Роль света и брассиностероидов в регуляции морфогенеза Arabidopsis thaliana (L.) Heynh

Ефимова, Марина Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль света и брассиностероидов в регуляции морфогенеза Arabidopsis thaliana (L.) Heynh
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Роль света и брассиностероидов в регуляции морфогенеза Arabidopsis thaliana (L.) Heynh"

На правах

ЕФИМОВА МАРИНА ВАСИЛЬЕВНА

РОЛЬ СВЕТА И БРАССИНОСТЕРОИДОВ В РЕГУЛЯЦИИ МОРФОГЕНЕЗА АНАВЮОРЯЮ ТНАЫАМА (Ь.) НЕУМН

03.00.12 - физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре физиологии растений и биотехнологии Томского государственного университета

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Карначук Раиса Александровна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Власов Павел Валерьевич

кандидат биологических наук, Кондратьева Вера Валентиновна

Ведущая организация:

Институт бкофизики СО РАН, г. Красноярск

Защита состоится « £» ноября 2006 г. часов на заседании диссертационного совета К 212.203.06 при Российском университете дружбы народов . по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8, корпус¿¡(О.'Хр&рН.ЩХ. Ср^Яъ)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского университета дружбы народов

Автореферат разослан сентября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Г. Заец

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации

Растения, ведущие прикрепленный образ жизни, вынуждены быть особенно пластичными в ответах на воздействия окружающей среды. К наиболее важным внешним факторам относится свет, являющийся не только источником энергии для фотосинтеза, но и сигналом, активирующим и изменяющим программу развития (Ни-чипорович, 1975; Воскресенская, 1979). Известно, что действие света на морфогенез растений реализуется через фоторецепторы, поглощающие красный свет (фитохром), синий/УФ-А/зеленый (криптохромы), синий (фототропины), синий/красный (суперхром) (Briggs and Olney, 2001). Имеется много работ по фитохромной регуляции роста и развития растений (Furuya, 1989; Волотовский, 1987, 1999; Oelze-Karow and Mohr, 1989). Значительно меньше исследований по действию синего света (Воскресенская и др., 1968; Voskresenskaya, 1972; Lin, 2000, 2002) и практически нет работ по выяснению роли зеленого света в морфогенезе и продукционном процессе растений (Карначук и др., 1972; Карначук, 1987). Несмотря на интерес к передаче светового сигнала в растениях, процессы от восприятия света фоторецептором до конечного физиологического ответа мало исследованы. Фитогормоны могут включаться в передачу светового сигнала или в темноте вызывать реакции, запускаемые светом (Black and Vlitos, 1972; Brien et al., 1985; Chory et al., 1994; Su andHowweli, 1995). Одной из основных групп гормонов, контролирующих фотоморфогенез растений являются брассиностероиды (Chory et al., 1991; Hooley, 1996; Карначук и др., 2002; Tanaka et al., 2003). Однако взаимодействие селективного света (зеленого и синего) н активных брассиностероидов (гомобрассинолида, эпибрассинолида и брассинолида) не рассматривалось.

Интерес к этой группе гормонов вызван еще и тем, что помимо участия в фотоморфогенезе БС обладают мощным фиторостостимулирующим действием в малых концентрациях. Они не только являются экологически безопасными, но и способствуют повышению экологической чистоты продукции, снижая накопление в ней нитратов, тяжелых металлов, радионуклидов и позволяют снизить, по сравнению с традиционными средствами защиты растений, экологическую нагрузку на окружающую среду (Ковганко, 1991; Хрипач и др., 1995; Khripach et al, 1999).

Удобным модельным объектом для изучения регуляторной роли БС в фотоморфогенезе служат растения Arabidopsis thaliana, для которого получены мутанты с нарушениями в биосинтезе БС (det2) и проявляют световой фенотип в темноте, а также мутант по фоторецептору CRY1 (hy4).

Связь работы с научными программами

Работа являлась частью плановых исследований кафедры физиологии растеиий и биотехнологии ТГУ выполненных в соответствии с НП "Университеты России" по теме "Роль селективного света и фитогормонов в регуляции продуктивности растений" (2004, УР.07.01.042) и НИР, выполняемой в рамках ФЦНТП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" совместно с

лабораторией химии стероидов ИБОХ НАН Беларуси по теме «Участие брассиносте-роидов в светорегулируемом развитии растений. Аналитический контроль уровня БС-гормонов» (2005, Гос. контракт от "5" сентября 2005 г. № 02.444.11.7098).

Цели и задачи исследования

Основная цель работы - исследовать взаимодействие брассиностероидов и коротко-, средневолнового света в регуляции морфогенеза и баланса эндогенных гормонов у Ârabidopsis thaliana (L.) Heynh. Для решения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи:

1. Изучить влияние различных концентраций экзогенных брассиностероидов (го-мобрассинолида, эпибрассинолида и брассинолида) на морфогенез арабидопсиса эко-типов Landsberg erecta и Columbia и их мутантов hy4 и det2 в темноте;

2. Исследовать роль зеленого (515, 524.5, 532 им) и синего (max 439 нм) света в регуляции морфогенеза проростков арабидопсиса на ранней стадии онтогенеза;

3. Оценить влияние брассиностероидов (брассинолида, эпибрассинолида и гомоб-рассинолида) на морфогенез проростков арабидопсиса дикого типа Ler и Col и мутантов hy4 и det2 при деэтиоляции синим светом;

4. Изучить действие эпибрассинолида в концентрации НО"6 M на рост и гормональный баланс проростков дикого типа Ler и мутанта hy4 в темноте и на зеленом свету (max 543 нм).

Научная новизна работы

Мутант по фоторецептору (hy4) и с нарушенным синтезом гормона (det2) являются удобной моделью для изучения путей трансдукции светового сигнала от фоторецептора до конечного физиологического ответа через изменение баланса эндогенных фитогормонов.

Впервые показано, что подавление роста осевых органов и увеличение площади семядолей арабидопсиса экотипа Ler и мутанта hy4 под влиянием экзогенного эпибрассинолида (106 М) сопряжено с увеличением эндогенного уровня индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот. Экзогенный брассинолид, 10"12 М, эпибрассинолид, Ю-11 M и гомобрассинолид, Ю-8 M ускоряли рост гипокотиля det2.

Впервые показано, что криптохром 1 является возможным рецептором зеленого света max 543 iim, контролирующий морфогенез арабидопсиса. Одним из механизмов трансдукции сигнала зеленого света может быть изменение уровня индолил-3-уксусной кислоты и зеатина.

Впервые обнаружено, что при совместном действии экзогенного эпибрассинолида и зеленого света (max 543 нм) наблюдалось сложение эффектов на морфогенез проростков арабидопсиса Ler, при одновременном повышении уровня цитокннинов. Эпибрассинолид, 10'6 M на зеленом свету регулировал уровень свободных ИУК и АБК в проростках Ler и hy4.

Показано, что брассинолид и гомобрассинолид могут снимать ингибирующее влияние синего света на рост гипокотиля Ler и Иу4. У det2 синий свет подавлял удлинение гипокотилей, вызванное экзогенным брассинолидом.

Практическая значимость работы состоит в изучении действия перспективных для растениеводческой практики регуляторов роста — брассиностерондов на морфогенез проростков арабидопсиса, а также их взаимодействие со светом. Результаты данной работы используются в учебном процессе при чтении курса «Физиология растений», «Рост и морфогенез растений» в Томском госуниверситете и Томском педагогическом университете при подготовке биологов и специалистов агрономического профиля.

Апробация работы

Материалы работы были представлены в виде устных и стендовых докладов на Российских и международных конференциях: V Региональной конференции молодых ученых (Томск, 2000); VI Международной конференции «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (Москва, 2001); II Международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2001); VII Всероссийской конференции молодых ученых (Томск, 2003); Международной конференции «Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке» (Сыктывкар, 2001); XIII и XIV Международных конференциях по физиологии растений (Ираклио -Греция, 2002; Краков - Польша, 2004); Региональной конференции, посвященной 125-летию ТГУ и 70-летию БПФ (Томск, 2003); V Съезде общества физиологов растений России и международной конференции «Физиология растений - основа фито-биотехнологии» (Пенза, 2003); XLII Международной конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2004); Международной научно-практической конференции «Проблемы рационального использования растительных ресурсов» (Владикавказ, 2004); Годичных собраниях общества физиологов растений России (Петрозаводск, 2004; Вологда, 2005); VI Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2005); 10-й Пущинской школе-конференции молодых ученых (Пущино, 2006), научных семинарах Томского отделения РОФР.

Отдельные этапы данного исследования отмечены грантом для участия-в XIII Международной конференции физиологов растений (Греция, 2002).

Публикации

Результаты диссертации изложены в 23 научных работах, из них 4 в рецензируемых изданиях, всего 56 стр.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения; обзора литературы по теме диссертации; экспериментальной части, обсуждения результатов исследований, заключения и списка использованных литературных источников (343 источника, из них 107 отечественных и 236 зарубежных). Работа изложена на 129 стр., содержит 2 таблицы, 31 рисунок и 21 приложение.

МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект исследований. Работа выполнена на модельном растении Arabidopsis thai i ana экотипов Landsberg erecta (L er) и Columbia (Col), а также мутантах, полученных на их основе - hy4, с нарушенным фоторецептором синего света/УФ-А/зеленого света (Koornneef et al., 1980), и det2, с недостаточным синтезом брассиностероидов (Choryetal., 1991).

Линии A. thaliana любезно предоставлены Ногтенгемским Центром Арабидоп-сиса (NASC, UK).

Семена обрабатывали 3 % Н202 в 80% этаноле, после чего помещали в чашки Петри на жидкую питательную среду, содержащую соли по МС с или без брассиностероидов. Для стимуляции прорастания семена выдерживали в течение 3 суток при 4 - 6 ° С и освещали белым светом 3 ч (ЛД-40, интенсивность 2700 л к), после чего экспонировали 7 суток в темноте или с ежедневным досвечиванием 30/60 минут синим/зеленым светом. Синий свет выделяли с помощью интерференционного светофильтра от галогеновой лампы. Диапазон излучения с максимумом 439 им и шириной полосы 18 нм имел плотность потока квантов 3,0 или 5,2 мкмоль/м2с. Зеленый свет выделяли с помощью интерференционного светофильтра от галогеновой лампы (X™,* = 543 нм, ширина полосы 20 нм, плотность потока квантов 3,7 - 4,2 мкмоль/м3с или Хт««= 524,5 нм, ширина полосы 20 нм, плотность потока квантов 2,5 мкмоль/м2с).

В другом случае этиолированные проростки арабидопсиса дикого типа her и мутанта hy4 в возрасте 3.5 дней облучали расфокусированным импульсным лазерным излучением (длина волны 515, 532 и 542 нм, энергия импульса 2.0, 2.0 и 5.5 мДж, соответственно; длительность импульса 10 не, частота следования 1 Гц). Растения освещали 30 и 300 импульсами зеленого света. После деэтиоляции на зеленом свету проростки выдерживали 3.5 суток в темноте и затем фиксировали.

Длину гипокотилей измеряли под лупой БМ-51-2 (увеличение 8.75х), а площадь семядолей — под микроскопом МикМед-1 ВАР.1 с помощью винтового окулярного микрометра МОВ-1-15* (увеличение 150х) («ЛОМО», Россия). Для каждого варианта измеряли по 30 проростков в трех биологических повторностях.

Для выделения гормонов растительный материал (1 - 1.5 г) фиксировали жидким азотом с последующей спиртовой экстракцией. Выделение свободных и связанных ИУК и АБК проводили по методике, предложенной В.И. Кефели и Р.Х. Турецкой (1966), цитокининов - В.А. Негрецким с соавт. (1988), свободных и связанных ГК — В.Н. Ложниковой с соавт. (1973). Разделение фитогормонов проводили с помощью ТСХ на пластинках Sorbfil («Сорбиополимер», Россия), используя стандартные метчики ИУК, ГКз, ГК4, ГК, ("Serva", Германия); АБК, зеатин, РЗ и ИПА ("Sigma", США). Учитывая, что ГКЬ ГК} и изо-ГК3, а также ГК4, ГК7 и изо-ГК7 не разделяются и элюируются в виде общих зон (Обут и др., 1983), анализировали их смеси (ГК, 3 и ГК47). Количественное определение фитогормонов осуществляли твердофазным им-муноферментным методом в трех биологических и шести аналитических повторностях (Кудоярова и др., 1990; Холодарь и др., 1995).

Статистическая обработка проводилась с помощью электронных таблиц «MS Exell 2003» и прикладного пакета STATISTICA 6.0. Вычисляли среднее значение анализируемых показателей (М), стандартную ошибку среднего (т). Результаты экспериментов приведены в таблицах и на гистограммах в виде М ± m (Лакин, 1980). При сравнивании выборок групп данных использовали непараметрический критерий Манна-Уиши (U-теет). Значение критерия U-теста находили для 95 %-го уровня значимости (а = 0,95).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

РОЛЬ СЕЛЕКТИВНОГО СВЕТА И ЭКЗОГЕННЫХ БРАССИНОСТЕРОИДОВ В РЕГУЛЯЦИИ МОРФОГЕНЕЗА ПРОРОСТКОВ АРАБИДОПСИСА

Морфогенез растительного организма находится под непосредственным контролем внешних и внутренних факторов. Свет, как внешний фактор, регулирует рост и развитие растений в зависимости от интенсивности и спектрального состава (Клеш-нин, 1954; Шульгин и др., 1963; Воскресенская, 1975; Протасова, 1981; Карначук и др., 1986, Тихомиров и др., 1987). С другой стороны, имеются эндогенные регуляторы - фитогормоны, которые могут быть вовлечены в управление фотоморфогенезом (Chory et al., 1994, 1995; Kraepiel and Miginiac, 1997; Карначук и др., 2002, 2003). Было высказано предположение, что одними из них являются брассиностероиды (БС) (Li et al., 1996). Участие основных представителей семейства брассиностероидов (го-мобрассинолида и эпибрассинолида) в фотоморфогенезе не изучено.

Наиболее показательными при изучении механизма фоторегуляции морфогенеза являются реакции растения на ранних стадиях онтогенеза. В связи с этим мы изучали особенности ростовых ответов 7-дневных проростков Arabidopsis thaüana в темноте, под действием экзогенных брассиностероидов и при деэтиоляции на синем и зеленом свету разной интенсивности и продолжительности действия.

Влияние экзогенных брассиностероидов на рост арабидопсиса в темноте на начальных этапах онтогенеза

Морфометрические исследования проростков A. thaliana, выросших в темноте, показали, что длина гипокотилей и площадь семядолей у мутанта hy4, с нарушенным синтезом криптохрома 1, были достоверно меньше, чем у дикого типа her. Проростки мутанта det2, с недостаточным синтезом брассиностероидов, отличались от исходной линии дикого типа Col значительным укорочением гипокотиля и корня (в 2,2 раза), а также большей площадью семядолей (Таблица 1).

Таблица 1 - Ростовые параметры 7-дневных этиолированных проростков Arabidopsis thaüana L. (Heynh)

Линия арабидопсиса Длина гипокотиля, мм Ширина гипокотиля, мм Площадь семядолей, тыс. mkmj Длина корня, мм

Ler 13,75 ±0,10 0,182*0,002 165,0 ±3,0 4,40 ± 0,17

hy4 10,45*0,12 0,186 ±0,002 148,0 ±2,0 4,16 ±0,17

Col 14,30 ± 0,22 0,190 ±0,002 141,9±4,1 3,12 ± 0,10

de 12 6,60*0,12 0,200 ± 0,002 189,0 ±6,5 1,43 ±0,06

В темноте ответная реакция на экзогенный эпибрассинолид и гомобрассинолид выражалась укорочением длины гипокотилей у проростков дикого типа her и Col и мутанта hy4, а также стимуляцией роста осевых органов fife/2. Брассинолид подавлял удлинение гипокотилей арабидопсиса her и Col, причем чувствительность последнего была выше. Ингибирование роста гипокотилей дикого типа под действием экзогенных БС, скорее всего, обусловлено высоким уровнем эндогенных брассиностерои-дов в проростках (Neff et al., 1999; Kang et al., 2001; Symons and Reíd, 2004). В случае с проростками det2, экзогенные брассииостероиды компенсировали дефицит эндогенных БС, тем самым, способствуя удлинению клеток гипокотиля (Tanaka et al., 1991). Добавление БС в питательную среду приводило к увеличению площади семядолей всех изучаемых линий арабидопсиса {her, Col, hy4 и det2) (Таблица 2).

