Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости

Исследовали влияние экзогенного пролина на теплоустойчивость проростков пшеницы и динамику содержания в них пероксида водорода. Обработка проростков 1 мМ раствором пролина угнетала развитие индуцированной теплоустойчивости, вызываемое одноминутным воздействием закаливающей температуры (42 °С), но не...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2014
Hauptverfasser:	Вайнер, А.А., Колупаев, Ю.Е., Обозный, А.И.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України 2014
Schriftenreihe:	Физиология растений и генетика
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159433
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости / А.А Вайнер., Ю.Е. Колупаев, А.И. Обозный // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 3. — С. 252-258. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159433
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1594332025-02-09T17:13:27Z Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости Вплив екзогенного проліну на вміст пероксиду водню в проростках пшениці і формування індукованої теплостійкості The influence of exogenous proline on the content of hydrogen peroxide and the formation of induced thermoresistance in wheat seedlings Вайнер, А.А. Колупаев, Ю.Е. Обозный, А.И. Исследовали влияние экзогенного пролина на теплоустойчивость проростков пшеницы и динамику содержания в них пероксида водорода. Обработка проростков 1 мМ раствором пролина угнетала развитие индуцированной теплоустойчивости, вызываемое одноминутным воздействием закаливающей температуры (42 °С), но не влияла на базовую теплоустойчивость. При этом пролин устранял вызываемое закаливанием транзиторное повышение содержания пероксида водорода в корнях и побегах проростков. Экзогенный валин, используемый для оценки специфичности действия пролина, не влиял на содержание пероксида водорода в проростках и формирование их теплоустойчивости после закаливания. Сделано заключение, что снижение эффекта теплового закаливания проростков пшеницы при обработке пролином связано с его влиянием на содержание активных форм кислорода, задействованных в формировании сигнала, индуцирующего развитие теплоустойчивости. Досліджували вплив екзогенного проліну на теплостійкість проростків пшениці і динаміку вмісту в них пероксиду водню. Обробка проростків 1 мМ розчином проліну пригнічувала розвиток індукованої теплостійкості, спричинюваний однохвилинною дією загартувальної температури (42 °С), але не впливала на базову теплостійкість. При цьому пролін усував транзиторне підвищення вмісту пероксиду водню в коренях і пагонах проростків, спричинюване загартуванням. Екзогенний валін, що використовувався для оцінювання специфічності дії проліну, не впливав на вміст пероксиду водню в проростках і формування їх теплостійкості після загартування. Зроблено висновок, що зниження ефекту теплового загартування проростків пшениці за обробки проліном пов’язане з його впливом на вміст активних форм кисню, задіяних у формуванні сигналу, що індукує розвиток теплостійкості. The influence of exogenous proline on the thermoresistance of wheat seedlings and the dynamics of their hydrogen peroxide content were investigated. The treatment of seedlings with 1 mM solution of proline inhibited the development of induced thermoresistance caused by 1-min action of hardening temperature (42 °C) but didn’t influence the basic heat resistance. At the same time proline eliminated the transient increasing of hydrogen peroxide content in shoots and roots of seedlings. Exogenous valine that was used for the estimation of the specificity of proline action didn’t influence hydrogen peroxide content and the formation of thermoresistance after hardening in seedlings. It was concluded that the decrease in the effect of heat hardening of wheat seedlings after the treatment with proline is related to its influence on the content of reactive oxygen species that participate in the formation of the signal that induced the heat resistance development. 2014 Article Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости / А.А Вайнер., Ю.Е. Колупаев, А.И. Обозный // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 3. — С. 252-258. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 2308-7099 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159433 581.1.036.2:577.13 ru Физиология растений и генетика application/pdf Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Исследовали влияние экзогенного пролина на теплоустойчивость проростков пшеницы и динамику содержания в них пероксида водорода. Обработка проростков 1 мМ раствором пролина угнетала развитие индуцированной теплоустойчивости, вызываемое одноминутным воздействием закаливающей температуры (42 °С), но не влияла на базовую теплоустойчивость. При этом пролин устранял вызываемое закаливанием транзиторное повышение содержания пероксида водорода в корнях и побегах проростков. Экзогенный валин, используемый для оценки специфичности действия пролина, не влиял на содержание пероксида водорода в проростках и формирование их теплоустойчивости после закаливания. Сделано заключение, что снижение эффекта теплового закаливания проростков пшеницы при обработке пролином связано с его влиянием на содержание активных форм кислорода, задействованных в формировании сигнала, индуцирующего развитие теплоустойчивости.
