Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса
Установлено влияние нового синтетического производного брассиностероидов, модифицированного остатком индолилуксусной кислоты, на регуляцию роста и развития растений Arabidopsis thaliana и Triticum aestivum в условиях солевого стресса. Показано,
 что новый эфир обладает повышенной способность...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95906 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса / М.В. Деревянчук, Р.П. Литвиновская, А.Л. Савчук, В.А. Хрипач, В.С. Кравец // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 3. — С. 148-151. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860088328389394432 |
|---|---|
| author | Деревянчук, М.В. Литвиновская, Р.П. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. |
| author_facet | Деревянчук, М.В. Литвиновская, Р.П. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. |
| citation_txt | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса / М.В. Деревянчук, Р.П. Литвиновская, А.Л. Савчук, В.А. Хрипач, В.С. Кравец // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 3. — С. 148-151. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Установлено влияние нового синтетического производного брассиностероидов, модифицированного остатком индолилуксусной кислоты, на регуляцию роста и развития растений Arabidopsis thaliana и Triticum aestivum в условиях солевого стресса. Показано,
что новый эфир обладает повышенной способностью стимулировать рост и развитие
клеток растений в условиях засоления, что может быть обусловлено кроссгормональными взаимодействиями.
Встановлено вплив нового синтетичного похiдного брасиностероїдiв, модифiкованого залишком iндолiлоцтової кислоти, на регуляцiю росту i розвитку рослин Arabidopsis thaliana
i Triticum aestivum в умовах дiї сольового стресу. Показано, що новий ефiр виявляє пiдвищену здатнiсть стимулювати рiст i розвиток клiтин рослин при дiї сольового стресу, що, вiрогiдно, обумовлено можливими кросгормональними взаємодiями.
Biological activity of new synthetic brassinosteroid modified with auxin residue on the regulation of
the Arabidopsis thaliana and Triticum aestivum growth and development under salt stress conditions is investigated. It is observed that this new ester is more efficient in the promotion of plant cell growth and development under salinity. These effects might be mediated by hormonal crosstalk.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:21:25Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
3 • 2015
БIОХIМIЯ
УДК 577.17.05
М. В. Деревянчук, Р.П. Литвиновская, А. Л. Савчук,
академик НАН Беларуси В. А. Хрипач, В. С. Кравец
Влияние ауксинового производного брассиностероида
на регуляцию роста и развития растений в условиях
солевого стресса
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины А.И. Вовком)
Установлено влияние нового синтетического производного брассиностероидов, модифи-
цированного остатком индолилуксусной кислоты, на регуляцию роста и развития рас-
тений Arabidopsis thaliana и Triticum aestivum в условиях солевого стресса. Показано,
что новый эфир обладает повышенной способностью стимулировать рост и развитие
клеток растений в условиях засоления, что может быть обусловлено кроссгормональ-
ными взаимодействиями.
Брассиностероиды (БС) являются одними из наиболее интенсивно исследуемых фитогор-
монов, что связано с их участием в регуляции широкого спектра клеточных процессов —
пролиферации и дифференциации клеток [1], развитии органелл [2], регуляции защитных
механизмов [3]. Ключевым аспектом реализации БС в клетке являются кроссгормональ-
ные взаимодействия, с помощью которых может достигаться специфичность ответа клетки
растения на разных этапах ее развития и при адаптации к стрессовому воздействию [4].
Ауксины способны индуцировать транскрипцию генов биосинтеза БС, что, в свою очередь,
влияет на регуляцию процессов их транспорта [5, 6]. Кроме того, ауксины способны ре-
гулировать чувствительность клетки к действию БС путем регуляции экспрессии генов
рецептора БС [7]. БС и ауксины тесно связаны в процессах регуляции актинового цито-
скелета [8], развития проводящих тканей растений [9], роста гипокотелей [10], элонгации
черешков листа [11], восприятия гравитации [12].