Наибольшая биологическая активность в отношении проростков арабидопсиса была показана для брассинолида, следующим по активности был эпибрассинолид для Col и det2, и гомобрассинолид для her и hy-4. ->..;.■

Таблица 2 - Влияние брассинолида (БЛ), эпибрассинолида (ЭБЛ) и гомобрассинолида (ГБ) на ингибирование (1) или стимуляцию (t) роста гипокотилей и семядолей

Длина гипокотиля Площадь семядолей

Col det2 Ler ky4 Col dei2 Ler hy4

БЛ il0"J-10-°M мо^-ю^м tia,uM tl0"-10-°M tlO"1 -I0*M tlO'M; lO'-lO^Iv tlO'MO^Ív

ЭБЛ *10J'M tlO_"-IO"M ilO^M 110*M tlO-'-WM tio'-io-'M »O^M WM

ГЕ ilO^-lCr'M tio-Mo-'M Í10'7-10'5M 110'-10JM tlO^M tl0"-10'M tI0'-10"5M

На основе анализа полученных данных для исследования регуляторной роли брассиностероидов (брассинолида, эпибрассинолида и гомобрассинолида) в фотоморфогенезе проростков арабидопсиса была выбрана концентрация гормона 10"8 М.

Большой интерес также представляет изучение действия эпибрассинолида, 10"6 М по отношению к проросткам дикого типа her и мутанта hy4 на селективном свету. Действие синего и зеленого света на морфогенез проростков арабидопсиса Освещение проростков арабидопсиса селективным светом вызывало процессы, аналогичные действию экзогенных брассиностероидов в темноте. Кратковременная

деэтиоляция на синем свету (30 минут, Хта* = 439 нм, 3 мкмоль/м2с) приводила к подавлению длины гипокотиля у проростков дикого типа Ler, распрямлению гипоко-тильной петли и увеличению площади семядолей у Ler, Col и det2 (Рисунок 1). Следует отметить, что det2 отвечал на световое воздействие более значительным увеличением размеров семядолей, чем родительская линия Col. Вероятно, это обусловлено тем, что на свету происходит увеличение уровня эндогенных брассиностероидоп (Symons and Reid, 2003, 2004).

Синий свет не изменял морфологии проростков hy4, что, вероятно, обусловлено нарушением синтеза основного фоторецептора синего света (криптохрома 1), контролирующего удлинение гипокотиля. Эти данные согласуются с результатами других исследований (Jackson and Jenkins, 1995; Карначук и др., 2001).

Рисунок 1 — Влияние синего света (Х,пах = 436 нм; 3 мкмоль/м2с) на рост арабидопсиса. СС - синий свет, Т — темнота

Зеленый свет (ЗС) активировал программу фотоморфогенеза в проростках Ler и hy4. Реакция проростков арабидопсиса зависела от длины волны, уровня облученности (Е) и продолжительности облучения. Освещение 3.5-дневных этиолированных проростков арабидопсиса Ler зеленым светом с длиной волны 515 нм (30 импульсов, Е = 0,7 Вт/м2) вызывало наиболее значительное подавление роста гипокотиля по сравнению со светом 532 нм. Сходная реакция проростков арабидопсиса дикого типа и мутанта hy4 на зеленый свет 515 и 532 нм, вероятно, связана с активностью криптохрома 2 или неидентифицированного рецептора зеленого света (Ефимова и Головац-кая, 2001; Головацкая и Ефимова, 2003). Частичное сохранение ответной реакции на 542 нм у проростков hy4 позволяет предполагать участие CRY1 и возможного рецептора зеленого света (Рисунок 2).

Освещение проростков арабидопсиса ЗС (60 минут, Х,„ах = 524.5 нм, 2.5 мкмоль/м2с) на протяжении 7 дней сопровождалось ингибированием роста гипокотиля у Ler и Col (Рисунок 3). Ответная реакция гипокотилей мутантных проростков hу4 и det2 на зеленый свет превышала эффект вызванный у двух линий арабидопсиса дикого типа Ler и Col в два раза и отличалась от ответа на синий свет (Рисунок 1 и 3). Площадь семядолей увеличивалась у Ler, Col и de¡2.

à-

riÉ

Длина волны, нм

Рисунок 2 - Влияние расфокусированного импульсного лазерного излучения зеленой области ФАР на рост гипокотилей и семядолей проростков дикого типа Lег и мутанта hy4 арабидопсиса. % подавления роста гипокотилей и увеличения площади семядолей рассчитывали относительно темнового контроля каждой линии A. thaliana. Е = 0.7, 0.7 и 1.9 Вт/м! при Х - 515 нм, 532 и 542 нм, соответственно

> 1» 3"

Рисунок 3 - Влияние зеленого света (Хщ,,

раметры арабидопсиса

: 524.5 нм; 2.5 мкмоль/мгс) на ростовые па-

Аналогичные процессы наблюдались при использовании монохроматического

зеленого света Х„„х 543 нм (3.7 и 4.2 мкмоль/м2с)

Роль экзогенных брассиностероидов в морфогенезе растений на синем и

зеленом свету

Влияние брассиностероидов на фотоморфогенез арабидопсиса зависит от спектрального состава и интенсивности света. При совместном действии синего света и брассиностероидов (брассинолида, эпибрассинолида и гомобрассинолида), 10~8 М на-

блюдалось сложение эффектов в отношении площади семядолей дикого типа Col и Lег, а также мутантов det2 и hy4 по сравнению с действием аналогичной концентрации БС в темноте (Рисунок 4) (Ефимова и др., 2006).

Брассиностероиды могут преодолевать ингибирующее влияние синего света на удлинение гипокотиля дикого типа Lег и мутанта hy4. В свою очередь, синий свет подавлял удлинение гипокотилей мутанта det2, вызванное экзогенными брассиносте-роидами (Рисунок 4).

I „

О 10

Темнота

ГБ Э6Л ЕЛ

ГБ ЭБЛ БЛ

J 260

0 240

« 220

1 200

s 180

|но

Темнота

СС

té

ГБ ЭБЛ БЛ

ГБ ЭБЛ БЛ с

ГБ ЭБЛ БЛ

Рисунок 4 - Влияние брассиностероидов в концентрации 0,01 мкМ на рост 7-днсвных проростков арабидопсиса дикого типа Col и его мутанта det2 в темноте и при ежедневном 30-минутном досвечивании синим светом (Х^ = 439 нм, 3 мкмоль/мгс). ГБ -гомобрассинолид, ЭБЛ — эпибрассинолид, БЛ — брассинолид

При одновременном действие эпибрассинолида, 10"6 М и зеленого света (60 минут; Хп,« = 543 нм, 3,7 мкмоль/м2с) наблюдался аддитивный эффект. Для роста гипокотиля усиление ингибиторного действия ЭБЛ и зеленым светом показано только для проростков her (Таблица 3).

Таблица 3 - Влияние эпибрассинолида, 10'6 М на рост 7-дневных проростков араби-допсиса в темноте и при ежедневном досвечивании зеленым светом (шах 543 нм, 3,7 мкмоль/м2с)

Условия выращивания Длина гипокотиля, мм Площадь семядолей, тыс. мкм2

Ler hy4 Ler Иу4

Темнота 11,90 ±0,10 8,50 ±0,13 165 ±3 148 ±2

Темнота + ЭБЛ 10,20 ±0,08 6,20 ±0,17 187 ±5 181 ±3

Зеленый свет 8,80 ±0,17 8,50 ±0,14 189 ±4 185 ±4

Зеленый свет +ЭБЛ 7,70 ± 0,20 6,00 ±0,10 235 ±8 269 ±7

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕКТИВНОГО СВЕТА РАЗНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА И БРАССИНОСТЕРОИДОВ НА ГОРМОНАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОРОСТКОВ A. THALIANA

Влияние экзогенных брассиностероидов на гормональный баланс арабидопсиса в темноте на начальных этапах онтогенеза

Анализ гормонального баланса арабидопсиса показал, что укороченный гипо-котиль hy4 может быть результатом высокого уровня свободной формы абсцизовой кислоты (АБК), которая, проявляет ингибиторное действие на рост, возможно, через нарушение распределения микротрубочек (Wang and Nick, 2001). В то же время, содержание гормона-стимулятора индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) в проростках hy4 и Lег не имело достоверных отличий. Возможной причиной, определяющей отставание роста и меньшую площадь семядолей у hy4 в темноте, может быть пониженное содержание зеатина по сравнению с диким типом. Низкое содержание эндогенных цитокининов (транс-зеатина) было характерно и для проростков табака с нарушенным фитохромом (Kraepiel et al., 1995, цит. по Novàkovâ et al., 2005). Одновременно для проростков hy4 характерно высокое содержание свободной и связанной формы гиббереллина (ГК1-3) (в 4 и 2 раза, соответственно) по сравнению с Ler. Уровень связанных ГК4,7, свободной и связанной ГК9 был ниже, чем в Ler (в 2 раза, на 33 % и 30 %) (Таблица 4). Гиббереллины стимулируют рост растений через усиление растяжения клеток или клеточное деление (Муромцев и др., 1978; Муромцев и Агнистикова, 1984). Однако укорочение гипокотиля проростков hy4 наряду с увеличением свободной формы ГК|,1 было, вероятно, вызвано тем, что мутация привела к снижению чувствительности зародышевого стебля к эндогенным гиббереллинам. Подобное изменение чувствительности частей проростка наблюдалось у мутантов гороха и арабидопсиса с нарушенным фоторецептором красного света (phyB) (Reed et al., 1996; Ait-Ali et al., 1999). Также возможно, что повышенное содержание ГК| 3 в свободной и связанной форме у hy4 относительно дикого типа могло быть причиной подавления роста гипокотилей мутанта из-за ингибирующего эффекта. Вероятно, криптохромы со-

вмсстно с фитохромами контролируют содержание эндогенных гиббереллинов и/или чувствительность растения к ним.

У мутанта другого типа, с нарушенным синтезом брассиностероидов, с1е(2, ги-покотили которого отставали в росте, по сравнению с родительской линией, обнаружено иное соотношение некоторых эндогенных гормонов: низкое содержание свободной формы индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) (в 2 раза) и брассиностероидов (эпибрассинолида и эпикастастерона и др.) (в 4 раза). Формирование у мутанта крупных семядолей, вероятно, связано с высоким содержанием цитокининов, как зеатина, так и рибозид зеатина (Ефимова и др., 2005) (Таблица 4).

Таблица 4 — Содержание фитогормонов в этиолированных проростках арабидопсиса

ИУК, АБК, ГК,,з,'.

нг/г сырой массы нг/г сырой массы нг/г сырой массы

своб. связ. своб. связ. своб. связ.

L er 95,30 ±9,30 90,00 ± 9,56 90,20±6,54 334,60±5,63 21,43±1,13 33,20±2,00

hy4 85,00 ±4,00 110,00 ±22,34 218,20±5,60 138,20±5,60 82,00±1,02 70,50±1,50

Col 98,08 ± 10,10 117,30 ±21,00 и.о. н.о. н.о. н.о.

äet2 53,26 ±6,70 166,50 ± 15,00 и.о. н.о. н.о. н.о.

Цитокинины, нг/г сырой массы Брассиностероиды, нг/г сырой массы

зеатин Pidomct kl алии г, ИПА

her 7,20 ± 0,56 \,704z 0,21 9,42 ± 0,40 н.о.

hy4 4,80 ± 0,72 2,00 ± 0,33 5,32 ±0,40 703,35 ±124,88

Col 0,86 ± 0,20 1,15 ± 0,10 H.O. 1328,33 ±232,55

det2 3,30 ± 1,00 37,24 ±5,40 H.O. 343,57 ±89,81

Экзогенные брассиностероиды значительно изменяют гормональный баланс проростков арабидопсиса. Добавление эпибрассинолида (ЭБЛ) в темноте в несколько раз увеличивало уровень свободной формы ИУК, причем в ббльшей степени в проростках дикого типа Ler, у которых также возрастало содержание связанной формы ИУК (Таблица 5) (Карначук и др., 2002). Однако, несмотря на повышение уровня ауксина под действием экзогенного брассиностероида, удлинения гипокотилей не наблюдается, хотя известно, что приток ИУК необходим для этого процесса (Cleland, 1995, цит. по Yang et al., 1996). По-видимому, синтезированная de novo индолил-3-уксусная кислота была избыточной. Подобной точке зрения придерживается и С. Коллет с соавторами (Collet et al., 2000). Ауксин может подавлять рост гипокотилей этиолированных проростков через усиление синтеза этилена (Zimmerman and Wilcoxon, 1935, цит. по Jager et al., 2005; Smalle et al., 1997).

Еще одним фактором укорочения ги.покотиля Ьег при добавлении экзогенного брасеинолида может быть увеличение эндогенного уровня свободной АБК за счет снижение связанной формы АБК. Концентрация связанной АБК в проростках Иу4 увеличивалась в 3,5 раза при неизменном уровне свободной (Таблица 5).

Таблица 5 - Влияние эпибрассинолида, 10"5 М и зеленого света на содержание фитогормонов в 7-дневных проростка\Arabidopsis

Свободная ИУК, нг/г сырой массы Связанная ИУК, нг/г сырой массы

Ьег Иу4 Ьег Ау4

Темнота 95,30± 9,30 85,00±4,00 90,00±9,56 110,00±22,34

Темнота + ЭБЛ 282,70±17,10 225,40±19,58 165,30±16,85 86,00±9,63

ЗС 140,30±9,50 83,40±5,64 72,20±7,90 59,50±5,64

ЗС + ЭБЛ 272,60±11,26 162,80±7,35 72,50±10,23 45,80±4,50

Свободная АБК, нг/г сырой массы Связанная АБК, нг/г сырой массы

Ьег Иу4 Ьег Иу4

Темнота 90,20±6,54 218,20±5,60 334,60±5,63 138,20±5,60

Темнота + ЭБЛ 263,00± 15,34 237,60±6,31 184,40±4,96 379,23±9,23

ЗС 118,30±5,86 134,30±5,86 143,20±5,86 152,80±5,42

ЗС + ЭБЛ 467,30±16,32 402,40=Ы5,89 133,40±5,23 240,03±7,06

Таким образом, регуляторное действие экзогенных брассиностероидов на морфогенез проростков арабидопсиса происходит на фоне изменения баланса эндогенных гормонов, в том числе, увеличения уровня ауксинов и изменения соотношения свободных и связанных форм АБК.

Влияние синего/зеленого света и брассиностероидов на гормональный баланс арабидопсиса

При освещении арабидопсиса синим светом (30 минут, Х^* = 439 нм, 5.2 мкмоль/м2с) содержание свободной формы индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) возрастало как у проростков дикого типа Ьег, так и у Иу4 (Оо1о\'а1зкауа е* а1., 2004). При этом происходило снижение уровня связанной формы гормона. Аналогичная закономерность отмечена другими авторами при более короткой экспозиции на синем свету (Тищенко, Карначук, 1998).

При деэтиоляции на синем свету содержание зеатина у Ьег и Ау4 значительно увеличивалось (в 13,6 и 6 раз, соответственно). Вероятно, значительное повышение уровня цитокининов происходило благодаря снижению активности фермента разрушающего цитокинин - оксидаза/дегидрогеназы (ЕС 1.5.99.12) и/или увеличение активности /З-гликозидазы (ЕС 3.2.1.21), осуществляющего гидролиз О-гликозидов, что

что было причиной увеличения уровня цитокининов в проростках табака на белом свету (130 мкмоль/м2с) (Ыоуйкоуй е1 а1., 2005).

Одновременно у Ьег достоверно повышалось содержание АБК, что может быть причиной более короткого гипокотиля на синем свету. Содержание АБК в проростках Ау4 снижалось, при этом длина гипокотиля не изменялась.

Некоторые исследователи используют зеленый свет при фиксации растительного материала (Рёёгоп е1 а1., 2004), не принимая во внимание, что он может влиять на свойства плазмапеммы, контролировать экспрессию генов, тем самым, изменяя активность и содержание основных метаболитов растений. Нами показано, что даже кратковременное освещение ЗС (30-60 минут) низкой интенсивности (3,7 -4,2 мкмоль/м2с) вызывает значительное изменение гормонального баланса ара-бидэпсиса (Ефимова, Головацкая, 2000; Головацкая и др., 2003; Карначук и др., 2002).

Ur [ hy4 Ur 1 Ьу4 Lcr 1 hy4 Ur | h,4

Рибознд ИУКсвоб. ИУКсмэ. АБКсвоб.

вдтань

Рисунок 5 - Влияние синего света (?w = 439 нм, 5.2 мкмоль/м2с) на содержание фитогормонов в 7-дневных проростках арабидопсиса

Деэтиоляция на зеленом свету (60 минут, \т,ах = 543 нм, плотность потока квантов 3,7 мкмоль/м2с) значительно изменяла соотношение свободных и связанных форм ИУК. В проростках дикого типа увеличивался уровень свободной ИУК, а в hy4 уменьшалось содержание связанной ИУК в два раза. Содержание зеатина снижалось как у Ler, так и у hy4 (в 3 и 2 раза, соответственно) (Таблица 6).

На зеленом свету изменилось соотношение стимуляторов и ингибиторов роста в проростках her и hy4. Содержание связанной АБК у дикого типа her уменьшилось в два раза по сравнению с темнотой, в то время как у hy4 наблюдалось снижение уровня свободной АБК (на 63 %) при неизменном уровне связанной.

