Вплив донора монооксиду вуглецю (CO) на теплостійкість проростків пшениці та генерацію ними активних форм кисню
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.08.073Ключові слова:
Triticum aestivum, монооксид вуглецю, пероксид водню, пероксидаза, сигнальні посередники, теплостійкістьАнотація
Досліджено вплив геміну (донора монооксиду вуглецю (CO), що утворюється за рахунок дії гемоксигенази) на теплостійкість проростків пшениці і можливу участь активних форм кисню (АФК) як посередників у реалізації стреспротекторних ефектів екзогенного CO. Обробка проростків геміном у концентраціях 0,5—5,0 мкМ спричинювала істотне підвищення їх стійкості до ушкоджувального прогріву (10 хв при тем пературі 45 °C). За умов дії геміну спостерігалося транзиторне збільшення вмісту пероксиду водню у коренях з максимумом через 2 год від початку обробки. Також тимчасово підвищувалася активність позаклітинної пероксидази. Обробка коренів інгібітором пероксидази азидом натрію усувала як спричинюване дією геміну підвищення активності позаклітинної пероксидази, так і зростання вмісту пероксиду водню у коренях. Водночас обробка інгібітором НАДФH-оксидази імідазолом майже не впливала на прояв ефекту підвищення вмісту H2O2 за умов дії геміну. У разі обробки проростків скавенджером пероксиду водню диметилтіосечовиною підвищення вмісту H2O2 та зростання теплостійкості після дії геміну не спостерігалося. Також усі досліджувані ефекти геміну усувалися під впливом скавенджера CO гемоглобіну. Зроблено висновок про роль генерованих позаклітинною пероксидазою АФК як посередників у процесі індукування теплостійкості проростків донором CO.
Завантаження
Посилання
Wang, M. & Liao, W. (2016). Carbon monoxide as a signaling molecule in plants. Front. Plant Sci., 7, art. 572. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00572
Shekhawat, G. S. & Verma, K. (2010). Haem oxygenase (HO): an overlooked enzyme of plant metabolism and defence. J. Exp. Bot., 61, No. 9, pp. 2255-2270. https://doi.org/10.1093/jxb/erq074
Liu, Y., Xu, S., Ling, T., Xu, L. & Shen, W. (2010). Heme oxygenase/carbon monoxide system participates in regulating wheat seed germination under osmotic stress involving the nitric oxide pathway. J. Plant Physiol., 167, No. 16, pp. 1371-1379. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2010.05.021
Verma, K., Dixit, S., Shekhawat, G. S. & Alam, A. (2015). Antioxidant activity of heme oxygenase 1 in Brassica juncea (L.) Czern. (Indian mustard) under salt stress. Turk. J. Biol., 39, pp. 540-549. https://doi.org/10.3906/biy-1501-28
Cheng, T., Hu, L., Wang, P., Yang, X., Peng, Y., Lu, Y., Chen, J. & Shi, J. (2018). Carbon monoxide potentiates high temperature-induced nicotine biosynthesis in Tobacco. Int. J. Mol. Sci., 19, art. 188. https://doi.org/10.3390/ijms19010188
Li, Z.-G., Gu, S.-P. (2016). Hydrogen sulfide as a signal molecule in hematin-induced heat tolerance of tobacco cell suspension. Biol. Plant., 60, pp. 595-600. https://doi.org/10.1007/s10535-016-0612-8
Chen, Q., Gong, C., Ju, X., Zhu, Z., Shen, W., Shen, Z. & Cui, J. (2018). Hemin through the heme oxygenase 1/ferrous iron, carbon monoxide system involved in zinc tolerance in Oryza sativa L. J. Plant Growth Regul., 37, pp. 947-957. https://doi.org/10.1007/s00344-018-9793-z
Ling, T., Zhang, B., Cui, W., Wu, M., Lin, J., Zhou, W., Huang, J. & Shen, W. (2009). Carbon monoxide mitigates salt-induced inhibition of root growth and suppresses programmed cell death in wheat primary roots by inhibiting superoxide anion overproduction. Plant Sci., 177, No. 4, pp. 331-340. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2009.06.004
Meng, D. K., Chen, J. & Yang, Z. M. (2011). Enhancement of tolerance of Indian mustard (Brassica juncea) to mercury by carbon monoxide. J. Hazardous Materials., 186, No. 2-3, pp. 1823-1829. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.12.062
She, X.-P. & Song, X.-G. (2008). Carbon monoxide-induced stomatal closure involves generation of hydrogen peroxide in Vicia faba guard cells. J. Integr. Plant Biol., 50, pp. 1539-1548. https://doi.org/10.1111/j.1744-7909.2008.00716.x
Xuan, W., Huang, L., Li, M., Huang, B., Xu, S., Liu, H., Gao, Y. & Shen, W. (2007). Induction of growth elongation in wheat root segments by heme molecules: a regulatory role of carbon monoxide in plants? Plant Growth Regul., 52, pp. 41-51. https://doi.org/10.1007/s10725-007-9175-1
Kolupaev, Yu. E., Oboznyi, A. I. & Shvidenko, N. V. (2013). Role of hydrogen peroxide in generation of a signal inducing heat tolerance of wheat seedlings. Russ. J. Plant Physiol., 60, No. 2, pp. 227-234. https://doi.org/10.1134/S102144371302012X
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
Minibayeva, E. V., Gordon, L. K., Kolesnikov, O. P. & Chasov, A. V. (2001). Role of extracellular peroxidase in the superoxide production by wheat root cells. Protoplasma, 217, No. 1-3, pp. 125-128. https://doi.org/10.1007/BF01289421
Sa, Z.S., Huang, L. Q., Wu, G. L., Ding, J. P., Chen, X. Y., Yu, T., Ci, S. & Shen, W. B. (2007). Carbon monoxide: a novel antioxidant against oxidative stress in wheat seedling leaves. J. Integr. Plant Biol., 49, pp. 638-645. https://doi.org/10.1111/j.1744-7909.2007.00461.x
##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.
