Досліджували вміст вільного проліну, цукрози та співвідношення моноцукри/цукроза в клітинах калюсних культур кукурудзи. Калюс отримано з Т1 рослин кукурудзи лінії Л-390, трансформованої in planta із застосуванням штаму LBA4404, що несе плазміду рВі2Е із дволанцюговим (дл)РНК-супресором гена проліндегідрогенази (Л-390-Т1), та рослин інбредної лінії Л-390 (контроль). Калюсні культури впродовж 10 діб піддавали впливу осмотичних стресів (2 %-й розчин солей морської води, 0,5 М розчин маніту). В нормі вміст проліну в усіх варіантах був невисоким, а вміст сахарози у варіанті Л-390-Т1 перевищував контроль у 7,5 раза. На 10-ту добу культивування за стресових умов починали виявлятися відмінності у стійкості між варіантами. За дії маніту в контролі рівень проліну не змінювався, а вміст сахарози зростав на порядок відносно нормальних показників. За наявності солей морської води співвідношення моноцукри/цукроза збільшувалось незначно, тоді як акумуляція проліну перевищувала показник норми у 2,8 раза. У Л-390-Т1 за осмотичного стресу будь-якого типу рівень вільного проліну зростав незначно, а співвідношення вуглеводів було тотожним. На 10-ту добу дії осмотичного стресу в нормальних клітинах реалізовувались різні захисні реакції залежно від типу стресу; трансформована калюсна культура підтримувала нормальне функціонування.
Ключові слова: Zea mays L., corn, calli culture, genetic transformation, dsRNA-suppressor of the proline dehydrogenase gene, salinity, water deficit, proline, sucrose, tolerance
Повний текст та додаткові матеріали
У вільному доступі: PDFЦитована література
1. Andryuschenko, V.K., Sayanova, V.V., Zhuchenko, A.A., Dyachenko, N.I., Chilikina, L.A., Drozdov, V.V. & Nyutin, Yu.I. (1981). Modification of proline determination method for identification of drought-resistant forms of genus Lycopersicon Tourn. Izv. AN Mold. SSR, No. 4, pp. 55-60 [in Russian].
2. Sakalo, V.D., Larchenko, K.A. & Kurchiy, V.M. (2009). Synthesis and metabolism of sucrose in leaves of corn sprouts under water deficit conditions. Fiziologia i biokhimia kult. rastenij, 41, No. 4. pp. 305-313 [in Ukrainian].
3. Azarpanah, A., Alizadeh, O. & Dehghanzadeh, H. (2013). Investigation of proline and carbohydrates accumulation in Zea mays L. under water stress condition. ELBA Bioflux., 5, No. 1. pp. 47-54.
4. Boscaiu, M., Esperanza, M., Fola, O. & Scridon, S. (2009). Osmolyte accumulation in xerophytes as a response to environmental stress. Bul. Univ. Agr. Sci and Vet Med. Cluj-Napoca Hort., pp. 96-102.
5. Green, C.E. & Phillips, R.L. (1975). Plant regeneration from tissue cultures of maize. Crop. Sci., 15, pp. 417-421. https://doi.org/10.2135/cropsci1975.0011183X001500030040x
6. Hanson, J., Hanssen M., Wiese, A., Hendriks, M.M. & Smeekens, S. (2008).The sucrose regulated transcription factor bZIP11 affects amino acid metabolism by regulating the expression of asparagine synthetase 1 and proline dehydrogenase 2. Plant J., 53, pp. 935-949. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2007.03385.x
7. Hasegawa, P.M., Bressan, P.A., Zhu, J.-K. & Bohnert, H.J. (2000). Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annu. Rev. Plant Physiol., 51, pp. 463-499. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.51.1.463
8. Kiyosue, T., Yoshiba, Y., Yamaguchi-Shinozaki, K. & Shinozaki, K. (1996). A nuclear gene encoding mitochondrial proline dehydrogenase an enzyme involved in proline metabolism, up regulated by proline but down regulated by dehydration in Arabidopsis. Plant Cell, 8, pp. 1323-1335. https://doi.org/10.1105/tpc.8.8.1323
9. Rosa, M., Prado, C., Podazza, G., Interdonato, R., Gonzalez, J.A., Hilal, M. & Prado, F.E. (2009). Soluble sugars - metabolism, sensing and abiotic stresses. A complex network in the life plants. Plant Signal. Behav., 4, No. 5, pp. 388-393. https://doi.org/10.4161/psb.4.5.8294
10. Satoh, R., Fujita, Y., Nakashima, K., Shinozaki, K. & Yamaguchi-Shinozaki, K. (2004). A novel subgroup of bZIP11 proteins functions as transcriptional activators in hypoosmolarity-responsive expression of the ProDH gene in Arabidopsis. Plant Cell Physiol., 45, pp. 309-317. https://doi.org/10.1093/pcp/pch036
11. Szabados, L. & Savoure, A. (2010). Proline: a multifunctional amino acid. Trends Plant Sci., 15, pp. 89-97. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2009.11.009
12. Wang, L., Zhang, L., Chen, G. & Li, X. (2005). Физиoлoгичeckиe peakции kaллюca бaтaтa нa зacyxy и coлeвoй cтpecc. Shengtaixue zazhi - Ch. J. Ecol. Bot., 25, pp. 1508-1514.