Установление молекулярных и клеточных основ протекторного влияния бора на растения, подвергнутые кислотному и алюминиевому стрессу : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. В. Демидчик

Abstract

В качестве объектов исследования были использованы корни проростков Arabidopsis thaliana L. и Pisum sativum L. Цель работы: выявление и детализация клеточных механизмов протекторного влияния бора на токсичность алюминия для высших растений на примере растений Pisum sativum L. и Arabidopsis thaliana L. Использованные методы: электрофизиологическая техника локальной фиксации потенциала (пэтч-кламп), ионометрические измерения потоков K+ и Н+, эпифлуоресцентная микроскопия. В результате установлено, что при низких уровнях рН среды уменьшается амплитуда внутрь-направленных токов через плазматическую мембрану клеток корня Arabidopsis thaliana, опосредуемых входом Са2+ в клетку. Выращивание растений на фоне 100 мкмоль/л H3BO3 повышает чувствительность Са2+-проницаемых катионных каналов к подкислению среды, а также к высоким уровням Al3+. Показано, что обработка AlCl3 при низких рН индуцировала выходящий поток Н+ и K+ из клеток корня. Насыщение данного эффекта регистрировалось при 1200 мкмоль/л AlCl3. Индуцированный Al3+ выход K+ опосредовался K+-селективными и неселективными катионными каналами. Обработка корней Pisum sativum AlCl3 индуцировала накопление активных форм кислорода (АФК). Максимум генерации АФК наблюдался при 600 мкмоль/л AlCl3). Выращивание растений на фоне 2,5 мкмоль/л бора приводило к снижению AlCl3-индуцируемой продукции АФК. Обработка корней Arabidopsis thaliana AlCl3 (200-1200 мкмоль/л) индуцировала увеличение диаметра корня в зоне деления, развитие симптомов ЗКГ в атрихобластах и снижала жизнеспособность клеток корня; эффекты снижались в присутствии бора. Обработка AlCl3 корней Pisum sativum вызывала увеличение их диаметра в зоне деления и зрелой зоне, а также повреждение клеток, которые ингибировались введением бора в среду выращивания.