Принимая во внимание результаты исследований кроссгормональных взаимодействий
БС и ауксинов [12] при регуляции внутриклеточных процессов in vivo, мы задались целью
изучить влияние индолилуксусного производного 24-эпибрассинолида (ЭБЛ) на регуляцию
ростовых процессов растений, в частности, при действии стресса.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования были растения Ara-
bidopsis thaliana col1 дикого типа, трансгенные растения det2-1 со сниженным эндоген-
ным уровнем БС, а также растения пшеницы Triticum aestivum. Для воздействия солевого
© М. В. Деревянчук, Р.П. Литвиновская, А.Л. Савчук, В.А. Хрипач, В.С. Кравец, 2015
148 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №3
Рис. 1. ЭБЛ (1) и эфир индолилуксусной кислоты, содержащий фрагмент ЭБЛ (2)
стресса растения арабидопсиса выращивались на стерильной твердой питательной 1/2 среде
Мурашига–Скуга с добавлением 1% сахарозы, соли (125 мМ) и гормонов (1·10−7−1·10−9 М).
Использованные соединения: ЭБЛ и ауксиновое производное ЭБЛ (рис. 1), синтезиро-
ванные в лаборатории химии стероидов Института биоорганической химии НАН Беларуси,
остальные реактивы были производства России и Украины квалификации “х. ч.”.
Результаты и обсуждение. В проведенных исследованиях ЭБЛ проявлял высокую
биологическую активность на развитие разных частей растения в зависимости от выб-
ранной концентрации. Так, при выращивании растений на стерильной питательной среде
с 1 · 10−9 М ЭБЛ стимулировали увеличение длины корней (табл. 1). При повышении кон-
центрации в среде до 1 · 10−8 М ЭБЛ мы наблюдали резкое увеличение количества корней
в 3 раза с одновременным уменьшением их длины в 2 раза, что способствует формированию
корневой системы с более эффективной зоной всасывания (см. табл. 1).
При дальнейшем повышении концентрации ЭБЛ (1 · 10−7 М) происходило ингибирова-
ние роста корневой системы растений A. thaliana по сравнению с контролем, а с другой
стороны, наблюдалось значительное стимулирование роста гипокотиля (увеличение элон-
гации в 2 раза) (см. табл. 1). Однако в растениях T. aestivum повышенные концентрации
БС не ингибировали рост корневой системы, а, напротив, оказывали стимулирующий эф-
фект на формирование боковых и адвентивных корней, что, вероятно, связано с разной
чувствительностью клеток A. thaliana и T. aestivum к фитогормону.
Эфир 2 характеризовался выраженной стимулирующей активностью по отношению
к росту боковых и дополнительных корней, при этом одновременно увеличивалась длина
корней и гипокотиля (рис. 2). При сравнении влияния синтезированного эфира и исходного
Таблица 1. Влияние ЭБЛ на рост растений A. thaliana (7 сут) и T. aestivum (4 сут)
Параметр Контроль ЭБЛ, 1 · 10−9 М ЭБЛ, 1 · 10−8 М ЭБЛ, 1 · 10−7 М
Arabidopsis thaliana
Длина корней, мм 16,0 ± 1,2 19,0 ± 1,0 8,0± 0,7 3,1± 0,7
Длина гипокотиля, мм 5,1± 0,2 5,3± 0,2 6,2± 0,4 10,3± 0,7
Количество корней 1,0± 0,01 1,1± 0,1 3,2± 0,4 1,0± 0,01
Triticum aestivum
Длина первого корня, мм 110,6 ± 8,0 119,0 ± 6,6 98,4 ± 6,6 72,8± 3,0
Длина второго корня, мм 109,7 ± 7,1 101,3 ± 5,7 85,7 ± 6,7 61,5± 2,5
Длина третьего корня, мм 108,5 ± 9,2 83,0 ± 6,1 57,0 ± 7,4 48,6± 6,5
Количество корней 2,5± 0,2 3,3± 0,2 3,7± 0,2 4,5± 0,2
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №3 149
Рис. 2. Влияние эфира 2 и ЭБЛ в концентрации 1 · 10
−8 M на процессы корнеобразования у растений
A. thaliana в контрольных условиях
ЭБЛ в контрольных условиях было отмечено, что в эквимолярных концентрациях эфир
более активно, чем ЭБЛ, стимулирует элонгацию корневой системы, увеличивая при этом
в 6–7 раз количество корней по сравнению с контролем.
