Роль поліамінів у процесі формування стійкості рослин до дії сольового стресу та надлишку цинку у мутантів за генами фосфоліпаз D
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2025.05.019Ключові слова:
поліаміни, фосфоліпаза D, iзоферменти, фосфатидна кислота, сольовий стрес, надлишок цинкуАнотація
Поліаміни, що виявляють гормональну активність, відіграють ключову роль у процесах росту, розвитку та стресових реакціях рослин. Взаємодія специфічних компонентів ліпідного сигналінгу, зокрема фосфоліпази D (ФЛD), а також фосфатидної кислоти, з поліамінами у рослин вивчалася раніше. Водночас роль специфічних ізоферментів ФЛD у реакціях рослин на дію стресів, модульованих поліамінами, залишалася досі недослідженою. З метою з’ясування ролі ізоформентів ФЛD у формуванні толерантності рослин до сольового стресу та надлишку цинку за дії поліамінів було виконано аналіз морфофізіологічних параметрів та біохімічних маркерів стресостійкості у рослин різушки Таля (Arabidopsis thaliana), мутованих за ге- нами, що кодують різні ізоферменти ФЛD. Результати вказують на те, що специфічні ізоформенти ФЛD, зокрема ФЛDγ1, ФЛDγ3 та ФЛDδ, відіграють ключову роль у реалізації дії поліамінів у процесі формування стійкості рослин Arabidopsis thaliana до дії стресів. Про це свідчить відсутність відновлення морфофізіологічних параметрів рослин, модуляції стабільності мембран і балансу активних форм кисню у мутантів, нокаутованих за генами ФЛDγ1, ФЛDγ3, ФЛDδ, за дії поліамінів. Отже, ізоферменти ФЛDγ1, ФЛDγ3 і ФЛDδ беруть участь у реалізації механізмів дії поліамінів у процесі розвитку стійкості до дії сольового стресу та надлишку цинку.
Завантаження
Посилання
Serafini-Fracassini, D. & Del Duca, S. (2024). Programmed cell death reversal: polyamines, effectors of the U-turn from the program of death in Helianthus tuberosus L. Int. J. Mol. Sci., 25, No. 10, 5386. https://doi. org/10.3390/ijms25105386
Hossain, M. M., Kordrostami, M., Goto, F. & Rahimi, M. (2025). Spermine treatment improves salinity tolerance in Plantago major by altering growth parameters, biochemical profiles and gene expression. Sci. Rep., 15, No. 1, 25762. https://doi.org/10.1038/s41598-025-11903-0
Pramanick, P., Chakraborty, A. & Raychaudhuri, S. S. (2022). Partial alleviation of zinc induced oxidative stress by polyamines in Plantago ovata Forsk. Plant Cell Tissue Organ Cult., 148, No. 3, pp. 573-583. https://doi. org/10.1007/s11240-021-02209-w
Kolesnikov, Y. S., Kretynin, S. V., Kravets, V. S. & Bukhonska, Y. K. (2024). Phosphatidic acid formation and signaling in plant cells. Ukr. Biochem. J., 96, No. 1, pp. 3-21. https://doi.org/10.15407/ubj96.01.005
Echevarría-Machado, I., Ramos-Díaz, A., Brito-Argáez, L., Racagni-Di Palma, G., Loyola-Vargas, V. M. & Hernández-Sotomayor, S. M. T. (2005). Polyamines modify the components of phospholipids-based signal transduction pathway in Coffea arabica L. cells. Plant Physiol. Biochem., 43, No. 9, pp. 874-881. https://doi. org/10.1016/j.plaphy.2005.08.013
Zarza, X., Shabala, L., Fujita, M., Shabala, S., Haring, M. A., Tiburcio, A. F. & Munnik, T. (2019). Extracellular spermine triggers a rapid intracellular phosphatidic acid response in Arabidopsis, involving PLDδ activation and stimulating ion flux. Front. Plant Sci., 10, 601. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00601
Qu, Y., An, Z., Zhuang, B., Jing, W., Zhang, Q. & Zhang, W. (2014). Copper amine oxidase and phospholipase D act independently in abscisic acid (ABA)-induced stomatal closure in Vicia faba and Arabidopsis. J. Plant Res., 127, No. 4, pp. 533-544. https://doi.org/10.1007/s10265-014-0633-3
An, Z. F., Li, C. Y., Zhang, L. X. & Alva, A. K. (2012). Role of polyamines and phospholipase D in maize (Zea mays L.) response to drought stress. South. Afric. J. Bot., 83, pp. 145-150. https://doi.org/10.1016/j. sajb.2012.08.009
Didukh, Y. P. (2022). Ecosystem approach to assessing the impact of threats and loses caused by military actions. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr., No. 6, рр. 17-26 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/visn2022.06.016
Didukh, Y. P. (2023). On the scientific principles of developing a methodology for assessing damage caused by military actions to natural ecosystems. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr., No. 12, рр. 87-96 (in Ukrainian). https:// doi.org/10.15407/visn2023.12.087
Juszczak, I. & Baier, M. (2014). Quantification of superoxide and hydrogen peroxide in leaves. In: Hincha, D. & Zuther, E. (Eds.). Plant Cold Acclimation. Methods in Molecular Biology, vol. 1166 (pp. 217-224). New York, NY: Humana Press. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-0844-8_16
Daudi, A. & O’Brien, J. A. (2012). Detection of hydrogen peroxide by DAB staining in Arabidopsis leaves. Bio Protoc., 2, No. 18, e263. PMCID: PMC4932902
Kumar, G. N. M. & Knowles, N. R. (1993). Changes in lipid peroxidation and lipolytic and free-radical scavenging enzyme activities during aging and sprouting of potato (Solanum tuberosum) seed-tubers. Plant Physiol., 102, No. 1, pp. 115-124. https://doi.org/10.1104/pp.102.1.115
Hodges, D. M., DeLong, J. M., Forney, C. F. & Prange, R. K. (1999). Improving the thiobarbituric acid-reactive- substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds. Planta, 207, pp. 604-611. https://doi.org/10.1007/s004250050524
Ding, H., Wang, G., Lou, L. & Lv, J. (2016). Physiological responses and tolerance of kenaf (Hibiscus cannabinus
L.) exposedtochromium. Ecotox. Environ. Safety, 133, pp. 509-518. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.08.007
Wu, W., Zhang, Q., Ervin, E. H., Yang, Z. & Zhang, X. (2017). Physiological mechanism of enhancing salt stress tolerance of perennial ryegrass by 24-epibrassinolide. Front. Plant Sci., 8, 1017. https://doi.org/10.3389/ fpls.2017.01017
Zechmann, B. (2020). Subcellular roles of glutathione in mediating plant defense during biotic stress. Plants, 9, No. 9, 1067. https://doi.org/10.3390/plants9091067
Pandit, S., Goel, R. & Mishra, G. (2022). Phosphatidic acid binds to and stimulates the activity of ARGAH2 from Arabidopsis. Plant Physiol. Biochem., 185, pp. 344-355. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2022.06.018
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
