Вплив екстремальних температур на ультраструктуру мітохондрій клітин мезофілу листків Triticum spelta

Автор(и)

  • Л.М. Бабенко Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ
  • М.В. Водка Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ
  • Ю.Н. Акімов Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ
  • А.В. Бабенко Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ
  • І.В. Косаківська Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ

DOI:

https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.10.120

Ключові слова:

Triticum spelta, мітохондрії, температурний стрес

Анотація

Проаналізовано ефекти високої (40 °C 2 год) і позитивної низької (4 °C 2 год) температур на ультраструктуру мітохондрій клітин мезофілу листків Triticum spelta L. Показано, що у контрольних рослин мітохондрії мали округлу форму, характеризувалися електроннощільним матриксом і наявністю численних розвинених крист пластинчастого типу. За умов гіпертермії мітохондрії "розбухали", мембрани крист ставали менш контрастними, знижувалася електронна щільність матриксу, кількість мітохондрій зростала. За умов гіпотермії до 40 % мітохондрій зберігали округлу форму, з’являлися органели "лінзоподібної", "гантелеподібної" і "чашоподібної" форми. Кількість мітохондрій на діаметральному зрізі клітини не змінювалася. Зміна форми органел зумовлювала збільшення площі їх поверхні, що, ймовірно, сприяло зростанню обміну метаболітами з цитоплазмою і, таким чином, підвищенню стресостійкості.

Завантаження

Посилання

Hatfield, J. & Prueger, J. (2015). Temperature extremes: Effect on plant growth and development. Weather and Climate Extremes, 10, pp. 4-10 doi: https://doi.org/10.1016/j.wace.2015.08.001

Taylor, N. L., Heazlewood, J. L., Day, D. A. & Millar, A. H. (2005). Differential impact of environmental stresses on the pea mitochondrial proteome. Mol. Cell. Proteomics, 4, pp. 1122-1133. doi: https://doi.org/10.1074/mcp.M400210-MCP200

Pareek, A., Singla, S. & Grover, A. (1997). Short-term salinity and high temperature stress associated ultrastructural alterations in young leaf cells of Oryza sativa L. Ann. Bot. 80, pp. 629-639. doi: https://doi.org/10.1006/anbo.1997.0494

Ciamporova, M. & Mistrik, I. (1993). The ultrastructural response of root cells to stressful conditions. Environ. Exp. Bot., 33, pp. 11-26. doi: https://doi.org/10.1016/0098-8472(93)90052-H

Stefanowska, M., Kuraś, M. & Kacperska, A. (2002). Low temperature induced modifications in cell ultrastructure and localization of phenolics in winter oilseed rape (Brassica napus L. var. oleifera) leaves. Ann. Bot., 90, pp. 637-645. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcf241

Ristic, Z. & Ashworth, E. (1993). Changes in leaf ultrastructure and carbohydrates in Arabidopsis thaliana L. (Heynh) cv. Columbia during rapid cold acclimation. Protoplasma. 172, pp. 111-123. doi: https://doi.org/10.1007/BF01379368

Armstrong, A. F., Logan, D. C., Tobin, A. K., O'Toole, P. & Atkin, O. K. (2006). Heterogeneity of plant mitochondrial responses underpinning respiratory acclimation to the cold in Arabidopsis thaliana leaves. Plant Cell Environ., 29, pp. 940-949. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2005.01475.x

Babenko, L. M., Scherbatiuk, N. N., Klimchuk, D. A. & Kosakovskaya, I. V. (2018). Structural-functional peculiarities of leaf mesophyll cells of triticum aestivum cultivars with different cold/heat tolerance under short-term temperature stresses. Tsitologya, 60, No. 2, pp. 128-135 (in Russian). doi: https://doi.org/10.31116/tsitol.2018.02.08

Rurek, M. (2014). Plant mitochondria under a variety of temperature stress conditions. Mitochondrion, 19, Pt. B, pp. 289-294. doi: https://doi.org/10.1016/j.mito.2014.02.007

Logan, D. C. & Leaver, C. J. (2000). Mitochondria-targeted GFP highlights the heterogeneity of mito chondrial shape, size and movement within living plant cells. J. Exp. Bot., 51, pp. 865-871. doi: https://doi.org/10.1093/jexbot/51.346.865

Kratsch, H. A. & Wise, R. R. (2000). The ultrastructure of chilling stress. Plant Cell Environ., 23, pp. 337-350. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2000.00560.x

Vella, G. F., Joss, T. V. & Roberts, T. H. (2012). Chilling-induced ultrastructural changes to mesophyll cells of Arabidopsis grown under short days are almost completely reversible by plant rewarming. Protoplasma, 249, pp. 1137-1149. doi: https://doi.org/10.1007/s00709-011-0363-5

Venzhik, Yu. V., Titov, A. F. & Talanova, V. V. (2017). Short-term chilling of wheat seedlings or roots affects the ultrastructure of mesophyll cells. Trudy Karelskogo nauchnogo tsentra RAN, 5, pp. 66-78 (in Russian).

Yoshinaga, K., Arimura, S., Niwa, Y., Tsutsumi, N., Uchimiya, H. & Kawai Yamada, M. (2005). Mitochondrial behaviors in the early stages of ROS stress leading to cell death in Arabidopsis thaliana. Ann. Bot., 96, pp. 337-342. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mci181

Theocharis, A., Clement, C. & Barka, E. A. (2012). Physiological and molecular changes in plants grown at low temperatures. Planta, 235, pp. 1091-1105. doi: https://doi.org/10.1007/s00425-012-1641-y

##submission.downloads##

Опубліковано

20.05.2024

Як цитувати

Бабенко, Л., Водка, М., Акімов, Ю., Бабенко, А., & Косаківська, І. (2024). Вплив екстремальних температур на ультраструктуру мітохондрій клітин мезофілу листків Triticum spelta . Доповіді Національної академії наук України, (10), 120–126. https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.10.120

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 > >>