Определено, что наиболее эффективной для стимуляции процессов корнеобразования
была концентрация 1 · 10−8 М. Наиболее выраженный эффект на ростовые процессы эфир
ЭБЛ и ауксина проявил в условиях солевого стресса. Так, ЭБЛ и синтезированный эфир
способствовали восстановлению прорастания семян и роста растений A. thaliana в условиях
сильного и продолжительного солевого стресса (рис. 3).
Из рис. 3 видно, что при действии ЭБЛ и синтезированного эфира значительно увели-
чивалась площадь листовой пластинки (в 5–6 раз). Эфир был более эффективен (>30%) по
сравнению с ЭБЛ в стимуляции ростовых процессов при действии стресса. Исследованные
гормоны также значительно повышали процент прорастания семян в условиях солевого
стресса. Трансгенные det2 растения с мутациями в генах биосинтеза гормона характери-
зовались резким ингибированием всех ростовых показателей при действии соли и низким
процентом прорастания, что указывает на значительную роль эндогенных БС в формиро-
вании адаптивных реакций к действию абиотических стрессов. Увеличение устойчивости
растений к различным стрессовым факторам внешней среды является актуальным направ-
лением исследования роли БС в регуляции метаболизма клетки. С использованием им-
мунохимических методов нами уже было показано [13], что низкотемпературный стресс
способствует накоплению БС в тканях растений, что, вероятно, связано с реорганизацией
метаболизма и активацией сигнализации БС. Таким образом, было обнаружено, что БС
и ауксиновое производное ЭБЛ способствуют значительному стимулированию роста расте-
ний при действии стрессового фактора, в частности солевого.
Работа выполнена при поддержке Государственного фонда фундаментальных исследований
Украины (проект № 54.4/026–2013), Национальной академии наук Украины (проект № 2.1.10.32–
10) и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект № Х13 К-094).
1. Goda H., Sawa S., Asami T. et al. Comprehensive comparison of auxin-regulated and brassinosteroid-
regulated genes in arabidopsis // Plant Physiol. – 2004. – 134. – P. 1555–1573.
2. Efimova M.V., Kusnetsov V.V., Kravtsov A.K. et al. Regulation of the transcription of plastid genes in
plants by brassinosteroids // Dokl. Biol. Sci. – 2012. – 445. – P. 272–275.
150 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №3
Рис. 3. Влияние ЭБЛ и его ауксинового производного на рост растений дикого типа col1 и дефицитных по
эндогенному уровню БС det2 растений при оптимальных и стрессовых условиях (18 сут). 1 — col1 ; 2 —
col1 +NaCl 125 мМ; 3 — det2 контроль; 4 — det2 +NaCl 125 мМ; 5 — col1 +NaCl 125 мМ+ эфир 2 10
−8 М;
6 — col1 + NaCl 125 мМ + ЭБЛ 10
−8 М
3. Wang Z.-Y. Brassinosteroids modulate plant immunity at multiple levels // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. –
2012. – 109. – P. 7–8.
4. Hacham Y., Sela A., Friedlander L. et al. BRI1 activity in the root meristem involves post-transcriptional
regulation of PIN auxin efflux carriers // Plant Signal. Behav. – 2012. – 7. – P. 68–70.
5. Chung Y., Maharjan P.M., Lee O. et al. Auxin stimulates DWARF4 expression and brassinosteroid bi-
osynthesis in Arabidopsis // Plant J. – 2011. – 66. – P. 564–578.
6. Yoshimitsu Y., Tanaka K., Fukuda W. et al. Transcription of DWARF4 plays a crucial role in auxin-
regulated root elongation in addition to brassinosteroid homeostasis in Arabidopsis thaliana // PLoS
ONE. – 2011. – 6. – P. e23851.
7. Sakamoto T., Fujioka S. Auxins increase expression of the brassinosteroid receptor and brassinosteroid-
responsive genes in Arabidopsis // Plant Signal. Behavior. – 2013. – 8. – P. e23509.