format	Article
author	Вайнер, А.А. Колупаев, Ю.Е. Обозный, А.И.
spellingShingle	Вайнер, А.А. Колупаев, Ю.Е. Обозный, А.И. Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости Физиология растений и генетика
author_facet	Вайнер, А.А. Колупаев, Ю.Е. Обозный, А.И.
author_sort	Вайнер, А.А.
title	Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости
title_short	Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости
title_full	Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости
title_fullStr	Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости
title_full_unstemmed	Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости
title_sort	влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости
publisher	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
publishDate	2014
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159433
citation_txt	Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости / А.А Вайнер., Ю.Е. Колупаев, А.И. Обозный // Физиология растений и генетика. — 2014. — Т. 46, № 3. — С. 252-258. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.
series	Физиология растений и генетика
work_keys_str_mv	AT vajneraa vliânieékzogennogoprolinanasoderžanieperoksidavodorodavprorostkahpšenicyiformirovanieinducirovannojteploustojčivosti AT kolupaevûe vliânieékzogennogoprolinanasoderžanieperoksidavodorodavprorostkahpšenicyiformirovanieinducirovannojteploustojčivosti AT oboznyjai vliânieékzogennogoprolinanasoderžanieperoksidavodorodavprorostkahpšenicyiformirovanieinducirovannojteploustojčivosti AT vajneraa vplivekzogennogoprolínunavmístperoksiduvodnûvprorostkahpšenicííformuvannâíndukovanoíteplostíjkostí AT kolupaevûe vplivekzogennogoprolínunavmístperoksiduvodnûvprorostkahpšenicííformuvannâíndukovanoíteplostíjkostí AT oboznyjai vplivekzogennogoprolínunavmístperoksiduvodnûvprorostkahpšenicííformuvannâíndukovanoíteplostíjkostí AT vajneraa theinfluenceofexogenousprolineonthecontentofhydrogenperoxideandtheformationofinducedthermoresistanceinwheatseedlings AT kolupaevûe theinfluenceofexogenousprolineonthecontentofhydrogenperoxideandtheformationofinducedthermoresistanceinwheatseedlings AT oboznyjai theinfluenceofexogenousprolineonthecontentofhydrogenperoxideandtheformationofinducedthermoresistanceinwheatseedlings
first_indexed	2025-11-28T12:18:03Z
last_indexed	2025-11-28T12:18:03Z
_version_	1850036501165899776
fulltext	ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ И ГЕНЕТИКА. 2014. Т. 46. № 3 УДК 581.1.036.2:577.13 ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОГО ПРОЛИНА НА СОДЕРЖАНИЕ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА В ПРОРОСТКАХ ПШЕНИЦЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ИНДУЦИРОВАННОЙ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ А.А. ВАЙНЕР, Ю.Е. КОЛУПАЕВ, А.И. ОБОЗНЫЙ Харьковский национальный аграрный университет им. В.В. Докучаева 62483 Харьков, п/о «Коммунист-1» e-mail: plant_biology@mail.ru Исследовали влияние экзогенного пролина на теплоустойчивость проростков пшеницы и динамику содержания в них пероксида водорода. Обработка проро- стков 1 мМ раствором пролина угнетала развитие индуцированной теплоустой- чивости, вызываемое одноминутным воздействием закаливающей температуры (42 °С), но не влияла на базовую теплоустойчивость. При этом пролин устранял вызываемое закаливанием транзиторное повышение содержания пероксида во- дорода в корнях и побегах проростков. Экзогенный валин, используемый для оценки специфичности действия пролина, не влиял на содержание пероксида водорода в проростках и формирование их теплоустойчивости после закалива- ния. Сделано заключение, что снижение эффекта теплового закаливания проро- стков пшеницы при обработке пролином связано с его влиянием на содержание активных форм кислорода, задействованных в формировании сигнала, индуци- рующего развитие теплоустойчивости. Ключевые слова: Triticum aestivum L., пролин, пероксид водорода, тепловое