Адаптация галофитов литорали к условиям приморских территорий Белого моря: участие жирнокислотного состава липидов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовали состав жирных кислот (ЖК) у четырех видов доминантных облигатных галофитов: триостренника морского Triglochin maritima, подорожника морского Plantago maritima, астры солончаковой Tripolium pannonicum subsp. tripolium и млечника морского Lysimachia maritima, произрастающих в разных условиях заливания на литорали Белого моря. Установлено, что содержание суммарных ЖК варьировало от 13 до 22 мг/г а.с.в с максимальными значениями у L. maritima и минимальными у P. maritima. Все виды имеют высокие значения содержания ННЖК (74–77%), индекса двойных связей (1.6–1.8) и значимый вклад триеновых ЖК (45–55%). Установлено высокое разнообразие длинноцепочечных ЖК (С20–24) – 14 ЖК. Этот анализ показал сходство всех галофитов по основным параметрам состава ЖК и высокую функциональную активность мембранных систем галофитов. Выделено два кластера видов с разным адаптивным ответом: в первый входят P. maritima, Triglochin maritima и Tripolium pannonicum, во второй – L. maritima. Cопоставление данных по двум кластерам показало, что имеются ЖК, которые участвуют в адаптации всех видов С18:3(n-3), С16:0, С18:2(n-6) и ЖК, различающиеся по кластерам. Для видов первого кластера 1 ЖК – С20:4(n-4), а для второго кластера – 4 ЖК: С18:1(n-9), С18:3(n-4), С20:1(n-9) и С22:0. Выявленные различия могут быть связаны с разными путями адаптаций галофитов двух кластеров к условиям литорали.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. Ф. Марковская

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Петрозаводский государственный университет”

Author for correspondence.
Email: volev10@mail.ru
Russian Federation, Петрозаводск

А. А. Зорина

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Петрозаводский государственный университет”

Email: volev10@mail.ru
Russian Federation, Петрозаводск

Е. Н. Гуляева

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: volev10@mail.ru
Russian Federation, Петрозаводск

А. А. Стародубцева

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Петрозаводский государственный университет”

Email: volev10@mail.ru
Russian Federation, Петрозаводск

А. А. Кособрюхов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр “Пущинский научный центр биологических исследований”

