Environment-1997.-V. 20.-P. 807-812.

162. Kraepiel Y., Rousselin P., Sotta В., Kerhoas L., Einhorn J., Caboche M. Analysis of phytochrome- and ABA-deficient mutants suggests that ABA degradation is controlled by^ light in Nicotiana plumbaginifolia /l Plant Journal:-1994.-V. 6-P.665-672.

163. Krochko J.E., Abrams G.D., Loewen M.K., Abrams S.R., Cutler A.J. (+)-Abscisic acid; 8'hydroxilase is a cytochrome P450 monooxegenase // Plant Physiology.-1998.-V. 118:-P. 849-860:

164. Krylov S.N. Computer simulation; of damped oscillations during peroxidase-catalyzed oxidation; of indole-3-acetic acid'// Biophysical; Chemistry-1998.-V. 72.-P. 285-295.

165. Krylov S.N., Aguda B.D., Ljubimova M.L. Bistability and reaction threshold in the phenol-inhibited peroxidase-catalyzed oxidation of indole-3-acetic acid // Biophysical Chemistry.-1995.-V. 53.-P. 213-218.

166. Krylov S.N., Dunford H.B. Accelerating Effect of Umbelliferone on peroxidase-catalyzed oxidation of indole-3-acetic acid at neutral pH // Journal of Physical Chemistry.-1996a.-V. 100.-P. 19719-19727.

167. Krylov S.N., Dunford H.B.Detailed model of the peroxidase-catalyzed oxidation of indole-3-acetic acid at neutral pH//Journal of Physical Chemistry.-19966.-V. 100.-P. 913-920.

168. Larkindale J., Kmght M.R. Protection against heat stress-induced oxidative damage in Arabidopsis involves calcium, abscisic acid, ethylene, and salicylic acid // Plant Physiology-2002-V.128.-P:' 682-695.

169. Laskowski M.J., Dreher K.A., Gehring М.А., Abel S., Gensler A.L., Sussex I.M. FQR1, a novel primary; auxin-response gene,- encodes at flavin mononucleotide-binding quinone reductase II Plant Physiology.-2002:-V. 128; № 2.-P. 578-590.

170. Lee G.J., Vierling E. A Small heat shock protein cooperates with heat shock protein: 70 systems to reactivate a heat-denatured protein // Plant Physiology.-2000.-V.122.-P. 189-197.

171. Lee T.T., Starrat A.N., Jevinkar J.J. Regulation of enzymic oxidation of indole-3-acetic acid by phenols: structure-activity relationships // Phytochemistry—1982 — V.21.-P. 517-523.

172. Leon J:, Yalpani N., Raskin/ L, Lawton M.A. Induction of benzoic acid* 2-hydroxylase in;virus-inoculateditobacco // Plant Physiology.-1993.-V. 103.-P. 323-328.

173. Leshem Y. The molecular and hormonal basis of plant-growth regulation. Oxford, 1973. 157 p.л»

174. Leyser O. Auxin signalling: the beginning, the middle and the end // Current Opinion in Plant Biology.-200 l.-V. 4.-P. 382-386.

175. Li Q.-B., Guy G.L. Evidence for non-circadian light/dark-regulated expression of Hsp70s in spinach leaves // Plant Physiology-2001 -V. 125.-P. 1633-1642.

176. Liu H.-T., Li В., Shang Z.-L., Li X.-Z., Mu R.-L., Sun D.-Y., Zhou R.-G. Calmodulin is involved: in heat shock signal transduction in wheat // Plant Physiol-ogy.-2003—V. 132.-P. 1186-1195.

177. Liu X., Huang B. Cytokinin effects on creeping bentgrass response to heat stress: IL Leaf senescence and antioxidant metabolism // Crop Science.—2002.-V. 421— P. 466—472.

