Влияние ауксина на жирнокислотный состав и активность АЦИЛ-липидных десатураз в проростках яровой пшеницы Triticum aestivum L.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние экзогенного ауксина на изменения жирнокислотного состава суммарных липидов листьев и корней проростков яровой пшеницы (Triticum aestivum L.). Установлено, что разнообразие жирных кислот в вегетативных органах (лист или корень) зависит не только от концентрации ауксина, а также от донора оксида азота (N2, NO3). Отмечено, что при повышении концентрации экзогенного ауксина происходит увеличение микровязкости и уменьшение проницаемости мембран вегетативных органов пшеницы, что подтверждается снижением индекса двойных связей (ИДС). При этом происходит увеличение концентрации насыщенных жирных кислот (пальмитиновой и стеариновой), которые используются в качестве предшественников для образования жирных кислот с очень длинной цепью (ЖКОДЦ). Установлено, что экзогенный ауксин приводит к увеличению суммарного содержания ЖКОДЦ в листьях при дефиците (8.4%) и избытке доноров NO (12.3%). Внесение экзогенного ауксина нивелирует значительные различия активности десатураз в корнях пшеницы при разных уровнях доноров оксида азота. Высказано предположение, что биосинтез докозадиеновой кислоты (С22:2) в листьях является одним из ключевых этапов в формировании адаптивного ответа клеточных мембран на воздействие абиотических стрессов при онтогенезе растений. Повышение уровня NO способствует перемещению от корней к побегам ауксина, который может служить регулятором активности элонгаз и денатураз при синтезе ЖКОДЦ.

Об авторах

Н. П. Ковалевская

Институт экологии и генетики микроорганизмов –
филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nina_kov@mail.ru
Россия, 614081, Пермь

Список литературы

  1. Озолина Н.В., Гурина В.В., Нестеркина И.С., Дударева Л.В., Катышев А.И., Нурминский В.Н. 2017. Жирнокислотный состав общих липидов вакуолярной мембраны при абиотическом стрессе. Биол. мембраны. 34 (1), 63–69.
  2. Дёмин И.Н., Нарайкина Н.В., Цыдендамбаев В.Д., Мошков И.Е., Трунова Т.И. 2008. Введение гена desA Δ12-ацил-липидной десатуразы цианобактерий повышают устойчивость растений картофеля к окислительному стрессу, вызванному гипотермией. Физиол. растений. 55 (5), 710–720.
  3. Макаренко С.П., Дударева Л.В., Катышев А.И., Коненкина Т.А., Назарова А.В., Рудиковская Е.Г., Соколова Н.А., Черникова В.В., Константинов Ю.М. 2010. Влияние низких температур на жирнокислотный состав контрастных по холодоустойчивости видов злаков. Биол. мембраны. 27 (6), 482–488.
  4. Zemanova V., Pavlik M., Kyjakova P., Pavlikova D. 2015. Fatty acid profiles of ecotypes of hyperaccumulator Noccaea caerulescens growing under cadmium stress. J. Plant Physiol. 180, 27–34.
  5. Dat J., Vandenabeele S., Vranjva E., van Montagu M., Inze D., van Breusegem F. 2000. Dual action of the active oxygen species during plant stress responses. Cell Mol. Life Sci. 57, 779–795.
  6. He M., Ding N.-Z. 2020. Plant unsaturated fatty acids: Multiple roles in stress response. Front. Plant Sci. 11, 562785.
  7. Лось Д.А. 2014. Десатуразы жирных кислот. М.: Научный мир, 372 с.
  8. Берестовой М.А., Павленко О.С., Голденкова-Павлова И.В. 2019. Десатуразы жирных кислот растений: роль в жизнедеятельности растений и биотехнологический потенциал. Успехи соврем. биологии. 139 (4), 338–351.
  9. Лось Д.А. 1997. Десатуразы жирных кислот: адаптивная экспрессия и принципы регуляции. Физиол. растений. 44 (4), 528–540.
  10. Нарайкина Н.В., Пчелкин В.П., Цыдендамбаев В.Д., Трунова Т.И. 2020. Изменения в жирнокислотном составе и в содержании липидов листьев картофеля при низкотемпературном закаливании: роль Δ12-ацил-липидной десатуразы. Физиол. растений. 67 (2), 149–156.
  11. Corpas F.J., del Río L.A., Barroso J.B. 2007. Need of biomarkers of nitrosative stress in plants. Trends in Plant Science. 12, 436–438.
  12. Gupta K.J., Mur L.A.J., Wany A., Kumari A., Fernie A.R., Ratcliffe R.G. 2020. The role of nitrite and nitric oxide under low oxygen conditions in plants. New Phytologist. 225 (3), 1143–1151.
  13. Gupta K.J., Hancock J.T., Petrivalsky M., Kolbert Z., Lindermayr C., Durner J., Barroso J.B., Palma J.M., Brouquisse R., Wendehenne D., Corpas F. J., Loake G.J. 2020. Recommendations on terminology and experimental best practice associated with plant nitric oxide research. New Phytologist. 225 (5), 1828–1834.
  14. Hancock J.T., Veal D. 2021. Nitric oxide, other reactive signalling compounds, redox, and reductive stress. J. Experim. Botany. 72(3), 819–829.
  15. Викторова Л.В., Максютова Н.Н., Трифонова Т.В., Андрианов В.В. 2010. Образование пероксида водорода и оксида азота при введении нитрата и нитрита в апопласт листьев пшеницы. Биохимия. 75 (1), 117–124.
  16. Никерова К.М., Галибина Н.А. 2017. Влияние нитратного азота на пероксидазную активность в тканях Betula pendula Roth var. pendula и B. pendula var. carelica (Mercklin). Сибирский лесной журнал. 1, 15–24.
  17. Freschi L. 2013. Nitric oxide and phytohormone interactions: Current status and perspectives. Front. Plant Sci. 4, 398.
  18. Жигачева И.В., Бурлакова Е.Б. Мишарина Т.А., Теренина М.Б., Крикунова Н.И., Генерозова И.П., Шугаев А.Г., Фаттохов С.Г. 2013. Жирнокислотный состав липидов мембран и энергетика митохондрий проростков гороха в условиях дефицита воды. Физиол. растений. 60 (2), 205−213.
  19. Жуков А.В. 2018. Жирные кислоты с очень длинной цепью в составе мембранных липидов растений. Физиол. растений. 65 (6), 418–437.
  20. Попов В.Н., Антипина О.В., Пчелкин В.П., Цыдендамбаев В.Д. 2012. Изменения содержания и жирнокислотного состава липидов листьев и корней табака при низкотемпературном закаливании. Физиол. растений. 59 (2), 203−208.
  21. Макаренко С.П., Коненкина Т.А., Хотимченко С.В. 2007. Жирнокислотный состав липидов вакуолярных мембран корнеплодов. Физиол. растений. 54 (2), 223–228.
  22. Zheng H., Rowland O., Kunst L. 2005. Disruptions of the Arabidopsis Enoil-CoA reductase gene reveal an essential role for very-long-chain fatty acid synthesis in cell expansion during plant morphogenesis. Plant Cell.17 (5), 1467−1481.
  23. Roudier F., Gissot L., Beaudoin F., Haslam R., Michaelson L., Marion J., Molino D., Lima A., Bach L., Morin H.,Tellier F., Palauqui J.-C., Bellec Y., Renne C., Miquel M., DaCosta M., Vignard J., Rochat C., Markham J.E., Moreau P., Napier J., Faure J.-D. 2010. Very-long-chain fatty acids involved in polar auxin transport and developmental patterning in Arabidopsis. Plant Cell. 22 (2), 364−375.
  24. Petrášek J., Friml J. 2009. Auxin transport routes in plant development. Development. 136 (16), 2675–2688.
  25. Krouk G. 2016. Hormones and nitrate: A two-way connection. Plant Mol. Biol. 91 (6), 599–606.
  26. Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М., Колотилова Н.Н, Котова И.Б., Семенова Е.В., Татаринова Н.Ю., Уголькова Н.В., Цавкелова Е.А., Бобкова А.Ф., Богданов А.Г., Данилова И.В., Динареева Т.Ю., Зинченко В.В., Исмаилов А.Д., Кураков А.В., Максимов В.Н., Милько Е.С., Никитина Е.П., Рыжкова Е.П., Семенов А.М., Хомякова Д.В., Чердынцева Т.А., Юдина Т.Г. 2005. Практикум по микробиологии. М.: Издательский центр “Академия”, 608 с.
  27. Dobson G., Christie W.W. 2002. Mass spectrometry of fatty acid derivatives. Eur. J. Lipid Sci. Tech. 104, 36–43.
  28. Christie W.W. 1988. Equivalent chain lengths of methyl ester derivatives of fatty acids on gas chromatography: A reappraisal. J. Chromatogr. 447, 305–314.
  29. Wu J., Seliskar D., Gallagher J. 2005. The response of plasma membrane lipid composition in callus of the halophyte Spartina patens (Poaceae) to salinity stress. Am. J. Bot. 92 (5), 852–858.
  30. Nobusawa T., Umeda M. 2012. Very-long-chain fatty acids have an essential role in plastid division by controlling Z-ring formation in Arabidopsis thaliana. Genes Cells. 17 (8), 709–719.
  31. Дударева Л.В., Рудиковская Е.Г., Ланкевич С.В. 2016. Липидный и жирнокислотный состав морфогенных и неморфогенных каллусов пшеницы Triticum aestivum L. Биол. мембраны. 33 (2), 133–139.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (40KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2023