danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2022-66-4-425-432dan-1081Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYСравнительный анализ структурно-функциональных изменений эндодермальных клеток черешков листьев томата после гравистимуляции и действия фитогормоновComparative analysis of the structure-function changes in the endodermal cells of tomato leaf petioles after gravity stimulation and phytohormone actionСуховееваС. B.SukhaveyevaS. V.

Суховеева Светлана Владимировна – научный сотрудник.

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Sukhaveyeva Sviatlana V. – Researcher.

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

suhoveevalmbc@mail.ruКабачевскаяЕ. М.KabachevskayaA. M.

Кабачевская Елена Михайловна – кандидат биологических наук, заведующий лабораторией.

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Kabachevskaya Alena M. – Ph. D. (Biology), Неad of the Laboratory.  I

27, Akademicheskaya  Str.,  220072,  Minsk

lmbc@ibp.ogr.byКузнецоваT. Е.KuznetsovaT. E.

Кузнецова Татьяна Евгеньевна – кандидат биологических наук, заведующий лабораторией.

ул. Академическая, 28, 220072, Минск

Kuznetsova Tatyana E. – Ph. D. (Biology), Head of the Laboratory.

28, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

ВолотовскийИ. Д.VolotovskiI. D.

Волотовский Игорь Дмитриевич – академик, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник.

ул. Академическая, 27, 220072, Минск

Volotovski Igor D. – Academician, D. Sc. (Biology), Professor, Chief Researcher. 

27, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

volotovski@yahoo.comИнститут биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Biophysics  and  Cell  Engineering  of  the  National  Academy of Sciences of BelarusИнститут физиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Physiology of the National Academy of Sciences of Belarus202208092022664425432Copyright © Суховеева С.B., Кабачевская Е.М., Кузнецова T.Е., Волотовский И.Д., 20222022Суховеева С.B., Кабачевская Е.М., Кузнецова T.Е., Волотовский И.Д.Sukhaveyeva S.V., Kabachevskaya A.M., Kuznetsova T.E., Volotovski I.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1081

Продемонстрировано осаждение (седиментация) амилопластов в клетках черешков листьев томата при воздействии гравистимуляции в направлении вектора силы тяжести, а также модулирующее влияние на этот процесс фитогормонов брассиностероидного ряда (эпин) и этилен-продуцента этефона в период времени 0,25–24 ч после начала гравистимуляции. Этефон, предшественник этилена, значительно замедлял осаждение амилопластов, выполняющих функцию статолитов в клетках, что коррелирует с его ингибирующим действием на формирование гравитропического изгиба стебля.

The sedimentaion of amyloplasts in tomato leaf petiole cells, when influenced by gravistimulation, gravistimulation and phytohormone epine, gravistimulation, and by an exogenous source of ethylene ethephon for a period of 0.25–24 h, was demonstrated. Ethephone significantly slowed down the sedimentation of amyloplasts serving as statolytes in cells, which correlates with its inhibitory effect on the formation of the gravitropic bending of the stem.