178. Liu Z.-H:, Liu H.-Y., Wang H.-Y. Effect of light on endogenous indole-3-acetic acid, peroxidase and s' indole-3-acetic acid oxidase in soybean hypocotyIs // Bot. Bull: Acad: Sin.-1996.-V. 37.-P. 113-119.

179. Ljung K., Hull A.K., Kowalczyk M., Marchant A., Celenza J., Cohen J.D., Sand-berg G. Biosynthesis, conjugation, catabolism and homeostasis of indole-3-acetic acid in Arabidopsis thaliana И Plant Molecular Biology-2002.-V. 50.-P. 309332.

180. Lopez-Delgado H., Dat J.F., Foyer C.H., Scott I.M. Induction of thermotolerance in potato microplants by acetylsalicylic acid and H202 // Journal of Experimental Botany.—1998.-V. 49, № 321.-P. 713-720.

181. Lowry O.N., Rosenbrough N.J., Tarr A.L., RandalltR:J. Protein measurement with the Folin phenol , reagent // Journal of Biological Chemistry .-195 l.-V. 193 , № 1.-P.265-275.

182. Lu Z., Percy R:G;, Qualset C.O., Zeiger E. Stomatal conductance predicts yields in irrigated Pima cotton and bread wheat grown at high temperatures // Journal of Experimental Botany.-l 998.-V. 49.-P. 453-460/

183. Ludwig-Muller J; Indole-3-butyric acid in plant growth and development // Plant Growth Regulation—2000.-V 32.-P: 219-230.

184. Ludwig-Muller J., Cohen J.D. Identification and quantification of three active; auxins in: different tissues of Tropaeolum majus II Physiologia; Plantarum — 2002.—V. 115-P: 320—329.

185. Lund A.A., Blum P.H., Bhattramakki D., Elthon Т.Е. Heat-stress response of maize mitochondria//PlantPhysiology.-1998.-V., 116.-PM097-1110;

186. MacDonald H. Auxin perception and? signal transduction? // Physiologia Plan-tarum—1997—V. 100, №3.-P. 423-430.

187. Malamy J, Carr JP, Klessig DF, Raskin I. Salicylic acid: a likely endogenous signal in the resistance response of tobacco to viral infection // Science.-l 990.— V. 250.-P. 1002-1004.

188. Mansfield T.A., Hetherington A.M., Atkinson J.C. Some current aspects of sto-matalphysiology// Annual Revues of Plant Molecular Biology .-1990—V. 4 Г.-Р. 55-75.

189. Mathesius U. Flavanoids induced? in cell' undergoing nodule organogenesis in white clover, are regulators of auxin breakdown by peroxidase // Journal of Experimental Botany.—2001.—V. 52.-P. 419-426.

190. Matsuda O., Watanade C., Iba K. Hormonal regulation of tissue-specific ectopic expression of an Arabidopsis endoplasmic reticulum-type со-3 fatty acid desatu-rase {FADS) gene // Planta.-2001.-V.213.-P. 833-840.

191. Merritt F., Kemper A., Tallman G. Inhibitors of ethylene synthesis inhibit auxin-induced stomatal opening in epidermis detached from leaves of F/сш Faba L. // Plant and Cell Physiology.-2001.-V. 42, № 2.-223-230;

192. Millner P.A. The auxin signal // Current Opinion in Cell Biology-1995-V. 7-P. 224-231.275: Muday G.K. An Emerging model of auxin transport regulation // The Plant Cell.-2002.-V. 14.-P. 293-299.

193. Muller F.W., IgloiiG.L., Beck C.F. Structure of a gene encoding heat-shock protein HSP70 from the unicellular alga Chlamydomonas reinhardtii II Gene.— 1992.-V. lll.-P. 165-173.

194. Munnik Т., Irvine R. F., Musgrave A. Phospholipid signaling in; plants // Biochemistry and Biophysica Acta.-1998.-V. 1389.-P. 222-272.

195. Nakajima K., Benfey P.N. Signaling in and out: control of cell division and differentiation in the shoot and root II The Plant Cell.-2002.-V. 5.-P. 265-276.

