Модуляция уровней активности антиоксидантных ферментов и уровней шаперонов у разных генотипов Cucurbitaceae при тепловом стрессе

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Устойчивость растений к абиотическим стрессам во многом определяется взаимодействием антиоксидантной и шаперонной систем клетки, которое еще изучено недостаточно. Изучали действие теплового стресса на уровни активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутаза,SODи каталаза,CAT), а также уровни белков теплового шока (HSP70 цитоплазмы и HSP70B хлоропластов) в листьях проростков тыквы трех генотипов (Cucurbitamoschata,C. pepo,C. maxima), различающихся по устойчивости к стрессам окружающей среды. Показано, что при тепловом стрессе уровни активности САТ возрастали у всех изученных генотипов. После теплового стресса показано заметное падение (48.9%) уровня активности CuZn-SOD у С. moschata, по сравнению с возрастанием активности фермента на (2–14.6%) у двух других генотипов. Уровень белков HSP70 цитоплазмы снижался на 36%, а HSP70B хлоропластов на 34% в клетках растенийС. moschataпосле действия теплового стресса.Напротив, уровень белков теплового шока HSP70 цитоплазмы повышался у генотиповС. pepoи C. maximaна 20 и 18% соответственно, а в случае с белками HSP70B хлоропластов повышение составляло 43 и 10%. Установлено, что модуляция уровней активности CuZn-SOD (основного представителя фермента в клетке) и уровней шаперонов HSP70 цитоплазмы и HSP70B хлоропластов у генотиповCucurbitaceaeскоординирована, что свидетельствует о взаимодействии этих двух защитных систем клетки при тепловом стрессе. Таким образом, уровни HSP70, HSP70B и уровни активности CuZn-SOD являются надежными ранними сигналами предупреждения о тепловом стрессе, позволяя обнаружить стресс до того, как он нанесет серьезные повреждения растению.

Об авторах

Н. П. Юрина

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук.

Email: nyurina@inbi.ras.ru
Москва, 119071 Россия

Н. Д. Муртазина

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук.

Автор, ответственный за переписку.
Email: nyurina@inbi.ras.ru
Москва, 119071 Россия

