Тонкослойная хроматография фосфолипидов растений Zea mays (L.) при действии фитогормона кинетина в разных условиях аэрации
Аннотация
При экстремальных погодных условиях посевы сельскохозяйственных культур подвергаются воздействию избыточных осадков, что вызывает острое кислородное голодание растений. Для повышения устойчивости к стрессам растения стали обрабатывать фитогормонами. С использованием метода тонкослойной хроматографии исследовали действие фитогормона кинетина на содержание фосфолипидов растений при разных условиях аэрации. В отделенные от корней этиолированные проростки кукурузы методом насасывания с транспирационным током вводили раствор кинетина
(10 мг/дм3) и переносили в условия аэрации, гипоксии или среды диоксида углерода (9 час). Контрольные растения не обрабатывались кинетином. Пробы фиксировали кипящим изопропанолом и экстрагировали смесью гексан:изопропанол (3:2). После очистки от нелипидных примесей липиды упаривали и растворяли в хлороформе. Фосфолипиды выделяли на пластинках с силикагелем W и далее разделяли на классы на пластинках с силикагелем 60G. («Merk», Германия). Установлено, что содержание суммарных фосфолипидов в проростках кукурузы снижалось до 84.9% в условиях гипоксии и до 54.5% в СО2-среде. Если растения предварительно обрабатывались кинетином, содержание суммарных фосфолипидов практически не менялось (96.2%), а в условиях СО2-среды повышалось до 88.5%. При обработке растений кинетином в условиях аэрации возрастало содержание фосфотидилхолина (ФХ), фосфатидилсерина (ФС) и фосфатилилэтаноламиа (ФЭА), а фосфатидилглицерин (ФГ) снижалось почти на 40%. В условиях дефицита кислорода изменения в составе фосфолипидов были иными. Содержание ФС и ФХ у проростков увеличивалось в 1.5-2.0 раза, а содержание ФГ и ФЭА снижалось до 27.2% и 20.0% от контроля. Обработка проростков кукурузы кинетином уменьшала действие газовых сред на содержание всех анализируемых классов фосфолипидов у растений, особенно это проявлялось в условиях СО2-среды.
Таким образом можно считать доказанным, что защитное действие кинетина на растения реализуется за счет способности этого фитогормона поддерживать оптимальное, свойственное данному типу тканей, содержание и соотношение фосфолипидных компонентов растений, испытывающих воздействие различных неблагоприятных факторов внешней среды, включая дефицит кислорода и высокие концентрации диоксида углерода.
Скачивания
Литература
Zhang W., Wang B., Zhang A., Zhou Q., Li Y., Li L., Ma S., Fan Y., Huang Z., Exogenous 6-benzylaminopurine enhances waterlogging and shading tolerance after anthesis by improving grain starch accumulation and grain filling, Frontiers in Plant Science, 2022; 13: 1-19. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1003920
Vartapetian B.B., Plant anaerobic stress as a novel trend in ecological physi-ology, biochemistry, and molecular biolo-gy: 2. Further development of the problem, Rus. Journal of Plant Physiol., 2005; 53(6): 711-738. https://doi.org /10.1134/S102144370606001X
Behr J.H, Bouchereau A., Berardocco S., Seal C.E., Flowers T.J., Zorb C., Metabolic and physiological ad-justment of Suaeda maritime to combined salinity and hypoxia, Annals of Botany, 2017; 119(6): 965-976. https://doi.org/10.1093/aob/mcw282
Shao J.Y., Li X.F., Yu W.Z., Liu P., Zhao B., Zhang J.W., Ren B.Z., Combined effects of high temperature and waterlog-ging on yield and stem development of summer maize, Crop Journal, 2023; 11(2): 651-660. https://doi.org/10.1016/j.cj.2022.08.005
Xu Y., Li K., Zhu K., Tian Y., Yu Q., Zhang W., Wang Z., Effect of exoge-nous plant hormones on agronomic and physiological performance of a leaf early-senescent rice mutant osled, Plant Growth Regulation, 2020; 92: 517-533. https://doi.org/10.1007/s10725-020-00653-w
Hudecek M., Nozkova V., Plıhalova L., Plıhal O., Plant hormone cytokinin at the crossroads of stress priming and control of photosynthesis, Front. Plant Sci., 2023; 13: 1-12. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1103088
