Biomics

Цель данной работы состояла в оценке влияния предшественника этилена 1-аминоциклопропановой кислоты (АЦК) на уровень, распределение между побегом и корнем и метаболизм ауксинов у растений арабидопсиса (Arabidopsis thaliana) исходного экотипа Columbia. Экзогенная АЦК снижала содержание ИУК в корнях, однако не влияла на накопление их массы. Ранее нами было показано, что потеря чувствительности к этилену у растений арабидопсиса как в результате мутации (etr1-1), так и при фармакологическом действии ингибитора рецепции этилена 1-МЦП на трансформированные DR5::GUS конструкцией растения, приводила к увеличению уровня ИУК в корнях. Все это позволяет нам сделать вывод, что этилен способен препятствовать чрезмерному накоплению ауксинов в корнях, тем самым поддерживая их рост. Введение в среду АЦК приводило к снижению соотношения содержания ИУК в корнях и побегах на фоне неизменного суммарного содержания ИУК в этих органах растений, а также к повышению в корнях экспрессии гена WES1, ответственного за связывание ауксинов с аминокислотами. Можно предполагать, что возможными механизмами снижения уровня ИУК в корнях под влиянием этилена являются повышение оттока ауксина из побега в корни и усиление его инактивации путем конъюгации

Arabidopsis thaliana; АЦК; ИУК; масса корней; перераспределение ИУК; конъюгация ИУК; WES1

1. Коробова А.В., Басырова Л.Х., Ахтямова З.А., Васинская А.Н., Зайнутдинова Э.М., Иванов И.И., Кудоярова Г.Р. Роль ИУК в накоплении массы корней арабидопсиса в зависимости отчувствительности растений к этилену // Экобиотех. Т. 2. № 1. С. 86-91. doi: https://doi.org/10.31163/2618-964X-2019-2-1-86-91 
2. Abts W., Vandenbussche B., De Proft M., Van de Poel B. The role of auxin – ethylene crosstalk in orchestrating primary root elongation in sugar beet // Front. Plant Sci. 2017. V. 8. A. 444. doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00444 
3. Korobova A., Vasinskaya, Kirpichnikova A., Shishova M., Kudoyarova G. Cross-regulation of Arabidopsis root growth by plant hormones auxins and ethylene // Bio. Comm. 2018. V. 63. I. 4. P. 256– 260. doi: https://doi.org/10.21638/spbu03.2018.404    
4. Korobova, A. V., Vysotskaya, L. B., Vasinskaya, A. N., Kuluev, B. R., Veselov, S. Yu., Kudoyarova, G. R. 2016. Dependence of root biomass accumulation on the content and metabolism of cytokinins in ethylene-insensitive plants // Russ. J. Plant Physiol. 63(5):597–603. doi: https://doi.org/10.7868/S0015330316050079  
5. Lebedev V.G., Shestibratov K.A., Korobova A.V., Shendel G.V., Kudoyarova G.R. Effect of glutamine synthetase gene overexpression in birch (Betula pubescens) plants on auxin content and rooting in vitro // Doklady biochemistry and biophysics. 2018. V.    480.    P.    143-145.    doi: https://doi.org/10.1134/S1607672918030043 
6. Mishra B.S, Singh M., Aggrawal P., Laxmi A. Glucose and auxin signaling interaction in controlling Arabidopsis thaliana seedlings root growth and development // PLoS ONE. 2009. V. 4. I. 2. e4502. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004502 
7. Pacheco-Villalobos D., Sankar M., Ljung K., Hardtke C.S. Disturbed local auxin homeostasis enhances cellular anisotropy and reveals alternative wiring of auxin-ethylene crosstalk in Brachypodium distachyon seminal roots. PLoS Genet. 2013. V. 9. I. 6. e1003564. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1003564 
8. Park J.-E., Park J.-Y., Kim Y.-S., Staswick P.E., Jeon J., Yun J., Kim S.-Y., Kim J., Lee Y.-H., Park Ch.-M. GH3 – mediated auxin homeostasis links growth regulation with stress adaptation response in Arabidopsis // The Journal of Biological Chemistry. 2007. V. 282. P.   10036-10046. doi: https://doi.org/10.1074/jbcM610524200 
9. Qin H., He L., Huang R. The coordination of ethylene and other hormones in primary root development // Front. Plant Sci. 2019. V. 10. A. 874. doi: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00874  
10. Ruzicka K., Ljung K., Vanneste S., Podhorska R., Beeckman T., Friml J., Benkova E. Ethylene regulates root growth through effects on auxin biosynthesis and transport-dependent auxin distribution // The Plant Cell. 2007. V. 19. P. 2197– 2212. doi: https://doi.org/10.1105/tpc.107.052126
11. Shtratnikova V.Yu., Kudryakova N.V., Kudoyarova G.R., Korobova A.V., Akhiyarova G.R., Danilova M.N., Kusnetsov V.V., Kulaeva O.N. Effects of nitrate and ammonium on growth of Arabidopsis thaliana plants transformed with the ARR5::GUS construct and a role for cytokinins in suppression of disturbances induced by the presence of ammonium // Russ. J. Plant Physiol. 2015. V. 62. P. 741–752. doi: https://doi.org/10.7868/S0015330315060159 
12. Stepanova A.N., Yun J., Likhacheva A.V., Alonso J.M. Multilevel interactions between ethylene and auxin in Arabidopsis roots // Plant Cell. 2007. V. 19. P. 2169–2185. doi: https://doi.org/10.1105/tpc.107.052068
13. Vysotskaya L.B., Veselov S.Yu., Kudoyarova G.R. Effect of competition and treatment with inhibitor of ethylene perception on growth and hormone concentration of lettuce plants // J. Plant Growth Regul. 2017. V. 36. P. 450-459. doi: https://doi.org/10.1007/s00344-016-9653-7
14. Zhang W., Hu W., Wen C.-K. Ethylene preparation and its application to physiological experiments. Plant Sign. Behav. 2010. V. 5. I. 4. P. 453-457.
15. Addendum to: Zhang W., Wen C.-K. Preparation of ethylene gas and comparison of ethylene responses induced by ethylene, ACC and ethephon // Plant Physiol. Biochem. 2010. V. 48. P. 45-53. doi: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2009.10.002