зака- ливание. Пролин является полифункциональным стрессовым метаболитом расте- ний. Его накопление в растениях зарегистрировано при действии небла- гоприятных факторов различной природы: засоления, засухи, тяжелых металлов, УФ-излучения [10, 22, 23]. Осмопротекторная функция про- лина общеизвестна. Он также проявляет свойства биорегулятора и моле- кулярного шаперона, стабилизируя клеточные структуры [5, 11, 23]. Эта аминокислота обладает и антиоксидантной активностью. Так, экзогенный пролин, снижая содержание активных форм кислорода (АФК), предотвра- щал программируемую гибель мутантного грибного патогена люцерны Сolletotrichum trifolii с нарушенным образованием АФК [9]. Показано за- щитное влияние пролина на растения в условиях окислительного стресса, вызываемого паракватом [3] и пероксидом водорода [4]. В то же время имеются сведения и о прооксидантном действии пролина [15]. Трансформанты арабидопсиса со сверхэкспрессией гена ключевого энзима синтеза пролина 1-пирролин-5-карбоксилатсинтазы отличались сниженной устойчивостью к окислительному стрессу и ги- пертермии [14]. При усилении окисления пролина, катализируемого пролиндегидрогеназой, возможно образование АФК и даже индукция клеточной гибели [8]. © А.А. ВАЙНЕР, Ю.Е. КОЛУПАЕВ, А.И. ОБОЗНЫЙ, 2014 252 Ранее нами было показано участие АФК в индуцировании тепло- устойчивости проростков пшеницы кратковременным действием высо- ких температур [12]. В связи с известным фактом накопления пролина в растениях при действии стрессоров различной природы, а также сведе- ниями о его про- и антиоксидантных эффектах представляло интерес изучение влияния экзогенного пролина на индуцированную теплоустой- чивость растений и содержание в них пероксида водорода, который счи- тается основной сигнальной АФК [19]. Для оценки специфичности эф- фектов пролина изучали также влияние валина на указанные показатели. Методика Объектами исследования были трехсуточные (на момент начала экспе- риментов) этиолированные проростки пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Элегия, выращенные при температуре 23 °С. На растворы проли- на или валина проростки помещали за сутки до теплового закаливания. Растения контрольного варианта инкубировали на очищенной водопро- водной воде. Тепловое закаливание проростков осуществляли путем их погру- жения в ванну водяного ультратермостата с температурой 42 °С на 1 мин. После этого в течение суток проростки продолжали инкубировать на растворах указанных аминокислот, контрольные образцы выдерживали на воде. Через сутки после закаливания проростки подвергали тепловому повреждающему воздействию — прогреву в водяном ультратермостате в течение 10 мин при температуре 46 °С. Режимы закаливающего и по- вреждающего тепловых воздействий были выбраны на основании экспе- риментов, проведенных ранее [1, 12]. Через 3 сут после повреждающего высокотемпературного воздействия оценивали относительное количест- во выживших проростков. После предобработки проростков растворами аминокислот и через определенное время после закаливающего высокотемпературного воз- действия отбирали пробы растительного материала для анализа биохи- мических показателей. Содержание пероксида водорода устанавливали, экстрагируя его из растертого на холоде растительного материала 5 %-й ТХУ. Пробы цент- рифугировали (8000 g, 10 мин) при температуре не выше 4 °С и в надо- садочной жидкости определяли концентрацию Н2О2 с использованием соли Мора и тиоцианата аммония [20]. Содержание пролина определяли по методу Бейтса и соавт. [7]. Антиоксидантную активность исследуемых аминокислот определя- ли с использованием свободного стабильного радикала 2,2-дифенил-1- пикрилгидразила (ДФПГ) [16]. В реакционные пробирки вносили по 0,25 мл спиртовых растворов аминокислот в соответствующих концент- рациях, 1,75 мл 80 %-го этанола и 2 мл 200 мкМ ДФПГ. В контроль- ную пробу вместо растворов аминокислот вносили эквивалентный объем 80 %-го этанола. Пробирки встряхивали и оставляли в темноте на 30 мин, после чего определяли оптическую плотность растворов при длине вол- ны 517 нм. Эксперименты повторяли независимо 3—4 раза, биологическая по- вторность каждого опыта была трехкратной. На рисунках и в таблице приведены средние значения и их стандартные погрешности. 253 ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОГО ПРОЛИНА ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 3 Результаты и обсуждение Экзогенный пролин концентрацией 1 мМ немного повышал базовую теп- лоустойчивость проростков пшеницы, но существенно угнетал развитие индуцированной теплоустойчивости, вызываемое закаливающим прогре- вом (рис. 1). При более низких концентрациях влияние пролина на зака- ливание было менее заметным, а высокие его концентрации (20 мМ) сни- жали не только индуцированную, но и базовую теплоустойчивость, что могло быть обусловлено неспецифическими токсическими эффектами эк- зогенной аминокислоты. В связи с этим в экспериментах использовали пролин концентрацией 1 мМ. Чтобы определить, насколько специфичным был выявленный эф- фект пролина, его действие сравнивали с влиянием экзогенного валина. Обработка проростков этой аминокислотой не влияла на их базовую теп- лоустойчивость и не препятствовала развитию резистентности после зака- ливающего прогрева (см. рис. 1). Закаливающий прогрев вызывал транзиторное повышение содер- жания пероксида водорода в корнях и побегах проростков, которое на- блюдалось через 15 мин после теплового воздействия (рис. 2). Через 1 ч после закаливания содержание пероксида водорода в органах контроль- ных и закаленных проростков не отличалось. Обработка пролином вы- зывала небольшое снижение содержания пероксида водорода в корнях в конце эксперимента (24 ч наблюдений) и не влияла на его количество в побегах. При этом под действием пролина нивелировалось вызываемое закаливанием повышение содержания АФК в корнях и побегах. Валин не оказывал существенного влияния на содержание пероксида водорода в органах закаленных и незакаленных проростков (см. рис. 2). При обработке экзогенным пролином его содержание в корнях по- вышалось приблизительно в 2 раза (таблица). Закаливающий прогрев не вызывал достоверных изменений содержания пролина. В то же время в варианте с сочетанием обработки пролином и воздействием закаливания содержание этой амино- кислоты превышало пока- затели не только варианта с закаливанием, но и ва- рианта с обработкой про- лином без закаливающего воздействия. Такой эф- фект мог быть связан с повышением проницае- мости мембран для экзо- генного пролина после действия гипертермии. В варианте с сочетанием за- каливания и обработки валином содержание про- лина в корнях проростков было несущественно вы- ше, чем в варианте с зака- ливанием. В целом обработка растений экзогенными 254 А.А. ВАЙНЕР, Ю.Е. КОЛУПАЕВ, А.И. ОБОЗНЫЙ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 3 Рис. 1. Влияние 1 мМ растворов аминокислот на выживание (%) незакаленных и закаленных проро- стков пшеницы после 10 мин прогрева при темпера- туре 46 °С. Здесь и на рис. 2: 1 — контроль; 2 — закаливание; 3 — пролин; 4 — закалива- ние + пролин; 5 — валин; 6 — закаливание + валин аминокислотами вызыва- ла умеренные изменения содержания пролина в тканях корней, что дает основание говорить об адекватности такого экс- периментального приема его регуляции. При этом умеренные изменения со- держания эндогенного пролина влияли на прояв- ление физиологических эффектов теплового зака- ливания. Действие про- лина нивелировало вызы- ваемое закаливанием повышение содержания пероксида водорода в ор- ганах проростков и разви- тие их теплоустойчивости. Можно полагать, что про- лин, снижая содержание АФК, препятствует фор- мированию сигнала, ин- дуцирующего развитие теплоустойчивости проро- стков пшеницы. Ранее на этой же модели мы пока- зали снятие эффекта зака- ливания действием анти- оксидантов ионола [12] или диметилтиомочевины [1]. Таким образом, влия- ние пролина было сходным с эффектами антиоксидантов. Механизмы снижения содержания пероксида водорода и возмож- но других АФК в клетках растений под влиянием пролина объяснить до- вольно сложно. Его структурные особенности дают основание рассмат- ривать возможность прямой инактивации радикальных форм кислорода. 255 ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОГО ПРОЛИНА ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 3 Содержание пролина (мкмоль/г сырого вещества) в корнях проростков пшеницы Вариант опыта До закаливания или через 24 ч инкубации проростков на растворах аминокислот Через 24 ч после зака- ливания или через 48 ч инкубации проростков на растворах аминокислот Контроль 1,36±0,04 1,21±0,06 Закаливание — 1,35±0,03 Пролин (1 мМ) 2,63±0,06 2,57±0,05 Закаливание + пролин (1 мМ) — 3,19±0,07 Валин (1 мМ) 1,36±0,05 1,36±0,04 Закаливание + валин (1 мМ) — 1,57±0,07 Рис. 2. Содержание пероксида водорода (нмоль/г сы- рого вещества) в органах проростков пшеницы после одноминутного закаливания при температуре 42 °С Так, пролин может образовывать устойчивый радикал, поскольку содер- жит третичный углеродный атом. Такой радикал приводит к «тушению» или обрыву каскада свободнорадикальных реакций, запускаемых супер- оксид-, пероксид- или гидроксил-радикалом [3]. В системе in vitro мы сравнили антиоксидантную активность про- лина и валина по реакции с ДФПГ. Было выявлено, что пролин в отли- чие от валина обладает антиоксидантной активностью (рис. 3). Подоб- ные результаты по прямому антиоксидантному действию пролина приведены в работе [17]. Естественно, что в искусственной системе анти- оксидантные эффекты пролина могут отличаться от его действия in vivo. Известно, что пролин локализирован в растительных клетках преимуще- ственно в цитозоле, но может активно транспортироваться в митохонд- рии [23]. Однако исследования по оценке точной концентрации проли- на в отдельных компартментах растительных клеток не проводились. Тем не менее концентрации, при которых зарегистрированы антиокси- дантные эффекты пролина, сопоставимы с его содержанием в раститель- ном материале (см. таблицу), что дает основание говорить о вероятнос- ти прямого антиоксидантного действия этой аминокислоты. Таким образом, пролин обладает способностью изменять про-/ан- тиоксидантное равновесие в растительных клетках. Это проявлялось в снижении содержания пероксида водорода в корнях и побегах пророст- ков сразу после закаливающего прогрева (см. рис. 2). В других работах сообщалось о снижении содержания продукта пероксидного окисления липидов малонового диальдегида в растительных тканях в стрессовых ус- ловиях под влиянием пролина [6, 21]. Обсуждая полученные результаты, отметим, что имеются сведения и о противоположном — прооксидантном — действии пролина на клет- ки живых организмов [4, 14]. Такой эффект пролина может быть связан с его окислением пролиндегидрогеназой и прямым включением элек- трона и протона от пролина в дыхательную цепь митохондрий [15]. В то же время в наших экспериментах, по-видимому, не было условий для развития подобных процессов. Содержание эндогенного пролина повы- шалось не столь значительно, чтобы вызвать окислительный стресс (см. таблицу). Наоборот, про- лин проявлял антиокси- дантный эффект и, сни- жая содержание АФК, вероятно препятствовал АФК-индуцированному развитию теплоустойчи- вости проростков после теплового закаливания. Недавно были полу- чены сведения о способ- ности пролина модифици- ровать дифференциальную экспрессию генов супер- оксиддисмутазы (СОД) у шалфея [2]. Имеются и разрозненные данные как о повышении, так и сни- жении активности неко- 256 А.А. ВАЙНЕР, Ю.Е. КОЛУПАЕВ, А.