МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ НИТРАТРЕДУКТАЗЫ ЭКЗОГЕННОЙ 5-АМИНОЛЕВУЛИНОВОЙ КИСЛОТОЙ В ПРОРОСТКАХ ЯЧМЕНЯ, ВЫРАЩЕННЫХ В УСЛОВИЯХ ЗАСОЛЕНИЯ ХЛОРИДОМ НАТРИЯ
Аннотация
Изучено влияние экзогенной 5-аминолевулиновой кислоты (АЛК) на рост, активность нитратредуктазы (НР, КФ 1.6.6.1), накопление пролина и генерацию супероксид анион-радикала в проростках ячменя (Hordeum vulgare L., сорт Гонар), выращенных в условиях засоления, создаваемого NaCl. Показано, что АЛК в концентрациях 20, 40 и 80 мг/л увеличивала длину проростков, уширяла листовую пластинку растений, подвергнутых действию 150 мМ NaCl, по сравнению с контрольными растениями, не обработанными АЛК. В присутствии индуктора НР – ее субстрата 20 мМ KNO3, экзогенная АЛК стимулировала экспрессию Nar 1 гена фермента, увеличивала содержание НР-белка и его активность в растениях, выращенных на 150 мМ NaCl. АЛК также индуцировала накопление свободного пролина и уменьшала способность растений генерировать супероксид анион-радикал. Таким образом, продемонстрировано, что наблюдаемые эффекты экзогенной АЛК на выращиваемые в условиях солевого стресса растения ячменя связаны со стимуляцией активности НР как на транскрипционном, так и на трансляционном уровнях и приводят к улучшению ростовых характеристик растений и повышению уровня антирадикальной защиты.
Об авторах
Н. Г. АВЕРИНА
Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, Минск
Беларусь
Беларусь
З. БЕЙЗАИ
Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, Минск
Беларусь
Беларусь
Р. А. ЩЕРБАКОВ
Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, Минск
Беларусь
Беларусь
Список литературы
1. Garg, S. K. Role and hormonal regulation of nitrate / S. K. Garg // Plant Sci. Feed. – 2003. – Vol. 3. – P. 13–20.
2. Warner, R. L. Inheritance and expression of NAD(P)H nitrate reductase in barley / R. L. Warner, K. R. Narayanan, F. Kleinhofs // Theor. Appl. Genet. – 1987. – Vol. 74. – P. 714–717.
3. Campbell, W. H. Functional domains of assimilatory nitrate reductases and nitrite reductases / W. H. Campbell, K. R. Kinghorn // Trends Biochem. Sci. – 1990. – Vol. 15. – P. 315–319.
4. Foyer, C. H. Markers and signals associated with nitrogen assimilation in higher plants / C. H. Foyer, M. Parry, G. J. Noctor // J. Exp. Bot. – 2003. – Vol. 54. – P. 585–593.
5. Garg, N. Nitrate reductase activity in roots and leaves of chickpea cultivars under salt stress / N. Garg, R. Singla // Span. J. Agric. Res. – 2005. – Vol. 3. – P. 617–629.
6. Sarwat, M. I. Increasing salt tolerance in some barley genotypes (Hordeum vulgare) by using kinetin and benzyladenin / M. I. Sarwat, M. H. El-Sherif // World J. Agricult. Sci. – 2007. – Vol. 3. – P. 617–629.
7. Aверина, Н. Г. Биосинтез тетрапирролов в растениях / Н. Г. Aверина, Е. Б. Яронская. – Минск: Беларус. навука, 2012.
8. Mishra, S. N. Stimulation of nitrate reductase activity by delta aminolevulinic acid in excised maize leaves / S. N. Mishra, H. S. Srivastava // Experientia. – 1983. – Vol. 39. – P. 1118–1120.
9. Effect of 5-aminolevulinic acid on leaf senescence and nitrogen metabolism of pakchoi under different nitrate levels / Z. Y. Wei [et al.] // J. Plant Nutr. – 2012. – Vol. 35. – P. 49–63.
10. Beyzaei, Z. Response of Nitrate Reductase to Exogenous Application of 5-Aminolevulinic Acid in Barley Plants / Z. Beyzaei, R. A. Sherbakov, N. G. Averina // J. Plant Growth Regul. – 2014. – Vol. 33. – P. 745–750.
11. Hernàndez, J. A. Salt stress-induced changes in superoxide dismutase isozymes in leaves and mesophyll protoplasts from Vigna unguiculata (L.) / J. A. Hernàndez, L. A. Del Rio, F. Sevilla // Walp. New Phytol. – 1994. – Vol. 126. – P. 37–44.
12. Akram, N. A. Aminolevulinic acid-induced changes in some key physiological attributes and activities of antioxidant enzymes in sunflower (Helianthus annuus L.) plants under saline regimes / N. A. Akram, M. Ashraf, F. Al-Qurainy // Sci. Hortic. – 2012. – Vol. 142. – P. 143–148.
13. 5-Aminolevulinic acid ameliorates salinity-induced metabolic, water-related and biochemical changes in Brassica napus L. / M. S. Naeem [et al.] // Acta Physiol. Plant. – 2011. – Vol. 33. – P. 517–528.
14. Salinity-induced changes in two cultivars of Vigna radiata: responses of antioxidative and proline metabolism / K. Sumithra [et al.] // Plant Growth Regul. – 2006. – Vol. 50. – P. 11–22.
15. Necessity of superoxide production for the development of etiolated wheat seedlings / B. Y. Shorning [et al.] // Biochemistry (Moscow). – 2000. – Vol. 65. – P. 1357–1361.
16. Weinstein, J. D. Separate physiological roles and subcellular compartments for two tetrapyrrole biosynthetic pathways in Euglena gracilis / J. D. Weinstein, S. I. Beale // J. Biol. Chem. – 1983. – Vol. 258. – P. 6799–6807.
17. Роль метаболизма азота в формировании солеустойчивости растений ячменя (Hordeum vulgare L.) и пшеницы (Triticum aestivum) / Н. Г. Aверина [и др.] // Физиология растений. – 2014. – Т. 61. – С. 106–113.
18. Exogenous application of 5-aminolevulinic acid increases the transcript levels of sulfur transport and assimilatory genes, sulfate uptake, and cysteine and glutathione / A. Maruyama-Nakashita [и др.] // Soil. Sci. Plant Nutr. – 2010. – Vol. 56. – P. 281–288.
19. Evidence for a contribution of ALA synthesis to plastid-to-nucleus signaling / O. Czarnecki [et al.] // Front. Plant Sci. – 2012. – Vol. 3. – P. 236.
20. Кузнецов, Вл. В. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция / Вл. В. Кузнецов, Н. И. Шевякова // Физиология растений. – 1999. – Т. 46. – С. 321–336.
Рецензия
Просмотров: 862
Послать статью по эл. почте 