Физиолого-биохимические механизмы формирования устойчивости растений к окислительному стрессу под действием пептидного элиситора AtPep1

  • Галина Григорьевна Филипцова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-1940-8175
  • Владимир Михайлович Юрин Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-3-38-46

Аннотация

Исследовано влияние пептидного элиситора AtPep1 на устойчивость растений сои и гороха к окислительному стрессу. Определена концентрация пептида, оказывающая максимальный элиситорный эффект на данные растения, – 10– 9 моль/л. Показано, что обработка надземной части проростков этим пептидом приводит к увеличению активности пероксидазы и супероксиддисмутазы и снижению уровня продуктов перекисного окисления липидов в растениях, подвергнутых окислительному стрессу, что и обусловливает повышение устойчивости растений к стрессовому воздействию.

Биографии авторов

Галина Григорьевна Филипцова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Владимир Михайлович Юрин, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор биологических наук, профессор; профессор кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета

Литература

  1. Yamaguchi Y, Huffaker A. Endogenous peptide elicitors in higher plants. Current Opinion in Plant Biology. 2011;14(4):351–357. DOI: 10.1016/j.pbi.2011.05.001.
  2. Boller T, Felix G. A renaissance of elicitors: perception of microbe-associated molecular patterns and danger signals by pa­ttern-recognition receptors. Annual Review of Plant Biology. 2009;60:379–406. DOI: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105346.
  3. Jones JDG, Dangl JL. The plant immune system. Nature. 2006;444(7117):323–329. DOI: 10.1038/nature05286.
  4. Albert M. Peptides as triggers of plant defence. Journal of Experimental Botany. 2013;64(17):5269–5279. DOI: 10.1093/jxb/ert275.
  5. Huffaker A, Ryan CA. Endogenous peptide defense signals in Arabidopsis differentially amplify signaling for the innate immune response. PNAS. 2007;104(25):10732–10736. DOI: 10.1073/pnas.0703343104.
  6. Lori M, van Verk MC, Hander T, Schatowitz H, Klauser D, Flury P, et al. Evolutionary divergence of the plant elicitor peptides (Peps) and their receptors: interfamily incompatibility of perception but compatibility of downstream signaling. Journal of Experimental Botany. 2015;66(17):5315–5325. DOI: 10.1093/jxb/erv236.
  7. Filiptsova HG. The role of endogenous peptide elicitors in plant resistance to biotic stress. Journal of the Belarusian State University. Biology. 2019;2:3–12. Russian.
  8. Chirkova TV. Fiziologicheskie osnovy ustoichivosti rastenii [Physiological foundations of plant resistance]. Saint Petersburg: Izdatel’stvo Sankt-Peterburgskogo universiteta; 2002. 244 p. Russian.
  9. Bartels S, Boller T. Quo vadis, Pep? Plant elicitor peptides at the crossroads of immunity, stress, and development. Journal of Experimental Botany. 2015;66(17):5183–5193. DOI: 10.1093/jxb/erv180.
  10. Yi Ma, Yichen Zhao, Walker RK, Berkowitz GA. Molecular steps in the immune signaling pathway evoked by plant elicitor peptides: Ca2+-dependent protein kinases, nitric oxide, and reactive oxygen species are downstream from the early Ca2+ signal. Plant Physiology. 2013;163(3):1459–1471. DOI: 10.1104/pp.113.226068.
  11. Sokolov YA, Filiptsova HG, Lushchyk AY, Yurin VM. Synthesis and analysis of the influence of some peptide elicitors on resistance of legumes to oxidative stress. In: Zhabinskii V, Khripach V, Khripach N, editors. Chemistry, structure and functions of biomolecules. 6 th International conference; 2018 May 22–25; Minsk, Belarus. Minsk: Belaruskaja navuka; 2018. p. 172–174.
  12. Paranich LI, Paranich AV, Vasilenko NM, Bugai EV. [The effect of nitrobenzene and its chlorine derivatives on some indicators of antioxidant homeostasis]. Byulleten’ eksperimental’noi biologii i meditsiny. 1993;116(10):402–405. Russian.
  13. Dikalov SI, Harrison DG. Methods for detection of mitochondrial and cellular reactive oxygen species. Antioxidants & Redox Signaling. 2014;20(2):372–382. DOI: 10.1089/ars.2012.4886.
  14. Tret’yakov NN, editor. Praktikum po fiziologii rastenii [Workshop on plant physiology]. 3rd edition. Moscow: Agropromizdat; 1990. 271 p. Russian.
  15. Giannopolitis CN, Ries SK. Superoxide dismutases. I. Occurrence of higher plants. Plant Physiology. 1977;59(2):309–314. DOI: 10.1104/pp.59.2.309.
  16. Choudhury S, Panda P, Sahoo L, Panda SK. Reactive oxygen species signaling in plants under abiotic stress. Plant Signa­ling & Behavior. 2013;8(4):e23681. DOI: 10.4161/psb.23681.
  17. Meyer A, Pühler A, Niehaus K. The lipopolysaccharides of the phytopathogen Xanthomonas campestris pv. campestris induce an oxidative burst reaction in cell cultures of Nicotiana tabacum. Planta. 2001;213(2):214–222. DOI: 10.1007/s004250000493.
  18. Yi Ma, Walker RK, Yichen Zhao, Berkowitz GA. Linking ligand perception by PEPR pattern recognition receptors to cytosolic Ca2+ elevation and downstream immune signaling in plants. PNAS. 2012;109(48):19852–19857. DOI: 10.1073/pnas.1205448109.
Опубликован
2021-11-05
Ключевые слова: пептидный элиситор AtPep1, окислительный стресс, активные формы кислорода, перекисное окисление липидов, пероксидаза, супероксиддисмутаза
Поддерживающие организации Работа выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Химические технологии и материалы», подпрограммы «Биорегуляторы растений».
Как цитировать
Филипцова, Г. Г., & Юрин, В. М. (2021). Физиолого-биохимические механизмы формирования устойчивости растений к окислительному стрессу под действием пептидного элиситора AtPep1. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 38-46. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-3-38-46
Выпуск
№ 3 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Физиология и клеточная биология

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).