Эпикастастерон активирует кальций-проницаемые катионные каналы и стимулирует рост корневой системы у высших растений

Abstract

Изучены закономерности воздействия 24-эпикастастерона (предшественника брассинолида) на входящие трансмембранные токи ионов кальция, контролирующие рост растительной клетки, а также выявлено влияние данного вещества на образование корневой системы у высших растений. Данные реакции не были изучены ранее, они имеют большое значение для создания новых средств укоренения и повышения жизнеспособности посадочного материала. С использованием методики пэтч-кламп показано, что экзогенный 24-эпикастастерон активирует внутрь проводящие Са2+-проницаемые катионные каналы плазматической мембраны клеток корня пшеницы (Triticum aestivum L.). Эпикастастерон-индуцируемая проводимость ингибировалась ионами гадолиния, обладала быстрой кинетикой активации и слабым выпрямлением при гиперполяризации, что типично для Са2+-проницаемых неселективных катионных каналов клеток корня высших растений. В ходе 300-дневного вегетационного эксперимента продемонстрировано, что обработка 24-эпикастастероном в 3 раза повышает вероятность форми-рования корневой системы у эксплантов плохоукореняемого сорта туи западной (Thuja occidentalis L. Smagard). Полученные данные указывают на то, что 24-эпикастастерон способен активировать вход Са2+ в клетки корня и обладает стимулирующим воздействием на формирование корней у высших растений. = The effect of 24-epicastasterone on inwardly-directed transmembrane currents of Ca2+ and the formation of root system in higher plants has been determined. These reactions haven’t been previously studied and have a great potential for practical use, for example they can be used for development of new plant growth stimulators and protectants. Experiments with patch-clamp technique showed that exogenous 24-epicastasterone activated inwardly-directed Са2+-permeable cation channels of wheat root plasma membrane (Triti-cum aestivum L.). It showed sensitivity to gadolinium ions, fast activation kinetics and slow rectification on hyperpolarization (typical for Са2+-permeable nonselective cation channels in plasma membranes of higher plants). Results of 300-day-long rooting test demonstrated that 24-epicastasterone increased the probability of root formation in shoot explants of Thuja occidentalis L. Smagard by about three times. Overall, the obtained data indicate that 24-epicastasterone can activate Са2+-influx system, which is probably responsible for stimulation of root growth and development.