Cortleven A., Leuendorf J.E., Frank M., Pezzetta D., Bolt S., Schmülling T., Cytokinin action in response to abiotic and biotic stresses in plants, Plant Cell Envi-ron., 2019; 42(3): 998-1018. https://doi.org/10.1111/pce.13494
Veselov D.S., Kudoyarova G.R., Kudryakov N.V., Kuznetsov V.V., Rol tsitokininov v stress-ustoichivosti rastenij, Fiziologiya rastenij, 2017; 64(1): 19-32. https://doi.org/10.7868/S001533031701016X
Ha S., Vankova R., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K., Tran L.P., Cy-tokinins: metabolism and function in plant adaptation to environmental stresses, Trends Plant Sci., 2012; 17(31): 72-81. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2011.12.005
Hönig M., Plíhalová L., Husičková A., Doleža K., Role of Cytokinins in Se-nescence, Antioxidant Defence and Photo-synthesis, International Journal of Molecu-lar Sciences, 2018; 19(12): 4045-4068. https://doi.org/10.3390/ijms19124045
Zavaleta-Mancera H.A., López-Delgado H., Loza-Tavera H., Mora-Herrera M., Trevilla-García C., Vargas-Suárez M., Ougham H., Cytokinin promotes catalase and ascorbate peroxidase activities and preserves the chloroplast integrity during dark-senescence, Journal of Plant Physiol-ogy, 2007; 164(12): 1572-1582. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2007.02.003
Ershova A.N., Sterligova I.A., Study of phytohormone kinetin effect on free fat-ty acids composition in maize plants under hypoxic stress by gas-liquid chromatog-raphy method, Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2019; 19(6): 735-741. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2019.19/2241.
Ershova A. N., Tyurina I.V., Thin-layer chromatography of phospholipids in Zea mays (L.) under oxygen deficit, Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2022; 22(4): 502-511. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9016
Rawyler A., Apragaus S., Braendle R., Impact of Oxygen Stress and Energy Availability on Membrane Stability of Plant Cells, Annals of Botany, 90(4): 499-507. https://doi.org/10.1093/aob/mcf126
Ren B., Yuling Z., Jiwang Z., Shuting D., Peng L., Bin Z., Effects of spraying exogenous hormone 6-benzyladenine (6-BA) after waterlogging on grain yield and growth of summer maize, Field Crops Research, 2016; 188(3): 96-104. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.10.016
Zhu K., Ren W., Yan J., Zhang Y., Zhang W., Xu Y., Wang Z., Yang J., Grain yield and nitrogen use efficiency are in-creased by exogenous cytokinin application through the improvement in root physio-logical traits of rice, Plant Growth Regula-tion, 2022; 97: 157-169. https://doi.org/10.1007/s10725-022-00808-x.
Liu X., Huang B., Cytokinin Effects on Creeping Bentgrass Response to Heat Stress: II. Leaf Senescence and Antioxidant Metabolism, Crop Science, 2002; 42(2): 466-472. https://doi.org/10.2135/cropsci2002.4660
Ozolinya N.V., Gurina V.V., Nest-erkina I.S., Nurminskij V.N., Dinamika soderzhania fosfolipidov vakuolyarnoj membrany korneplodov stolovoj svekly pri abioticheskih stressah, Fiziologiya rastenij, 2018; 65(5): 358-365. https://doi.org/10.1134/S0015330318050238
Yash P., Gupta S., Effect of kinetin (6-furfurylaminopurine) on changes in membrane lipids in relation to growth of isolated cotyledons of vegetable marrow Cucurbita pero L., Plant Sci., 1988; 55(2): 83-92. https://doi.org/10.1016/0168-9452(88)90163-X
Premkumar А, Lindberg S., Lager I., Rasmussen U., Schul A., Arabidopsis PLDs with C2-domain function distinctive-ly in hypoxia, Physiol. Plantarum, 2019; 167(1): 90-110. https://doi.org/10.1111/ppl.12874
Sasidharan R., Hartman S., Liu Z., Martopawiro S., Sajeev N., Veen H., Yeung E., Voeseneka L.A.C.J., Signal Dynamics and Interactions during Flooding Stress, Plant Physiology, 2018; 176: 1106-1117. https://doi.org//10.1104/pp.17.01232
Farkas T., Singh B., Nemecz G., Abscisic Acid-related changes in composi-tion and physical state of membranes in bean leaves, J Plant Physiol., 1985; 118(4): 373-382. https://doi.org/10.1016/S0176-1617(85)80197-8