растения томата (Solanum lycopersicum L.)листьягравитропизмэтиленэпинстатоцитыстатолитыамилопластыtomato (Solanum lycopersicum L.)leavesgravitropismethyleneepinstatocytesstatolitesamyloplastsReferencesMolecular mechanisms of gravity perception and signal transduction in plants / Y. S. Kolesnikov [et al.] // Protoplasma. – 2016. – Vol. 253, N 4. – P. 987–1004. https://doi.org/10.1007/s00709-015-0859-5Kolesnikov Y. S., Kretynin S. V., Volotovsky I. D., Kordyum E. L., Ruelland E., Kravets V. S. Molecular mechanisms of gravity perception and signal transduction in plants. Protoplasma, 2016, vol. 253, no. 4, pp. 987–1004. https://doi.org/10.1007/s00709-015-0859-5Haswell, E. S. Gravity Perception: How Plants Stand up for Themselves / E. S. Haswell // Current Biology. – 2003. – Vol. 13, N 19. – P. 761–763. https://doi.org/10.1016/j.cub.2003.09.016Haswell E. S. Gravity Perception: How Plants Stand up for Themselves. Current Biology, 2003, vol. 13, no. 19, pp. 761– 763. https://doi.org/10.1016/j.cub.2003.09.016An agravitropic mutant of arabidopsis, endodermal-amyloplast less 1, that lacks amyloplasts in hypocotyl endodermal cell layer / K. Fujihira [et al.] // Plant Cell Physiol. – 2000. – Vol. 41, N 11. – P. 1193–1199. https://doi.org/10.1093/pcp/pcd046Fujihira K., Kurata T., Watahiki M. K., Karahara I., Yamamoto K. T. An agravitropic mutant of arabidopsis, endodermal-amyloplast less 1, that lacks amyloplasts in hypocotyl endodermal cell layer. Plant and Cell Physiology, 2000, vol. 41, no. 11, pp. 1193–1199. https://doi.org/10.1093/pcp/pcd046Лотова, Л. И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений / Л. И. Лотова. – М., 2010. – 512 c.Lotova L. I. Botany: Morphology and anatomy of higher plants. Мoscow, 2010. 512 p. (in Russian).Curvature in Arabidopsis inflorescence stems is limited to the region of amyloplast displacement / S. E. Weise [et al.] // Plant Cell Physiol. – 2000. – Vol. 41, N 6. – P. 702–709. https://doi.org/10.1093/pcp/41.6.702Weise S. E., Kuznetsov O. A., Hasenstein K. H., Kiss J. Z. Curvature in Arabidopsis inflorescence stems is limited to the region of amyloplast displacement. Plant and Cell Physiology, 2000, vol. 41, no. 6, pp. 702–709. https://doi.org/10.1093/ pcp/41.6.702Суховеева, С. В. Гравитропная и настическая двигательная активность в надземных органах растений томата / С. В. Суховеева, Е. М. Кабачевская, И. Д. Волотовский // Ботаника (исследования). – Минск, 2021. – Вып. 50. – С. 401–410.Suhoveeva S. V., Kabachevskaya E. M., Volotovsky I. D. Gravitropic and nastic movements in above-ground organs of tomato plants. Botanika (issledovaniya) [Botany (research)]. Minsk, 2021, vol. 50, pp. 401–410 (in Russian).Суховеева, С. В. О сопряжении экспрессии некоторых генов фосфолипидного, углеводного метаболизма и трансмембранного транспорта растений томата с их реакцией гравитропизма / С. В. Суховеева, Е. М. Кабачевская, И. Д. Волотовский // Молекулярная и прикладная генетика. – 2021. – Т. 31. – С. 31–41.Sukhaveeva S. V., Kabachevskaya E. M., Volotovski I. D. On the coupling of expression of some key genes controlling phospholipid, carbohydrate metabolism and transmembrane transport in tomato plants with their gravitropic reaction. Molekulyarnaya i prikladnaya genetika [Molecular and Applied Genetics], 2021, vol. 31, pp. 31–41 (in Russian).