Список литературы

  1. Mishra N.,Jiang C.,Chen L.,Paul A.,Chatterjee A.,Shen G. // Front. Plant Sci. 2023. V. 14. 1110622. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1110622
  2. Miller G.,Suzuki N.,Ciftci-Yilmaz S.,Mittler R. //Plant, Cell & Enviro. 2010. V. 33. P. 453–467. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2009.02041.x
  3. Zandalinas S.I.,Balfagón D.,Arbona V.,Gómez-Cadenas A. // Front. Plant Sci. 2017. V. 8. 953. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00953
  4. Katano K.,Honda K.,Suzuki N. // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. 3370. https://doi.org/10.3390/ijms19113370
  5. Arbona V.,Hossain Z.,López-Climent M.F.,Pérez-Clemente R.M.,Gómez-Cadenas A. // Physiol. Plant. 2008. V. 132. P. 452–466. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2007.01029.x
  6. Wang C.,Wen D.,Sun A.,Han X.,Zhang J.,Wang Z.,Yin Y. // J. Cereal Sci. 2014. V. 60. P. 635-659. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcs.2014.05.004
  7. Rahman M.A.,Woo J.H.,Song Y.,Lee S.H.,Hasan M.M.,Azad M.A.K.,Lee K.W. // Life. 2022. V. 12. 1426. https://doi.org/10.3390/life12091426
  8. Mishra P.,Bhoomika K.,Dubey R.S. // Protoplasma. 2013. V. 250. P. 3–19. https://doi.org/10.1007/s00709-011-0365-3
  9. Liu Z.,Qiao D.,Liu Z.,Wang Z.,Sun L.,Li X. // Peer J. 2023. V. 11. e15177. http://doi.org/10.7717/peerj.15177
  10. Hu X.,Liu R.,Li Y.,Wang W.,Tai F.,Xue R.,Li C. // Plant Growth Regul. 2010.V. 60. P. 225–235. https://doi.org/10.1007/s10725-009-9436-2
  11. Юрина Н.П. // Молекулярная биология. 2023. Т. 57. C. 949–964. https://doi.org/10.31857/S00 М26898423060228
  12. Masand S.,Yadav S.K. // Mol. Biol. Rep. 2016. V. 43. P.53–64. https://doi.org/10.1007/s11033-015-3938-y
  13. Cho E.K.,Hong C.B. // Plant Сell Reports. 2006. V. 25. P. 349–358. https://doi.org/10.1007/s00299-005-0093-2
  14. Song A.,Zhu X.,Chen F.,Gao H.,Jiang J.,Chen S. // Int. J. Mol. Sci. 2014. V. 15. P. 5063–5078. https://doi.org/10.3390/ijms15035063
  15. Augustine S.M.,Cherian A.V.,Syamaladevi D.P.,Subramonian N. // Plant Cell Physiol. 2015. V. 56. P. 2368–2380. https://doi.org/10.1093/pcp/pcv142
  16. Pulido P.,Llamas E.,Rodriguez-Concepcion M. // Plant Signaling & Behavior. 2017. V. 12. e1290039. https://doi.org/10.1080/15592324.2017.1290039
  17. Devarajan A.K.,Muthukrishanan G.,Truu J.,Truu M.,Ostonen I.,Kizhaeral S.S. et al. // Plants. 2021. V. 10. 387. https://doi.org/10.3390/plants10020387
  18. Mokhtar M.,Bouamar S.,Di Lorenzo A.,Temporini C.,Daglia M.,Riazi A. // Molecules. 2021. V. 26. 3623. https://doi.org/10.3390/molecules26123623
  19. Vinayashree S.,Vasu P. // Food Chem. 2021. V. 340. 128177. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128177
  20. Круг Г.Овощеводство.Пер. с немецкого. М.: Колос, 2000. 572 с.
  21. Bradford M.M. // Anal. Biochem. 1976. V. 72. P. 248–254. https://doi.org/10.1006/abio.1976.9999
  22. Chankova S.,Mitrovska Z.,Miteva D.,Oleskina Y.P.,Yurina N.P. // Gene. 2013. V. 516. P. 184–189. https://doi.org/10.1016/j.gene.2012.11.052
  23. Gill S.S.,Tuteja N. // Plant Physiol. Biochem. 2010. V. 48. P. 909–930. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.08.016
  24. Simova-Stoilova L.,Vaseva I.,Grigorova B.,Demirevska. K.,Feller U. // Plant Physiol. Biochem. 2010. V. 48. P. 200–206. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2009.11.003
  25. Sharma P.,Dubey R.S. // J. Plant Physiol. 2005. V. 162. P. 854–864. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2004.09.011
  26. Chen S.,Liu A.,Zhang S.,Li C.,Chang R.,Liu D. // Plant Physiol. Biochem. 2013. V. 73. P. 245–253. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2013.10.002
  27. Driedonks N.,Xu J.,Peters J.L.,Park S.,Rieu I. // Front. Plant Sci.2015. V. 6. 999. https://doi.org/10.1134/S0006297915100053 10.3389/fpls.2015.00999
  28. Fortunato S.,Lasorella C.,Dipierro N.,Vita F.,de Pinto M.C. // Antioxidants. 2023. V. 12. 605. https://doi.org/10.3390/antiox12030605
  29. Andrási N.,Pettkó-Szandtner A.,Szabados L. // J. Exp. Botany. 2021. V. 72. P. 1558–1575. https://doi.org/10.1093/jxb/eraa576
  30. Zhang L.,Zhao H.K.,Dong Q.L.,Zhang Y.Y.,Wang Y.M.,Li H.Y. et al. // Front. Plant Sci. 2015. V. 6. 773. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00773
  31. Singh R.K.,Jaishankar J.,Muthamilarasan M.,Shweta S.,Dangi A.,Prasad M. // Sci. Rep. 2016. V. 6. 32641. https://doi.org/10.1038/srep32641
  32. Kim T.,Samraj S.,Jiménez J.,Gómez C.,Liu T.,Begcy K. // BMC Plant Biology. 2021. V. 21. P. 1–20. https://doi.org/10.1186/s12870-021-02959-x
  33. Liu J.,Xu L.,Shang J.,Hu X.,Yu H.,Wu H.,Lv W.,Zhao Y. // Genet. Mol. Biol. 2021. V. 44. e20210035. https://doi.org/10.1590/1678-4685-GMB-2021-0035
  34. Davoudi M.,Chen J.,Lou Q. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. 1918. https://doi.org/10.3390/ijms23031918
  35. Aina O.,Bakare O.,Fadaka A.O.,Keyster M.,Klein A. // Planta. 2024. V. 259. 60. http://doi.org/10.1007/s00425-024-04333-1
  36. Dumanović J.,Nepovimova E.,Natić M.,Kuča K.,&Jaćević V. // Front. Рlant Sci. 2021. V. 11. 552969. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.552969

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).