Calcium-dependent changes in the activity of antioxidant enzymes and heat resistance of wheat seedlings under the influence of exogenous putrescine

Abstract

Кальцийзависимое изменение активности антиоксидантных ферментов и теплоустойчивости проростков пшеницы под влиянием экзогенного путресцинаПолиамины -важные стрессовые метаболиты растений, участвующие в регуляции редокс-гомеостаза и сигнальных процессах. Исследовали участие ионов Ca 2+ в процессе индуцирования антиоксидантной системы и теплоустойчивости проростков пшеницы (Triticum aestivum L.) экзогенным диамином путресцином с использованием антагонистов кальция. Отмечено существенное повышение содержания пероксида водорода в корнях через 2 ч после начала обработки проростков 1 мМ раствором путресцина. Этот эффект полностью устранялся хелатором внеклеточного кальция -этиленгликоль-бис(2-аминоэтил-эфир)тетрауксусной кислотой (ЭГТА), но не ингибитором поступления кальция из внутриклеточных компартментов неомицином. Обработка проростков путресцином вызывала повышение активности супероксиддисмутазы, каталазы и гваяколпероксидазы в корнях и способствовала сохранению активности антиоксидантных ферментов после повреждающего прогрева проростков (10 мин при 45 °C). ЭГТА устранял индуцируемое путресцином повышение активности всех трех исследуемых антиоксидантных ферментов. Неомицин снимал эффекты повышения активности каталазы и гваяколпероксидазы в корнях проростков пшеницы, вызываемые действием путресцина. Обработка проростков путресцином способствовала сохранению целостности мембран клеток корней и повышала выживание проростков после повреждающего прогрева. Антагонисты кальция устраняли эти эффекты. Обсуждается роль различных пулов кальция в индуцировании образования активных форм кислорода в клетках корней, регуляции редокс-гомеостаза и развитии устойчивости к тепловому стрессу под действием путресцина. Ключевые слова: Triticum aestivum; полиамины; путресцин; редоксгомеостаз; кальций; теплоустойчивость. Сокращения: АФК -активные формы кислорода; СОД -супероксиддисмутаза; ЭГТА -этиленгликоль-бис(2-аминоэтил-эфир)тетрауксусная кислота. ВведениеПолиамины относят к стрессовым метаболитам растений [1]. В обычных условиях они содержатся в растительных тканях в концентрациях, близких