Biomics

В условиях гипоксии растения приспосабливаются к недостатку кислорода в субстрате, в том числе с помощью лизигенной аэренхимы в корнях. Хотя формирование лизигенной аэренхимы известный процесс, ее образование на разных этапах развития растений изучено недостаточно. В данной работе изучено формирование аэренхимы в корнях ячменя в условиях водной культуры в течение 30 дней вегетативной фазы роста. Показано, что аэренхима в первичных корнях начинает образовываться на 7 день, и к 30 дню ее объем в коре значительно увеличивается, особенно в базальной части корня. Содержание H₂O₂ возрастает от базальной зоны корня к апикальной, увеличиваясь в 3-4 раза к 30 дню роста во всех участках корня. Показана высокая активность гваяколовой пероксидазы (ГП) на 27 – 30 дни, что совпадает с активным формированием аэренхимных лакун. Супероксиддисмутаза проявляет наибольшую активность раньше, чем ГП, и, вероятно, принимает участие в начальных этапах формирования лакун. Четкой зависимостью между антиоксидантными ферментами и H₂O₂ не обнаружено, вероятно, ввиду участия других процессов синтеза и утилизации H₂O₂.

корни, аэренхимальные лакуны, ячмень, пероксидаза, недостаток кислорода, гидропоника

1. Bailey-Serres J., Lee S.C., Brinton E. Waterproofing Crops: Effective Flooding Survival Strategies // Plant Physiology. 2012. V. 160(4). P. 1698- 1709. doi: https://doi.org/10.1104/pp.112.208173
2. Basu S., Kumari S., Kumar A., Shahid R., Kumar S., Kumar G. Nitro-oxidative stress induces the formation of roots' cortical aerenchyma in rice under osmotic stress // Physiologia Plantarum. 2021. V. 172(2). P. 963-975. doi: https://doi.org/10.1111/ppl.13415 
3. Beauchamp C., Fridovich I. Superoxide dismutase: Improved assays and an assay applicable to acrylamide gels // Analytical Biochemistry. 1971. V. 44(1). P. 276-287. doi: https://doi.org/10.1016/0003-2697(71)90370-8 
4.  Bellincampi D., Dipierro N., Salvi G., Cervone F., De Lorenzo G. Extracellular H2O2 Induced by Oligogalacturonides Is Not Involved in the Inhibition of the Auxin-Regulated rolB Gene Expression in Tobacco Leaf Explants1 // Plant Physiology. 2000. V. 122(4). P. 1379-1386. doi: https://doi.org/10.1104/pp.122.4.1379
5. Evans D.E. Aerenchyma formation // New Phytologist. 2004. V. 161(1). P. 35-49. doi: https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2003.00907.x
6. Hofmann A., Wienkoop S., Harder S., Bartlog F., Lüthje S. Hypoxia-Responsive Class III Peroxidases in Maize Roots: Soluble and Membrane-Bound Isoenzymes // International Journal of Molecular Sciences. 2020. V. 21(22). P. 8872. doi: https://doi.org/10.3390/ijms21228872
7. Maehly A.C. The Assay of Catalases and Peroxidases // Methods of Biochemical Analysis / Eds.: Glick D. New York, 1954. P. 357-424
8. Malik A.I., Colmer T.D., Lambers H., Schortemeyer M. Aerenchyma formation and radial O2 loss along adventitious roots of wheat with only the apical root portion exposed to O2 deficiency // Plant, Cell & Environment. 2003. V. 26(10). P. 1713-1722. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2003.01089.x 
9. Schneider H.M., Wojciechowski T., Postma J.A., Brown K.M., Lücke A., Zeisler V., Schreiber L., Lynch J.P. Root cortical senescence decreases root respiration, nutrient content and radial water and nutrient transport in barley // Plant, Cell & Environment. 2017. V. 40(8). P. 1392-1408. doi: https://doi.org/10.1111/pce.12933
10. Takahashi H., Yamauchi T., Colmer T.D., Nakazono M. Aerenchyma Formation in Plants // Low- Oxygen Stress in Plants: Oxygen Sensing and Adaptive Responses to Hypoxia / Eds.: van Dongen J.T., Licausi F. Vienna, 2014. P. 247-265.
11. van der Weele C.M., Jiang H.S., Palaniappan K.K., Ivanov V.B., Palaniappan K., Baskin T.I. A New Algorithm for Computational Image Analysis of Deformable Motion at High Spatial and Temporal Resolution Applied to Root Growth. Roughly Uniform Elongation in the Meristem and Also, after an Abrupt Acceleration, in the Elongation Zone // Plant Physiology. 2003. V. 132(3). P. 1138-1148. doi: https://doi.org/10.1104/pp.103.021345
12. Wany A., Gupta K.J. Reactive oxygen species, nitric oxide production and antioxidant gene expression during development of aerenchyma formation in wheat // Plant Signaling & Behavior. 2018. V. 13(2). P. e1428515. doi: https://doi.org/10.1080/15592324.2018.1428515
13.  Xu Q.T., Yang L., Zhou Z.Q., Mei F.Z., Qu L.H., Zhou G.S. Process of aerenchyma formation and reactive oxygen species induced by waterlogging in wheat seminal roots // Planta. 2013. V. 238(5). P. 969-982. doi: https://doi.org/10.1007/s00425-013-1947-4