Участь оксиду азоту в індукуванні теплостійкості проростків пшениці путресцином
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.12.085Ключові слова:
Triticum aestivum, монооксид азоту (NO), пероксид водню, поліаміни, путресцин, сигнальні посередники, теплостійкістьАнотація
Поліаміни є стресовими метаболітами рослин, задіяними у формуванні адаптивних реакцій. Останнім часом їх розглядають як сполуки, що залучаються в сигнальні процеси. Проте можлива роль оксиду азоту (NO) і його функціональної взаємодії з активними формами кисню (АФК) за умов реалізації стреспротекторних ефектів поліамінів вивчена дуже слабо. Досліджували участь NO як сигнального посередника в індукуванні теплостійкості проростків пшениці екзогенним діаміном путресцином. Інкубація коренів інтактних проростків на 1 мМ розчині путресцину спричиняла зростання активності діаміноксидази і транзиторне підвищення в них вмісту оксиду азоту та пероксиду водню з максимумами відповідно через 1 і 2 год від початку обробки. Збільшення вмісту NO усувалося дією аміногуанідину (інгібітор діаміноксидази і NO синтази), але не вольфрамату натрію (інгібітор нітратредуктази). Обробка проростків скавенджером пероксиду водню диметилтіосечовиною (ДМТС) зменшувала ефект підвищення вмісту NO в коренях, спричинюваний путресцином. Водночас скавенджер NO PTIO (2-phenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline1-oxyl-3-oxide) практично повністю усував накопичення пероксиду водню в коренях, яке відбувалося під дією путресцину. Підвищення теплостійкості проростків, індуковане дією путресцину, повністю знімалося під впливом скавенджера NO PTIO, інгібітора діаміноксидази і NO-синтази аміногуанідину та антиоксиданту ДМТС. Зроблено висновок про функціональну взаємодію АФК і NO як сигнальних посередників, що забезпечують індукування захисних реакцій і розвиток теплостійкості рослин, оброблених путресцином.
Завантаження
Посилання
Pal, M., Szalai, G. & Janda, T. (2015). Speculation: Polyamines are important in abiotic stress signaling. Plant Sci., 237, pp. 16-23. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2015.05.003
Asthir, B., Kumar, R. & Bains, N.S. (2018). Why and how putrescine modulates thermotolerance in wheat? Indian J. Biochem. Biophys., 55, No. 6, pp. 404-412. http://nopr.niscair.res.in/handle/123456789/45454
Scaramagli, S., Biondi, S., Leone, A., Grillo, S. & Torrigiani, P. (2000). Acclimation to low water potential in potato cell suspension cultures leads to changes in putrescine metabolism. Plant Physiol. Biochem., 38, No. 4, pp. 345-351. https://doi.org/10.1016/S0981-9428(00)00750-6
Li, Z., Zhang, Y., Zhang, X., Peng, Y., Merewitz, E., Ma, X., Linkai, H. & Yanhong, Y. (2016). The alterations of endogenous polyamines and phytohormones induced by exogenous application of spermidine regulate antioxidant metabolism, metallothionein and relevant genes conferring drought tolerance in white clover. Environ. Exp. Bot., 124, pp. 22-38. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2015.12.004
Kuznetsov, Vl. V., Radyukina, N. L. & Shevyakova, N. I. (2006). Polyamines and stress: Biological role, metabolism, and regulation. Russ. J. Plant Physiol., 53, No. 5, pp. 583-604. https://doi.org/10.1134/S1021443706050025
Kolupaev, Yu. E., Karpets, Yu. V. & Dmitriev, A. P. (2015). Signal mediators in plants in response to abiotic stress: calcium, reactive oxygen and nitrogen species. Cytol. Genet., 49, No. 5, pp. 338-348. https://doi.org/10.3103/S0095452715050047
Yang, B., Wu, J., Gao, F., Wang, J. & Su, G. (2014). Polyamine-induced nitric oxide generation and its po tential requirement for peroxide in suspension cells of soybean cotyledon node callus. Plant Physiol. Biochem., 79, pp. 41-47. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2014.02.025
Wimalasekera, R., Villar, C., Beguma, T. & Scherer, G.F.E. (2011). COPPER AMINE OXIDASE1 (CuAO1) of Arabidopsis thaliana contributes to abscisic acid- and polyamine-induced nitric oxide biosynthesis and abscisic acid signal transduction. Mol. Plant., 4, No. 4, pp. 663-678. https://doi.org/10.1093/mp/ssr023
Wimalasekera, R., Tebartz, F. & Scherer, G.F.E. (2011). Polyamines, polyamine oxidases and nitric oxide in development, abiotic and biotic stresses. Plant Sci., 181, No. 5, pp. 593-603. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2011.04.002
Kolupaev, Yu.E., Kokorev, A.I., Yastreb, T.O. & Horielova, E.I. (2019). Hydrogen peroxide as a signal mediator at inducing heat resistance in wheat seedlings by putrescine. Ukr. Biochem. J., 91, No. 6, pp. 103-111. https://doi.org/10.15407/ubj91.06.103
Naik, B.I., Goswami, R.G. & Srivastava, S.K. (1981). A rapid and sensitive calorimetric assay of amine oxidase. Anal. Biochem., 111, No. 1, pp. 146-148. https://doi.org/10.1016/0003-2697(81)90242-6
Karpets, Yu.V., Kolupaev, Yu.E. & Vayner, A.A. (2015). Functional interaction between nitric oxide and hydrogen peroxide during formation of wheat seedling induced heat resistance. Russ. J. Plant Physiol., 62, No. 1, pp. 65-70. https://doi.org/10.1134/S1021443714060090
Sagisaka, S. (1976). The occurrence of peroxide in a perennial plant, Populus gelrica. Plant Physiol., 57, No. 2, pp. 308-309. https://doi.org/10.1104/pp.57.2.308
Li, Z., Zhu, Y., He, X., Yong, B., Peng, Y., Zhang, X., Ma, X., Yan, Y., Huang, L. & Nie, G. (2019).The hydrogen sulfide, a downstream signaling molecule of hydrogen peroxide and nitric oxide, involves spermidi neregulated transcription factors and antioxidant defense in white clover in response to dehydration. Envi ron. Exp. Bot., 161, pp. 255-264. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2018.06.036
Kolbert, Z., Barroso, J.B., Brouquisse, R., Corpas, F.J., Gupta, K.J., Lindermayr, C., Loake, G.J., Palma, J.M., Petřivalský, M., Wendehenne, D. & Hancock, J.T. (2019). A forty year journey: The generation and roles of NO in plants. Nitric Oxide, 93, pp. 53-70. https://doi.org/10.1016/j.niox.2019.09.006
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
