Interaction of cytokinins with UV-B (280 -315nm) on the expansion growth of cucumber cotyledons

Abstract

The negative effect on plant responses are expected due to increased amounts of ultraviolet-B (UV-B) radiation reaching on the Earth's surface by stratospheric ozone depletion. Cytokinins (CKs) are essential phytohormones in plant growth and development. Perusal of relevant literature reveals that CKs mitigate the oxidative damage caused by abiotic stresses like salt, drought, high temperature and heavy metal due to their antioxidant effects. However, very few reports are available on the interaction of CKs with UV-B stress on the expansion growth of the cucumber cotyledons. CKs induced the expansion growth of the excised cucumber cotyledons in the darkness. CKs induced expansion growth of cucumber cotyledons in darkness was inhibited by supplemental UV-B. UV-B radiation enhanced the level of oxyradicals like superoxide and hydroxide radicals in the excised cucumber cotyledons, which was evident by EPR spectroscopy. CKs like Zeatin, TDZ, BAP and FAP reduced the level of oxyradicals produced in the dark grown cucumber cotyledons, while promoting the expansion growth of the cotyledons. Production of oxyradical in UV-B exposed cotyledons showed that these oxyradicals might partially account for inhibition of expansion growth. Since considerable amount of oxyradicals were quenched by CKs at higher concentrations (10 and 20 µg/ml) it partially restores the inhibition of expansion growth caused by UV-B stress. It indicates that overproduction of oxyradicals by UV-B could not be entirely responsible for the inhibition of CKs induced expansion growth of cotyledons; which might be caused by some other physiological changes caused by UV-B irradiation in addition to the production of oxyradicals. UV-B is also known to inactivate protein inhibitor of peroxidase in cucumber cotyledons. This may reduce the antioxidants defence and enhance the damaging effects of oxyradicals for the growth of cotyledons.

Interaction of chronic ultraviolet radiation and cytokinin in adaptive reactions of pea plants

“…Водночас АФК належать до неодмінних компонентів сигнальних систем рослин, продукуються і в оптимальних умовах, беруть участь у регуляції процесів росту та розвитку, рухів замикальних клітин продихів, взаємодіють з ендогенними фітогормонами [13]. Захисна функція цитокінінів в умовах дії абіотичних стресів встановлена давно, однак їх здатність до безпосередньої детоксикації АФК, утилізації вільних радикалів, які утворюються за дії УФ-В, встановлена лише нещодавно [9]. БАП відноситься до природних фітогормонів, здатний легко проникати у клітини, включатися до пулу ендогенних цитокінінів, що зумовлює його позитивну дію на рослини за дії стресу.…”

“…Встановлено, що у захисті рослинних клітин від деструктивної дії УФ-В радіації беруть участь фітогормони цитокініни, які синтезуються ензиматично з аденіну у всіх частинах рослин [9]. В умовах оптимального росту цитокініни регулюють поділ та диференціацію клітин, судин, розгалуження кореня і пагона, контролюють на світлі біогенез хлоропластів, старіння листків [10].…”

“…БАП утворюється і функціонує у клітинах листкового мезофілу, швидко руйнується і не накопичується у значних кількостях, що в стресових умовах призводить до його дефіциту. З'ясовано, що обробка сім'ядолей огірка водним розчином БАП перед опроміненням їх УФ-В може зменшувати ендогенний рівень АФК в тканинах [9]. Встановлено, що цитокініни здатні утилізувати вільні радикали, супероксидний аніон, підтримувати життєздатність насіння шляхом детоксикації АФК [9].…”

“…З'ясовано, що обробка сім'ядолей огірка водним розчином БАП перед опроміненням їх УФ-В може зменшувати ендогенний рівень АФК в тканинах [9]. Встановлено, що цитокініни здатні утилізувати вільні радикали, супероксидний аніон, підтримувати життєздатність насіння шляхом детоксикації АФК [9]. Однак роль цитокінінів у зменшенні негативної дії хронічного опромінення УФ-В на інтактні рослини дводольних все ще досліджена недостатньо.…”

Adaptive effect of cytokinin on soybean plants under the action of chronic ultraviolet B radiation

“…Екзогенна обробка рослин цитокінінами дозволяє поповнювати ендогенний пул в умовах їх дефіциту. Встановлено, що обробка сім'ядолей огірка цитокініном 6-бензиламінопурином (БАП) до початку їх опромінення УФ-В зменшувала ендогенний рівень АФК у тканинах, подовжувала тривалість їх функціонування [5].…”