196. Napier R.M. Trafflching of auxin-binding protein // Trends in Plant science.— 1997.-V. 2, № 7.-P. 251-255.

197. Napier R.M., David K.M., Perrot-Rechenmann C.A short, history of auxin-binding proteins II Plant Molecular Biology-2002.-V. 49.-P. 339-348.

198. Neill S.J., Burnett E.C. Regulation of gene expression during water deficit stress // Plant Growth Regulation—1999.-V. 29.-P. 23-33.

199. Normanly J:. Auxin metabolism И Physiologia Plantarum-1997.-V. 100.-P. 431-442:

200. Ohlsson A.B., Berlung T. Gibberellic acid induced changes in glutathione metabolism : and; antocianin ? content in; plant tissue // Plant Cell, Tissue and; Organ Culture.-2001.—V.64—P. 77-80:

201. Ostergaard L., Pedersen A.G., Jespersen H.M:, Brunak S., Welinder K.G. Computational ? analyses and annotations of the Arabidopsis peroxidase gene family // FEBS Letters—1998.—V. 433. P. 98-102.

202. Pozo J.C., Estelle M. Function of ubiquitin-proteosome pathway in auxin response //Trends in Plant science.-1999.-V. 4, № 3.-P. 107-112:

203. Radin J.W., Lu Z., Percy R.G., Zeiger E. Genetic variability for stomatal conductance ! inr Pima cotton, and its relation» to: improvements of heat adaptation //

204. Rivero R.M., Ruiz J.M., Garcia P.G., Lopez-Lefebre L.R., Sanchez E., Romero L. Resistance to cold and heat stress: accumulation of phenolic compounds in tomato and watermelon plants // Plant Science.-2001.-V. 160.-P. 315-321.

205. Rizhsky L., Liang H., Mittler Ri The Combined effect of drought stress and heat shock on gene expression in tobacco // Plant Physiology-2002V. 130.-P. 1143-1151.

206. Sarma A.D., Sreelakshmi Y., Sharma R. Differential expression and properties of phenylalanine ammonia-lyase isoforms in tomato leaves // Photochemistry — 1998.-V. 49.-P. 2233-2243.

207. Sato Y., Murakami Т., Funatsuki H., Matsuda S., Saruama H., Tanuda M. Heat shock-mediated APX gene expression and protection- against; chilling injury in rice seedlings И Journal of Experimental Botany.-2001 .-V. 52, № 354.-P. 145151.

208. Suttle J.S. Cytokinin-induced ethylene biosynthesis in nonsenescing cotton leaves H Plant Phisiology.-1986.-V. 82.-P. 930-935.

209. Tam Y.Y., Epstein E., Normanly J: Characterization of auxin conjugates in Arabidopsis. Low steady-state levels of indole-3-acetyl-aspartate, indole-3-acetyl-glutamate, and indole-3-acetyl-glucose // Plant Physiology-2000.—V. 123, № 2.-P. 589-595.

210. Thompson G.A. Lipids and membrane function in green algae // Biochemistry Biophysica Acta.-1996.-V. 1302.-P. 17-45.

211. Timpte G. Aiixin binding protein: curiouser and curiouser // Trends in Plant sci-ence.-2001.-Vol: 6, № 12.-P. 586-590.

212. Tiwari S.B., Wang X.-J., Hagen G., Guilfoyle TJ; AUX/IAA proteins are active repressors, and; their; stability and activity are modulated by auxin // The Plant; Cell.-2001.-V. 131-2809-2822.

213. Tuominen H., Ostin A., Sandberg G., Sandberg B. A novel metabolic pathway for indole-3-acetic acid ins apicfl shoots of Populus tremula (L). x Populus tremuloides (Michx.) // Plant Phisiology.-l994:- V. 106.-P. 1511-1520.

214. Ulmasov Т., Hagen G., Guilfoyle T.J; Activation and repression of transcription by auxin-response factors // Proceeding of the National Academy of Science of the USA.-1999:-V. 96.-P. 5844-5849.

