28.12.2019 17:17

Экспрессия генов АТФ-зависимых протеиназ у растений пшеницы при действии неблагоприятных факторов среды

Экспрессия генов АТФ-зависимых протеиназ у растений пшеницы при действии неблагоприятных факторов среды

Под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды у растений происходит целый комплекс структурно-функциональных изменений, значительная часть которых носит защитно-приспособительный характер. В настоящее время довольно хорошо изучена роль протеолитических ферментов в защитных реакциях растений на действие биотических факторов. В отличие от этого, их участие в адаптивных реакциях растений на действие абиотических факторов среды, в том числе низких температур и тяжелых металлов, практически не изучено. Это касается в первую очередь обнаруженных в хлоропластах и митохондриях растительных клеток АТФ-зависимых протеиназ Clp и Lon, относящихся к классу сериновых протеиназ.

В связи с этим целью данного исследования явилось изучение экспрессии генов АТФ-зависимых протеиназ у растений пшеницы при раздельном и совместном действии стресс-факторов различной природы. В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи: изучить влияние низкой температуры, кадмия и их совместного действия на ростовые процессы растений пшеницы; изучить влияние кадмия на проницаемость мембран клеток растений; изучить экспрессию генов, кодирующих Clp-протеазу и Lon-протеазу у растений пшеницы при действии низкой температуры, кадмия и их совместном действии.

В качестве объекта исследований использовали проростки озимой пшеницы сорта Московская 39, выращенные в течение 7 суток в камере искусственного климата при постоянных условиях. Проростки подвергали раздельному или совместному действию низкой положительной температуры (4° С) и кадмия (в форме сульфата), сохраняя прочие условия среды неизменными. О реакции растений на действие низкой температуры и кадмия судили по изменению ростовых показателей (высота растений, длина и ширина листьев, длина корня) и выхода электролитов из тканей листа. Изучение экспрессии генов АТФ-зависимых протеиназ проводили с помощью метода ПЦР в реальном времени.

В ходе исследований показано, что как раздельное, так и совместное действие низкой температуры и кадмия приводит к торможению ростовых процессов растений пшеницы. При действии кадмия в высоких концентрациях повышается проницаемость мембран клеток листьев растений пшеницы.

Установлено, что наиболее заметные изменения в экспрессии генов ClpP и Lonl АТФ-зависимых протеиназ в листьях пшеницы происходят уже в первые часы действия низкой температуры и кадмия. Совместное действие указанных стресс-факторов приводит к изменению уровня экспрессии этих генов в более поздний период.

На основании полученных результатов можно заключить, что гены АТФ-зависимых протеиназ принимают непосредственное участие в защитных реакциях растений пшеницы на действие абиотических факторов среды разной природы.

Е. П. Колотова

Экспрессия генов АТФ-зависимых протеиназ у растений пшеницы при действии неблагоприятных факторов среды

Опубликовано 28.12.2019 17:17 | Просмотров: 21 | Блог » RSS