Увеличение интенсивности зеленого света до 4,2 мкмоль/мгс (30 минут) приводило к двукратному повышению уровня связанной ИУК у дикого типа her (Ефимова и Головацкая, 2000). Более продолжительное освещение ЗС вызывало увеличение содержания свободной ИУК у her в два раза, вероятно, за счет синтеза de novo (Таблица 6). На других объектах было показано, что содержание ИУК увеличивается при кратковременном освещении ЗС (Карначук и др., 1990; Карначук и Головацкая, 1998).

Регуляция эндогенного уровня гиббереллинов зеленым светом на организмен-ном уровне ранее не рассматривалась. Ежедневное 30-минутное освещение ЗС (4,2 мкмоль/м2с) вызывало увеличение свободной формы гиббереллинов (ГК^з) в проростках дикого типа her и снижение их у hy4 в два раза. Эффект усиливался при увеличении времени экспозиции на зеленом свету до 60 минут, вероятно, за счет синтеза гормона de novo (Рисунок б). Скорее всего, высокое содержание ГК] 3 в проростках арабидопсиса дикого типа было обусловлено повышенным уровнем ИУК. Ранее было показано, что ИУК стимулирует работу ферментов синтеза ГК] в двудольных растениях - Pisum sativum (Ross et al., 2000; Demason and Chawla, 2006) и Nicotiana tabacum (Wolbang and Ross, 2001) и однодольных - Hordeum vulgare (Wolbang et al., 2004). Под контролем ауксинов находятся также сигнальные пути гиббереллинов. Показано,, что ИУК изменяет стабильность ROA (семейство белков DELLA) - ядерного регулятора транскрипции, который оказывает отрицательное воздействие на каскад реакций, запускаемых гиббереллинами (Fu and Harberd, 2003).

Таблица 6 — Изменение уровня эндогенных фитогормонов под влиянием внешних факторов

Темнота 60 минут зеленого света (\w« = 543 нм, 3,7 мкмоль/м2с) 60 минут зеленого света (Х„гх = 543 нм, 3,7 мкмоль/м2с) + ЭБЛ 30 минут зеленого света (\мх= 543 нм, 4,2 мкмоль/м2с) 60 минут зеленого света (Nnax = 543 нм, 4,2 мкмол1./м2с)

her hy4 her hy4 her hy4 her hy4 her hy4

ИУК своб. »в 1,5 - в 3 t в 2 - - t в 2 р -

связ. - 1ь2 - | 1в2 t в 2 р 1в 1,5

АБК своб. < - ¿в 1,5 в4 Мв2 70 % t в 4 р 70% t в 10,5

связ. > 1в 2 - 1 в 2,5 | t в 1,5 - 1в 1,5 | -

ЦК 3 _ в 3 11 в 2 в2 »в 1,5 -

РЗ - - | t в 2 11 в 3 50 % 12:5 %

ИПА > н.о. te 1,5 - вЗ ttB.4

Примечание. ИУК - Индолил-З-уксусная кислота; АБК - вбецизовая кислота; ЦК - цитокинины; 3 - зеатин; РЗ — рибозид зеатина; ИПА - изопентениладенин; своб. — свободная форма; связ. — связанная форма; ЭБЛ — эпибрассинолид; н о. — не определяли; «-» - не изменилось относительно контроля; 1 - уменьшение уровня гормона; Т - увеличение уровня гормона.

Уровень свободной формы ГК4 7 повышался как у Ьег, так и у Ау4 (в 4 и 3 раза, соответственно). Содержание свободной ГКд увеличивалось, причем в ббльшей степени у мутанта Ау4 по сравнению с Ъег (в 3 и 2 раза, соответственно). Аналогичное изменение эндогенного уровня ГК9 наблюдалось в листьях овса при экспозиции на зеленом свету (Головацкая, 1992).

Рисунок 6 - Влияние зеленого света (Хш„ = 543 нм, 4,2 мкмоль/м'с) на содержание гиббереллинов (ГК) в 7-дневных проростках арабидопсиса.

Увеличение интенсивности зеленого света до 4,2 мкмоль/м2с сопровождалось повышением эндогенного уровня изопентениладенина (ИПА) и рибозид зеатина (РЗ). Причем содержание ИПА в ббльшей степени изменялось у проростков Ьу4 (в 4 раза) по сравнению с Ъег (в 3 раза) (Таблица 6). Известно, что у цитокининов и гиббереллинов имеется общий предшественник - мевалоновая кислота — и в зависимости от условий это соединение может использоваться по-разному (Кефели, 1974; Якушкина и др., 1996). Вероятно, именно это объясняет, почему в проростках Иу4 эндогенный уровень ИПА увеличивается, а содержание ГК^ снижается. В отличие от деэтиоляции синим свету, уровень зеатина не изменялся. г

Содержание свободной формы АБК в проростках Ьег зависело от интенсивности, а не продолжительности освещения ЗС. Так, 30 и 60 минут (4,2 мкмоль/м2с) увеличивали количество АБК в равной степени. Уровень свободной формы абсцизовой кислоты в проростках мутанта Иу4 увеличивался в 4 раза при 30-минутном досвечивании ЗС и в 10,5 раз при 60-минутном, вероятно, это обусловлено синтезом гормона на зеленом свету (Таблица 6). В опытах при использовании другого объекта — овса, также наблюдалось значительное увеличение уровня АБК (Карначук и др., 1990; Головацкая, 1992; Карначук и Головацкая, 1998).

До настоящего времени изучали влияние брассиностероидов или света на гормональный баланс растений. В связи с этим, большой интерес представляет исследование регуляции уровня эндогенных гормонов при совместном действии зеленого света и брассиностероидов.

Стимулирующее действие 1-10-6 М эпибрассинолида (ЭБЛ) на содержание свободной индолил-З-уксусноЙ кислоты в проростках Ьег и Ьу4 сохранялось на зеленом свету, но аддитивного эффекта при этом не наблюдалось. Уровень связанной ИУК в проростках дикого типа не изменялся при совместном действии зеленого света и брассинолида, а у проростков Иу4 был достоверно ниже по сравнению с контролем (Таблица 5).

При одновременном действии зеленого света и ЭБЛ отмечено заметное повышение уровня цитокининов. Возможно, что это может быть причиной увеличения площади семядолей как у her, так и у hy4. Поскольку влияние ЭБЛ в темноте на содержание зеатина и его рибозида не наблюдалось, то эффект совместно действующих факторов (зеленого света и 24-эпибрассииолида) позволяет рассматривать это явление как восстановление у мутанта уровня цитокининов, свойственного дикому типу, возможно, на уровне генома.

Эпибрассинолид на зеленом свету многократно увеличивал уровень свободной АБК у проростков her и hy4, но торможение роста гипокотиля происходило только у her (Таблица 3, 5). У мутанта не наблюдалось суммирование эффектов двух факторов на рост гипокотиля, что согласуется с мнением о роли CRY1 в удлинении проростков (Jackson and Jenkins, 1995). Резкое возрастание уровня АБК в варианте "зеленый свет + ЭБЛ" по сравнению с зеленым светом, сравнимое с возрастанием цитокининов, также указывает косвенно на участие ЭБЛ в реакциях, связанных с действием зеленого света, поглощаемого другими фоторецепторами (Карначук и др., 2002).

Полученные результаты показывают, что 24-эпибрассинолид участвует в светоуправляемом росте Arabidopsis thaliana (L.) Heynh, и его действие связано с изменением статуса эндогенных гормонов, включая индолил-3-уксусную кислоту, зеатин, рибозид зеатина и абсцизовую кислоту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые изучено взаимодействие брассиностероидов и селективного света низкой интенсивности в регуляции морфогенеза и гормонального баланса арабидоп-сиса на ранних стадиях онтогенеза.

Показано, что ответная реакция на брассиностероиды (брассинстид, эпибрассинолид и гомобрассинолид) зависела от экотипа и мутантов A. thaliana. В темноте она проявлялась в ингибировании длины гипокотиля и корня Col, her и hy4, а также стимуляции роста осевых органов de 12.

Показано, что изменение длины гипокотиля и площади семядолей A. thaliana под действием экзогенного эпибрассинолида сопровождалось увеличением уровня эндогенных индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот. Известно, что одним из основных гормонов, контролирующих рост осевых органов, является этилен (Cary et al., 1995), а брассиностероиды и ауксин стимулируют синтез этилена на стадии превращения S-аденозилметионина в 1-амино-циклопропан-1-карбоновую кислоту (Zimmerman and Wilcoxon, 1935, цит. по Jager et al., 2005), чем и объясняется активность брассиностероидов.

Освещение проростков арабидопсиса селективным светом вызывало процессы, аналогичные действию экзогенных брассиностероидов, Зеленый свет (Х= 515, 524.5 и 532 нм) активировал программу фотоморфогенеза в проростках арабидопсиса экотипа Landsberg erecta и его мутанта hy4. Известно, что криптохромы 1 и 2 могут воспринимать зеленый свет 515 и 532 нм (Ahmad et al., 2002) благодаря хромофору -

полувосстановлеппому флавину (Lin et al., 1995a). В наших экспериментах с мутантом hy4, у которого нарушен криптохром 1, активность зеленого света 515, 524.5 и 532 нм можно объяснить работой криптохрома 2 и/или неидентифицированного фоторецептора зеленого света. Эти фоторецепторы запускали процессы, приводящие к подавлению роста гипокотиля her и hy4, поскольку зеленый свет 542 нм ингибировал рост гипокотиля у hy4 в меньшей степени, чем у Lег, это позволяет предполагать участие CRY1 в восприятии ЗС.

Влияние синего света на гормональный баланс проростков арабидопсиса отличалось от действия зеленого света. Так, если на синем свету уровень эндогенных цитокининов в проростках арабидопсиса возрастал, то на зеленом он снижался. Скорее всего, контроль осуществляется на уровне регуляции активности фермента разрушающего цитокинин (оксидаза/дегидрогеназы) и/или /3-гликозидазы, осуществляющей гидролиз О-гликозидов (Novâkovâ et al., 2005).

Кроме того, зеленый свет (\шх = 543 нм, 4,2 мкмоль/м2с) вызывал увеличение уровня АБК, причем в большей степени у мутанта hy4.

При совместном действии синего света max 439 нм и экзогенного эпибрассинолида в концентрации 10"s M наблюдалось сложение эффектов, судя по увеличению площади семядолей как у Col и Lег, так и у мутантов de 12 и hy4. Аналогичное действие наблюдалось при обработке гомобрассинолидом на синем свету в отношении этой же реакции для Col и det2.

Брассиностероиды (брассинолид и гомобрассинолид) могут снимать ингибирующее влияние синего света в ростовой реакции гипокотиля her и Му4. С другой стороны, синий свет подавлял удлинение гипокотилей мутанта det2, вызванное экзогенным брассинолидом. Способность брассиностероидов удлинять гипокотили проростков на белом свету была показана еще в 1996 году (Clouse et al.). Одной из причин, приводящих к двойственному ответу БС в отношении удлинения гипокотилей (подавление удлинения гипокотилей в темноте при концентрациях, стимулирующих эту реакцию на свету) может быть разная чувствительность проростков к брассиностероидам проростков на свету и в темноте (Bishop and Yokota, 2001; Turk et al., 2003). Кроме того, показано, что свет регулирует экспрессию генов биосинтеза и инактивации брассиностероидов (Symons and Reid, 2003; Turk et al., 2003).

При совместном действии экзогенного эпибрассинолида (10"6 М) и зеленого света (max 543 нм, 3,7 мкмоль/м2) на морфогенез арабидопсиса наблюдалось сложение эффектов в росте гипокотиля проростков Lег. Этому способствовало повышение уровня свободных ИУК и АБК в проростках her и Ну4 па ЗС, но аддитивного эффекта при этом не наблюдалось. При одновременном действии зеленого света и ЭБЛ также показано повышение уровня цитокининов. Весьма вероятно, что это могло быть причиной увеличения площади семядолей как у her, так и у hy4.

Таким образом, показана физиологическая активность зеленого света, наряду с синим, а также брассиностероидов, в регуляции морфогенеза арабидопсиса на ранних стадиях онтогенеза. Одним из механизмов, регулирующих развитие проростков А. ihahana под влиянием этих факторов, вероятно, является изменение уровня эндогенных фитогормонов.

выводы

1.Проростки мутанта det2 Arabidopsis thaliana, с нарушенным синтезом брассиностероидов, при выращивании в темноте характеризовались укороченным гипокотилем и крупными семядолями. Впервые показано, что скотоморфогенез проростков det2 сопряжен со снижением уровня индолил-3-уксусной кислоты и повышением уровня зеатина и рибозид зеатина.

2.Эгшбрассинолид и гомобрассинолид в концентрации 10"5 М в темноте ингибировали рост гипокотиля и корня и стимулировали увеличение площади семядолей Col, Ler и hy4. Брассинолид, 10",г М, эпибрассинолид, 10"" М и гомобрассинолид, Ю-8 М ускоряли рост гипокотиля det2.

3.Зеленый свет шах 524.5 нм участвует в регуляции морфогенеза арабидопсиса изученных линий на ранних стадиях онтогенеза. За восприятие зеленого света max 542 нм отвечает криптохром 1 и, возможно, криптохром 2 и/или неидентифицяро-ванный рецептор зеленого света, активность которых сопряжена с увеличением эндогенного уровня индолил-3-уксусной кислот и снижением содержания зеатина и рибозид зеатина.

4. Показан аддитивный эффект зеленого света max 543 нм и эпибрассинолида на морфогенез проростков арабидопсиса her на ранних стадиях онтогенеза.

5.При совместном действии синего света max 439 нм с эпибрассинолидом или гомобрассинолидом в концентрации 10"8 М наблюдалась аддитивность эффектов, проявляющаяся в увеличении площади семядолей арабидопсиса Col и det2.

6. Показано взаимодействие эпибрассинолида с синим светом max 439 нм в регуляции роста семядолей проростков her и hy4, а также брассинолида и гомобрассинолида с синим светом в удлинении гипокотиля her и hу4.

7. Одним из механизмов регуляции морфогенеза проростков арабидопсиса her к hy4 под действием эпибрассинолида в темноте и на зеленом свету max 543 нм является изменение баланса эндогенных гормонов — индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот, зеатина и рибозид зеатина.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Ефимова М.В., Головацкая И.Ф. Регуляция морфогенеза проростков Arabidopsis thaliana L (Heynh) // V Региональная конф. студ., аспирантов и молодых ученых: Материалы.- Изд-во Томского государственного пед. ун-та. Томск, 2000. С. 95-й8.Головацкая И.Ф., Карначук P.A., Ефимова М.В. // Рост и гормональный баланс араэидопсиса на зеленом свету // Вестн. Башкирского ун-та. 2001. № 2 (1). С.114 -116.

3. Головацкая И.Ф., Ефимова М.В. Роль ИУК и АБК в морфогенезе проростков арабидопсиса // Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях: Материалы докл. VI Междунар. науч. конф. - М., 2001. С. 23-24.

4. Головацкая И.Ф., Карначук P.A., Ефимова М.В. Регуляторная роль зеленого света в морфогенезе растений // Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке: Материалы докл.- Сыктывкар, 2001. С. 41-42.

5. Карначук P.A., Головацкая И.Ф., Хрипач В.А., Тищенко С.Ю., Ефимова М.В., Елисеев A.A. Роль эпибрассинолида в регуляции фотоморфогенеза и гормонального баланса арабидопсиса // Регуляция роста, развития и продуктивности растений: Материалы II Междунар. науч. конф.- Минск, 2001. С. 93-94.

6. Карначук P.A., Головацкая И.Ф., Ефимова М.В., Хрипач В.А. Действие эпибрассинолида на морфогенез и соотношение гормонов у проростков Arabidopsis на зеленом свету //Физиология растений,- 2002,- Т.49. №4.- С. 591-595.

?. Karnachuk R.A., Khripach V.A., Golovatskaya I.F., Efimova M.V. Simultaneous effect of epybrassinolidc and monochrome light on the level of growth substances in Arabidopsis // 13 Congress of the Federation of European Societies of Plant Physiology: Book of Abstracts. Greece, 2002. P. 779.

8. Ефимова M.B., Миронова A.A., Шилкина А.Н., Головацкая И.Ф. Роль гомобрассинолида в ростовых процессах арабидопсиса // Наука и образование: Мате-рианы VII Всероссийской конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск, 2003. С. 264-267.

9. Головацкая И.Ф., Карначук P.A., Ефимова М.В., Копылова Т.Н., Светличный В.А. К вопросу о фоторецепторе зеленого света растений // V съезд общества физиологов растений России: Тез. докл. - Пенза, 2003. С. 31.

10. Головацкая И.Ф., Карначук P.A., Ефимова М.В., Хрипач В.А. Влияние зеленого света и 24-эпибрассинолида на морфогенез и гормональный статус Arabidopsis thaliana (L.) Heynh // Там же. С. 385-386.

II. Карначук P.A., Головацкая И.Ф., Большакова М.А., Ефимова М.В., Лисовенко P.A., Именов В., Махачкова И. Роль жасмоновой кислоты в регуляции фотоморфогенсза и баланса эндогенных гормонов Arabidopsis thaliana (L.) Heynh // Там же. С. 396-397.

