Влияние метилжасмоната на экспрессию генов, кодирующих ферменты синтеза непротеиновых тиолов, у пшеницы в присутствии кадмия

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

На растениях пшеницы (сорт Московская 39) изучено влияние фитогормона метилжасмоната (МЖ) на экспрессию генов TaGS1 и TaPCS1, кодирующих соответственно глутатионсинтетазу и фитохелатинсинтазу, которые являются ключевыми ферментами синтеза глутатиона и фитохелатинов. Впервые показано, что в отсутствие кадмия, обработка растений экзогенным МЖ (1 мкМ) приводит к увеличению накопления транскриптов генов TaGS1 и TaPCS1 в листьях. При добавлении в питательный раствор кадмия (CdSO4, 100 мкМ) уровень транскриптов гена TaGS1 повышался у растений, предобработанных МЖ (по сравнению с необработанными), тогда как уровень транскриптов гена TaPCS1 не различался. Установлено, что предобработка растений МЖ способствует меньшему накоплению кадмия в корнях и листьях пшеницы. При этом МЖ не оказывал влияния на линейные размеры растений, но положительно сказывался на накоплении биомассы в варианте с кадмием. Высказано предположение, что МЖ участвует в повышении устойчивости растений к кадмию за счет увеличения экспрессии генов TaGS1 и TaPCS1, и, как следствие, усиления синтеза хелатирующих соединений, а также за счет снижения поступления ионов металла в растения.

Об авторах

Н. С. Репкина

Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Автор, ответственный за переписку.
Email: nrt9@yandex.ru
Россия, Петрозаводск

А. Ф. Титов

Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: nrt9@yandex.ru
Россия, Петрозаводск

И. А. Нилова

Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: nrt9@yandex.ru
Россия, Петрозаводск

Н. М. Казнина

Институт биологии – обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: nrt9@yandex.ru
Россия, Петрозаводск

Список литературы

  1. Zhai Q., Yan C., Li L. et al. Jasmonates. In: Hormone metabolism and signaling in plants // Amsterdam. Elsevier Ltd, 2017. P. 243–272.
  2. Kuznetsov Vl.V., Dmitrieva G.A. Physiology of Plants. Moscow: Unirite, 2016. (In Russ)
  3. Singh P., Arif Y., Siddiqui H. et al. Jasmonate: A versatile messenger in plants. In: Jasmonates and salicylates signaling in plants // Switzerland. Springer Nature, 2021. P. 129–158.
  4. Kolupaev Yu.E., Yastreb T.O. Jasmonate signaling and plant adaptation to abiotic stressors (Review) // Applied Biochemistry and Microbiology. 2021. V. 57. № 1. P. 1–19.
  5. Bali A.S., Sidhu G.P.S., Kumar V. et al. Mitigating cadmium toxicity in plants by phytohormone. In: Cadmium toxicity and tolerance in plants // Amsterdam. Elsevier Inc, 2019. P. 375–396.
  6. Chandrakar V., Yadu B., Xalxo R. et al. Mechanisms of plant adaptation and tolerance to metal/metalloid toxicity. In: Plant Ecophysiology and adaptation under climate change: Mechanisms and perspectives II Singapore // Springer Nature. 2020. P. 107–130.
  7. Raza A., Charagh S., Najati-Kakavand S. et al. The crucial role of jasmonates in enchancing heavy metals tolerance in plants. In: Jasmonates and salicylates signaling in plants // Switzerland. Springer Nature. 2021. P. 159–183.
  8. Singh I., Shah K. Exogenous application of methyl jasmonate lowers the effect of cadmium-induced oxidative injury in rice seedlings // Phytochemistry. 2014. V. 108. P. 57–66.
  9. Farhangi-Abriz S., Ghassemi-Golezani K. Jasmonates: Mechanisms and functions in abiotic stress tolerance of plants // Biocatalysis and agricultural biotechnology. 2019. V. 20. P. 101210.
  10. Nguen T.H., Goossens A., Lacchini E. Jasmonate: A hormone of primary importance for plant metabolism // Current Opinion in Plant Biology. 2022. V. 67. P. 102197.
  11. Napoleāo T.A., Soares G., Vital C.E. et al. Methyl jasmonate and salicylic acid are able to modify cell wall but only salicylic acid alters biomass digestibility in the model grass Brachypodium distachyon // Plant Science. 2017. V. 263. P. 46–54.
  12. Gallego S.M., Pena L.B., Barcia R.A. et al. Unravelling cadmium toxicity and tolerance in plants: Insight into regulatory mechanisms // Environmental and Experimental Botany. 2012. V. 83. P. 33–46.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2.

Скачать (40KB)

© Н.С. Репкина, А.Ф. Титов, И.А. Нилова, Н.М. Казнина, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах