Biopolym. Cell. 1998; 14(5):438-448.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0004E9
Структура та функції біополімерів
Поява незвичайного мінорного білка в клітинах зародкової осі при стимуляції проростання насіння квасолі 6-метилтіоурацилом
1Циганкова В. А., 1Заєць В. М., 2Галкіна Л. О., 2Приказчикова Л. П., 1Блюм Я. Б.
  1. Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
    вул. Академіка Заболотного, 148, Київ, Україна, 03680
  2. Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України
    вул. Мурманська, 1, Київ, Україна, 02094

Abstract

За допомогою двомірного електрофорезу білків у поліакриламідному гелі виявлено незвичайний мінорний білок з молекулярною масою ~ 30 кДа у клітинах зародкової осі при стимуляції проростання насіння квасолі (Phaseolus vulgaris L.) 6-метилтіоурацилом. Появу цього білка не зафіксовано в нормі та при проростанні, стимульованому N-оксидом лутидина. Синтез додаткового низькомолекулярного білка спостерігався також у безклітинній системі з ретикулоцитів кроля на матриці полі(А)+РНК, одержаній з клітин зародкової осі квасолевого насіння, обробленого 6-метилтіоурацилом. У той же час у безклітинній системі з проростків пшениці при використанні «стандартного» препарату полі(А)+РНК показано, що N-оксид лутидина різко стимулює синтез поліпептидів, а метилтіоурацил прямо не впливає на процес трансляції. Вивчаючи співвідношення рибосом, вільних та включених у полірибосоми in vivo, за допомогою фракціонування РНП-часточок у преформованому градієнті густини CsCl, встановлено присутність додаткового піка (1,46 г/см ) у фракції полірибосом. з зародкових осей насіння, обробленого 6-метилтіоурацилом. Така стимуляція суттєво скорочує період онтогенезу, ніяк не пошкоджуючи фенотипу рослини. При цьому обробка пророщуваного насіння N-оксидом лутидина призводить до деформованого прискореного розвитку вегетативних органів без розвитку органів розмноження рослини. Обговорюється природа білка 30 кДа і взаємозалежність між змінами в експресії генів, шр викликані ростовими стимуляторами у клітинах зародкової осі під час раннього постембріогенезу, та наступними різнонаправленими процесами росту та розвитку рослин квасолі. Розглянуто також деякі практичні напрямки застосування ростових стимуляторів, пов'язані з результатами проведених експериментів.
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Tsygankova VA, Blume YaB. Screening and peculiarity of the biological action of synthetic plant growth regulators. Biopolym Cell. 1997; 13(6):484-92.
[2] Martyn GI, Musatenko LL, Sytnyk KM. Embryonic axis morphology on the early stages of haricot bean seed germination. Dopovidi Akad Nauk UkrSSSR. Ser B. 1976; (11): 1039-42.
[3] Martyn GI, Nesterova AN, Berestetski VO. Morphological and physiological properties of haricot bean embryonic development. Ukr Bot J. 1980. 37(4): 11-4.
[4] Musatenko LI, Galkin AP, Pushkariov VM, Sytnyk KM. Study of early stages of genome expression in primary embryonic axis organs during haricot bean seed maturation and germination. Plant Genome: Structure and Expression. Ufa: Publ. Bashkirsky Depart. Acad, of Sci. USSR, 1983: 154-161 (in Rus.).
[5] O'Farrell PH. High resolution two-dimensional electrophoresis of proteins. J Biol Chem. 1975;250(10):4007-21.
[6] Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970;227(5259):680-5.
[7] Aviv H, Leder P. Purification of biologically active globin messenger RNA by chromatography on oligothymidylic acid-cellulose. Proc Natl Acad Sci U S A. 1972;69(6):1408-12.
[8] Locker J. Analytical and preparative electrophoresis of RNA in agarose-urea. Anal Biochem. 1979;98(2):358-67.
[9] Maniatis T, Fritsch EF, Sambrook J. Molecular cloning: A laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Lab., 1982: 345-349.
[10] Buell GN, Wickens MP, Payvar F, Schimke RT. Synthesis of full length cDNAs from four partially purified oviduct mRNAs. J Biol Chem. 1978;253(7):2471-82.
[11] Denhardt DT. A membrane-filter technique for the detection of complementary DNA. Biochem Biophys Res Commun. 1966;23(5):641-6.
[12] Marcus A, Efron D, Weeks DP. The wheat embryo cell-free system. Methods Enzymol. 1974;30:749-54.
[13] Bonner WM, Laskey RA. A film detection method for tritium-labelled proteins and nucleic acids in polyacrylamide gels. Eur J Biochem. 1974;46(1):83-8.
[14] Osterman LA. Methods of protein and nucleic acid research. Moscow: Nauka, 1981. 250 p.
[15] Parkhomenko NI, Didenko LF, Maximenko LA. Physicochemical properties of prosomes from leaves Datura stramonium L infected potato virus X. Biopolym Cell. 1996; 12(6):102-11.
[16] Gamborg KZ, Kulaeva ON, Muromtsev GS et al. Plant growth regulators. Moscow: Kolos, 1979. 246 p.
[17] Polievoi YV. Phytohormones. Leningrad: Publ. Leningrad sky Univ, 1982. 249 p.
[18] Parthier B. Hormone-induced alterations in plant gene expression. Biochemie und Physiologie der Pflanzen. 1989;185(5-6):289–314.
[19] Dure L 3rd, Greenway SC, Galau GA. Developmental biochemistry of cottonseed embryogenesis and germination: changing messenger ribonucleic acid populations as shown by in vitro and in vivo protein synthesis. Biochemistry. 1981;20(14):4162-8.
[20] Galkina LA, Zayets VN, Prudiev DM, Ponomarenko SP, Galkin AP, Kukhar VP. Fraction composition of the newly-synthesized proteins in embryo axis cells under the «ivin-yan» activation of beans seed germination. Fiziologiia i biokhimiia kul'turnykh rasteniy. 1989; 21(4):346-51.
[21] Kukhar VP, Pushkarev VM, Galkina LA, Ponomarenko SP, Galkin AP. "Ivin-Yan" stimulation of biosynthesis of cytoplasmic RNP-particles of the germinating bean seeds embrio axis. Doklady Akad Nauk Ukr SSR. Ser B. 1987;(7):76-8.
[22] Kukhar VP, Galkina LA, Prikazchikova LP. Chemical regulators of gene activity in plant cells. Adv. school on the «Genes transfer and regulation of their expression in euka ryotes» organized through the scientific cooperation between the National Academy of Sciences of Ukraine (Ukraine, Kiev) and the P. Sabatier University (France, Toulouse). Kiyv, 1993: 26-28.
[23] Wallace DM. Precipitation of nucleic acids. Methods Enzymol. 1987;152:41-8.
[24] Aitkhozhin MA, Iskakov BK. Plant informosomes. Alma- Ata: Nauka, 1982: 182 p.
[25] Galau GA, Dure L 3rd. Developmental biochemistry of cottonseed embryogenesis and germination: changing messenger ribonucleic acid populations as shown by reciprocal heterologous complementary deoxyribonucleic acid--messenger ribonucleic acid hybridization. Biochemistry. 1981;20(14):4169-78.
[26] Grgzelyak NV, Galkin AP, Gening LV, Medvedeva TV, Lioshina LG, Bulko OV, Gasaryan KG. Chloroplast «cryptic» promoter can be activated upon their transfer to plant nuclear genome. Biopolym Cell. 1996; 12(6):87-93.
[27] Bollmann J, Hahlbrock K. Timing of changes in protein synthesis pattern in elicitor-treated cell suspension cultures of Parsley (Petroselinum crispum). Z Naturforch. 1990. 45(9-10): 1011-20.
[28] Chen J, Varner JE. An extracellular matrix protein in plants: characterization of a genomic clone for carrot extensin. EMBO J. 1985;4(9):2145-51.
[29] Evans IM, Gatehouse LN, Gatehouse JA, Yarwood JN, Boulter D, Croy RR. The extensin gene family in oilseed rape (Brassica napus L.): characterisation of sequences of representative members of the family. Mol Gen Genet. 1990;223(2):273-87.
[30] Ahn JH, Choi Y, Kwon YM, Kim SG, Choi YD, Lee JS. A novel extensin gene encoding a hydroxyproline-rich glycoprotein requires sucrose for its wound-inducible expression in transgenic plants. Plant Cell. 1996;8(9):1477-90.
[31] Meyer Y, Chartier Y. Long-lived and short-lived heat-shock proteins in tobacco mesophyll protoplasts. Plant Physiol. 1983;72(1):26-32.