12. Головацкая И.Ф., Ефимова М.В. К вопросу о фоторецепторе зеленого света // Вестн. Томского ун-та. 2003. №8. С.48-50.

13. Шилкина А.Н., Ефимова М.В., Кушакова Ю.А. Участие брассиностероидов в морфогенезе Arabidopsis thaliana L, // Студент и научно-технический прогресс // XLH Международной научной студенческой конференции: Материалы докл. Новосибирск, 2004. С. 74.

14. Миронова A.A., Ефимова М.В., Комольцева Е.О., Парфенова С.Г. Роль CRY1 в морфогенетических ответах Arabidopsis thaliana L, на брасснностероиды / Студент и научно-технический прогресс // XLII Международной научной студенческой конференции: Материалы докл.- Новосибирск, 2004. С. 59-60.

15. Golovatskaya I.F., Karnachuk R.A., Efimova M.V., Bolshakova M.A., and Macháíková I. The role of jasmonic acid and blue light in regulation of morphogenesis of Arabidopsis thaliana H 14 Congress of the Federation of European: Book of Abstracts.

16. Головацкая И.Ф., Хрипач B.A., Карначук P.A., Ефимова M.B. Роль брассиностероидов в фотоморфогенезе Arabidopsis thaliana (L.) Heynh II Годичное собрание общества физиологов растений России: Тез. Докл. - Петрозаводск, 2004. С. 5417. Карначук P.A., Минич И.Б., Ефимова М.В., Головацкая И.Ф. Роль селективного света в продукционном процессе растений // Проблемы рационального использования растительных ресурсов: Материалы Международной науч. - практ.' конф. - Владикавказ, 2004. С. 263-264.

18. Головацкая И.Ф., Светличный В .А., Ефимова М.В., Карначук P.A., Копылова Т.Н. Рецепция зеленого света проростками Arabidopsis thaliana // Ноосферные знания и технологии: Сборник статей. Вып. 1,- Томск: Изд-во Том. Ун-та. 2004,- С. 23-26.

19. Головацкая И.Ф., Ефимова М.В. Участие жасмоновой кислоты в регуляции роста Arabidopsis thaliana II Естествознание и гуманизм. Сборник научных работ, Томск. 2004. Том 1. №2. С. 58-59.

20. Головацкая И.Ф., Ефимова М.В., Карначук P.A., Шилкина А.Н Роль гиббереллинов в процессах роста и развития арабидопсиса на селективном свету // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Тез. Докл. VI Международного симпозиума. Пущипо, 2005. С. 47-49.

21. Ефимова М.В., Карначук P.A., Головацкая И.Ф., Хрипач В.А., Кравцова Ю.А. Роль брассинолида в морфогенезе проростков арабидопсиса на зеленом свету // Годичное собрание общества физиологов растений России: Тез. Докл. - Вологда, 2005. С. 63.

22. Ефимова М.В., Медведева С.В., Ланкин A.B. Взаимодействие брассиностероидов и синего света на начальных этапах морфогенеза растений арабидопсиса II 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых: Тез. докл. -Пущино, 2006. С. 275-276.

23. Минич A.C., Минич И.Б., Зеленчукова Н.С., Карначук P.A., Головацкая И.Ф., Ефимова М.В., Райда B.C. Роль красного люминесцентного излучения низкой интенсивности в регуляции морфогенеза и гормонального баланса Arabidopsis thaliana / Физиология растений,- 2006.- Т. 53. № 6.- С. 843-848.

Автор благодарит профессора, д-ра физ.-мат. наук Т.Н. Копылову и доцента, канд. физ.-мат. наук В.А. Светличного за помощь в проведении экспериментов с применением лазерной техники.

Искренне признательна чл.-корр. HAH Беларуси, проф., д-ру хим. наук В.А. Хрипачу и канд. биол. наук, доценту И.Ф. Головацкой за ценные предложения и замечания.

Выражаю глубокую благодарность ст. науч. сотр., Д-ру хим. наук Р.П. Литвиновской и канд. хим. наук C.B. Драч за предоставленные синтетические аналоги брассиностероидов и помощь в количественном определении эндогенного уровня брассиностероидов.

Выражаю глубокую благодарность профессору, д-ру биол. наук В.И. Гридневой и профессору, д-ру биол. наук Вл.В. Кузнецову за моральную поддержку.

Бесконечно признательна профессору, д-ру биол. наук P.A. Карначук за всестороннюю помощь на протяжении всего периода исследований.

Тираж 100. Заказ № 815 Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ефимова, Марина Васильевна

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 ФОТОРЕГУЛЯЦИЯ РОСТА И МОРФОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ

1.1 Фоторецепторы, регулирующие морфогенез растений на синем и зеленом свету

1.2 Трансдукция светового сигнала

2 ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФОТОМОРФОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ

2.1 Ауксины

2.2 Гиббереллипы

2.3 Цитокинины

2.4 Абсцизовая кислота

2.5 Брассиностероиды

3 ОБЪЕКТ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Объект исследования

3.2 Выращивание арабидопсиса на белом свету

3.3 Постановка эксперимента •

3.4 Определение ростовых параметров

3.5 Определение эндогенных фитогормонов

3.5.1 Выделение фитогормонов

3.5.2 Количественное определение фитогормонов твердофазным иммуноферментным анализом

3.5.3 Выделение фракции растительного материала, содержащей брассиностероиды

3.6 Методы обработки данных 44 4.РОЛЬ СЕЛЕКТИВНОГО СВЕТА И ЭКЗОГЕННЫХ БРАССИНОСТЕРОИДОВ В РЕГУЛЯЦИИ МОРФОГЕНЕЗА ПРОРОСТКОВ АРАБИДОПСИСА

4.1 Влияние экзогенных брассиностероидов на рост арабидопсиса в темноте на начальных этапах онтогенеза

4.2 Действие синего и зеленого света на морфогенез проростков арабидопсиса

4.3 Роль экзогенных брассиностероидов в морфогенезе растений на синем и зеленом свету

5. ВЛИЯНИЕ СЕЛЕКТИВНОГО СВЕТА РАЗНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА И БРАССИНОСТЕРОИДОВ НА ГОРМОНАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОРОСТКОВ A. THALIANA

5.1 Влияние экзогенных брассиностероидов на гормональный баланс арабидопсиса в темноте на начальных этапах онтогенеза

5.2 Влияние синего/зеленого света и брассиностероидов на гормональный баланс арабидопсиса

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль света и брассиностероидов в регуляции морфогенеза Arabidopsis thaliana (L.) Heynh"

Актуальность. Растения, вследствие прикрепленного образа жизни, вынуждены быть особенно пластичными в ответах на воздействия окружающей среды. К наиболее важным внешним факторам относится свет, являющийся не только источником энергии для фотосинтеза, но и сигналом, активирующим и изменяющим программу развития (Ничипорович, 1975; Воскресенская, 1979). Известно, что действие света на морфогенез растений реализуется через фоторецепторы, поглощающие красный свет (фитохром), си-ний/УФ-А/зеленый (криптохромы), синий (фототропины), синий/красный (суперхром) и систему вторичных посредников (мессенджеров) (Briggs and Olney, 2001). Имеется много работ по фитохромной регуляции роста и развития растений (Красновский, 1975; Кузнецов и др., 1986; Furuya, 1989; Воло-^ товский, 1987, 1999; Синещеков и др., 1989; Oelze-Karow and Mohr, 1989).

Значительно меньше исследований по действию синего света (Воскресенская и др., 1968а, 19686; Voskresenskaya, 1972; Воскресенская, 1975, 1979) и практически нет работ по выяснению роли зеленого света в морфогенезе и продукционном процессе растений (Карначук и др., 1972, 1978; Карначук, 1987). Несмотря на интерес к передаче светового сигнала в растениях, процессы от восприятия света фоторецептором до конечного физиологического ответа мало исследованы. Известно, что фитогормоны выступают в роли возмож-т ных промежуточных трансдукторов светового сигнала, изменяя, в итоге, экспрессию специфических генов, что проявляется в определенном морфологическом ответе. Кроме того, некоторые фитогормоны в темноте могут вызывать реакции, запускаемые светом (Black and Vlitos, 1972; Brien et al., 1985; Chory et al., 1994; Su and Howwell, 1995). Существует предположение о вовлечении брассиностероидов (БС) в передачу светового сигнала (Chory et al., Щ 1991; Hooley, 1996; Карначук и др., 2002; Tanalca et al., 2003). К настоящему времени получено много информации относительно роли наиболее активного брассиностероида - брассинолида в морфогенезе растений на красном свету (Luccioni et al., 2002; Nemhauser et al., 2003). Участие остальных представите5 лей семейства брассиностероидов (гомобрассинолида и эпибрассинолида) в фотоморфогенезе еще не достаточно исследовано. Несмотря на то, что механизмы синтеза/инактивации БС напрямую связаны со спектральными характеристиками света, взаимодействие селективного света (зеленого и синего) и активных брассиностероидов (гомобрассинолида, эпибрассинолида и брас-синолида) не рассматривалось.

Интерес к этой группе гормонов вызван тем, что брассиностероиды способны в малых дозах повышать урожайность сельскохозяйственных культур и увеличивать устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды. Кроме того, активное использование брассиностероидов в качестве принципиально новых препаратов сельскохозяйственного назначения, обусловлено их экологической безопасностью и способностью снижать накопление нитратов, тяжелых металлов, радионуклидов. Этим объясняется использование брассиностероидов в работе с растениями как для изучения механизмов действия, так и в целях практического применения (Ковганко, 1991; Хрипач и др., 1995; Szekeres and Koncz, 1998; Asami and Yoshida, 1999; Khripach et al, 1999; Mussig and Altmann, 1999).

Цель: Исследовать взаимодействие брассиностероидов и коротко-, средневолнового света в регуляции морфогенеза и баланса эндогенных гормонов у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Для решения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи:

1. Изучить влияние различных концентраций экзогенных брассиностероидов (гомобрассинолида, эпибрассинолида и брассинолида) на морфогенез арабидопсиса экотипов Landsberg erecta и Columbia и их мутантов Иу4 и det2 в темноте;

2. Исследовать роль зеленого (515, 524.5, 532 им) и синего (max 439 нм) света в регуляции морфогенеза проростков арабидопсиса па ранней стадии онтогенеза;

3. Оценить влияние брассиностероидов (брассинолида, эпибрассинолида и гомобрассинолида) на морфогенез проростков арабидопсиса дикого типа

Lег и Col и мутантов hy4 и det2 при деэтиоляции сипим светом;

4. Изучить действие эпибрассинолида в концентрации МО"6 М на рост и гормональный баланс проростков дикого типа Lег и мутанта hy4 в темноте и на зеленом свету (max 543 нм).

Объект исследований. Работа выполнена на модельном растении Arabidopsis thaliana экотипов Landsberg erecta и Columbia, а также мутантах, полученных на их основе - hy4, с нарушенным фоторецептором синего/УФА/зеленого света, и det2, с недостаточным синтезом брассиностероидов.

Практическая значимость работы состоит в изучении действия перспективных для растениеводческой практики регуляторов роста - брассиностероидов на морфогенез проростков арабидопсиса, а также их взаимодействие со светом. Результаты данной работы используются в учебном процессе при чтении курсов «Физиология растений», «Рост и морфогенез растений» в Томском государственном и педагогическом университетах при подготовке биологов и специалистов агрономического профиля.

Научная новизна полученных результатов:

Впервые показано, что подавление роста осевых органов и увеличение площади семядолей арабидопсиса экотипа Lег и мутанта hy4 под влиянием экзогенного эпибрассинолида (10"6 М) сопряжено с увеличением эндогенного уровня индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот. Экзогенный брассинолид,

1 11 ^ 10"" М, эпибрассинолид, 10" Ми гомобрассинолид, 10" М ускоряли рост гипокотиля det2.

Впервые показано, что криптохром 1 является возможным рецептором зеленого света max 543 нм, контролирующий морфогенез арабидопсиса. Одним из механизмов трансдукции сигнала зеленого света может быть изменение уровня индолил-3-уксусной кислоты и зеатина.

Впервые обнаружено, что при совместном действии экзогенного эпи-брассинолида и зеленого света (max 543 нм) наблюдалось сложение эффектов на морфогенез проростков арабидопсиса Lег, при одновременном повышении уровня цитокининов. Эпибрассинолид, 10"6 М на зеленом свету регулировал уровень свободных ИУК и АБК в проростках Lег и hy4.

Брассинолид и гомобрассинолид могут снимать ингибирующее влияние синего света (СС) в ростовой реакции гипокотиля Lег и hy4. С другой стороны, синий свет подавлял удлинение гипокотилей det2, вызванное экзогенным брассинолидом.

Работа являлась частью плановых исследований кафедры физиологии растений и биотехнологии ТГУ выполненных в соответствии с НП "Университеты России" по теме "Роль селективного света и фитогормонов в регуляции продуктивности растений" (2004, УР.07.01.042) и НИР, выполняемой в рамках ФЦНТП совместно с лабораторией химии стероидов ИБОХ НАН Беларуси по теме «Участие брассиностероидов в светорегулируемом развитии растений. Аналитический контроль уровня БС-гормонов» (2005, Гос. контракт от "5" сентября 2005 г. № 02.444.11.7098).

Личный вклад соискателя состоит в проведении экспериментальной работы, в осуществлении поиска путей достижения цели, в интерпретации полученных результатов. Постановка задач, решение методических проблем, подготовка материалов для научных публикаций осуществлялись совместно с профессором, д-ром биол. наук Р.А. Карначук и доцентом, канд. биол. наук И.Ф. Головацкой. Эксперименты с применением лазерной техники проводились совместно с профессором, д-р. физ.-мат. наук и доцентом, канд. физ.-мат. наук В.А. Светличным. Синтетические аналоги брассиностероидов (гомобрассинолид, эпибрассинолид и брассинолид) получены в лаборатории химии стероидов ИБОХ НАН Беларуси (Минск) под руководством чл.-корр. НАН Беларуси, проф., д-р. хим. наук В.А. Хрипача, ст. науч. сотр., д-р. хим. наук Р.П. Литвиновской и канд. хим. наук С.В. Драч.

Апробация основных результатов работы. Материалы работы были представлены на V Региональной конференции молодых ученых (Томск, 2000); VI Международной конференции «Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях» (Москва, 2001); II Международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2001); VII Всероссийской конференции молодых ученых (Томск, 2003); Международной конференции «Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке» (Сыктывкар, 2001); XIII и XIV Международных конференциях по физиологии растений (Ираклио - Греция, 2002; Краков - Польша, 2004); Региональной конференции, посвященной 125-летию ТГУ и 70-летию БПФ (Томск, 2003); V Съезде общества физиологов растений России и международной конференции «Физиология растений - основа фитобиотехиологии» (Пенза, 2003); XLII Международной конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2004); Международной конференции «Проблемы рационального использования растительных ресурсов» (Владикавказ, 2004); Годичных собраниях общества физиологов растений России (Петрозаводск, 2004; Вологда, 2005); VI Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино,

2005); 10-й Пущинской школе-конференции молодых ученых (Пущино,

2006), научных семинарах Томского отделения РОФР.

Отдельные этапы данного исследования отмечены грантом для участия в XIII Международной конференции физиологов растений (Греция, 2002).

Опубликованность результатов. Результаты диссертации изложены в 23 научных работах, из них 4 в рецензируемых изданиях, всего 56 стр.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения; обзора литературы по теме диссертации; экспериментальной части, обсуждения результатов исследований, заключения и списка использованных литературных источников (343 источника, из них 107 отечественных и 236 зарубежных). Работа изложена на 129 стр., содержит 2 таблицы, 3J. рисунок и 21 приложение.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Ефимова, Марина Васильевна

выводы

1. Проростки мутанта det2 Arabidopsis thaliana, с нарушенным синтезом брассиностероидов, при выращивании в темноте характеризовались укороченным ги-покотилем и крупными семядолями. Впервые показано, что скотоморфогенез проростков det2 сопряжен со снижением уровня индолил-3-уксусной кислоты и повышением уровня зеатина и рибозид зеатина.

2. Эпибрассинолид и гомобрассинолид в концентрации 10"6 М в темноте инги-бировали рост гипокотиля и корня и стимулировали увеличение площади семя

Л I | долей Col, Ler и hy4. Брассинолид, 10* М, эпибрассинолид, 10" Ми гомобрасо синолид, 10" М ускоряли рост гипокотиля det2.

3.Зеленый свет шах 524.5 нм участвует в регуляции морфогенеза арабидопсиса изученных линий на ранних стадиях онтогенеза. За восприятие зеленого света шах 542 нм отвечает криптохром 1 и, возможно, криптохром 2 и/или неидеити-фицнрованный рецептор зеленого света, активность которых сопряжена с увеличением эндогенного уровня индолил-З-уксусной кислот и снижением содержания зеатина и рибозид зеатина.