8. Lanza M., Garcia-Ponce B., Castrillo G. et al. Role of Actin Cytoskeleton in Brassinosteroid Signaling and
in Its Integration with the Auxin Response in Plants. – Dev. Cell. – 2012. – 22. – P. 1275–1285.
9. Ibañes M., Fàbregas N., Chory J. et al. Brassinosteroid signaling and auxin transport are required to
establish the periodic pattern of Arabidopsis shoot vascular bundles // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. –
2009. – 106. – P. 13630–13635.
10. Zhou X.Y., Song L., Xue H.W. Brassinosteroids regulate the differential growth of Arabidopsis hypocotyls
through auxin signaling components IAA19 and ARF7 // Mol. Plant. – 2013. – 6. – P. 887–904.
11. Kozuka T., Kobayashi J., Horiguchi G. et al. Involvement of auxin and brassinosteroid in the regulation
of petiole elongation under the shade // Plant Physiol. – 2010. – 153. – P. 1608–1618.
12. Vandenbussche F., Callebert P., Zadnikova P. et al. Brassinosteroid control of shoot gravitropism interacts
with ethylene and depends on auxin signaling components // Am. J. Bot. – 2013. – 100. – P. 215–225.
13. Кравец В.С., Кретинин С.В., Деревянчук М.В., Драч С.В., Литвиновская Р.П., Хрипач В.А. Вли-
яние низких температур на уровень эндогенных брассиностероидов // Доп. НАН України. – 2011. –
№ 8. – P. 155–159.
Поступило в редакцию 09.10.2014Институт биоорганической химии
и нефтехимии НАН Украины, Киев
Институт биоорганической химии
НАН Беларуси, Минск
М.В. Дерев’янчук, Р.П. Литвiновська, А. Л. Савчук,
академiк НАН Бiлорусi В.О. Хрипач, В.С. Кравець
Вплив ауксинового похiдного брасиностероїду на регуляцiю росту
i розвитку рослин при дiї сольового стресу
Встановлено вплив нового синтетичного похiдного брасиностероїдiв, модифiкованого зали-
шком iндолiлоцтової кислоти, на регуляцiю росту i розвитку рослин Arabidopsis thaliana
i Triticum aestivum в умовах дiї сольового стресу. Показано, що новий ефiр виявляє пiдвище-
ну здатнiсть стимулювати рiст i розвиток клiтин рослин при дiї сольового стресу, що,
вiрогiдно, обумовлено можливими кросгормональними взаємодiями.
M.V. Derevyanchuk, R.P. Litvinovskaуа, A. L. Sauchuk,
Academician of the NAS of Belarus V.A. Khripach, V. S. Kravets
Influence of brassinosteroid modified with auxin on the regulation of
plant growth and development under salt stress
Biological activity of new synthetic brassinosteroid modified with auxin residue on the regulation of
the Arabidopsis thaliana and Triticum aestivum growth and development under salt stress condi-
tions is investigated. It is observed that this new ester is more efficient in the promotion of plant
cell growth and development under salinity. These effects might be mediated by hormonal crosstalk.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №3 151
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-95906 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:21:25Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Деревянчук, М.В. Литвиновская, Р.П. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. 2016-03-07T14:44:24Z 2016-03-07T14:44:24Z 2015 Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса / М.В. Деревянчук, Р.П. Литвиновская, А.Л. Савчук, В.А. Хрипач, В.С. Кравец // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 3. — С. 148-151. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95906 577.17.05 Установлено влияние нового синтетического производного брассиностероидов, модифицированного остатком индолилуксусной кислоты, на регуляцию роста и развития растений Arabidopsis thaliana и Triticum aestivum в условиях солевого стресса. Показано,
 что новый эфир обладает повышенной способностью стимулировать рост и развитие
 клеток растений в условиях засоления, что может быть обусловлено кроссгормональными взаимодействиями. Встановлено вплив нового синтетичного похiдного брасиностероїдiв, модифiкованого залишком iндолiлоцтової кислоти, на регуляцiю росту i розвитку рослин Arabidopsis thaliana
