ENDOGENOUS BRASSINOSTEROIDS ARE INVOLVED IN THE FORMATION OF SALT RESISTANCE OF PLANTS

L. V. Kolomeichuk; Коломейчук Л. В.; E. D. Danilova; Данилова Е. Д.; O. K. Murgan; Мурган О. К.; A. L. Sauchuk; Савчук А. Л.; R. P. Litvinovskaya; Литвиновская Р. П.; V. А. Khripach; Хрипач В. А.; V. V. Kuznetsov; Кузнецов В. В.; M. V. Efimova; Ефимова М. В.

doi:10.31857/S2686738923600164

Эндогенные брассиностероиды вовлекаются в формирование солеустойчивости растений

Авторы: Коломейчук Л.В.¹, Данилова Е.Д.¹, Мурган О.К.¹, Савчук А.Л.², Литвиновская Р.П.², Хрипач В.А.², Кузнецов В.В.³^,1, Ефимова М.В.¹
Учреждения:
1. Национальный исследовательский Томский государственный университет
2. Институт биоорганической химии НАН Беларуси
3. Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук
Выпуск: Том 511, № 1 (2023)
Страницы: 365-370
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7389/article/view/135650
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686738923600164
EDN: https://elibrary.ru/JDCWCH
ID: 135650

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Впервые показано, что на солевой стресс растения картофеля отвечали изменением профиля эндогенных брассиностероидов (БС). При этом идентифицирована группа 6-кето-БС, содержание которых, в отличие от других анализируемых групп гормонов, значительно возрастало при засолении. Установлено, что 10-кратаное снижение уровня эндогенных БС в мутантных растениях Arabidopsis thaliana с нарушенным биосинтезом (det2) (или рецепцией (bri1)) фитостероидов приводит к снижению их солеустойчивости, о чем свидетельствует понижение эффективности протекания фотохимических процессов фотосистемы II (ФСII) и ингибирование роста. Представленные данные подтверждают идею о вовлечении эндогенных БС в формирование солеустойчивости растений.

Ключевые слова

брассиностероиды, хлоридное засоление, фотосистема II, Arabidopsis thaliana, Solanum tuberosum

Список литературы

Manghwar H., Hussain A., Ali Q., and Liu F, Brassinosteroids (BRs) Role in Plant Development and Coping with Different Stresses, // Int. J. Mol. Sci., 2022. V. 23 (1012).
Machado R.M.A., Serralheiro R.P., Soil salinity: effect on vegetable crop growth. management practices to prevent and mitigate soil salinization, // Horticulturae, 2016. V. 3 (2). P. 30.
Giordano M., Petropoulos S.A., Rouphael Y., Response and defence mechanisms of vegetable crops against drought, heat and salinity stress, // Agriculture, 2021. V. 11. P. 463.
Nxele X., Klein A., Ndimba B.K., Drought and salinity stress alters ROS accumulation, water retention, and osmolyte content in sorghum plants, // S. Afr. J. Bot., 2017. V. 108. P. 261–266.
Pan T., Liu M., Kreslavski V.D., Zharmukhamedov S.K., Nie C., Yu M., Kuznetsov V.V., Allakhverdiev S.I., Shabala S., Non-stomatal limitation of photosynthesis by soil salinity, // Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 2021. V. 51. P. 791-825.
Arif Y., Singh P., Siddiqui H., Bajguz A., and Hayat, S., Salinity induced physiological and biochemical changes in plants: An omic approach towards salt stress tolerance, // Plant Physiol. Biochem., 2020. V. 156. P. 64–77.
Ahammed G.J., Li X., Liu A., and Chen S., Brassinosteroids in plant tolerance to abiotic stress, // J. Plant Growth Regul., 2020. V. 39. P. 1451–1464.
Lichtenthaler H.K., Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes, // Methods Enzymol., 1987. V. 148. P. 350–382.
Pradko A.G., Litvinovskaya R.P., Sauchuk A.L., Drach S.V., Baranovsky A.V., Zhabinskii V.N., Mirantsova T.V., Khripach V.A., A new ELISA for quantification of brassinosteroids in plants, // Steroids, 2015. V. 97. P. 78–86.
Ефимова М.В., Савчук А.Л., Хасан Дж.А.К., Литвиновская Р.П., Хрипач В.А., Холодова В.П., Кузнецов Вл.В., Физиологические механизмы повышения солеустойчивости растений рапса брассиностероидами, // Физиология растений, 2014. V. 61 (6). P. 778–789.
Ding J., Wu J.H., Liu J.F., Yuan B.F., and Feng Y.Q., Improved methodology for assaying brassinosteroids in plant tissues using magnetic hydrophilic material for both extraction and derivatization, // Plant Methods, 2014. V. 10 (1). P. 39–49.
Кравец В.С., Кретинин С.В., Деревянчук М.В., Драч С.В., Литвиновская Р.П., Хрипа В.А., Влияние низких температур на уровень эндогенных Брассиностероидов, // Доповіді НАН України, 2011. V. 8. P. 155–114.
Литвиновская Р.П., Савчук А.Л., Манжелесова Н.Е., ПолянскаяС.Н., Хрипач В.А. Иммуноферментные тест-системы для оценки стероид-гормонального статуса растений при биотическом стрессе, // Известия РАН. сер. хим., 2014. V. 9. P. 2184–88.
Kolomeichuk L.V., Efimova M.V., Zlobin I.E., Kreslav-ski Vl.D., Murgan O.K., Kovtun I.S., Khripach Vl.A., Kuznetsov Vl.V., and Allakhverdiev S.I., 24 Epibrassinolide alleviates the toxic effects of NaCl on photosynthetic processes in potato plants, // Photosynth. Res., 2020. V. 146. P. 151.
Chaudhuri A., Halder K., Abdin M.Z., Majee M., Datta A., Abiotic Stress tolerance in plants: brassinosteroids navigate competently, // Int. J. Mol. Sci., 2022. V. 23 (14577).
Yuan L., Shu S., Sun J., Guo S., and Tezuka T., Effects of 24-epibrassinolide on the photosynthetic characteristics, antioxidant system, and chloroplast ultrastructure in Cucumis sativus L. under Ca(NO3)2 stress, // Photosynth. Res., 2012. V. 112 (3). P. 205–214.
Hayat S., Khalique G., Wani A.S., Alyemeni M.N., and Ahmad A., Protection of growth in response to 28-homobrassinolide under the stress of cadmium and salinity in wheat, // Int. J. Biol. Macromol., 2014. V. 64. P. 130–136.
Fujioka S., Li J., Choi Y.-H., Seto H., Takatsuto S., Noguchi T., Watanabe T., Kuriyama H., Yokota T., Chory J., Sakurai A., The Arabidopsis deetiolated2 mutant is blocked early in brassinosteroid biosynthesis, // Plant Cell., 1997. V. 9. P. 1951–1962.
Zeng H., Tang Q., and Hua X., Arabidopsis brassinosteroid mutants det2-1 and bin2-1 display altered salt tolerance, // J. of Plant Growth Regul., 2010. V. 29 (1). P. 44–52.
Kim S.Y., Kim B.H., Lim C.J., Lim C.O., and Nam K.H., Constitutive activation of stress-inducible genes in a brassinosteroid-insensitive 1 (bri1) mutant results in higher tolerance to cold, // Physiol. Plant., 2010. V. 138 (2). P. 191–204.