ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА ДЫХАНИЕ И ГЕНЕРАЦИЮ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА В МИТОХОНДРИЯХ РАСТЕНИ
Аннотация
Целью работы являлось изучение влияния стрессового фитогормона – салициловой кислоты (СК) на дыхание и генерацию активных форм кислорода (АФК) в митохондриях, выделенных из семядолей проростков люпина (Lupinus angustifolius L.) и хранящихся корнеплодов сахарной свеклы (Beta vulgaris L.). Митохондрии выделяли методом дифференцированного центрифугирования, дыхание органелл измеряли полярографически с использованием кислородного электрода типа Кларка, образование АФК (перекиси водорода) в митохондриях определяли с использованием флуорогенного красителя 2,7дихлородигидрофлуоресцеин диацетата (DCFDA). Полученные результаты показали, что СК способна оказывать прямое регуляторное влияние на основные параметры процесса окислительного фосфорилирования (скорость окисления субстратов, величину дыхательного контроля и коэффициента АДФ/О), а также на образование АФК. Впервые показано, что характер действия СК на метаболизм митохондрий зависит не только от концентрации фитогормона, но также от функционального состояния органелл, которое определяется спецификой метаболизма тканей и органов, из которых они были выделены.
Целью работы являлось изучение влияния стрессового фитогормона – салициловой кислоты (СК) на дыхание и генерацию активных форм кислорода (АФК) в митохондриях, выделенных из семядолей проростков люпина (Lupinus angustifolius L.) и хранящихся корнеплодов сахарной свеклы (Beta vulgaris L.). Митохондрии выделяли методом дифференцированного центрифугирования, дыхание органелл измеряли полярографически с использованием кислородного электрода типа Кларка, образование АФК (перекиси водорода) в митохондриях определяли с использованием флуорогенного красителя 2,7дихлородигидрофлуоресцеин диацетата (DCFDA). Полученные результаты показали, что СК способна оказывать прямое регуляторное влияние на основные параметры процесса окислительного фосфорилирования (скорость окисления субстратов, величину дыхательного контроля и коэффициента АДФ/О), а также на образование АФК. Впервые показано, что характер действия СК на метаболизм митохондрий зависит не только от концентрации фитогормона, но также от функционального состояния органелл, которое определяется спецификой метаболизма тканей и органов, из которых они были выделены.
Литература
2. Amirsadeghi S., Robson C.A., Vanlerberghe G.C. The role of the mitochondria in plant responses to biotic stress // Physiol. Plant. 2007; 129(1): 253-266. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2006.00775.x
3. Horvath E., Szala G., Janda T. Induction of abiotic stress tolerance by salicylic acid signaling // J. Plant Growth Regul. 2007; 26(2): 290-300. https://doi.org/10.1007/s00344-007-9017-4
4. Yuan S., Lin H.H. Role of salicylic acid in plant abiotic stress // Z. Naturfosch. 2008; 63(5-6): 313-320. https://doi.org/10.1515/znc-2008-5-601
5. Vlot A.C., Dempsey D.A., Klessig D. Salicylic acid, a multifaceted hormone to combat disease // Annu. Rev. Phytopatol. 2009; 47: 177-206. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.050908.135202
6. Bari R., Jones J.D.G. Role of Plant Gormones in Plant Defence Responses // Plant Mol. Biol. 2008; 69(4): 473-488. doi:10.1007/s11103-008-9435-0
7. Garcia-Heredia J.M., Hervas M., de la Rosa M.A., Navarro J. Acetylsalicylic acid induces programmed cell death in Arabidopsis cell cultures // Planta. 2008; 228(1): 89-97. https://doi.org/10.1007/s00425-008-0721-5
8. Chivasa S., Murphy A.M., Naylor M., Carr J.P. Salicylic acid interferes with tobacco mosaic virus replication via a novel salicylhydroxamic acidsensitive mechanism // Plant Cell. 1997; 9: 547-557. https://doi.org/10.1105/tpc.9.4.547
9. Robson C.A., Vanlerberghe G.C. Transgenic plant cells lacking mitochondrial alternative oxidase have increased susceptibility to mitochondriadependent pathways of programmed cell death // Plant Physiol. 2002; 129(4): 1908-1920. https://doi.org/10.1104/pp.004853
10. Gleason C., Huang S., Thatcher L. F., Foley R.C. еt al. Mitochondrial complex II has a key role in mitochondrial-derived reactive oxygen species influence on plant stress gene regulation and defense // Proc. Natl. Acad. Sci. 2011; 108(26): 10768-10773. https://doi.org/10.101073/pnas.1016060108
11. Nie S., Yue H., Zhou J., Xing D. Mitochondriaderived reactive oxygen species play a vital role in the salicylic acid signaling pathway in Arabidopsis thaliana//PLosOne. 2015; 10(3): e0119853. https://doi.org/ 10.1371/journal. pone.0119853
12. Belt K., Huang S., Thatcher L.F., Casarotto H. et al, Salicylic acid-dependent plant stress signaling via mitochondrial succinate dehydrogenase // Plant Physiol. 2017; 173(4): 2029-2040. https://doi.org/10.1104/pp.16.00060
13. Xie Z., Chen Z. Salicylic acid induces rapid inhibition of mitochondrial electron transport and oxidative phosphorylation in Tobacco cell // Plant Physiol. 1999; 120(1): 217-225. https://doi.org/10.1104/pp.120.1.217
14. Norman С., Howell K.A., Millar A.H., Whelan J.M., Day D.A. Salicylic acid is an uncoupler and inhibitor of mitochondrial electron transport // Plant Physiol. 2004; 134(1): 492-501. https://doi.org/10.1104/pp.103.031039
15. Shugaev A.G.,Butsanets P.A., Andreev I.M., Shugaeva N.A. Effect of salicylic acid on the metabolic activity of plant mitochondria // Russ. J. Plant Physiol. 2014; 61(4): 520-528. https://doi.org/10.1134/S1021443714040189
16. Shugaev A.G., Butsanets P.A., Shugaeva N.A Salicylic acid induces the proton conductance in the inner mitochondrial membranes of lupine cotyledons // Russ. J. Plant Physiol. 2016; 63(5): 727-738. https://doi.org/10.1134/S1021443716060091
17. Chance B. Williams G.R. The Respiratory chain and oxidative phosphorylation // Adv. Enzymol. 1956; 17: 65-134. https://doi.org/10.1002/ 9780470122624.ch2
18. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the folin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951; 193(1): 265-275
19. Shugaev A.G., Lashtabega D.A., Shugaeva N.A., Vyskrebentzeva E.I. Effect of KCl-medium on succinate oxidation and hydrogen peroxide generation in mitochondria of sugar beet // Russ. J. Plant Physiol. 2010; 57(2): 189-197. https://doi.org/10.1134/S1021443710020056
20. Battaglia V., Salvi M., Toninello A. Oxidative stress is responsible for mitochondrial permeability induction by salicylate in liver mitochondria // J. Biol. Chem. 2005; 280(40): 33864-33872. https://doi.org/10.1074/jbc. M502391200
CC BY-ND
Эта лицензия позволяет свободно распространять произведение, как на коммерческой, так некоммерческой основе, при этом работа должна оставаться неизменной и обязательно должно указываться авторство.