215. Volpert Rl, Osswald W., Estner. E.F. Effect of cinnamic acid derivates on indole acetic acid oxidation by peroxidase // Phytochemistry—1995—V. 8.-P.' 19—221

216. Wang C., Jarlfors U., Hildebrand D.F. Regulation and subcellular, localization of auxin-induced lipoxygenases // Plant Science.-1999.-V. 148.-P. 147-153

217. Warwicker J. Modelling of auxin-binding protein 1 suggests that its C-terminus and auxin could compete for a binding site that incorporates a metal ion and tryptophan residue 447/ Planta.-2001.-V. 212.-P. 343-347

218. Waters E.R, Lee G.J, Vierling E. Evolution, structure and function of the small heat shock proteins in plants // Journal of Experimental Botany.-1996.-V. 47.-P. 325-338.

219. Weatherwax S. C., Ong M.S., Degenhardt J., Bray E.A., Tobin E.M. The interaction of light and abscisic acid in the regulation of plant gene expression // Plant Physiology.—1996.-V. 11, № l.-P. 363-370.

220. Weidner M., Fehling E. Heat modification о f ribulose-l,5-biphosphate carboxylase/oxygenase: by temperature pretreatment of wheat seeding // Planta.-1985.-V. 166-Pi 177-127.

221. Winer L., Goren R., Riov J. Stimulation of oxidative decarboxylation of indole-3-acetic acid in citrus tissues by ethylene // Plant Growth Regulation-2000.-V. 32.-P. 231-237.

222. White P.J., Napier. R.M. A structure for binding auxins // Trends in Plant sci-ence-2001—V. 6,№6.-P. 240.

223. Wu F.S1, Shi eh Y.K., Feng T.Y. Stimulated synthesis of specific proteins by calcium ; perturbation and? heat shock in Brassica; napus. II Bot. Bull; Acad: Sin.-1992.-V. 33.-P. 43-54.

224. Xiang C., Miao Z.H., Lam E. Coordinated activation of as-/-type elements and a tobacco glutathione S-transferase gene by auxins, salicylic acid, methyl-jasmonate and hydrogen peroxide // Plant Molecular Biology—1996—V. 321-P. 415-426:

225. Xiong L., Ishitani M., Zhu J.-K. Interaction of Osmotic Stress, Temperature, and Abscisic Acid in the Regulation of Gene Expression: in Arabidopsis i // Plant Physiology.—1999i-V. 119.-Р. 205-211.

226. Xiong L., Zhu J.-K. Regulation of abscisic acid biosynthesis II Plant Physiol-ogy.-2003—V. 133.-P. 29-36.

227. Yang S.F., Hofman N. El Ethylene biosynthesis and its regulation in higher plants//Ann. Rev; Plant Physiology.-19841-V.35.-P: 155-189.

228. Yoshida S. Low temperature-induced cytoplasmic acidosis in cultured mung bean (Vigna radiata L.) И Plant Physiology.-1994.-V. 104.-P. 1131-1138.

229. Zeevaart J.A.D., Creelman R.A. Metabolism and physiology of abscisic acid // Annual Reviews of Plant Physiology and Plant Molecular Biology.-1988.-V.39.-P. 439-473.

230. Zelena E. The effect of light on IAA metabolism in different parts of maize seedlings in correlation with their growth // Plant Growth Regulation.-2000.-V. 32.-P. 239-243.

231. Zelena E. The effect of light on metabolism of IAA in maize seedlings // Plant Growth Regulation.-2000.-V. 30.-P. 23-29.

Информация о работе

Орлова, Анна Геннадьевна
кандидата биологических наук
Нижний Новгород, 2004
ВАК 03.00.12

Диссертация

Роль индолилуксусной кислоты в развитии ответной реакции зеленых и этиолированных проростков пшеницы на тепловой шок - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы