Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов
Изучено in vivo влияние брассиностероидов (БС) на активность транспорта электронов митохондрий при действии солевого стресса. Показано, что снижение эндогенного уровня БС ингибитором биосинтеза гормона, брассиназолом, уменьшает интенсивность дыхания клеток. Установлено, что БС активируют клеточное...
Saved in:
| Date: | 2015 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2015
|
| Series: | Доповіді НАН України |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95712 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов / М.В. Деревянчук, О.И. Грабельных, Р.П. Литвиновская, В.К. Войников, А.Л. Савчук, В.А. Хрипач, В.С. Кравец // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 1. — С. 153-158. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-95712 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-957122025-02-09T09:36:02Z Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов Роль брасиностероїдiв у процесi адаптацiї функцiонування мiтохондрiй рослин in vivo при дiї абiотичних стресiв Role of brassinosteroids in the adaptation of plant mitochondria functioning in vivo under abiotic stress conditions Деревянчук, М.В. Грабельных, О.И. Литвиновская, Р.П. Войников, В.К. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. Біохімія Изучено in vivo влияние брассиностероидов (БС) на активность транспорта электронов митохондрий при действии солевого стресса. Показано, что снижение эндогенного уровня БС ингибитором биосинтеза гормона, брассиназолом, уменьшает интенсивность дыхания клеток. Установлено, что БС активируют клеточное дыхание и основные энзиматические системы антиоксидантной защиты — каталазу, гваякольную пероксидазу, супероксиддисмутазу, а также способствуют повышению уровня осмопротекторов и скавенджеров АФК — глутатиона и пролина. Полученные результаты свидетельствуют о вовлечении БС в регуляцию метаболизма АФК и гомеостаза митохондрий при действии абиотического стресса. Вивчено вплив брасиностероїдiв (БС) на активацiю транспорту електронiв мiтохондрiй in vivo при дiї сольового стресу. Показано, що зниження ендогенного рiвня БС iнгiбiтором бiосинтезу гормону, брасиназолом, пригнiчує дихання клiтин. Встановлено, що БС активують клiтинне дихання i основнi ензиматичнi системи антиоксидантного захисту — каталазу, гваякольну пероксидазу, супероксиддисмутазу, а також сприяють пiдвищенню рiвня осмопротекторiв i скавенджерiв АФК — глутатiону i пролiну. Отриманi результати свiдчать про залучення БС до регуляцiї метаболiзму АФК i гомеостазу мiтохондрiй при дiї абiотичного стресу. The role of brassinosteroids (BRs) in the activation of the mitochondrial electron transport chain under salt stress conditions is investigated. Lowering the endogenous BRs level with the inhibitor of hormone biosynthesis, brassinazole, decreases the cell respiration. We have demonstrated that BRs activate cell respiration and key cellular enzymatic antioxidant systems (catalase, guaiacol peroxidase, superoxide dismutase) and promote the accumulation of osmoprotectors and scavengers of reactive oxygen species (ROS) — glutathione and proline. Our results indicate that BRs may be involved in the regulation of ROS metabolism and mitochondria homeostasis under the abiotic stress condition. Работа выполнена при поддержке Государственного фонда фундаментальных исследований Украины (проект № 54.4/026-2013), НАН Украины (проект № 2.1.10.32-10) и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект №Х13К-094). 2015 Article Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов / М.В. Деревянчук, О.И. Грабельных, Р.П. Литвиновская, В.К. Войников, А.Л. Савчук, В.А. Хрипач, В.С. Кравец // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 1. — С. 153-158. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95712 577.17.05 ru Доповіді НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Біохімія Біохімія |
| spellingShingle |
Біохімія Біохімія Деревянчук, М.В. Грабельных, О.И. Литвиновская, Р.П. Войников, В.К. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов Доповіді НАН України |
| description |
Изучено in vivo влияние брассиностероидов (БС) на активность транспорта электронов
митохондрий при действии солевого стресса. Показано, что снижение эндогенного уровня БС ингибитором биосинтеза гормона, брассиназолом, уменьшает интенсивность
дыхания клеток. Установлено, что БС активируют клеточное дыхание и основные энзиматические системы антиоксидантной защиты — каталазу, гваякольную пероксидазу, супероксиддисмутазу, а также способствуют повышению уровня осмопротекторов
и скавенджеров АФК — глутатиона и пролина. Полученные результаты свидетельствуют о вовлечении БС в регуляцию метаболизма АФК и гомеостаза митохондрий при действии абиотического стресса. |
| format |
Article |
| author |
Деревянчук, М.В. Грабельных, О.И. Литвиновская, Р.П. Войников, В.К. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. |
| author_facet |
Деревянчук, М.В. Грабельных, О.И. Литвиновская, Р.П. Войников, В.К. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. |
| author_sort |
Деревянчук, М.В. |
| title |
Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов |
| title_short |
Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов |
| title_full |
Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов |
| title_fullStr |
Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов |
| title_full_unstemmed |
Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов |
| title_sort |
роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2015 |
| topic_facet |
Біохімія |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95712 |
| citation_txt |
Роль брассиностероидов в адаптации функционирования митохондрий растений in vivo при действии абиотических стрессов / М.В. Деревянчук, О.И. Грабельных, Р.П. Литвиновская, В.К. Войников, А.Л. Савчук, В.А. Хрипач, В.С. Кравец // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 1. — С. 153-158. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT derevânčukmv rolʹbrassinosteroidovvadaptaciifunkcionirovaniâmitohondrijrastenijinvivopridejstviiabiotičeskihstressov AT grabelʹnyhoi rolʹbrassinosteroidovvadaptaciifunkcionirovaniâmitohondrijrastenijinvivopridejstviiabiotičeskihstressov AT litvinovskaârp rolʹbrassinosteroidovvadaptaciifunkcionirovaniâmitohondrijrastenijinvivopridejstviiabiotičeskihstressov AT vojnikovvk rolʹbrassinosteroidovvadaptaciifunkcionirovaniâmitohondrijrastenijinvivopridejstviiabiotičeskihstressov AT savčukal rolʹbrassinosteroidovvadaptaciifunkcionirovaniâmitohondrijrastenijinvivopridejstviiabiotičeskihstressov AT hripačva rolʹbrassinosteroidovvadaptaciifunkcionirovaniâmitohondrijrastenijinvivopridejstviiabiotičeskihstressov AT kravecvs rolʹbrassinosteroidovvadaptaciifunkcionirovaniâmitohondrijrastenijinvivopridejstviiabiotičeskihstressov AT derevânčukmv rolʹbrasinosteroídivuprocesiadaptaciífunkcionuvannâmitohondrijroslininvivopridiíabiotičnihstresiv AT grabelʹnyhoi rolʹbrasinosteroídivuprocesiadaptaciífunkcionuvannâmitohondrijroslininvivopridiíabiotičnihstresiv AT litvinovskaârp rolʹbrasinosteroídivuprocesiadaptaciífunkcionuvannâmitohondrijroslininvivopridiíabiotičnihstresiv AT vojnikovvk rolʹbrasinosteroídivuprocesiadaptaciífunkcionuvannâmitohondrijroslininvivopridiíabiotičnihstresiv AT savčukal rolʹbrasinosteroídivuprocesiadaptaciífunkcionuvannâmitohondrijroslininvivopridiíabiotičnihstresiv AT hripačva rolʹbrasinosteroídivuprocesiadaptaciífunkcionuvannâmitohondrijroslininvivopridiíabiotičnihstresiv AT kravecvs rolʹbrasinosteroídivuprocesiadaptaciífunkcionuvannâmitohondrijroslininvivopridiíabiotičnihstresiv AT derevânčukmv roleofbrassinosteroidsintheadaptationofplantmitochondriafunctioninginvivounderabioticstressconditions AT grabelʹnyhoi roleofbrassinosteroidsintheadaptationofplantmitochondriafunctioninginvivounderabioticstressconditions AT litvinovskaârp roleofbrassinosteroidsintheadaptationofplantmitochondriafunctioninginvivounderabioticstressconditions AT vojnikovvk roleofbrassinosteroidsintheadaptationofplantmitochondriafunctioninginvivounderabioticstressconditions AT savčukal roleofbrassinosteroidsintheadaptationofplantmitochondriafunctioninginvivounderabioticstressconditions AT hripačva roleofbrassinosteroidsintheadaptationofplantmitochondriafunctioninginvivounderabioticstressconditions AT kravecvs roleofbrassinosteroidsintheadaptationofplantmitochondriafunctioninginvivounderabioticstressconditions |
| first_indexed |
2025-11-25T09:50:03Z |
| last_indexed |
2025-11-25T09:50:03Z |
| _version_ |
1849755412891435008 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2015
БIОХIМIЯ
УДК 577.17.05
М. В. Деревянчук, О. И. Грабельных, Р.П. Литвиновская,
В.К. Войников, А. Л. Савчук,
академик НАН Беларуси В. А. Хрипач, В. С. Кравец
Роль брассиностероидов в адаптации
функционирования митохондрий растений in vivo
при действии абиотических стрессов
(Представлено академиком НАН Украины А.И. Вовком)
Изучено in vivo влияние брассиностероидов (БС) на активность транспорта электронов
митохондрий при действии солевого стресса. Показано, что снижение эндогенного уров-
ня БС ингибитором биосинтеза гормона, брассиназолом, уменьшает интенсивность
дыхания клеток. Установлено, что БС активируют клеточное дыхание и основные эн-
зиматические системы антиоксидантной защиты — каталазу, гваякольную пероксида-
зу, супероксиддисмутазу, а также способствуют повышению уровня осмопротекторов
и скавенджеров АФК — глутатиона и пролина. Полученные результаты свидетель-
ствуют о вовлечении БС в регуляцию метаболизма АФК и гомеостаза митохондрий
при действии абиотического стресса.
Брассиностероиды (БС) — новый класс фитогормонов, которые регулируют ключевые эта-
пы роста и развития растений и процессы адаптации к действию стрессовых факторов.
БС распознаются на поверхности клетки с помощью комплекса рецепторных киназ BRI1
и BAK1 и инициируют трансдукцию сигналов, механизм которой включает каскад про-
цессов аутофосфорилирования и трансфосфорилирования субстратов, играющих важную
роль в реализации регуляторной функции БС в росте и развитии растений [1]. Менее де-
тально описаны механизмы сигнализации БС в процессах адаптации метаболизма клеток
растений к действию стрессов. Показано, что обработка экзогенными БС повышает устой-
чивость растений к ряду биотических и абиотических стрессов, которые связаны с нару-
шениями процессов метаболизма АФК [2, 3]. АФК, в том числе H2O2, участвуют в регуля-
ции ответа растений на действие ряда стрессов [4] и часто выступают в роли вторичного
© М. В. Деревянчук, О.И. Грабельных, Р.П. Литвиновская, В.К. Войников, А.Л. Савчук, В. А. Хрипач,
В.С. Кравец, 2015
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №1 153
мессенджера [5]. БС тесно связаны с метаболизмом и сигнализацией АФК. В частности,
известно, что при действии БС в условиях холодового стресса у растений Cucumis sativus
активируются процессы образования супероксид-аниона и пероксида водорода [6]. Добав-
ление ингибиторов НАДФН-оксидазы или ингибитора биосинтеза БС, брассиназола, при-
водит к снижению уровня АФК. Вместе с этим БС индуцируют экспрессию ряда генов,
которые вовлекаются в регуляцию метаболизма АФК — cat, pod, gpx, cAPX [7], препят-
ствуя развитию оксидативного стресса. Учитывая тесное взимодействие АФК и БС при
регуляции клеточных процессов, мы исследовали влияние БС на клеточное дыхание и ге-
нерацию АФК в митохондриях. Регуляция этого процесса позволяет снизить риск развития
оксидативного стресса и повысить энергетический гомеостаз клетки в условиях действия
стрессов.
Материалы и методы исследования. Объект исследования. Объектом исследования
были растения Arabidopsis thaliana col1 дикого типа, трансгенные растения bak1–1 и bri1–6
с мутациями в генах BAK1 и BRI1 киназ рецепторного комплекса БС, что обусловливает их
низкую чувствительность к действию БС, det2 со сниженным эндогенным уровнем БС. Для
исследования дыхательных процессов растения выращивались на твердой питательной сре-
де Мурашига–Скуга с 1% сахарозы с добавлением в среду соли NaCl и гормонов. Измерения
проводили на 18-е сутки выращивания на питательной среде. Для исследования активнос-
ти антиоксидантых систем растения выращивались в грунте 21 сутки. На 22-е сутки рас-
тения были обработаны раствором ЭБЛ (10−8 M, 50 мл на каждые 100 г субстрата с 3–4
растениями) и раствором маннитола (50 мл 300 мM на 100 г субстрата). Использован-
ные реактивы: брассиназол (TCI-Europe, Германия), 24-эпибрассинолид (ЭБЛ), химичес-
ки синтезированный в лаборатории химии стероидов в Институте биоорганической химии
НАН Беларуси, остальные реактивы были производства России и Украины квалификации
“х. ч.”.
Определение активности ферментов антиоксидантной системы. Экстракция расти-
тельного материала (500 мг) проводилась в 100 мM фосфатном буфере (pH 7,0) с 0,1 мМ
ЭДТА и 1% поливинилполипиролидона (ПВП). Гомогенат центрифугировали при 5000 g
в течение 10 мин. Активность супероксиддисмутазы (SOD; EC 1.15.1.1) определяли по
способности подавлять фотохимическое восстановление нитросиним тетразолиевым [8]. Ак-
тивность каталазы (CAT; EC 1.11.1.6) и гваякольной пероксидазы (GPX; EC 1.11.1.7) опре-
деляли методами [9] и [4] с модификациями.
Концентрацию эндогенного пероксида водорода определяли согласно методу [10].
Содержание белка определяли по методу Бредфорда [11].
Содержание пролина определяли по методу Бейтса [12].
Определение активности дыхательной цепи митохондрий. Измерения проводили на
полярографе Oxygraph (Hansatech Instruments, Великобритания) с кислородным электро-
дом Кларка. Даные снимали с ячейки объемом 1 мл с буфером 5 мM Tris/HCl, pH 6,0,
насыщенным воздухом при 25 ◦С. Навеска составляла 40 мг ткани листьев растений Arabi-
dopsis thaliana. Интенсивность поглощения кислорода тканями оценивали с помощью рас-
творов KCN (ингибитор цитохромной оксидазы) и салицилат гидроксамовой кислоты (ин-
гибитор альтернативной оксидазы) в конечных концентрациях 1 и 3 мM соответственно.
Интенсивность дыхания рассчитывали по формуле: Vt = Valt + Vcyt + Vres, где Vt — общая
интенсивность дыхания, Vcyt — максимальная активность цитохромной оксидазы, Valt —
максимальная активность альтернативного пути, Vres — интенсивность остаточного дыха-
ния. Уровень остаточного дыхания был в интервале 3–5%.
154 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №1
Рис. 1. Влияние ЭБЛ на интенсивность поглощения кислорода в растениях дикого типа (а) и в трансгенных
растениях bri1–6 (б ). col — растения дикого типа; bri — трансгенные bri1–6 растения; col50, bri50 — растения
арабидопсиса в условиях стресса 50 мМ NaCl; col75, bri75 — растения арабидопсиса в условиях стресса 75 мМ
NaCl; col100, bri100 — растения арабидопсиса в условиях стресса 100 мМ NaCl; ЭБЛ — 24-эпибрассинолид
(10 нМ); БРЗ — брассиназол (1 мкМ)
Результаты исследований и обсуждение. Для достижения поставленной задачи
мы применили трансгенные формы арабидопсиса в сочетании с ингибитором синтеза БС
в клетках, что позволило выявить роль БС в регуляции активности митохондрий растений
in vivo при действии абиотического стресса. Митохондрии являются одним из основных
источников АФК клеток растений, которые формируются в процессе транспорта электро-
нов по дыхательной цепи. Абиотические стрессы, в том числе солевой и осмотический,
способны влиять на функционирование митохондрий, нарушая гомеостаз дыхательной це-
пи и индуцируя генерацию АФК.
В процессе увеличения концентрации соли в растворе происходило угнетение потребле-
ния кислорода тканями арабидопсиса, наиболее выраженное при продолжительном силь-
ном солевом стрессе (100 мМ NaCl). Мы установили, что снижение активности биосинтеза
БС в опытах с применением ингибитора их биосинтеза, брассиназолом, увеличивало чув-
ствительность дыхания растений к солевому стрессу, с другой стороны, экзогенно введен-
ные в среду БС предотвращали снижение активности дыхания тканей растений (рис. 1).
В трансгенных растениях bri1–6 со сниженной чувствительностью к исследованным гор-
монам не было обнаружено статистически достоверного влияния БС на дыхание тканей,
что свидетельствует о специфичности реализации БС посредством рецепторной киназы
BRI1 (см. рис. 1). Интересно, что эти трансгенные растения характеризовались более высо-
кой интенсивностью поглощения кислорода при действии умеренного стресса по сравнению
с col1 растениями (см. рис. 1). Известно, что изменение интенсивности дыхания in vivo при
действии стресса может в равной мере как увеличиваться, так и уменьшаться [13]. При
более сильном и продолжительном стрессе клетка может снижать интенсивность дыхания
тканей, а при кратковременных стрессах — наоборот, активировать дыхание для обеспе-
чения энергией метаболизма клеток [13]. При этом увеличение активности дыхательной
цепи повышает риск генерации АФК, что, в свою очередь, может нарушить функции эле-
ктрон-транспортной цепи. В связи с этим нами была изучена активность антиоксидантных
систем клетки при действии БС в условиях абиотического стресса. Проведенные исследова-
ния свидетельствуют о том, что ЭБЛ активизировал системы антиоксидантной защиты —
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №1 155
Рис. 2. Активность актиоксидатных систем, содержание пролина, глутатиона, пероксида водорода после
2 сут действия стресса (маннитол 300 мМ). а — H2O2 (мкМ/г сырой массы); б — пролин (мкг/ г сырой
массы); в — глутатион (% от контроля); г — каталаза (мкМ H2O2/(мин · мг протеина)); д — гваякольная
пероксидаза (мМ H2O2/(мин · мг протеина)); е — супероксиддисмутаза (СОД, ед. акт. / мг протеина). К —
контроль; ЭБЛ — 24-эпибрассинолид (10−8 М); Стресс — 300 мМ маннитол; ЭБЛ + стресс — 24-эпибрасси-
нолид (10−8 М) + 300 мМ маннитол
каталазу и супероксиддисмутазу и несколько снижал активность гваякольной пероксидазы
(рис. 2), что, возможно, связано с реакцией разложения пероксида водорода и образова-
ния высокотоксичных гидроксильных радикалов. БС увеличивали уровень естественного
осмопротектора пролина и антиоксиданта глутатиона, который в растениях арабидопсиса
156 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №1
находится преимущественно в митохондриях (см. рис. 2). Метаболизм АФК тесно связан
также с глутатионом и пролином, так как известно, что АФК, в частности пероксид во-
дорода, стимулируют аккумуляцию глутатиона в вакуолях растений [14], а пролин, как
и глицинбетаин, также может выступать в роли скавенджеров АФК [15]. Оксидативный
стресс способен приводить к быстрому окислению глутатиона в митохондриях и поврежде-
нию органел.
Таким образом, наши исследования показали, что модулирование уровня БС в расте-
ниях способно влиять на интенсивность дыхания клеток растений при действии абиотиче-
ских стрессов, и этот процесс опосредован рецептором к БС. Увеличение уровня глутатиона
и пролина, а также активация энзиматических антиоксидантов свидетельствует о перепро-
граммировании клетки для снижения риска оксидативного стресса в связи с увеличением
активности клеточного дыхания и возможной генерацией АФК при нарушениях в работе
комплексов электрон-транспортной цепи. Эти результаты могут указывать на вовлечение
БС в регуляцию активности дыхательной цепи и актиоксидантных систем, что приводит к
реорганизации метаболизма растений для роста и развития при действии стрессовых фак-
торов.
Работа выполнена при поддержке Государственного фонда фундаментальных исследований
Украины (проект № 54.4/026-2013), НАН Украины (проект № 2.1.10.32-10) и Белорусского рес-
публиканского фонда фундаментальных исследований (проект №Х13К-094).
1. Kim M.H., Kim Y., Kim J.W. et al. Identification of arabidopsis BAK1-associating Receptor-like kinase
1 (BARK1) and characterization of its gene expression and brassinosteroid-regulated root phenotypes //
Plant Cell Physiol. – 2013. – 54. – P. 1620–1634.
2. Nakashita H., Yasuda M., Nitta T. et al. Brassinosteroid functions in a broad range of disease resistance
in tobacco and rice // Plant J. – 2003. – 33. – P. 887–898.
3. Kagale S., Divi U., Krochko J. et al. Brassinosteroid confers tolerance in Arabidopsis thaliana and Brassica
napus to a range of abiotic stresses // Planta. – 2007. – 225. – P. 353–364.
4. de Azevedo Neto A.D., Prisco J. T., Enéas-Filho J. et al. Effect of salt stress on antioxidative enzymes
and lipid peroxidation in leaves and roots of salt-tolerant and salt-sensitive maize genotypes // Environ.
Exp. Bot. – 2006. – 56. – P. 87–94.
5. Miller G.A.D., Suzuki N., Ciftci-Yilmaz S. et al. Reactive oxygen species homeostasis and signalling during
drought and salinity stresses // Plant Cell Environ. – 2010. – 33. – P. 453–467.