И. ОБОЗНЫЙ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 3 Рис. 3. Антиоксидантная активность аминокислот пролина (1) и валина (2) (по реакции с 2,2-дифенил- 1-пикрилгидразилом, %) торых антиоксидантных энзимов у растений под влиянием пролина [9, 13, 18]. Для выяснения вопроса о возможности подобных эффектов про- лина в рамках использованной нами экспериментальной модели необхо- димы специальные эксперименты. В целом же проведенные исследова- ния указывают на возможность вовлечения пролина в сложную модификацию АФК-зависимых процессов. При этом в зависимости от условий эксперимента результат такой модификации может быть раз- личным и проявляться как в повышении резистентности растений к стресс-факторам [3], так и в снижении индуцированной устойчивости, зарегистрированном в настоящей работе. 1. Колупаев Ю.Е., Обозный А.И., Швиденко Н.В. Роль пероксида водорода в формировании сигнала, индуцирующего развитие теплоустойчивости проростков пшеницы // Физио- логия растений. — 2013. — 60, № 2. — С. 221—229. 2. Радюкина Н.Л., Шашукова А.В., Макарова С.С., Кузнецов Вл.В. Экзогенный пролин мо- дифицирует дифференциальную экспрессию генов супероксиддисмутазы в растениях шалфея при UV-B облучении // Там же. — 2011. — 58, № 1. — С. 49—57. 3. Радюкина Н.Л, Шашукова А.В., Шевякова Н.И., Кузнецов Вл.В. Участие пролина в сис- теме антиоксидантной защиты у шалфея при действии NaCl и параквата // Там же. — 2008. — 55, № 5. — С. 721—730. 4. Сошинкова Т.Н., Радюкина Н.Л., Королькова Д.В., Носов А.В. Пролин и функциониро- вание антиоксидантной системы растений и культивируемых клеток Thellungiella sal- suginea при окислительном стрессе // Там же. — 2013. — 60, № 1. — С. 47—60. 5. Тищенко Е.Н. Генетическая инженерия с использованием генов метаболизма L-проли- на для повышения осмотолерантности растений // Физиология растений и генетика. — 2013. — 45, № 6. — С. 488—500. 6. Alia, Saradhi P.P., Mohanty P. Involvement of proline in protecting thylakoid membranes against free radical-induced photodamage // J. Photochem. Photobiol. — 1997. — 38. — P. 253—257. 7. Bates L.S., Walden R.P., Tear G.D. Rapid determination of free proline for water stress stu- dies // Plant Soil. — 1973. — 39. — P. 205—210. 8. Cecchini N.M., Monteoliva M.I., Alvares M.E. Proline dehydrogenase is a positive regulator of cell death in different kingdoms // Plant Signal. Behav. — 2011. — 6, N 8. — P. 1195—1197. 9. Chen C., Dickman M.B. Proline suppresses apoptosis in the fungal pathogen Colletotrichum tri- folii // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2005. — 102. — P. 3459—3464. 10. Islam M.M., Hoque M.A., Okuma E. et al. Exogenous proline and glycinebetaine increase antioxidant enzyme activities and confer tolerance to cadmium stress in cultured tobacco cells // J. Plant Physiol. — 2009. — 166. — P. 1587—1597. 11. Khedr A.H.A., Abbas M.A., Wahid A.A.A. et al. Proline induces the expression of salt-stress- responsive proteins and may improve the adaptation of Pancratium maritimum L. to salt- stress // J. Exp. Bot. — 2003. — 54. — P. 2553—2562. 12. Kolupaev Yu.Ye., Karpets Yu. V., Kosakivska I.V. The importance of reactive oxygen species in the induction of plant resistance to heat stress // Gen. Appl. Plant Physiol. — 2008. — 34, N 3—4. — P. 251—266. 13. Lutts S., Guerrier G. Peroxidase activities of two rice cultivars differing in salinity tolerance as affected by proline and NaCl // Biol. Plant. — 1995. — 37, Is. 4. — P. 577—586. 14. Lv W.-T., Lin B., Zhang M., Hua X.-J. Proline accumulation is inhibitory to Arabidopsis seedlings during heat stress // Plant Physiol. — 2011. — 156. — P. 1921—1933. 15. Miller G., Honig A., Stein H. et al. Unraveling 1-pyrroline-5-carboxylate-proline cycle in plants by uncoupled expression of proline oxidation enzymes // J. Biol. Chem. — 2010. — 284. — P. 26482—26492. 16. Molyneux P. The use of the stable free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity songklanakarin // J. Sci. Technol. — 2004. — 26. — P. 211—219. 