4. Показан аддитивный эффект зеленого света max 543 нм и эпибрассиполида на морфогенез проростков арабидопсиса Ler на ранних стадиях онтогенеза.

5. При совместном действии синего света шах 439 нм с эпибрассинолидом или о гомобрассинолидом в концентрации 10" М наблюдалось сложение эффектов, проявляющееся в увеличении площади семядолей арабидопсиса Col и det2. 6. Показано взаимодействие эпибрассинолида с синим светом max 439 нм в регуляции роста семядолей проростков Ler и hy4, а также брассинолида и гомоб-рассинолида в удлинении гипокотиля проростков Ler и hy4. 7. Одним из механизмов регуляции морфогенеза проростков арабидопсиса Ler и hy4 под действием эпибрассинолида в темноте и на зеленом свету max 543 нм является изменение баланса эндогенных гормонов - индолил-З-уксусной и абсцизовой кислот, зеатина и рибозид зеатина. u. ja

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые изучено взаимодействие брассиностероидов и селективного света низкой интенсивности в регуляции морфогенеза и гормонального баланса арабидопсиса на ранних стадиях онтогенеза.

Показано, что ответная реакция на брассиностероиды (брассинолид, эпибрассинолид и гомобрассинолид) зависела от экотипа и мутантов А. thaliana. В темноте она проявлялась в ингибировании длины гипокотиля и •у корня Col, Ler и hy4. Брассинолид в концентрации 10",z М, эпибрассинолид,

11 8 10" Ми гомобрассинолид, 10' М, ускоряли рост гипокотиля det2. Высокая чувствительность проростков det2 к брассинолиду и эпибрассинолиду объясняется нарушением работы стероид-5а-редуктазы, продукта гена DET2, приводящее к снижению синтеза брассинолида (Chory et al., 1991).

Увеличение площади семядолей в темноте показано для брассиностероидов, которые действовали на все линии арабидопсиса.

Показано, что изменение длины гипокотиля и площади семядолей A. thaliana под действием экзогенного эпибрассинолида сопровождалось увеличением уровня эндогенных индолил-3-уксусной и абсцизовой кислот. Известно, что одним из основных гормонов, контролирующих рост осевых органов, является этилен (Сагу et al., 1995), а брассиностероиды и ауксин стимулируют синтез этилена на стадии превращения S-аденозилметионина в 1-амипо-циклопропан-1-карбоновую кислоту (Zimmerman and Wilcoxon, 1935, цит. по Jager et al., 2005), чем и объясняется активность брассиностероидов.

Освещение проростков арабидопсиса селективным светом вызывало процессы, аналогичные действию экзогенных брассиностероидов. Зеленый свет (А. = 515, 524.5 и 532 нм) активировал фотоморфогенез у экотипа Landsberg erecta и его мутанта hy4. Известно, что криптохромы 1 и 2 могут воспринимать зеленый свет 515 и 532 нм (Ahmad et al., 2002) благодаря хромофору - полувосстановленному флавину (Lin et al., 1995а). В наших экспериментах с мутантом hy4, у которого нарушен криптохром 1, активность зеленого света 515, 524.5 и 532 нм можно объяснить работой криптохрома 2 и/или неидентифицированного фоторецептора зеленого света. Эти фоторецепторы запускали процессы, приводящие к подавлению роста гипокотиля Ler и Иу4, поскольку зеленый свет 542 нм ингибировал рост гипокотиля у hy4 в меньшей степени, чем у Ler, это позволяет предполагать участие CRY1 в восприятии ЗС.

Кратковременная деэтиоляция на синем свету (max 439 нм, 3.0 - 5.2 мкмоль/м с) приводила к подавлению длины гипокотиля у проростков дикого типа Lev, распрямлению гипокотильной петли и увеличению площади семядолей у Ler, Col и det2. Морфология проростков hy4 не изменялась, что, вероятно, обусловлено нарушением синтеза основного фоторецептора синего света (криптохрома 1), контролирующего удлинение гипокотиля. В то же время, в проростках hy4 наблюдалось увеличение содержания цитокининов -зеатипа и рибозид зеатина. Более выраженная реакция проростков Ler на синий свет по сравнению с hy4 в отношении зеатина предполагает положительный контроль криптохрома 1 за эндогенным уровнем цитокининов. Возможно, контроль осуществляется на уровне регуляции активности фермента разрушающего цитокинин (оксидаза/дегидрогеназы) и/или /?-гликозидазы, осуществляющей гидролиз О-гликозидов (Novakova et al., 2005).

Влияние синего света на гормональный баланс проростков арабидопсиса отличалось от действия зеленого света. Так, если на синем свету уровень эндогенных цитокининов в проростках арабидопсиса возрастал, то на зеленом он снижался. Кроме того, зеленый свет (Хшх = 543 нм, 4,2 мкмоль/м с) вызывал увеличение уровня АБК, причем в большей степени у мутанта hy4.

При совместном действии синего света max 439 нм и экзогенного о эпибрассинолида в концентрации 10' М наблюдалось сложение эффектов, судя по увеличению площади семядолей как у Col и Ler, так и у мутантов det2 и hy4. Аналогичное действие наблюдалось при обработке гомобрассинолидом на синем свету в отношении этой же реакции для Col и det2.

Брассиностероиды (брассинолид и гомобрассинолид) могут снимать ингибирующее влияние синего света в ростовой реакции гипокотиля Ler и Иу4. С другой стороны, синий свет подавлял удлинение гипокотилей мутанта det2, вызванное экзогенным брассинолидом. Способность брассиностероидов удлинять гипокотили проростков на белом свету была показана еще в 1996 году (Clouse et al.). Одной из причин, приводящих к двойственному ответу БС в отношении удлинения гипокотилей (подавление удлинения гипокотилей в темноте при концентрациях, стимулирующих эту реакцию на свету) может быть разная чувствительность проростков к брассиностероидам проростков на свету и в темноте (Bishop and Yokota, 2001; Turk et al., 2003). Кроме того, показано, что свет регулирует экспрессию генов биосинтеза и инактивации брассиностероидов (Symons and Reid, 2003; Turk et al., 2003).

При изучении совместного действия экзогенного эпибрассинолида (МО"6 М) и зеленого света (шах 543 нм, 3,7 мкмоль/м2) на морфогенез арабидопсиса наблюдалось сложение эффектов в росте гипокотиля проростков Ler. Этому способствовало повышение уровня свободных ПУК и АБК в проростках Ler и Иу4 на ЗС, но аддитивного эффекта при этом не наблюдалось. При одновременном действии зеленого света и ЭБЛ наблюдали повышение уровня цитокининов. Весьма вероятно, что это могло быть причиной увеличения площади семядолей как у Ler, так и у Иу4.

Таким образом, показана физиологическая активность зеленого света, наряду с синим, а также брассиностероидов, в регуляции морфогенеза арабидопсиса на ранних стадиях онтогенеза. Одним из механизмов, регулирующих развитие проростков A. thaliana под влиянием этих факторов, вероятно, является изменение уровня эндогенных фитогормонов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ефимова, Марина Васильевна, Москва

1. Антончик А.П. Синтез дейтерированных 24а-метилбрассиностероидов. Исследование биосинтеза брассинолида: Дис. .канд. хим. наук. Минск, 2005.- 143 с.

2. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе // Учеб. пособие. М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. - 160 с.

3. Волотовский И.Д. Фитохром. Строение и физико-химические свойства // Физиология растений. 1987. - Т. 34. № 4. - С. 644-655.

4. Волотовский И.Д. Фитохром регуляторный фоторецептор растений.-Минск: Навука i тэхшка, 1992. - 166 с.

5. Воскресенская Н.П., Нечаева Е.П. Действие синего, красного и зеленого света на содержание белка, нуклеиновых кислот и хлорофилла в молодых растениях ячменя // Физиология растений. 1967. - Т. 14. № 2. - С. 299-307.

6. Значение синего света и кинетина для восстановления фотосинтетического аппарата стареющих листьев ячменя / Воскресенская Н.П., Нечаева Е.П., Власова М.П., Ничипорович А.А. // Физиология растений. 1968а. - Т. 15. №5.-С. 890-897.

7. Воскресенская Н.П., Охимаров И.С., Крылов Ю.В. Влияние длительного и кратковременного действия синего света на фотосинтез растений гороха // Доклады АН СССР. 19686.- Т. 182. № 6. - С. 1443-1446.

8. Воскресенская Н.П. Фоторегуляторные аспекты метаболизма растений. 38-е Тимиряз. чт. М.: Наука, 1979. - 47 с.

9. Головацкая И.Ф. Влияние света разного спектрального состава на рост и гормональный комплекс листа растений/ Автореф. дис. . канд. биол. наук,- Томск, 1992.- 17 с.libi к-.1U ! . Ъи-'ibt-i

10. Головацкая И.Ф., Карначук Р.А. Практикум по физиологии растений. Ростовые вещества // Учеб. пособ. Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1995.- 133 с.

11. Головацкая И.Ф. Фитохромный контроль гормонального комплекса листа фасоли // II Всесоюзн. Съезд фотобиологов: Материалы докл. 1998. Пущино-на-Оке, С. 167-169.

12. Головацкая И.Ф., Карначук Р.А., Ефимова М.В. // Рост и гормональный баланс арабидопсиса на зеленом свету // Вестн. Башкирского ун-та. 2001. № 2 (1). С.114 116.

13. Головацкая И.Ф., Ефимова М.В. Роль ИУК и АБК в морфогенезе проростков арабидопсиса // Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях: Материалы докл. VI Междунар. науч. конф. М., 2001. С. 23-24.

14. Головацкая И.Ф., Карначук Р.А., Ефимова М.В. Регуляторная роль зеленого света в морфогенезе растений // Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке: Материалы докл.- Сыктывкар, 2001. С. 4142.

15. Головацкая И.Ф., Ефимова М.В. К вопросу о фоторецепторе зеленого света // Вестн. Томского ун-та. 2003. №8. С.48-50.

16. К вопросу о фоторецепторе зеленого света растений / Головацкая И.Ф., Карначук Р.А., Ефимова М.В., Копылова Т.Н., Светличный В.А. // Там же. С. 31.

17. Головацкая И.Ф., Ефимова М.В. Участие жасмоновой кислоты в регуляции роста Arabidopsis thaliana // Естествознание и гуманизм. Сборник научных работ. Томск. 2004. Том 1. №2. С. 58-59.

18. Ц:;;: 21. Рецепция зеленого света проростками Arabidopsis thaliana / Головацкаяй-'-id

19. И.Ф., Светличный В.А., Ефимова М.В., Карначук Р.А., Копылова Т.Н. // Нооясферные знания и технологии: Сборник статей. Вып. 1.- Томск: Изд-во Том.1. Ун-та. 2004.- С. 23-26.5t1я I Й i

20. Головацкая И.Ф. Роль криптохрома 1 и фитохромов в регуляции фото-морфогенетических реакций растений на зеленом свету // Физиология растений. 2005. - Т. 52. № 6. - С. 822-829.

21. Дубовская J1.B., Молчан О.В., Волотовский И.Д. Фоторегуляция цГМФ в проростках овса//Физиология растений. 2001. - Т. 48. № 1. - С. 1-4.

22. Дубовская Л.В., Молчан О.В., Волотовский И.Д. цГМФ-связывающая активность в проростках Avena sativa // Физиология растений.- 2002.- Т. 49. № 2.- С. 243-247.

23. Дубовская Л.В. Метаболизм циклического гуанозин-3 ',5'-монофосфата в растительной клетке. Связь с процессами внутриклеточной сигнализации / Автореф. дис. . канд. биол. наук. Минск, 2004. - 21 с.

24. Ефимова М.В., Головацкая И.Ф. Регуляция морфогенеза проростков Arabidopsis thaliana L. (Heynh) // V Региональная конф. студ., аспирантов и молодых ученых: Материалы.- Изд-во Томского государственного пед. ун-та. Томск, 2000. С. 95-98.

25. Роль брассинолида в морфогенезе проростков арабидопсиса на зеленом свету / Ефимова М.В., Карначук Р.А., Головацкая И.Ф., Хрипач В.А., Кравцова Ю.А. // Годичное собрание общества физиологов растений России: Тез. Докл. Вологда, 2005. С. 63.

26. Ефимова М.В., Медведева С.В., Ланкин А.В. Взаимодействие брассиностероидов и синего света на начальных этапах морфогенеза растений арабидопсиса // 10-я Пущинская школа-конференция молодых ученых: Тез. докл. Пущино, 2006. С. 275-276.

27. Запрометов М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. М.: Наука, 1993. - 272 с.

28. Золотухин И.Г., Лисовский Г.М., Волкова O.K. Продуктивность и биохимический состав редиса, выращенного под излучением различной интенсивности и спектрального состава // Физиология растений. 1983. - Т. 30. № 4. - С. 646-652.

29. Цитокинины активируют транскрипцию хлоропластных генов / Зубо Я.О., Селиванкина С.Ю., Ямбуренко М.В., Зубкова Н.К., Кулаева О.Н., Кузнецов В.В. // Докл. АН. 2005. Т. 400. № 2. - С. 396-399.

30. Иванов В.И. Радиобиология и генетика арабидопсиса. Проблемы космической биологии. М.: Наука, 1974. - 190с.

31. Кабачевская Е.М., Ляхнович Г.В., Волотовский И.Д. Регуляция активности фосфолипазы Д в проростках овса светом и фитогормонами // Физиология растений. 2004. - Т. 51. № 6. - С. 855-859.

32. Карначук Р.А., Гундризер Т.А., Окунцов М.М. О несовпадении некото-ij^ рых спектров действия процесса превращения экзогенной глюкозы в зеленомлисте и фотосинтеза // Тр. ин-та / НИИ Биологии и Биофизики при ТГУ. Томск. 1972. Т. 2. С. 162-164.

33. Фитохромный контроль метаболизма С14-углеводов в растениях / Карначук Р.А., Постовалова В.М., Беленькая Е.В. и Жуланова С.Г. // Физиология растений. 1978. - Т.25. Вып. 2. - С. 268-273.

34. Об активности фотосинтетического аппарата некоторых видов Sedum L., адаптированных к свету разного качества / Карначук Р.А., Венгеровская Е.И., Постовалова В.М., Ревина Т.А. // Физиология растений. 1981. - Т. 28. № 1. - С. 66-73.

35. Карначук Р.А., Постовалова В.М. Роль света в жизнедеятельности и продуктивности растений / Пути рационального использования почвенных, растительных и животных ресурсов Сибири. Томск, 1986. С. 126-130.

36. Карначук Р.А., Протасова Н.Н., Добровольский М.В. Физиологическая адаптация листа левзеи к спектральному составу света // Физиология растений.- 1987.- Т. 34. № 1.-С. 51-59.

37. Карначук Р.А. Регуляторное влияние зеленого света на рост и фотосинтез листьев // Физиология растений. 1987. - Т. 34. № 4. - С. 765-773.

38. Карначук Р.А., Протасова Н.Н., Головацкая И.Ф. Рост растений и содержание гормонов в зависимости от спектрального состава света // Рост и устойчивость растений. Новосибирск: Наука, Сиб. отделение. 1988. С. 71-81.

39. Карначук Р.А. Регуляторная роль света разного спектрального состава в процессах роста и фотосинтетической активности листа растений: Автореф. дис. . д-ра биол. наук.- М., 1989. 42 с.

40. Карначук Р.А., Негрецкий В.А., Головацкая И.Ф. Гормональный баланс листа растений на свету разного спектрального состава // Физиология растений.- 1990,- Т. 37. № 3,- С. 527-534.

41. Карначук Р.А., Головацкая И.Ф. Гормональный статус, рост и фотосинтез растений, выращенных на свету разного спектрального состава // Физиология растений. 1998. - Т. 45. № 6. - С. 925-934.

42. Карначук Р.А., Тищенко С.Ю., Головацкая И.Ф. Эндогенные фитогормоны и регуляция морфогенеза Arabidopsis thaliana синим светом // Физиология растений.- 2001.- Т. 48. № 2.- С. 262-267.

43. Действие 24-эпибрассинолида на морфогенез и соотношение гормонов у проростков Arabidopsis на зеленом свету / Карначук Р.А., Головацкая И.Ф., Ефимова М.В., Хрипач В.А. // Физиология растений. 2002. - Т. 49. № 4. - С. 591-595.

44. Кефели В.И., Турецкая Р.Х. О механизме действия природных ингибиторов роста растений /Успехи современной биологии. 1964. - Т. 57. № 1. - С. 99-114.

45. Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны.- М.: Наука,1974.- 252 с.

46. Кефели В.И. Действие света на рост и морфогенез высших растений // В сб. "Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений". М.: Наука.1975.-С. 209-228.

47. Использование мутантов хлопчатника для изучения взаимосвязи между ростом, фотосинтезом и фотоморфогенезом / Кефели В.И., Наджимов У.К.,

48. Абзолов М.Р., Алматов А.С., Насиров А.С., Поляков А.С. // Онтогенез. -1983.-Т. 14. №4.-С. 426-432.

49. Кефели В.И. Рост растений и фотоморфогенез // Физиология растений. 1987. -Т. 34. №4.-С. 685-697.