 i Triticum aestivum в умовах дiї сольового стресу. Показано, що новий ефiр виявляє пiдвищену здатнiсть стимулювати рiст i розвиток клiтин рослин при дiї сольового стресу, що, вiрогiдно, обумовлено можливими кросгормональними взаємодiями. Biological activity of new synthetic brassinosteroid modified with auxin residue on the regulation of
 the Arabidopsis thaliana and Triticum aestivum growth and development under salt stress conditions is investigated. It is observed that this new ester is more efficient in the promotion of plant cell growth and development under salinity. These effects might be mediated by hormonal crosstalk. Работа выполнена при поддержке Государственного фонда фундаментальных исследований
 Украины (проект № 54.4/026–2013), Национальной академии наук Украины (проект № 2.1.10.32–
 10) и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект № Х13 К-094). ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біохімія Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса Вплив ауксинового похiдного брасиностероїду на регуляцiю росту i розвитку рослин при дiї сольового стресу Influence of brassinosteroid modified with auxin on the regulation of plant growth and development under salt stress Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса Деревянчук, М.В. Литвиновская, Р.П. Савчук, А.Л. Хрипач, В.А. Кравец, В.С. Біохімія |
| title | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса |
| title_alt | Вплив ауксинового похiдного брасиностероїду на регуляцiю росту i розвитку рослин при дiї сольового стресу Influence of brassinosteroid modified with auxin on the regulation of plant growth and development under salt stress |
| title_full | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса |
| title_fullStr | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса |
| title_full_unstemmed | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса |
| title_short | Влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса |
| title_sort | влияние ауксинового производного брассиностероида на регуляцию роста и развития растений в условиях солевого стресса |
| topic | Біохімія |
| topic_facet | Біохімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/95906 |
| work_keys_str_mv | AT derevânčukmv vliânieauksinovogoproizvodnogobrassinosteroidanaregulâciûrostairazvitiârasteniivusloviâhsolevogostressa AT litvinovskaârp vliânieauksinovogoproizvodnogobrassinosteroidanaregulâciûrostairazvitiârasteniivusloviâhsolevogostressa AT savčukal vliânieauksinovogoproizvodnogobrassinosteroidanaregulâciûrostairazvitiârasteniivusloviâhsolevogostressa AT hripačva vliânieauksinovogoproizvodnogobrassinosteroidanaregulâciûrostairazvitiârasteniivusloviâhsolevogostressa AT kravecvs vliânieauksinovogoproizvodnogobrassinosteroidanaregulâciûrostairazvitiârasteniivusloviâhsolevogostressa AT derevânčukmv vplivauksinovogopohidnogobrasinosteroídunaregulâciûrostuirozvitkuroslinpridiísolʹovogostresu AT litvinovskaârp vplivauksinovogopohidnogobrasinosteroídunaregulâciûrostuirozvitkuroslinpridiísolʹovogostresu AT savčukal vplivauksinovogopohidnogobrasinosteroídunaregulâciûrostuirozvitkuroslinpridiísolʹovogostresu AT hripačva vplivauksinovogopohidnogobrasinosteroídunaregulâciûrostuirozvitkuroslinpridiísolʹovogostresu AT kravecvs vplivauksinovogopohidnogobrasinosteroídunaregulâciûrostuirozvitkuroslinpridiísolʹovogostresu AT derevânčukmv influenceofbrassinosteroidmodifiedwithauxinontheregulationofplantgrowthanddevelopmentundersaltstress AT litvinovskaârp influenceofbrassinosteroidmodifiedwithauxinontheregulationofplantgrowthanddevelopmentundersaltstress AT savčukal influenceofbrassinosteroidmodifiedwithauxinontheregulationofplantgrowthanddevelopmentundersaltstress AT hripačva influenceofbrassinosteroidmodifiedwithauxinontheregulationofplantgrowthanddevelopmentundersaltstress AT kravecvs influenceofbrassinosteroidmodifiedwithauxinontheregulationofplantgrowthanddevelopmentundersaltstress |