Biomics

Изучено участие аквапоринов в регуляции гидравлической проводимости листа и связь гидравлической проводимости с накоплением АБК и закрытием устьиц при засолении. С помощью метода иммуногистохимической локализации показано, что у более солеустойчивого сорта Прерия засоление приводило к снижению уровня аквапоринов в области сосудистых пучков листа, что сопровождалось заметным снижением гидравлической проводимости листа. У менее устойчивых к действию соли растений сорта Михайловский не было выявлено достоверных изменений уровня аквапоринов под влиянием засоления. Степень снижения гидравлической проводимости листа у растений двух сортов под влиянием засоления коррелировала с уменьшением транспирации. Иммуногистохимическая локализация абсцизовой кислоты (АБК) в клетках листа показала, что при засолении этот гормон накапливался в клетках мезофилла листа и в устьицах. Поглощение экзогенного гормона из питательного раствора и его поступление в лист через сосудистые пучки сопровождалось характерным для действия АБК повышением окрашивания на аквапорины и гидравлической проводимости листьев. Различия в локализации экзогенного и эндогенного гормонов, очевидно, были причиной противоположной направленности изменений гидравлической проводимости: ее повышения под влиянием экзогенной АБК и снижения – под влиянием засоления. Оценка концентрации АБК в ксилемном соке показала отсутствие ее увеличения при засолении, что объясняет отсутствие изменений окрашивания на этот гормон в области сосудов листа и указывает на то, что накопление АБК при кратковременном действии засоления не является результатом ее притока из корней, а синтеза в самом побеге.

ячмень, Hordeum vulgare, засоление, АБК, аквапорины, гидравлическая проводимость

1. Архипова Т.Н., Шарипова Г.В., Кудоярова Г.Р. Накопление абсцизовой кислоты, ионов натрия и рост растений разных сортов ячменя при засолении // Агрохимия. 2011. № 1. С. 42-47.
2. Ахиярова Г.Р., Фрике В., Веселов Д.С., Кудоярова Г.Р., Веселов С.Ю. Накопление и распределение АБК в тканях листа при кратковременном действии засоления указывает на ее роль в регуляции устьичной проводимости // Цитология. 2006. Т. 48 (11). С. 918—923.
3. Веселов Д.С., Шарипова Г.В., Ахиярова Г.Р., Иванов Р.С., Кудоярова Г.Р. Влияние засоления на устьичную проводимость и количество аквапоринов в клетках листьев ячменя // Агрохимия. 2019. № 1. С. 66- 70. doi: https://doi.org/10.1134/S0002188119010149
4. Bunce J.A., Ziska L.H. Decreased hydraulic conductance in plants at elevated carbon dioxide // Plant Cell Environ. 1998. V. 21. P. 121–126. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.1998.00256.x
5. Christmann A., Hoffmann T., Teplova I., Grill E., Müller A. Generation of active pools of abscisic acid revealed by in vivo imaging of water-stressed Arabidopsis // Plant Physiol. 2005. V. 137. P. 209-19. doi: https://doi.org/10.1104/pp.104.053082
6. Davies W.J., Zhang J. Root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1991. V. 42. P. 55-76. doi: https://doi.org/10.1146/annurev.pp.42.060191.000415
7. Franks P.J., Farquhar G.D. The effect of exogenous abscisic acid on stomatal development, stomatal mechanics, and leaf gas exchange in tradescantia virginiana // Plant Physiol. 2001. V. 125(2). P. 935–942. doi: https://doi.org/10.1104/pp.125.2.935
8. Fricke W. Biophysical limitation of cell elongation in cereal leaves // Ann. Bot. 2002. V. 90 (2). P. 157–167. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcf180
9. Fricke W., Akhiyarova G., Veselov D., Kudoyarova G. Rapid and tissue-specific changes in ABA and in growth rate in response to salinity in barley leaves //  J.  Exp.  Bot.  2004.  V.  55.  P.  1115–1123.  doi: https://doi.org/10.1093/jxb/erh117
10. Maurel C., Verdoucq L., Luu D.T., Santoni V. Plant aquaporins: membrane channels with multiple integrated functions // Ann. Rev. Plant Physiol. 2008. V. 59.    P.    595–624.    doi: https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092734
11. Pandey S., Zhang W., Assmann S.M. Roles of ion channels and transporters in guard cell signal transduction // FEBS Letters. 2007. V. 581. P. 2325-2336. doi: https://doi.org/10.1016/j.febslet.2007.04.008
12. Pantin F., Monnet F., Jannaud D., Costa J.M., Renaud J., Muller B., Simonneau T., Genty B. The dual effect of abscisic acid on stomata // New Phytol. 2013. V. 197. P. 65–72. doi: https://doi.org/10.1111/nph.12013 
13. Sharipova G., Veselov D., Kudsoyarova G., Fricke W., Dodd I., Katsuhara M., Furuichi T., Ivanov I., Veselov S. Exogenous application of abscisic acid (ABA) increases root and cell hydraulic conductivity and abundance of some aquaporin isoforms in the ABA deficient barley mutant Az34 // Ann. Bot. 2016. V. 118(4). P. 777-785. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcw117
14. Veselov D.S., Sharipova G.V., Veselov S.U., Kudoyarova G.R. The effects of NaCl treatment on water relations, growth and ABA content in barley cultivars differing in drought tolerance // J. Plant Growth Regul. 2008. V. 27. P. 380–386. doi: https://doi.org/10.1007/s00344-008-9064-5 
15. Vysotskaya L.B., Korobova A.V., Veselov S.Yu., Dodd I.C., Kudoyarova G.R. ABA mediation of shoot cytokinin oxidase activity: assessing its impacts on cytokinin status and biomass allocation of nutrient deprived durum wheat // Funct. Plant Biol. 2009. V. 36(1). P. 66–72. doi: https://doi.org/10.1071/FP08187
16. Zabadal TJ. A water potential threshold for the increase of abscisic acid in leaves // Plant. Physiol. 1974. V. 53. P. 125–7. doi: https://doi.org/10.1104/pp.53.1.125