50. Природный ингибитор роста абсцизовая кислота / В.И. Кефели, Э.М. Коф, П.В. Власов, Е.Н. Кислин. - М.: Наука, 1989. - 184 с.

51. Кефели В.И. Фотоморфогенез, фотосинтез и рост, как основа продуктивности растений/ Пущино: ОНТИ ПНЦ АН СССР. 1991. 133 с.

52. Клешнин А.Ф. Растение и свет. М.: Наука, 1954. - 453 с.

53. Ковганко Н.В. Брассиностероиды в растительном мире // Химия природных соединений. -1991. -№ 2. С. 159-173.

54. Константинова Т.Н., Аксенова Н.П., Никитина А.А. Влияние спектрального состава света на развитие рудбекии и периллы в условиях длинного и короткого дня // Физиология растений. 1968. - Т. 15. № 2. - С. 363-366.

55. Константинова Т.Н., Баврина Т.В., Аксенова Н.П. Особенности фоторегуляции генеративного морфогенеза in vitro и in vivo // Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений / Под ред. A.JI. Курсанова, Н.П. Воскресенская. М: Наука, 1975. - С. 186-199.

56. Коф Э.М., Ламан Н.А., Кефели В.И. О флавоноидном комплексе зеленого и этиолированного гороха (Pisum sativum L.) / ДАН СССР. 1976. - Т. 228. №2.-С. 505-508.

57. Красновский А.А. Фоторецепторы растительной клетки и пути светового регулирования // Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений / Под ред. А.Л. Курсанова, Н.П. Воскресенская. М.: Наука, 1975. - С. 5-16.

58. Иммунофермептная система для определения цитокининов / Кудоярова Г.Р., Веселов С.Ю., Каравайко Н.Н., Гюли-Заде В.З., Чередова Е.П., Мустафина А.Р., Мошков И.Е., Кулаева О.Н. // Физиология растений. 1990. - Т. 37. № 1.- С. 193-199.

59. Роль фитохромов в растениях / Е.Д. Кузнецов, JI.K. Сечняк, Н.А. Кинд-рук, O.K. Слюсаренко. М.: Агропромиздат, 1986. - 285 с.

60. Кулаева О.Н. Цитокинины, их структура и функции. М.: Наука, 1973. - 264 с.

61. Свет и морфогенез растений / Под. ред. Ф.М. Купермап, Е.И. Ржано-вой. М.: Изд-во МГУ, 1978. - 188 с.

62. Лакин Г.Ф. Биометрия // Учебн. пособие для биол. спец. вузов,- М.: Высш. шк., 1980.- 293 с.

63. Интенсивность и качество света как факторы, определяющие формирование ценоза и урожай растений в светокультуре /Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я., Полонский В.И., Тихомиров А.А., Золотухин И.Г. // Физиология растений. 1987. - Т. 34. Вып. 4. - С. 636-643.

64. Медведев С.С. Кальциевая сигнальная система растений // Физиология растений. 2005. - Т. 52. № 2. - С. 282-305.

65. Мокроносов А.Т. Интеграция функций роста и фотосинтеза / Физиология растений. 1983. - Т. 30. № 5. - С. 868-880.

66. Муромцев Г.С., Герасимова H.JL, Корнеева В.М. Механизм действия гиббереллинов / В сб. «Рост растений. Первичные механизмы». М.: Наука. 1978. под ред. В.И. Кефели. С. 81-98.

67. Муромцев Г.С., Агнистикова В.Н. Гиббереллины.- М.: Наука, 1984.284 с.

68. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений / Г.С. Муромцев, Д.И. Чканников, О.Н. Кулаева, К.З. Гамбург. М.: Агропромиз-дат, 1987.-383 с.

69. Ничипорович А.А. Реализация регуляторной функции света в жизнедеятельности растений как целого и в его продуктивности // Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений / Под ред. A.J1. Курсанова, Н.П. Воскресенская. М.: Наука, 1975. - С. 228-244.

70. Обут С.М., Кобрина В.Н., Друганова А.В. Количественное определение гиббереллинов в полигиббереллиновых препаратах с помощью тонкослойной хроматографии // Роль фитогормонов в проявлении некоторых признаков у растений. Новосибирск: Наука, 1983. - 214 с.

71. Полевой В.В., Полевой А.В. Эндогенные фитогормоны этиолированных проростков кукурузы // Физиология растений. 1992. - Т. 39. №. 6. - С. 1165-1174.

72. Протасова Н.Н. Свет как фактор регуляции фотосинтеза и роста растений / В сб. «Рост растений и дифференцировка. 1981. М.: Наука (275 е.). С. 245-254.

73. Протасова Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений // Агрохимия. 1996. - Т. 34. № 4. - С. 812-823.

74. Прусакова JI.Д., Чижова С.И. Роль брассиностероидов в росте, устойчивости и продуктивности растений // Агрохимия.- 1996.- № 11,- С. 137-150.

75. Романов Г.А. Цитокинины и тРНК: новый взгляд на старую проблему // Физиология растений. 1990. - Т. 37. № 6. - С. 1196-1210.

76. Динамика содержания и фотоактивности фитохрома в прорастающих семенах гороха и фасоли / Синещеков А.В., Коппель Л.А., Синещеков В.А., Мокроносов А.Т. // Физиология растений. 1989. - Т. 36. № 2. - С. 213-222.

77. Тищенко С.Ю., Карначук Р.А. Особенности роста и уровень эндогенных ИУК и АБК Arabidopsis thaliana L. Heyhn. дикого типа и hy4 И Физиология и биотехнология растений // Всеросс. совещ., посвящ. 120 летию ТГУ: Материалы докл.- Томск: ТГУ, 1998. С.20-22.

78. Тищенко С.Ю. Роль синего света в регуляции роста, морфогенеза и баланса эндогенных фитогормонов Arabidopsis thaliana (L.) Heynh./ Автореф. дис. . канд. биол. наук. Томск, 2000. - 17 с.

79. Тищенко С.Ю., Карначук Р.А., Хрипач В.А. Участие эпибрассинолида в фоторегуляции роста и гормонального баланса арабидопсиса на синем свету // Вестн. Башкирского Ун-та. 2001. № 2. С. 166-167.

80. Тихомиров А.А., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Специфика реакций растений разных видов на спектральный состав ФАР при искусственном освещении // Физиология растений. 1987. - Т. 34. Вып. 4. - С. 774-785.

81. Тихомиров А.А., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Спектральный состав света и продуктивность растений / Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1991. -168 с.

82. Турецкая Р.Х., Кефели В.И. Передвижение ауксинов в растениях / Успехи современной биологии. 1968. - Т. 6. Вып. 1(4). - С. 102-120.

83. Усманов П.Д. Старение семян Arabidopsis thaliana и его преодоление // Физиология растений.- 1999. Т. 43. Вып. 2. - С. 267-271.

84. Холодарь В.А., Шевцов С.В., Чекуров В.М. Применение иммунофер-ментного анализа для изучения фоторегуляции уровня гиббереллинов в этиопластах пшеницы //Физиология растений. 1995. - Т. 42. - С. 647-651.

85. Хрипач В.А., Жабинский В.А., Лахвич Ф.А. Перспективы практического применения брассиностероидов нового класса фитогормонов // Сельскохозяйственная биология. - 1995. - № 1. - С. 3-11.

86. Чайлахян М.Х., Аксенова Н.П., Кефели В.И. О терминологии онтогенеза растений. М.: Наука, 1973. - 40 с.

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

88. Шалаева Е.Е., Лисовский Г.М., Тихомиров А.А. Спектральный состав света и некоторые особенности мезоструктуры листьев различных растений / Физиология растений. 1991. - Т. 38. № 1. - С. 55-62.

89. Фотовосстановление НАДФ в хлоропластах пшеницы при зеленении этиолированных проростков на зеленом, красном и синем свету / Шапиро Т.Е., Зайцева Т.А., Врублевская К.Г., Луговцева К.А. // Физиология растений. 1988.-Т. 35. №2.-С. 244-249.

90. Шапиро Т.Е. Регуляторное действие света различного спектрального состава на активность фотосинтетического аппарата растений пшеницы // Автореф. дис. . канд. биол. наук. Казань, 1988. - 24 с.

91. Шахов А.А. Фотоэнергетика растений и урожай. М.: Наука. 1993. -411 с.

92. Шилкина А.Н., Ефимова М.В., Кушакова Ю.А. Участие брассиностероидов в морфогенезе Arabidopsis thaliana L. // Студент и научно-технический прогресс // XLII Международной научной студенческой конференции: Материалы докл. Новосибирск, 2004. С. 74.

93. Шкорбатов Ю.Г., Шахбазов В.Г. Влияние света и гиббереллинов на электрокинетические свойства ядрышек и хроматина растений // Физиологиярастений. 1988. - Т. 35. № 2. - С. 260-265.

94. Юб.Шульгин И.А., Куперман Ф.М., Мерцалов В.М. Влияние спектрального состава света, интенсивности радиации, продолжительности фотопериодов на развитие, рост и морфогенез растений // Вести, с.-х. науки. 1963. - № 4. -С. 21-33.

95. Ю7.Роль фитогормонов в регуляции фотосинтеза / Якушкина Н.И., Скоро-богатова И.В., Похлебаев С.М., Ростунов А.А., Гуревич А.С. // С. 57-70. «Интродукция, акклиматизация и культивации растений»: Сб. науч. тр. Кали-нингр. Ун-т. Калининград, 1996. - 80 с.

96. Ahmad M. and Cashmore A.R. HY4 gene of A. thaliana encodes a protein with characteristics of a blue-light photoreceptor // Nature. 1993. - Vol. 366. - P. 162-166.

97. O.Ahmad M., Lin C. and Cashmore A. Mutations throughout an Arabidopsis blue light photoreceptor impair blue-light-responsive antocianin assimilation and inhibition of hypocotyl elongation // Plant Journal. - 1995. - Vol. 5. No 5. - P. 653658.

98. Ahmad M., Jarillo J.A., and Cashmore A.R. Chimeric protein between cryl and cry2 Arabidopsis blue light photoreceptors indicate overlapping functions and varying protein stability // Plant Cell. 1998. - Vol. 10. - P. 197-208.

99. The CRY1 blue light photoreceptor of Arabidopsis interacts with photochrome A in vitro / Ahmad M., Jarillo J.A., Smirnova O., and Cashmore A.R. // Mol. Cell. 1998. - Vol. 1. - P. 939-948.

100. Ahmad M. Seeding the world in red and blue: insight into plant vision and photoreceptors // Plant Biology. 1999. - Vol. 2. № 3. - P. 230-235.

101. Action spectrum for cryptochrome-dependent hypocotyl growth inhibition in Arabidopsis / Ahmad M., Grancher N., Heil M., Black R.C., Giovani В., Galland P., and Lardemir D. // Plant Physiology. 2002. - Vol. 129. - P. 774-785.

102. Gibberellins repress photomorphogenesis in darkness / Alabady D., Gil J., Blazquez M., and Garcya-Martynez J. // Plant Physiology. 2004. - Vol. 134. - P.1050-1057.д ■

103. Щ 116.Molecular interaction between COP1 and HY5 defines a regulatory switchfor light control of Arabidopsis development / Ang L.H., Chattopadhyay S., Wei5.4 ■

104. N., Oyama Т., Okada K., Batschauer A., and Deng X.-W. // Mol. Cell.- 1998.- Vol.4Я* *1.-P. 213-222.-tt >'•

105. Asami T. and Yoshida S. Brassinosteroid biosynthesis inhibitors / Trends Plant Sci.- 1999. Vol. 4. № 9. - P. 348-353.

106. Bajguz A. and Czerpak R. Physiological and biochemical role of brassinos-teroids and their structure activity relationship in the green alga Chlorella vulgaris II Plant Growth Regul. - 1998. - Vol. 17. - P. 131-139.

107. Bajguz A. Effect of brassinosteroids on nucleic acids and protein content in cultured cells of Chlorella vulgaris // Plant Physiol. Biochem. 2000. - Vol. 38. No. 3.-P. 209-215.

108. Bajguz A. Blockade of heavy metals accumulation in Chlorella vulgaris cell by 24-epibrassinolide / Plant Physiol. Biochem. 2002. - Vol. 38. - P. 797801.

109. Bajguz A. and Tretyn A. The chemical characteristic and distribution of brassinosteroids in plants / Phytochemistry. 2003. - Vol. 62. - P. 1027-1046.

110. Batschauer A. Photoreceptors of higher plants // Planta.- 1998,- Vol. 206,-P. 479-492.

111. Stimulation of the blue light receptor NPH1 causes a transient increase in cytosolic Ca / Baum G., Long J.C., Jenkins G.I., and Trewavas A.J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. - Vol. 96. - P. 13554-13559.

112. Behringer F.J. and Davies P.J. Indole-3-acetic acid levels after phyto-chrome-mediated changes in the stem elongation rate of dark- and light-grown Pisum seedlings / Planta. 1992. - Vol. 188. - P. 85-92.

113. Behringer F.J., Davies P.J., and Reid J.B. Phytochrome regulation of stem growth and indole-3-acetic acid levels in the Iv and Lv genotypes of Pisum / Photo-chem. Photobiol. 1992. - Vol. 56. - P. 677-684.

114. The tomato DWARF enzyme catalyses C-6 oxidation in brassinosteroid biosynthesis / Bishop G.J., Nomura Т., Yokota Т., Harrison K., Noguchi Т., Fuji-oka S., Takatsuto S., Jones J.D.G., Kamiya Y. // Proc Natl Acad Sci USA. 1999.-Vol. 96,- P. 1761-1766.

115. Bishop G.J. and Yokota T. Plants steroid hormones, brassinosteroids: current highlights of molecular aspects on their synthesis/metabolism, transport, perception and response // Plant Cell Physiol. 2001. - Vol. 42. No 2. - P. 114-120.

116. Bishop G.J. and Koncz C. Brassinosteroids and plant steroid hormone signaling // The Plant Cell. 2002. - S97-S110.

117. Black M. and Vlitos A.Y. Possible interrelation of phytochrome and plant hormones //Phytochrome. 1972. - P. 518-523.

118. Control of specific gene expression by gibberellin and brassinosteroid / Bouquin Т., Meier C., Foster R., Nielsen M.E., and Mundy J. // Plant Physiology. -2001,-Vol. 127.-P. 450-458.

119. Novel ATP-binding and autophosphorylation activity associated with

120. Arabidopsis and human cryptochrome-1/ Bouly J.-P., Giovani В., Djamei A., Mueller M., Zeugner A., Dudkin E.A., Batschauer A. and Ahmad M.// Eur. J. Bio-chem. 2003. - Vol. 270. - P. 2921-2928.

121. Brien Т.О., Beall F.D., and Smith H. Deetiolation and plant hormones // Encyclopedia of plant physiology. New Series. 1985. V. 11. - P. 282-307.

122. Briggs W.R. and Huala E. Blue-light photoreceptors in higher plants. Annu Rev. Cell. 1999.-Vol. 15.-P. 33-62.

123. Briggs W.R. and Olney M.A. Photoreceptors in plant photomorphogenesis to date. Five phytochromes, two cryptochromes, one phototropin, and one super-chrome // Plant Physiology. 2001. - Vol. 125. - P. 85-88.

124. Flavonoids act as negative regulators of auxin transport in vivo in Arabidopsis / Brown D.E., Rashotte A.M., Murphy A.S., Normanly J., Tague B.W., Peer W.A., Taiz L., and Muday G.K. // Plant Physiology. 2001. - Vol. 126. - P.524-535.

125. Characterization of an unstable allele of the Arabidopsis HY4 locus / Brug-gemanna E.P., Doana В., Hadwergera K., and Storza G. // Genetics. 1998. - Vol. 149.-P. 1575-1585.

126. HO.Buer C.S. and Muday G.K. The transparent testa4 mutation prevents flavo-noid synthesis and alters auxin transport and the response of Arabidopsis roots to gravity and light / The Plant Cell. 2004. - Vol. 16. - P. 1191-1205.

127. Detection, assay, and preliminary purification of the pigment controlling photoresponsive development of plants /Butler W.L., Norris K.H., Siegelman H.W., and Hendricks S.B. // Proc Natl Acad Sci USA. 1959. - Vol. 62. - 17031708.

128. Cao D., Lin Y., and Cheng C.L. Genetic interactions between the chlorate-resistant mutant cr88 and the photomorphogenic mutants copl and hy5 / Plant Celt.- 2000. Vol. 12.-P. 199-210.

129. Casal J.J. and Boccalandro H. Coaction between phytochrome В and HY4ч=-яft m Arabidopsis thaliana//?\Ша. 1995. -Vol. 197. - P. 213-218.

130. Casal J.J. Phytochromes, cryptochromes, phototropin: photoreceptor interaction in plant I I Photochem. Photobiol. 2001. - Vol. 71. - P. 1-11.