6. Xia X.-J., Wang Y.-J., Zhou Y.-H. et al. Reactive oxygen species are involved in brassinosteroid-induced
stress tolerance in cucumber // Plant Physiol. – 2009. – 150. – P. 801–814.
7. Goda H., Sawa S., Asami T. et al. Comprehensive comparison of auxin-regulated and brassinosteroid-
regulated genes in arabidopsis // Ibid. – 2004. – 134. – P. 1555–1573.
8. Rathore R., Zheng Y.M., Niu C.F. et al. Hypoxia activates NADPH oxidase to increase [ROS]i and [Ca2+]i
through the mitochondrial ROS-PKCepsilon signaling axis in pulmonary artery smooth muscle cells // Free
Radic. Biol. Med. – 2008. – 45. – P. 1223–1231.
9. Monnet F., Bordas F., Deluchat V. et al. Toxicity of copper excess on the lichen Dermatocarpon luridum:
Antioxidant enzyme activities // Chemosphere. – 2006. – 65. – P. 1806–1813.
10. Rhee S., Chang T.-S., Jeong W. et al. Methods for detection and measurement of hydrogen peroxide inside
and outside of cells // Mol. Cells. – 2010. – 29. – P. 539–549.
11. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein
utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. – 1976. – 72. – P. 248–254.
12. Bates L. S., Waldren R.P., Teare I.D. Rapid determination of free proline for water-stress studies // Plant
Soil. – 1973. – 39. – P. 205–207.
13. Jacoby R.P., Taylor N. L., Millar A.H. The role of mitochondrial respiration in salinity tolerance // Trends
Plant Sci. – 2011. – 16. – P. 614–623.
14. Queval G., Jaillard D., Zechmann B. et al. Increased intracellular H2O2 availability preferentially drives
glutathione accumulation in vacuoles and chloroplasts // Plant, Cell & Environment. – 2011. – 34. –
P. 21–32.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №1 157
15. Smirnoff N., Cumbes Q. J. Hydroxyl radical scavenging activity of compatible solutes // Phytochemistry. –
1989. – 28. – P. 1057–1060.
Поступило в редакцию 11.09.2014Институт биоорганической химии
и нефтехимии НАН Украины, Киев
Институт биоорганической химии
НАН Беларуси, Минск
Сибирский институт физиологии
и биохимии растений РАН, Иркутск
М.В. Дерев’янчук, О. I. Грабельних, Р. П. Литвiновська, В.К. Войнiков,
А.Л. Савчук, академiк НАН Бiлорусi В.О. Хрипач, В.С. Кравець
Роль брасиностероїдiв у процесi адаптацiї функцiонування
мiтохондрiй рослин in vivo при дiї абiотичних стресiв
Вивчено вплив брасиностероїдiв (БС) на активацiю транспорту електронiв мiтохондрiй
in vivo при дiї сольового стресу. Показано, що зниження ендогенного рiвня БС iнгiбiтором
бiосинтезу гормону, брасиназолом, пригнiчує дихання клiтин. Встановлено, що БС акти-
вують клiтинне дихання i основнi ензиматичнi системи антиоксидантного захисту —
каталазу, гваякольну пероксидазу, супероксиддисмутазу, а також сприяють пiдвищенню
рiвня осмопротекторiв i скавенджерiв АФК — глутатiону i пролiну. Отриманi результа-
ти свiдчать про залучення БС до регуляцiї метаболiзму АФК i гомеостазу мiтохондрiй
при дiї абiотичного стресу.
M.V. Derevyanchuk, O. I. Grabelnyh, R.P. Litvinovskaуа, V.K. Voinikov,
A. L. Sauchuk, Academician of the NAS of Belarus V. A. Khripach, V. S. Kravets
Role of brassinosteroids in the adaptation of plant mitochondria
functioning in vivo under abiotic stress conditions
The role of brassinosteroids (BRs) in the activation of the mitochondrial electron transport chain
under salt stress conditions is investigated. Lowering the endogenous BRs level with the inhibitor
of hormone biosynthesis, brassinazole, decreases the cell respiration. We have demonstrated that
BRs activate cell respiration and key cellular enzymatic antioxidant systems (catalase, guaiacol
peroxidase, superoxide dismutase) and promote the accumulation of osmoprotectors and scavengers
of reactive oxygen species (ROS) — glutathione and proline. Our results indicate that BRs may
be involved in the regulation of ROS metabolism and mitochondria homeostasis under the abiotic
stress condition.
158 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №1
|