Сахарозависимая регуляция активности фосфолипазы D в проростках овса

Исследовали зависимость активности фосфолипазы D (ФлD), катализирующей катаболизм глице-рофосфолипидов, от действия экзогенных растворимых сахаров в условиях сахарного голодания растений, вызванного затемнением. Обнаружено, что активность ФлD в этиолированных проростках овса (Avena sativa L.) подавляется обработкой растений моно- и дисахаридами: глюкозой, сахарозой и маннозой. Эти же сахара нивелируют активирующее действие затемнения на активность фермента в зеленых проростках овса. Обработка проростков неорганическим фосфатом также приводит к модуляции активности данного фермента, сходной с действием сахаров. При этом действие протестированных сахаров имитирует световую модуляцию активности ФлD. Секвенирование частичной последовательности мРНК гена ФлD овса показывает более чем 80 %-ное сходство с последовательностями ФлDa других видов злаковых. Облучение этиолированных проростков овса красным светом и затемнение зеленых проростков ингибируют или индуцируют экспрессию выявленного гена ФлD соответственно. Таким образом, экспрессия гена ФлD овса и ферментативная активность продукта его экспрессии (ФлD) проявляют чувствительность к изменениям световых условий роста растений. Следовательно, эти данные указывают на то, что ФлD играет важную роль в адаптации растений к действию затемнения и связанного с ним сахарного голодания.

1. Moller, S. G. The cell biology of phytochrome signaling / S. G. Moller, P. J. Ingles, G. C. Whitelam // New Phytol. -2002. - Vol. 154, N 3. - P. 553-590. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2002.00419.x

2. Chen, M. Phytochrome signaling mechanisms and the control of plant development / M. Chen, J. Chory // Trends Cell Biol. - 2011. - Vol. 21, N 11. - P. 664-671. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2011.07.002

3. Ruan, Y L. Sucrose metabolism: gateway to diverse carbon use and sugar signaling / Y. L. Ruan // Annu. Rev. Plant Biol. - 2014. - Vol. 65, N 1. - P. 33-67. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-050213-040251

4. Sheen, J. Master Regulators in Plant Glucose Signaling Networks / J. Sheen // J. Plant Biol. - 2014. - Vol. 57, N 2. -P. 67-79. https://doi.org/10.1007/s12374-014-0902-7

5. Dark-inducible genes from Arabidopsis thaliana are associated with leaf senescence and repressed by sugars / Y. Fujiki [et al.] // Physiol. Plant. - 2001. - Vol. 111, N 3. - P. 345-352. https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.2001.1110312.x

6. Activation of senescence-associated Dark-inducible (DIN) genes during infection contributes to enhanced susceptibility to plant viruses / L. Fernandez-Calvino [et al.] // Mol. Plant Pathol. - 2015. - Vol. 17, N 1. - P. 3-15. https://doi.org/10.1111/mpp.12257

7. Sugar signals and molecular networks controlling plant growth / S. Smeekens [et al.] // Curr. Opin. Plant Biol. - 2010. -Vol. 13, N 3. - P. 273-278. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2009.12.002

8. Borek, S. Regulation by sucrose of storage compounds breakdown in germinating seeds of yellow lupine (Lupinus lu-teus L.), white lupine (Lupinus albus L.) and Andean lupine (Lupinus mutabilis Sweet). II. Mobilization of storage lipid / S. Borek, S. Pukacka, K. Michalski // Acta Phys. Plant. - 2012. - Vol. 34, N 3. - P. 1199-1206. https://doi.org/10.1007/s11738-011-0916-4

9. Zhao, J. Phospholipase D and phosphatidic acid in plant defence response: from protein-protein and lipid-protein interactions to hormone signaling / J. Zhao // J. Exp. Bot. - 2015. - Vol. 66, N 7. - P. 1721-1736. https://doi.org/10.1093/jxb/eru540

10. Canonne, J. Phospholipases in action during plant defense signaling / J. Canonne, S. Froidure-Nicolas, S. Rivas // Plant Signal. Behav. - 2011. - Vol. 6, N 1. - P. 13-18. https://doi.org/10.4161/psb.6.1.14037

11. Red far-red light modulates phospholipase D activity in oat seedlings. Relation of enzyme photosensitivity to photosynthesis / A. M. Kabachevskaya [et al.] // J. Plant Physiol. - 2007. - Vol. 164, N 1. - P. 108-110. https://doi.org/10.1016/).jplph.2006.02.008

12. Phosphate status affects the gene expression, protein content and enzymatic activity of UDP-glucose pyrophospho-rylase in wild-type and pho mutants of Arabidopsis / I. Ciereszko [et al.] // Planta. - 2001. - Vol. 212, N 4. - P. 598-605. https://doi.org/10.1007/s004250000424

13. Genome-wide analysis of the Arabidopsis leaf transcriptome reveals interaction of phosphate and sugar metabolism / R. Muller [et al.] // Plant Physiol. - 2007. - Vol. 143, N 1. - P. 156-171. https://doi.org/10.1104/pp.106.090167

14. Rolland, F. Sugar sensing and signaling in plants: conserved and novel mechanisms / F. Rolland, E. Baena-Gonzales, J. Sheen // Annu. Rev. Plant Biol. - 2006. - Vol. 57, N 1. - P. 675-709. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.57.032905.105441

15. The SnRK1A protein kinase plays a key role in sugar signaling during germination and seedling growth of rice / C. A. Lu [et al.] // Plant Cell. - 2007. - Vol. 19, N 8. - P. 2484-2499. https://doi.org/10.1105/tpc.105.037887