Суховеева, С. В. Особенности развития гравитропического сигнала в надземных органах растений томата / С. В. Суховеева, Е. М. Кабачевская, И. Д. Волотовский // Вестн. Фонда фундамент. исслед. – 2022. – № 1. – С. 94–101.Suhoveeva S. V., Kabachevskaya E. M., Volotovsky I. D. Properties of the development of a gravitropic signal in overground organs of tomato plants. Vestnik Fonda fundamental’nykh issledovanii = Vestnik of the Foundation for Fundamental Research, 2022, no. 1, pp. 94–101 (in Russian).Generation of cell polarity in plants links endocytosis, auxin distribution and cell fate decisions / P. Dhonukshe [et al.] // Nature. – 2008. – Vol. 456, N 7224. – P. 962–966. https://doi.org/10.1038/nature07409Dhonukshe P., Tanaka H., Goh T., Ebine K., Mahonen A. P., Prasad K., Blilou I., Geldner N., Xu J., Uemura T., Chory J., Ueda T., Nakano A., Scheres B., Friml J. Generation of cell polarity in plants links endocytosis, auxin distribution and cell fate decisions. Nature, 2008, vol. 456, no. 7224, pp. 962–966. https://doi.org/10.1038/nature07409Gravitropism of Arabidopsis thaliana roots requires the polarization of PIN2 toward the root tip in meristematic cortical cells / A. Rahman [et al.] // Plant Cell. – 2010. – Vol. 22, N 6. – P. 1762−1776. https://doi.org/10.1105/tpc.110.075317Rahman A., Takahashi M., Shibasaki K., Wu S., Inaba T., Tsurumi S., Baskin T. I. Gravitropism of Arabidopsis thaliana roots requires the polarization of PIN2 toward the root tip in meristematic cortical cells. Plant Cell, 2010, vol. 22, no. 6, pp. 1762−1776. https://doi.org/10.1105/tpc.110.075317Пожванов, Г. А. Перестройки актинового цитоскелета в ходе гравитропической реакции корней арабидопсиса / Г. А. Пожванов, Д. В. Суслов, C. C. Медведев // Цитология. – 2013. – Т. 55, № 1. – С. 28–35.Pozhvanov G. A., Suslov D. V., Medvedev S. S. Actin cytoskeleton rearrangements during the gravitropic response of Arabidopsis roots. Cell and Tissue Biology, 2013, vol. 7, no. 2, pp. 185–191. https://doi.org/10.1134/s1990519x13020120Nick, P. Auxin stimulates its own transport by shaping actin filaments / P. Nick, M. J. Han, G. An // Plant Physiol. – 2009. – Vol. 151, N 1. – P. 155–167. https://doi.org/10.1104/pp.109.140111Nick P., Han M. J., An G. Auxin stimulates its own transport by shaping actin filaments. Plant Physiology, 2009, vol. 151, no. 1, pp. 155–167. https://doi.org/10.1104/pp.109.140111The plant-specific actin binding protein SCAB1 stabilizes actin filaments and regulates stomatal movement in Arabidopsis / Y. Zhao [et al.] // Plant Cell. – 2011. – Vol. 23, N 6. – P. 2314–2330. https://doi.org/10.1105/tpc.111.086546Zhao Y., Zhao S., Mao T., Qu Х., Cao W., Zhang L., Zhang W., He L., Li S., Ren S., Zhao J., Zhu G., Huang S., Ye K., Yuan M., Guo Y. The plant-specific actin binding protein SCAB1 stabilizes actin filaments and regulates stomatal movement in Arabidopsis. Plant Cell, 2011, vol. 23, no. 6, pp. 2314–2330. https://doi.org/10.1105/tpc.111.086546Blancaflor, E. B. Regulation of plant gravity sensing and signaling by the actin cytoskeleton / E. B. Blancaflor // Am. J. Bot. – 2013. – Vol. 100, N 1. – P. 143–152. https://doi.org/10.3732/ajb.1200283Blancaflor E. B. Regulation of plant gravity sensing and signaling by the actin cytoskeleton. American Journal of Botany, 2013, vol. 100, no. 1, pp. 143–152. https://doi.org/10.3732/ajb.1200283Involvement of the Vacuoles of the Endodermis in the Early Process of Shoot Gravitropism in Arabidopsis / M. T. Morita [et al.] // Plant Cell. – 2002. − Vol. 14, N 1. – P. 47–56. https://doi.org/10.1105/tpc.010216Morita M. T., Kato T., Nagafusa K., Saito C., Ueda T., Nakano A., Tasaka M. Involvement of the Vacuoles of the Endodermis in the Early Process of Shoot Gravitropism in Arabidopsis. Plant Cell, 2002, vol. 14, no. 1, pp. 47–56. https://doi.org/10.1105/tpc.010216

The authors declare that there are no conflicts of interest present.