Email: volev10@mail.ru

Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук

Russian Federation, Пущино

References

  1. Flowers T.J., Colmer T.D., Plant salt tolerance: adaptations in halophytes // Ann. Bot. 2015. V. 115. Р. 327. https://doi.org/10.1093/aob/mcu267
  2. Марковская Е.Ф., Сергиенко Л.А., Шкляревич Г.А., Сонина А.В., Стародубцева А.А., Смолькова О.В. Природный комплекс побережий Белого моря. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2010. 85 с.
  3. Заславская Н.В. Флора и растительность засоленных приморских экотопов Западного побережья Белого моря. Дис. … канд. биол. наук. Петрозаводск. 2007,193 с.
  4. Сергиенко Л.А. Флора и растительность побережий Российской Арктики и сопредельных территорий. Петрозаводск: ПетрГУ, 2008. 225 с.
  5. Kim Y.A., Um Y.-R., Lee J.-I., Kim H.-J., Lim S.-Y., Nam T.-J., Seo Y.-W. Comparative studies on the fatty acid compositions of the Korean salt marsh plants in the West Sea // Korean J. Biotechnol. Bioeng. 2009. V. 24. P. 521.
  6. Touchette B.W. Seagrass-salinity interactions: Physiological mechanisms used by submersed marine angiosperms for a life at sea // JEMBE. 2007. V. 350. P. 194. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2007.05.037
  7. Touchette B.W., Smith G.A., Rhodes K.L., Poole M. Tolerance and avoidance: Two contrasting physiological responses to salt stress in mature marsh halophytes Juncus roemerianus Scheele and Spartina alterniflora Loisel // JEMBE. 2009. V. 380. P. 106. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2009.08.015
  8. Rasool S.G., Siddiqui H., Hameed A., Hussain T., Aziz I., Khan A., Gulzar S. Temporal variations in water and ion relations in coastal halophytes // Sabkha Ecosystems. Tasks for Vegetation Science. 2019. V. 49. P. 447. https://doi.org/10.1007/978-3-030-04417-6_27
  9. Иванищев В.В. О механизмах солеустойчивости растений и специфики влияния засоления // Изв. ТулГУ. Естественные науки. 2019. Т 4. С. 76.
  10. Keiffer C.H., McCarthy B.C., Ungar I.A. Effect of salinity and waterlogging on growth and survival of Salicornia europaea L., an inland halophyte // Ohio J. Sci. 1994. V 94. P. 70.
  11. Voesenek L.A.C.J., Bailey-Serres J. Flood adaptive traits and processes: an overview // New Phytol. 2015. V. 206. P. 57. https://doi.org/10.1111/nph.13209
  12. Joshi R., Kumar P. Lysigenous aerenchyma formation involves non-apoptotic programmed cell death in rice (Oryza sativa L.) roots // Physiol. Mol. Biol. Plants. 2012. V. 18. P. 1. https://doi.org/10.1007/s12298-011-0093-3
  13. Yeung E., van Veen H., Vashisht D., Sobral Paiva A.L., Hummel M., Rankenberg T., Steffens B., Steffen-Heins A., Sauter M., de Vries M., Schuurink R.C., Bazin J., Bailey-Serres J., Voesenek L.A.C.J., Sasidharan R. A stress recovery signaling network for enhanced flooding tolerance in Arabidopsis thaliana // PNAS. 2018. V. 115. P. E6085. https://doi.org/10.1073/pnas.1803841115
  14. Markovskaya E.F., Gulyaeva E.N. Role of stomata in adaptation of Plantago maritima L. plants to tidal dynamics on the White Sea coast. // Russ. J. Plant. Physiol. 2020. V. 67. P. 68. https://doi.org/10.1134/S1021443719060086
  15. Xie L.-J., Zhou Y., Chen Q.-F., Xiao S. New insights into the role of lipids in plant hypoxia responses // Prog. Lipid Res. 2021. V. 81. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.plipres.2020.101072
  16. Wang X. Lipid signaling // Curr. Opin. Plant Biol. 2004. V. 7. P. 329. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2004.03.012
  17. Lung S.-C., Chye M.-L. Arabidopsis acyl-CoA-binding proteins regulate the synthesis of lipid signals // New Phytol. 2019. V. 223. P. 113. https://doi.org/10.1111/nph.15707
  18. Шуляковская Т.А., Ильинова М.К., Карелина Т.В. Липидный состав тканей ствола Betula pendula и B. pendula var. carelica (Betulaceae) // Растительные ресурсы. 2014. Т. 50. С. 94.
  19. Jamieson G.R. GLC identification techniques for long-chain unsaturated fatty acids //J. Chromatogr. Sci. 1975. V. 13. P. 491.
  20. Алаудинова Е.В., Миронов П.В. Липиды меристем лесообразующих хвойных пород Центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 2. Особенности метаболизма жирных кислот фосфолипидов меристем Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. // Химия растительного сырья. 2009. Т. 2. С. 71.
  21. Коросов А.В. Специальные методы биометрии. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2007. 363 с.
  22. Шитиков В.К., Розенберг Г.С. Рандомизация и бутстреп: статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. Тольятти: Кассандра, 2013. 314 с.
  23. Лось Д.А. Десатуразы жирных кислот. М.: Научный мир, 2014. 372 с.
  24. Zhukov A.V. Very long-chain fatty acids in composition of plant membrane lipids. // Russ. J. Plant. Physiol. 2018. V. 65. P. 784. https://doi.org/10.1134/S1021443718050187
  25. Laskay G., Lehoczki E. Correlation between linolenic-acid deficiency in chloroplast membrane lipids and decreasing photosynthetic activity in barley // Biochim. Diophys. Acta. 1986. V. 849. P. 77. https://doi.org/10.1016/0005-2728(86)90098-8
  26. Upchurch R.G. Fatty acid unsaturation, mobilization, and regulation in the response of plants to stress // Biotechnol. Lett. 2008. V. 30. P. 967. https://doi.org/10.1007/s10529-008-9639-z
  27. Markovskaya1 E.F, Gulyaeva E.N., Kosobryukhov A.A., Morozova K.V, Sergienko L.A. Structural and functional features of the leaves of the dominant plants in the tidal zone of the White Sea // Plant Archives. 2017. V. 17. P. 1685.
  28. Нuoto B., Yao J., Montgomery B.L., He S.Y. Growth-defense tradeoffs in plants: a balancing act to optimize fitness // Mol. Plant. 2014. V. 7. P. 1267. https://doi.org/10.1093/mp/ssu049
  29. Марковская Е.Ф., Розенцвет О.А., Шмакова Н.Ю., Зорина А.А., Ильинова М.А. Участие липидов в адаптации высших сосудистых растений к условиям Западного Шпицбергена // Журн. общ. биол. 2021. Т. 82. С. 419. https://doi.org/10.31857/S0044459621060063

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dendrogram of species similarity in the composition of fatty acids of total lipids in halophytes (plantain – Pant., triosten – Trig., aster – Aster, milkweed – Lys.), obtained by the nearest neighbor method according to the matrix of normalized Euclidean distances with estimates of bootstrap probabilities of branches; dotted clusters of plants with confidence probability are divided > 95%.

Download (31KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».