131. Chatterjee M., Sharma P., and Khurana J.P. Cryptochrome 1 from Brassica napus is up-regulated by blue light and controls hypocotyl/stem growth and antho-cyanin accumulation / Plant Physiology. 2006. - Vol. 141. - P. 61-74.i

132. Arabidopsis bZIP protein HY5 directly interacts with light-responsive proiilj | moters in mediating light control of gene expression / Chattopadhyay S., Ang L.H.,1. Чч. .

133. Puente P., Deng X.W., and Wei N. // Plant Cell. 1998. - Vol. 10. - P. 673-683.rift •

134. Jh 148.Increased endogenous cytokinin in the Arabidopsis ampl mutant corre1. Si''sponds with de-etiolation responses / Chinatkins A.N., Craig S., Hocart C.H., Dennis E.S., and Chaudhury A.M. //Planta. 1996. - Vol. 198. - P. 549-556.

135. Chory J., Nagpal P., and Peto C. A. Phenotypic and genetic analysis of det2, a new mutant that affects light-regulated seedling development in Arabidopsis // The Plant Cell. 1991. - Vol. 3. - P. 445-459.

136. Chory J. A genetic model for light-regulated seedling development in Arabidopsis // Development. 1992. - Vol. 115. - P. 337-354.

137. A role for cytokinins in de-etiolation in Arabidopsis / Chory J., Reinecke D., Sim S., Washburn Т., and Brenner M. // Plant Physiology. 1994. - Vol. 104.-P. 339-347.

138. Chory J. and Li J. Gibberellins, brassinosteroids and light-regulated development// Plant Cell Environment. 1997. - Vol. 20. - P. 801-806.

139. Chun L., Kawakami A., and Christopher D.A. Phytochrome A mediates blue light and UV-A-dependent chloroplast gene transcription in green leaves // Plant Physiology. 2001. - Vol. 125. - P. 1957-1966.

140. Physiological and molecular effects of brassinosteroids on Arabidopsis thaliana / Clouse S.D., Langford M., Hall A.F., McMorris T.C., and Baker M.E. // Plant Growth Regul. 1993. - Vol. 12. - P. 61-66.

141. Clouse S.D., Langford M., and McMorris T.C. A brassinosteroid-insensitive mutant in Arabidopsis thaliana exhibits multiple defects in growth and development / Plant Physiol. 1996. - Vol. 111.-P. 671-678.

142. Clouse S.D. and Sasse J.M. Brassinosteroids: essential regulators of plant growth and development // Annu. Rev. Plant Physiology. Plant Mol. Biol. 1998. -Vol. 49.-P. 427-451.

143. Clouse S.D. Integration of light and brassinosteroid signals in etiolated seedling growth // Trends in Plant Science. 2001. - Vol. 6. - P. 443-445.

144. Collet C.E., Harberd N.P., and Leyser O. Hormonal interactions in the control of Arabidopsis hypocotyl elongation // Plant Physiol. 2000. - Vol. 124. - P. 553-562.

145. Aux/IAA proteins are phosphorylated by phytochrome in vitro / Colon-Carmona A., Chen D.L., Yeh K.C., and Abel S. // Plant Physiol. 2000. - Vol. 124. -P. 1728-1738.

146. Cowling R.J. and Harberd N.P. Gibberellins control Arabidopsis hypocotyl growth via regulation of cellular elongation / J. Exp. Bot. 1999. - Vol. 50. - P. 1351-1357.

147. Identification of cryptochrome DASH from vertebrates / Daiyasu H., Ishi-kawa Т., Kuma K., Iwai S., Todo Т., and Toh H. // Genes to Cells. 2004. - Vol. 9. - P. 479-495.

148. Deng X.W. and Quail P.H. Signalling in light-controlled development // Seminars in cell and developmental biology. 1999. - Vol. 10. No 2. - P. 121-129.

149. Demason D.A. and Chawla R. Auxin/gibberellin interactions in pea leaf morphogenesis // Botanical Journal of the Linnean Society. 2006. - Vol. 150. - P. 45-59.

150. Procustel mutants identify two distinct genetic pathways controlling hypocotyl cell elongation, respectively in dark- and light-grown Arabidopsis seedlings /

151. Dharmasiri N. and Estelle M. Auxin signaling and regulated protein degradation // Trends in Plant Science. 2004. - Vol. 9. No 6. - P. 302-308.

152. Fankhauser C. Light perception in plants: cytokinins and red light join forces to keep phytochrome В active //Trends in Plant Science. 2002. - Vol. 7. No 4.-P. 143-145.

153. Fankhauser C. and Staiger D. Photoreceptors in Arabidopsis thaliana: light perception, signal transduction and entrainment of the endogenous clock // Planta. -2002.-Vol. 216.-P. 1-16.

154. Finkelstein R.R., Gampala S.S.L., and Rock C.D. Abscisic acid signalling in seeds and seedlings / The Plant Cell. 2002. - Vol. 14. - P. 15-45.

155. Fleet C.M and Sun T. DELLAcate balance: the role of gibberellin in plant morphogenesis // Current Opinion in Plant Biology. 2005. - Vol. 8. - P. 77-85.

156. Folta K.M. Green light stimulation early stem elongation, antagonizing light-mediated growth inhibition / Plant Physiology. 2004. Vol. 135. P. 1407-1416.

157. Friedrichsen D. M., and Chory J. Steroid signaling in plants: from the cell surface to the nucleus // BioEssays. 2001. - Vol. 23. - P. 1028-1036.

158. Friml J. Auxin transport shaping the plant / Current Opinion in Plant Biology. - 2003. - Vol. 6.-P. 7-12.

159. Fu X. and Harberd N.P. Auxin promotes Arabidopsis root growth by modulating gibberellin response // Nature. 2003.- Vol. 421. - P. 740-743.

160. Fuglevand G., Jackson J.A., and Jenkins G.I. UV-B, UV-A, and blue light signal transduction pathways interact synergistically to regulate chalcone synthase gene expression in Arabidopsis // Plant Cell. 1996. - Vol. 8. - P. 2347-2357.

161. Brassinosteroids in Arabidopsis thaliana // Fujioka S., Noguchi Т., Yokota T, Takatsuto S., and Yoshida S. // Phytochemistry. 1998. - Vol 48. No 4. - P. 595-599.

162. Fujioka S. Natural occurrence of brassinosteroids in the plant kingdom // Brassinosteroids. Steroidal plant hormones / Eds. A. Sakurai, T. Yokota and S.D. Clouse.- Springer, 1999. P. 21-45.

163. Furuya M. Molecular properties and biogenesis of phytochrome 1 and II //Adv. Biophys.- 1989.- Vol. 25.- P. 133-167.

164. Garcia-Martinez J.L. and Gil J. Light regulation of gibberellin biosynthesis and mode of action // J. of Plant Growth Regulation.- 2001.- Vol. 20. No 4,- P. 354-368.

165. Gibberellin and ethylene control endoreduplication levels in The Arabidopsis thaliana hypocotyl / Gendreau E., Orbovic V., Hofte H., and Traas J. // Planta. -1999. Vol. 209. No. 4. - P. 513-516.

166. BIG: a calossin-like protein required for polar auxin transport in Arabidopsis / Gil P., Dewey E., Friml J., Zhao Y., Snowden K.C., Putterill J., Palme K., Estelle M., and Chory J. // Genes and Development. 2001. - Vol. 15. - P. 19851997.

167. Comprehensive comparison of auxin-regulated and brassinosteroid-regulated genes in Arabidopsis / Goda H., Sawa S., Asami Т., Fujioka S., Shimada Y., and Yoshida S.// Plant Physiol. -2004. -Vol. 134.-P. 1555-1573.

168. The role of jasmonic acid and blue light in regulation of morphogenesis of Arabidopsis thaliana / Golovatskaya I.F., Karnachuk R.A., Efimova M.V., Bolshakova M.A., and Machackova I. // 14 Congress of the Federation of European: Book of Abstracts.

169. SUB1, an Arabidopsis Ca -binding protein involved in cryptochrome and phytochrome coaction / Guo H., Mockler Т., Duong H., and Lin C. // Science. -2001. Vol. 291. No 5503. - P. 487-490.

170. Hardtke C.S. and Deng X.W. The cell biology of the COP/DET/FUS proteins. Regulating proteolysis in photomorphogenesis and beyond? // Plant Physiol. -2000.-Vol. 124.-P. 1548-1557.

171. Co-ordinate regulation of sterol biosynthesis enzyme activity during accumulation of sterols in developing rape and tobacco seed / Harker M., Hellyer A., Clayton J.C., Duvoix A., Lanot A., and Safford R. // Planta. 2003. - Vol. 216. - P. 707-715.

172. Hedden P. and Phillips A.L. Gibberellin metabolism: new insights revealed by the genes //Trends in Plant Sciences. 2000. - Vol. 5. No 12. - P. 523-530.

173. Control of hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana by photoreceptor interaction / Hennig L., Poppe C., Unger S., and Schafer E. // Planta. 1999. - Vol. 208. - P. 257-263.

174. Hooley R. Plant steroid hormones from the dark // Plant Physiology. 1996. -Vol. 12. No 8.-P. 281-283.

175. Horgen P.A., Nakagava C.H. and Irwin R.T. Production of monoclonal antibodies to a steroid plant growth regulator / Can. J. Biochem. and Cell Biol. -1984.-Vol. 62. No. 8.-P. 715-721.

176. Cryptochrome light signals control development to suppress auxin sensitivity in the moss Physcomitrella patens / Imaizumi Т., Kadota A., Hasebe M., and Wada M. // The Plant Cell. 2002. - Vol. 14. - P. 373-386.

177. Jackson J.A. and Jenkins G.I. Extension-growth responses and expression of flavonoid biosynthesis genes in the Arabidopsis hy4 mutant // Planta. 1995. -Vol. 197.-P. 233-239.

178. Jacobs M. and Rubery P.H. Naturally occurring auxin transport regulators / Science. 1988. - Vol. 241. - P. 346-349.

179. The brassinosteroid growth response in pea is not mediated by changes in gibberellin content / Jager C.E., Symons G.M., Ross J.J., Smith J.J., and ReidJ.B.//Planta.-2005.-Vol. 221. No l.-P. 141-148.

180. UV and blue light signalling: pathways and regulating chalkone synthase gene expression in Arabidopsis / Jenkins G.I., Long J.C., Wade H.K., Shenton M.R., and Bibikova T.N. // New Phytologist. 2001. - Vol. 151. - P. 121 -131.

181. Jensen P.J., Hangarter R.P., and Estelle M. Auxin transport is required for hypocotyl elongation in light-growth but not dark-growth Arabidopsis II Plant Physiol. 1998. - Vol. 116. - P. 455-462.

182. Johnson S.W. and Coolbaugh R.C. Light-stimulated gibberellin biosynthesis in Gibberella fujikuroi /Plant Physiology. 1990. - Vol. 94. - P. 1696-1701.

183. Kamiya Y. And Garcia-Martinez J.L. Regulation of gibberellin biosynthesis by light // Current Opinion in Plant Biology.- 1999.- Vol. 2.- P.398-403.

184. Light and brassinosteroid signals are integrated via a dark-induced small G protein in etiolated seedling growth// Kang J.G., Yun J., Kim D.H., Chung K.S.,

185. Fujioka S., Kim J.I., Dae H.W., Yoshida S., Takatsuto S., Song P.S., Park C.-M. // Cell. 2001. - Vol. 105. - P. 625-636.

186. Kato-Noguchi H. Red light-induced dwarfism and gibberellin 3p-hydroxylase gene expression in Pisum sativum II Plant Growth Regulation. 2004. - Vol. 42. - P. 49-54.

187. Kaufman L.S. Transduction of blue-light signals // Plant Physiol. 1993. -Vol. 102.-P. 333-337.

188. Kim T.-H., Kim B.-H., and Arnim A. G. Repressors of photomorphogenesis //Cytology. 2002. - Vol. 220. - P. 185 -223.

189. Binding of brassinosteroids to the extracellular domain of plant receptor kinase BRI1 / Kinoshita Т., Cano-Delgado A., Seto H., Hiranuma S., Fujioka S., Yoshida S., and Chory J. // Nature. 2005. - Vol. 433. - P. 167-171.

190. Khripach V.A., Zhabinskii V.N., and de Groot A.E., Brassinosteroids a new class of plant hormones.- San Diego: Academic Press, 1999.- 456 p.

191. Klain R.M., Edsall P.C., and Gentile A.C. Effect of near ultraviolet and green radiation on plant growth // Plant Physiol.- 1965.- Vol. 40. No 5.- P. 906909.

192. Klain R.M. and Edsall P.C. Interference by near ultraviolet and green light with growth animal and plant cell cultures // Photochemistry and Photobiology. -1967.-Vol.-P. 841-850.

193. Kleine Т., Lockhart P., and Batschauer A. An Arabidopsis protein closely related to Synechocystis cryptochrome is targeted to organelles / Plant J. 2003.-Vol. 35.-P. 93-103.

194. Koornneef M., Rolff E., and Spruit C.J.P. Genetic control of light-inhibited hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana L. Heynh // Z. Pflanzenphysiol. -1980.-V. 100.-P. 147-160.

195. Kraepiel Y. and Miginiac Y. Photomorphogenesis and phytohormones / Plant Cell Environ. 1997. - Vol. 20. - P. 807-812.

196. Arabidopsis contains at least four independent blue-light-activated signaltransduction pathways / Lasceve G., Leymarie J., Olney M.A., Liscum E., Christie J.M., Vavasseur A., and Briggs W.R. // Plant Physiology. 1999. - Vol. 120. - P. 605-614.

197. Leubner-Metzger G. Brassinosteroids and gibberellins promote tobacco seed germination by distinct pathways / Planta. 2001. - Vol. 213. - P. 758-763.

198. Leubner-Metzger G. Brassinosteroids promote seed germination/ Brassinosteroids. Bioactivity and crop productivity // Ed. S. Hayat and A. Ahmad.- Kluwer Academic Publishers, 2003. P. 119-128.

199. A Role for brassinosteroids in light-dependent development in Arabidopsis / Li J., Nagpal P., Vitart V., McNorris Т.О., and Chory J. // Science. 1996. - Vol. 272.-P. 398-401.

200. Li J. and Chory J. A putative leucine-rich repeat receptor kinase involved in brassinosteroid signal transduction / Cell. 1997. - Vol. 90. - P. 929-938.

201. Association of the flavin adenine-dinucleotide with the Arabidopsis blue light receptor CRY1 / Lin C., Robertson D.E., Ahmad M., Raibecas A.A., Jorns M.S., Dutton P.L., and Cashmore A.R. II Science. 1995b. - Vol. 269. - P. 968970.

202. Enhancement of blue-light sensitivity of Arabidopsis seedlings by a blue light receptor cryptochrome 2 / Lin C., Yang H., Guo H., Mockler Т., Chen J., and Cashmore A.R. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. - Vol. 95. - P. 2686-2690.

203. Lin C. Plant blue-light receptors //Trends in Plant Science. 2000. - Vol. 5. No 8. - P. 337-342.

204. Lin С. Blue light receptors and signal transduction // Plant Cell.- 2002.-Vol. 14.-S.207-S.225.

205. Lin C. and Shalitin D. Cryptochrome structure and signal transduction // Annu. Rev. Plant Biol. 2003.- Vol. 54. - P. 469-496.

206. Long J.C. and Jenkins G.I. Involvement of Plasma Membrane Redox Activity and Calcium Homeostasis in the UV-B and UV-A /Blue Light Induction of Gene Expression in Arabidopsis // Plant Cell. 1998. - Vol. 10. - P. 2077-2086.

207. Brassinosteroid mutants uncover fine tuning of phytochrome/ Luccioni L.G., Oliverio K.A., Yanovsky M.J., Boccalandro H.E., and Casal J.J. // Plant Physiology. 2002. - Vol. 128. - P. 173-181.

208. Malec P., Yahalom A., and Chamovitz D.A. Identification of light-regulated protein kinase activity from seedlings of Arabidopsis thaliana II Photochemistry and Photobiology. 2002. - Vol. 75. No 2. - P. 178-183.

209. Mandava N.B. Plant growth-promoting brassinosteroids// Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1988. - Vol. 39. - P. 23-52.

210. Arabidopsis COP1 protein specifically interacts in vitro with a cytoskele-ton-associated protein, CIP1 / Matsui M., Stoop C.D., von Arnim A.G., Wei N., and Deng X.W. //Proc. Natl. Acad. Sci. 1995. - Vol. 92. - P. 4239-4243.

211. McNellis T. W., von Arnim A. G., and Deng X.-W. Overexpression of Arabidopsis COP1 results in partial suppression of light-mediated development: Evidence for a light-inactively repressor of photomorphogenesis. Plant Cell. -1994.-Vol. 6.-P. 1391-1400.

212. Meyerowitz E.M. Prehistory and history of Arabidopsis research / Plant Physiol. 2001. - Vol. 125. - P. 15-19.

213. New lead compounds for brassinosteroid biosynthesis inhibitors / Min Y.K., Asami Т., Fujioka S., Murofushi N., Yamaguchi I., and Yoshida S. // Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters. 1999. - Vol. 9. - P. 425-430.