17. Okuma E., Murakami Y., Shimoishi Y. et al. Effects of exogenous application of proline and betaine on the growth of tobacco cultured cells under saline conditions // Soil Sci. Plant Nutr. — 2004. — 50. — P. 1301—1305. 18. Ozturk L., Demir Y. In vivo and in vitro protective role of proline // Plant Grow. Regul. — 2002. — 38. — P. 259—264. 19. Petrov V.D., Breusegem F.V. Hydrogen peroxide — a central hub for information flow in plant cells // AoB Plants. — 2012: pls014; doi:10.1093/aobpla/pls014. 257 ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОГО ПРОЛИНА ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 3 20. Sagisaka S. The occurrence of peroxide in a perennial plant, Populus gelrica // Plant Physiol. — 1976. — 57. — P. 308—309. 21. Sairam R.K., Srivastava G.C. Induction of oxidative stress and antioxidant activity by hydro- gen peroxide treatment in tolerant and susceptible wheat genotypes // Biol. Plant. — 2000. — 43. — P. 381—386. 22. Saradhi P.P., Alia, Arora S., Prasad K.V.S.K. Proline accumulates in plants exposed to UV radiation and protects them against UV induced peroxidation // Biochem. Biophys. Res. Comm. — 1995. — 209. — P. 1—5. 23. Szabados L., Savoure A. Proline: a multifunctional amino acid // Trends Plant Sci. — 2009. — 15, N 2. — P. 89—97. Получено 10.01.2014 ВПЛИВ ЕКЗОГЕННОГО ПРОЛIНУ НА ВМIСТ ПЕРОКСИДУ ВОДНЮ В ПРОРОСТКАХ ПШЕНИЦI I ФОРМУВАННЯ IНДУКОВАНОЇ ТЕПЛОСТIЙКОСТI А.О. Вайнер, Ю.Є. Колупаєв, О.I. Обозний Харківський національний аграрний університет ім. В.В. Докучаєва Досліджували вплив екзогенного проліну на теплостійкість проростків пшениці і динаміку вмісту в них пероксиду водню. Обробка проростків 1 мМ розчином проліну пригнічувала розвиток індукованої теплостійкості, спричинюваний однохвилинною дією загартувальної температури (42 °С), але не впливала на базову теплостійкість. При цьому пролін усував транзиторне підвищення вмісту пероксиду водню в коренях і пагонах проростків, спричи- нюване загартуванням. Екзогенний валін, що використовувався для оцінювання спе- цифічності дії проліну, не впливав на вміст пероксиду водню в проростках і формування їх теплостійкості після загартування. Зроблено висновок, що зниження ефекту теплового загартування проростків пшениці за обробки проліном пов’язане з його впливом на вміст активних форм кисню, задіяних у формуванні сигналу, що індукує розвиток теп- лостійкості. THE INFLUENCE OF EXOGENOUS PROLINE ON THE CONTENT OF HYDROGEN PEROXIDE AND THE FORMATION OF INDUCED THERMORESISTANCE IN WHEAT SEEDLINGS A.O. Vayner, Yu.E. Kolupaev, O.I. Oboznyi V.V. Dokuchaev Kharkiv National Agrarian University p/o «Communist-1», Kharkiv, 62483, Ukraine The influence of exogenous proline on the thermoresistance of wheat seedlings and the dynamics of their hydrogen peroxide content were investigated. The treatment of seedlings with 1 mM solu- tion of proline inhibited the development of induced thermoresistance caused by 1-min action of hardening temperature (42 °C) but didn’t influence the basic heat resistance. At the same time proline eliminated the transient increasing of hydrogen peroxide content in shoots and roots of seedlings. Exogenous valine that was used for the estimation of the specificity of proline action didn’t influence hydrogen peroxide content and the formation of thermoresistance after harden- ing in seedlings. It was concluded that the decrease in the effect of heat hardening of wheat seedlings after the treatment with proline is related to its influence on the content of reactive oxy- gen species that participate in the formation of the signal that induced the heat resistance deve- lopment. Key words: Triticum aestivum L., proline, hydrogen peroxide, heat hardening. 258 А.А. ВАЙНЕР, Ю.Е. КОЛУПАЕВ, А.И. ОБОЗНЫЙ ISSN 2308-7099. Физиология растений и генетика. 2014. Т. 46. № 3

Влияние экзогенного пролина на содержание пероксида водорода в проростках пшеницы и формирование индуцированной теплоустойчивости

Institution

Ähnliche Einträge