Статьи автора

РЕАКЦИЯ ДЫХАНИЯ РАСТЕНИЙ С ПОДАВЛЕНИЕМ НА ПОВЫШЕННУЮ ОСВЕЩЕННОСТЬ: НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ХЛОРОПЛАСТОВ И МИТОХОНДРИЙ

Номер выпуска 2 от 19.03.2026

Энергодиссипирующие системы (ЭДС) фотосинтезирующей клетки — виолаксантиновый цикл (ВКЦ) в хлоропластах и альтернативный путь дыхания (АП) в митохондриях — участвуют в защите от избытка световой энергии. Механизмы функционального взаимодействия ЭДС слабо исследованы. В работе изучено влияние повышенной освещенности (400 мкмоль ФАР/(м с) на дыхание и вовлечение АП у растений с подавлением , кодирующим фермент ВКЦ — виолаксантиндеэпоксидазу. Четырехнедельные растения линии и дикого типа Columbia-0 (Col-0), выращенные при 90 мкмоль/(м с) и используемые в качестве контроля, подвергали воздействию света высокой интенсивности, 400 мкмоль/(м с), в течение 8 ч. В ходе эксперимента определяли активность дыхательных путей, относительное содержание транскриптов генов, активность супероксиддисмутазы, содержание супероксид анион-радикала, пероксида водорода, антоцианов. В условиях стресса линия демонстрировала значительно более низкие величины нефотохимического тушения флуоресценции хлорофилла и уровня деэпоксидации в сравнении с линией дикого типа (Col-0), что свидетельствовало об отсутствии реализации зеаксантин-зависимой защиты фотосинтетического аппарата. Растения мутантной линии реагировали на повышенную освещенность усилением дыхания за счет активации транспорта электронов по обоим путям: альтернативному и цитохромному. При этом доля АП от общего дыхания в линии была стабильно высокой и составляла около 50% независимо от условий светового режима. Активации АП и накоплению белка альтернативной оксидазы (AOX), очевидно, способствовало усиление экспрессии большинства генов AOX, уровень содержания транскриптов которых был выше в контрольных условиях (0 ч), но снижался к концу эксперимента. При этом количество мРНК наиболее стресс-индуцибельного гена AOX1a было самым низким среди всех генов AOX. Сделано предположение об ослаблении в линии сигнального пути, поддерживаемого транскрипционным фактором MYB4 — негативным регулятором синтеза фенилпропаноидов. Это могло стать причиной низкой экспрессии AOX1a, содержащего в промоторе большое количество MYB4-связывающих сайтов, и повышенного по сравнению с Col-0 содержания антоцианов в листьях. В отличие от растений Col-0, линия npq1 характеризовалась вдвое меньшей активностью супероксиддисмутазы (СОД) с преобладанием локализованной преимущественно в хлоропластах Fe-СОД. Однако, судя по содержанию супероксид анион-радикала и пероксида водорода, растения линии в условиях повышенной освещенности демонстрировали более высокий уровень окислительных реакций по сравнению с линией дикого типа. Полученные данные свидетельствовали о пониженной способности растений с подавлением генов двух ключевых компонентов энергодиссипирующих систем ( и ) противостоять стрессу. Результаты указывают на взаиморегуляцию ЭДС митохондрий и хлоропластов для защиты от фотоокисления, участие AOX в модуляции дыхательной функции и существование быстрых адаптивных перестроек метаболизма, обеспечивающих жизнеспособность растений в стрессовых условиях.

38 0

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И ПРО-/АНТИОКСИДАНТНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ В ТКАНЯХ ПОЧЕК ВОЗОБНОВЛЕНИЯ L. В ГОДИЧНОМ ЦИКЛЕ РАЗВИТИЯ

Номер выпуска 2 от 19.03.2026

Получены данные об изменениях в энергетическом статусе и активности про–/антиоксидантного метаболизма на разных этапах периода покоя и при выходе из него почек возобновления родиолы розовой ( L.). Показана значительная степень оводненности, 70–75%, и сравнительно невысокая доля свободной воды (50%) в процессе перезимовки почек возобновления. Температура замерзания свободной воды составляла от –6 до –8°C, что отражает высокую степень адаптации меристематических тканей к низким температурам. Во время осенне-зимнего морфогенеза (с августа по январь) почки возобновления имели стабильные показатели скорости тепловыделения и поглощения O, высокую долю цитохромного дыхания (более 70%). К январю наблюдали значимое возрастание скорости и эффективности запасания энергии и повышение содержания прокосидантов (ТБК-реагирующие продукты и HO) по сравнению с осенью. В период выхода из состояния покоя, весной, выявлено усиление скорости тепловыделения и дыхательной способности, но снижение эффективности дыхания. Активность малоэффективного альтернативного дыхания весной увеличивалась в 4.5 раза по сравнению с осенне-зимним периодом, что может говорить об участии альтернативной оксидазы в поддержании про–/антиоксидантного метаболизма и адаптации растений к весенним колебаниям температур и увеличению инсоляции. Весной наблюдали максимум накопления прокосидантов и активности антиоксидантных ферментов по сравнению с периодом покоя. Максимальное разнообразие и активность изоформ СОД во время весеннего морфогенеза могут быть связаны с накоплением HO в различных клеточных компартментах, как стабильной АФК и важной сигнальной моле– кулы. Заключили, что у адаптированных к более благоприятным условиям растений нет глубокого, органического покоя, характерного для естественных условий. Показатели энергетического метаболизма, интенсивность цитохромного и альтернативного дыхания, уровень проксидантов и антиоксидантных ферментов могут служить физиолого-биохимическими маркерами поддержания и выхода из состояния покоя почек растений R. rosea.

44 0