214. Brassins: a new family of plant hormones from rape pollen / Mitchell J.W., Mandava N.B., Worley J.F., Plimmer J.R., and Smith, M.V. // Nature. 1970. -Vol. 225.-P. 1065-1066.

215. PP7 Is a Positive Regulator of Blue Light Signaling in Arabidopsis / Moller S.G., Kim Y.-S., Kunkel Т., and N.-H. Chua // The Plant Cell. 2003. - Vol. 15. -P. 1111-1119.

216. Mussig C. and Altmann T. Physiology and molecular mode of action of brassinosteroids // Plant Physiol. Biochem. 1999. - Vol. 37. No. 5. - P. 363-372.

217. Mussig C., Shin G.-H., and Altmann T. Brassinosteroids promote root growth in Arabidopsis//Plant Physiology.-2003.-Vol. 133.-P. 1261-1271.

218. Naik G.R., Mukherjee I., and Reid D.M. Influence of cytokinins on the methyl jasmonate-promoted senescence in Helianthus anniius cotyledons // Plant Growth Regulation. 2002. - Vol. 38. - P. 61-68.

219. AXR2 encodes a member of the Aux/IAA protein family / Nagpal P., Walker L.M., Young J.C., Sonawala A., Timpte C., Estelle M., and Reed J.W. // Plant Physiology. 2000. - Vol. 123. - P. 563-573.

220. Treatment of dark-grown Arabidopsis thaliana with a brassinosteroid-biosynthesis inhibitor, brassinazole, induces some characteristics of light-grown plants / Nagata N., Min Y.K., Nakano Т., Asami Т., Yoshida S. // Planta. 2000. -Vol. 211.-P. 781-790.

221. Brassinosteroid selectively regulates PIN gene expression in Arabidopsis / Nakamura A., Goda H., Shimada Y., and Yoshida S. // Biosci. Biotechnol. Biochem.- 2004,- Vol. 68.- P. 952-954.

222. Neff M. and Chory J. Genetic interactions between phytochrome A, photochrome В and cryptochrome 1 during Arabidopsis development 11 Plant Physiol. -1998.-Vol. 118.-P. 27-36.

223. Neff M.M., Fankhauser C., and Chory J. Light: an indicator of time and place. Genes and Development. 2000. - Vol. 14. - P. 257-271.

224. Nemhauser J.L. and Chory J. Photomorphogenesis / The Arabidopsis Book, eds, Somerville С and Meyerowitz, E. American Society of Plant Biologists. 2002. http://www.aspb.org/publications/arabidopsis/

225. Nemhauser J.L., Maloof J.N., and Chory J. Building integrated models of plant growth and development // Plant Physiology. 2003. - Vol. 132. - P. 436439.

226. Nemhauser J.L. and Chory J. BRing it on: new insights into the mechanism of brassinosteroid action // Journal of Experimental Botany. 2004. - Vol. 55. No. 395. - P. 265-270.

227. Diurnal variation of cytokinin, auxin and abscisic acid levels in tobacco leaves /Novakova M., Motyka V., Dobrev P.L, Malbeck J., Gaudinova A., and Vankova R.// Journal of Experimental Botany. 2005. - Vol. 56. No. 421. - P. 2877-2883.

228. Functional analysis of each blue light receptor, cryl, cry2, photl, and phot2, by using combinatorial multiple mutants in Arabidopsis / Ohgishi M., Saji K., Okada K, and Sakai T. // PNAS. 2004. - Vol. 101. No. 8. - P. 2223-2228.

229. The PIN auxin efflux facilitators:- evolutionary and functional perspectives / Paponov I.A., Teale W.D., Trebar M., Blilou I., and Palme K. // Trends in Plant Science. 2005. - Vol. 10. No 4. - P. 170-177.

230. Piechowski K. Brassinosteroids // Growth and development.- 1997.- P. 7076.

231. The blue light receptor cryptochrome 1 can act independently of phyto-chrome A and В in Arabidopsis thaliana / Poppe C., Sweere U., Drum-Herrel H., and Schafer E. // The Plant Journal. 1998. - Vol. 16. № 4. - P. 465-471.

232. Potter T.I., Rood S.B., and Zanewich K.P. Light intensity, gibberellin content and the resolution of shoot growth in Brassica // Planta. 1999. - Vol. 207. - P. 505-51 1.

233. Effects of 28-homobrassinolide on yields of wheat, rice, groundnut, mustard, potato and cotton / Ramraj V.M., Vyas B.N., Godrej N.B., Mistry K.B., Swami B.N., and Singh N. // Journal of Agricultural Science. 1997. - Vol. 128. -P. 405-413.

234. Raz V. and Ecker J.R. Regulation of differential growth in the apical hook of Arabidopsis / Development. 1999. - Vol. 126. - P. 3661-3668.

235. Phytochrome В affects responsiveness to gibberellins in Arabidopsis / Reed J.W., Foster K.R., Morgan P.W., and Chory J.// Plant Physiol. 1996. - Vol. 112.-P. 337-342.

236. Reed J.W. Elumalai R.P., and Chory J. Suppressors of an Arabidopsis thaliana phyB mutation identify genes that control light signaling and hypocotyl elongation / Genetics. 1998. - Vol. 148. - P. 1295-1310.

237. Reed J.W. Phytochromes are Pr-ipatetic kinases / Curr. Opin. Plant Biol.1999.-Vol. 2.-P. 393-397.

238. Reid J.B., Botwright N.A., Smith J.J., O'Neill D.P., Kerckhoffs L.H.J. Control of gibberellin levels and gene expression during de-etiolation in pea // Plant Physiol. 2002. - Vol. 128. - P. 734-741.

239. Roddrick J.G. and Guan M. Brassinosteroids and root development // Brassinosteroids; bioactivity and applications / Eds. H.G. Cutler, T. Yokota, and G. Adam.- ACS Symp. Series, American Chemical Society, Washington DC, 1991. P. 231-245.

240. Evidence that auxin promotes gibberellin Ai biosynthesis in pea / Ross J.J., O'Neill D.M., Smith J.J., Kerckhoffs H.J., and Elliott R.C. // The Plant Journal.2000.-Vol. 21. No. 6.-P. 547-552.

241. Ross J.J., O'Neill D.P., and Rathbone D.A. Auxin-gibberellin interactions in pea: integrating the old with the new // J Plant Growth Regul. 2003. - Vol. 22. -P. 99-108.

242. Sasse J. Physiological actions of brassinosteroids // Brassinosteroids: Steroidal Plant Hormones / Eds. A. Sakurai, T. Yokota, and S.D. Close.- Springer: Tokyo, 1999. P. 137-161.

243. Schafer E., Kunkel T. and Frohnmeyer H. Signal transduction in the photo-control of chalcone synthase gene expression // Plant Cell Environ. 1997. - Vol. 20. - P. 722-727.

244. Schmidt J., Altmann Т., and Adam G. Brassinosteroids from seeds of Arabidopsis thaliana II Phytochemistry.- 1997.- Vol. 45.- P. 1325-1327.

245. Seed and DNK Stock list // Arabidopsis Biological Resource Center Internet Edition. December. 1997. P. 12. 266.

246. Photoreceptor ubiquitination by COP1 E3 ligase desensitizes phytochrome A signaling / Seo H.S., Watanabe E., Tokutomi S., Nagatani A., and Chua N.-H. // Genes and Development. 2004. - Vol. 18. - P. 617-622.

247. Shinkle J.R., and Jones R.L. Inhibition of stem elongation in Cucumis seedlings by blue light requires calcium // Plant Physiol. 1988. - Vol. 86. - P. 960966.

248. Shinkle J.R., Kadakia R., and Jones A. Dim-red-light-induced increase in polar auxin transport in cucumber seedlings. I. Development of altered capacity, velocity, and response to inhibitors / Plant Physiol. 1998. - Vol. 116. - P. 15051513.

249. Short T.W. and Briggs W.R. The transduction of blue light signals in higher plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Mol. Biol. 1994. - Vol. 45. - P. 143-171.

250. Short T.W. and Briggs W.R. Characterization of a rapid, blue light-mediated change in detectable phosphorylation of a plasma membrane protein from etiolated seedlings / Plant Physiol. 1990. - Vol. 92. - P. 179-185.

251. Schumacher К. and Chory J. Brassinosteroid signal transduction: still casting the actors // Current Opinion in Plant Biology. 2000. - Vol. 3. - P. 79-84.

252. Smith H.B. Photoreceptors in Signal Transduction: Pathways of Enlightenment // Plant Cell. 2000. - Vol. 12. - P. 1-4.

253. Spiro M.D., Torabi В., and Cornell C.N. Cytokinins induce photomorpho-genic development in dark-grown gametophytes of Ceratopteris richardii /Plant and Cell Physiology. 2004. - Vol. 45. No 9. - P. 1252-1260.

254. Staswick P.E., Su W., and Howell S.H. Methyl jasmonate inhibition of root growth and induction of a leaf protein are decreased in an Arabidopsis thaliana mutant // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. - Vol. 89. - P. 6837-6840.

255. Steber C.M. and McCourt P.A. Role for brassinosteroids in germination in Arabidopsis / Plant Physiology. 2001. - Vol. 125. - P. 763-769.

256. Su W. and Howwell S.H. The effects of cytokinin and light on hypocotyl elongation in Arabidopsis seedlings are independent and additive // Plant Physiol. -1995.-V. 108.-P. 1423-1430.

257. Swain S.M. and Singh D.P. Tall tales from sly dwarves: novel functions of gibberellins in plant development // Trends in Plant Science. 2005. - Vol. 10. No 3.-P. 123-129.

258. Uncoupling brassinosteroid levels and de-etiolation in pea // Symons G.M., Schultz L., Kerckhoffs L.H.J., Davies N.W., Gregory D., and Reid J.B. // Physiol Plant. 2002. - Vol. 115. - P. 311-319.

259. Symons G. and Reid J. Hormone levels and response during de-etiolation in pea // Planta. 2003. - Vol. 216. - P. 422-431.

260. Symons G.M. and Reid J.B. Brassinosteroids do not undergo long-distance transport in pea. Implications for the regulation of endogenous brassinosteroid levels / Plant Physiology. 2004. - Vol. 135. - P. 2196-2206.

261. Szekeres M.and Koncz C. Biochemical and genetic analysis of brassinosteroid metabolism and function in Arabidopsis / Plant Physiol. Biochem. 1998. -Vol. 36.-P. 145-155.

262. Talon M., Koornneef M., and Zeevart J.A.D. Endogenous gibberellins in Arabidopsis thaliana and possible steps blocked in the biosynthetic pathways of the semidwarf ga4 and ga5 mutants / Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1990. Vol. 87. - P. 7983-7987.

263. Tanada T. Interaction of green or red light with blue light on the dark closure of Albizziapinnules II Physiol. Plant. 1984. - Vol. 61. - P. 35-37.

264. Tillberg E. and Bjorkman P.-O. Effect of red and far-red irradiation on ABA and IAA content in Pinus sylvestris L. seed during the escape time period from photocontrol // Plant Growth Regulation. 1992. - Vol. 13. No 1. - P. 1-6.

265. Thomas Т.Н., Hare P.D., and Staden J.V. Phytochrome and cytokinin responses // Plant Growth Regulation. 1997. - Vol. 23. - P. 105-122.

266. Thompson M.J., Mandava N., Flippen-Anderson J.L., Worley J.F., Dutky S.R., Robbins W.E., and Lusby W. Synthesis of brassinosteroids: new plant growth promoting steroids/ J. Org. Chem. 1979. - Vol. 44. No 26. - P. 5002-5004.

267. Cryptochrome 1, cryptochrome 2, and phytochrome A co-activate the chlo-roplast psbD blue light-responsive promoter / Thum K.E., Kim M., Christopher D.A., and J.E. Mullet // The Plant Cell. 2001. - Vol. 13. - P. 2747-2760.

268. Light effects on endogenous levels of gibberellins in photoblastic lettuce seeds / Toyomasu Т., Tsuji H., Yamane H., Nakayama M., Yamaguchi I., Murofu-shi N., Takahashi N., and Inoue Y. //J. of Plant Growth Regul. 1993. - Vol. 12. No 2. - P. 85-90.

269. UV-A induces two calcium waves in Physcomitrella patens / Tucker E.B., Lee M., Alii S., Sookhdeo V., Wada M., Imaizumi Т., Kasahara M., and Hepler P.K. // Plant Cell Physiol. 2005. - Vol 46. No. 8. - P. 1226-1236.

270. Vardhini B.V. and Ram Rao S.S. Effect of brassinosteroids on growth, metabolite content and yield of Arachis hypogaea II Phytochemistry. 1998. - Vol. 48. No 6. - P. 927-930.

271. Vicente C. and Garcia I. Decrease in phytochrome pelletability induced by green+far-red light in Trifolium repens II Biochem. And Biophys. Res. Communs. 1981,-Vol. 100. No l.-P. 17-22.

272. Voskresenskaya N.P. Blue light and carbon metabolism // Ann. Rev. Plant Physiol. 1972. - Vol. 23. - P. 219-234.

273. Walter T. and McDonough. Some effects of phosphon on germination induced by red radiation and gibberellic acid in seeds of Verbascum thapsus II Plant Physiol. 1965. - Vol. 40. No 3. - P. 575-577.

274. Acclimation of Arabidopsis thaliana to the light environment: the role of photoreceptors / Walters R.G., Rogers J.M., Shephard F., and Horton P. // Planta. -1999.-Vol. 209.-P. 517-527.

275. Wang Q.Y. and Nick P. Cold acclimation can induce microtubular cold stability in a manner distinct from abscisic acid // Plant Cell Physiol. 2001. - Vol. 42.No 9.-P. 999-1005.

276. The interaction of light and abscisic acid in the regulation of plant gene expression / Weatherwax S.C., Ong M.S., Degenhardt J., Bray E.A., and Tobin E.M. //Plant Physiol. 1996.-Vol. 111. No 3. - P. 363-370.

277. Regulation of leaf senescence by cytokinin, sugars, and light / Wingler A., von Schaewen A., Leegood R.C., Lea P.J., and Quick W.P // Plant Physiol. 1998. -Vol. 116.-P. 329-335.

278. Role of a cytochrome P450-dependent monooxygenase in the hydroxylation of 24-epi-brassinolide /Winter J., Schneider В., Strack D., and Adam G. // Phyto-chemistry. 1997. - Vol. 45. No. 2. - P. 233-237.

279. Whitelam G.S. and Devlin P.F. Light signaling in Arabidopsis // Plant Physiol. Biochem. 1998. - Vol. 36. - P. 125-133.

280. Wolbang C.M. and Ross J.J. Auxin promotes gibberellin biosynthesis in decapitated tobacco plants // Planta. 2001. - Vol. 214. - P. 153-157.

281. Auxin from the developing inflorescence is required for the biosynthesis of active gibberellins in barley Stems / Wolbang C.M., Chandler P.M., Smith J.J., and Ross J.J. //Plant Physiology. 2004. - Vol. 134. - P. 769-776.

282. Woodward A.W. and Bartel B. Auxin: regulation, action, and interaction // Annals of Botany. 2005. - Vol. 95. - P. 707-735.

283. Phytochrome regulation and differential expression of gibberellin 3(3-hydroxylase genes in germinating Arabidopsis seeds /Yamaguchi S., Smith M.W., Brown R.G.S., Kamiya Y., Sun T.P. // Plant Cell. 1998. - Vol. 10. - P. 2115— 2126.

284. Yang Т., Davies P.J., and Reid J.B. Genetic dissection of the relative roles of auxin and gibberellin in the regulation of stem elongation in intact light-growth peas / Plant Physiology.- 1996.- Vol. 110.- P. 1029-1034.

285. Yang H.-Q., Tang R.-H., and Cashmore A.R. The signaling mechanism of Arabidopsis CRY1 involves direct interaction with COP1 // The Plant Cell. 2001. -Vol. 13.-P. 2573-2587.

286. Yokota T. The history of brassinosteroids: discovery to isolation of biosynthesis and signal transduction mutant // Brassinosteroids. Steroidal plant hormones / Eds.A. Sakurai, T. Yokota and S.D. Clouse.- Springer, 1999. P. 1-20.

287. A role for brassinosteroids in the regulation of photosynthesis in Cucumis sativus / Yu J.Q., Huang L.F., Hu W.H., Zhou Y.H., Mao W.H., Ye S.F., and Nogues S. // Journal of Experimental Botany. 2004. - Vol. 55. No 399. - P. 11351143.

288. Integration of jasmonic acid and light irradiation for enhancement of antho-cyanin biosynthesis in Vitis vinifera suspension cultures / Zhang W., Curtin C., Kikuchi M., and Franco C. // Plant Science. 2002. - Vol. 162. - P. 459-468.

Информация о работе

Ефимова, Марина Васильевна
кандидата биологических наук
Москва, 2006
ВАК 03.00.12

Диссертация

Роль света и брассиностероидов в регуляции морфогенеза Arabidopsis thaliana (L.) Heynh - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы