Вісн. Харків. нац. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія, 2017, вип. 3 (42), с. 46-51


https://doi.org/10.35550/vbio2017.03.046




СИНТЕЗ БІЛКА ТЕПЛОВОГО ШОКУ HSP70 І АЛКОГОЛЬДЕГІДРОГЕНАЗИ У ЛИСТКАХ ARABIDOPSIS THALIANA І SIUM SISAROIDEUM У ВІДПОВІДЬ НА ЗАТОПЛЕННЯ ҐРУНТУ


Л. Є. Козеко

Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного
Національної академії наук України
(Київ, Україна)


Досліджували реакцію на затоплення ґрунту нестійкого до гіпоксії Arabidopsis thaliana і здатного адаптуватися Sium sisaroideum. Виявлено особливості динаміки синтезу білка теплового шоку HSP70 (компонент неспецифічної стресової реакції) і алкогольдегідрогенази (АДГ, фермент анаеробного метаболізму) у листках. У обох видів затоплення ґрунту призводило до швидкої послідовної активації синтезу HSP70 і АДГ. У A. thaliana вміст цих білків досягав максимуму на 6-ту год, після чого знижувався. У подальшому затоплення призводило до пригнічення розвитку, погіршення стану і загибелі рослин. У S. sisaroideum активний синтез обох білків підтримувався протягом 10-ти діб структурної адаптації, що сприяло нормальному росту. Активація неспецифічної стресової реакції та анаеробного метаболізму в листках при затопленні коренів показує системність відповіді рослин на кореневу гіпоксію.


Ключові слова: Arabidopsis thaliana, Sium sisaroideum, коренева гіпоксія, HSP70, алкогольдегідрогеназа, стійкість до затоплення

 


ЛІТЕРАТУРА


1. Kozeko L.Ye. 2014. Changes in heat shock protein synthesis and thermotolerance of Arabidopsis thaliana seedlings as a result of inhibition of Hsp90 by geldanamycin. Tsitologiya. 56(6) : 419-426
 
2. Kozeko L.Ye., Ovcharenko Yu.V. 2015. Dynamics of structural and functional Sium latifolium (Apiaceae) adaptation to root flooding. Ukr. Bot. J. 72(2) : 172-179.
https://doi.org/10.15407/ukrbotj72.02.172
 
3. Kozeko L.Ye., Rakhmetov D.B. 2016. Variation in dynamics of the heat shock proteins HSP70 synthesis in Malva sylvestris and M. pulchella (Malvaceae) in connection with tolerance to high temperature, flooding and drought. Ukr. Bot. J. 73(2) : 194-203.
https://doi.org/10.15407/ukrbotj73.02.194
 
4. Kordyum E.L., Sytnyk K.M., Baranenko V.V., Belyavskaya H.A., Klimchuk D.A., Nedukha E.M. 2003. Cellular mechanisms of plant adaptation to the adverse effects of environmental factors in vivo. Kiev : 277 p.
 
5. Nedukha O.M. 2011. Heterophilia in plants. Kyiv : 192 p.
 
6. Banti V., Loreti E., Novi G., Santaniello A., Alpi A., Perata P. 2008.Heat acclimation and cross-tolerance against anoxia in Arabidopsis. Plant Cell Environ. 31 : 1029-1037.
https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2008.01816.x
 
7. Bradford M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein uti-lizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72 : 248-254.
https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3
 
8. Crawford R.M.M. 1967. Alcohol dehydrogenase activity in relation to flooding tolerance in roots. J. Exp. Bot. 18 : 458-464.
https://doi.org/10.1093/jxb/18.3.458
 
9. Ellis M.H., Dennis E.S., Peacock W.J. 1999. Arabidopsis roots and shoots have different mechanisms for hypoxic stress tolerance. Plant Physiol. 199 : 57-64.
https://doi.org/10.1104/pp.119.1.57
 
10. Jackson M.B. 2006. Plant survival in wet environments: resili-ence and escape mediated by shoot systems. In: Wetlands: Functioning, Biodiversity Conservation, and Restoration. Berlin, pp. 15-36.
https://doi.org/10.1007/978-3-540-33189-6_2
 
11. Jackson M.B., Ricard B. 2003. Physiology, biochemistry and molecular biology of plant root systems subjected to flooding of the soil. In: Root Ecology. Berlin, pp. 193-213.
https://doi.org/10.1007/978-3-662-09784-7_8
 
12. Kordyum E., Kozeko L., Ovcharenko Y., Brykov V. 2017. Assessment of alcohol dehydrogenase synthesis and aerenchyma formation in the tolerance of Sium L. species (Apiaceae) to water-logging. Aquat. Bot. 142 : 71-77.
https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2017.07.001
 
13. Loreti E., Poggi A., Novi G., Alpi A., Perata P. 2005. A genomewide analysis of the effects of sucrose on gene expression in Arabidopsis seedlings under anoxia. Plant Physiol. 137 : 1130-1138.
https://doi.org/10.1104/pp.104.057299
 
14. Mühlenbock P., Plaszczyca M., Plaszczyca M., Mellerowicz E., Karpinski S. 2007. Lysigenous aerenchyma formation in Arabidopsis is controlled by LESION SIMULATING DISEASE1. Plant Cell. 19 : 3819-3830.
https://doi.org/10.1105/tpc.106.048843
 
15. Sachs M.M., Subbaiah C.C., Saab I.N. 1996. Anaerobic gene expression and flooding tolerance in maize. J. Exp. Bot. 47 : 1-15.
https://doi.org/10.1093/jxb/47.1.1
 
16. Schumann W. 2001. Heat shock response. eLS: els.net
https://doi.org/10.1038/npg.els.0000395