Biopolym. Cell. 1999; 15(5):432-441.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00053B
Клітинна біологія
Опосередкована фітогормонами дія синтетичних регуляторів на ріст клітин розтягненням у вищих рослин
1Циганкова В. А., 1Заєць В. Н., 2Галкіна Л. А., 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

Показано, що дія синтетичних активаторів росту на розви­ток та ріст ізольованих «недекапітованих» зародкових осей була аналогічною за своїм характером до дії на зародкові осі інтактного насіння квасолі; за 72-годинний період збільшення розмірів зародкових осей залежало від складу середовища ін­кубації: дистильована вода < N-окис лутидину - 6-метилтіо- урацил < ЮК. Ріст і розвиток «декапітованих» осей на тих самих середовищах різко відрізнявся від росту «недекапіто­ваних»: дистильована вода > N-окис лутидину - 6-метилтіо-урацил < ЮК В експериментах із зародковими осями, у яких збережено по одній сім'ядолі («однодольні» кільчики), як у випадку з «недекапітованими», так і «декапітованими» зарод­ковими осями збільшення розмірів було ідентичним такому зародкових осей інтактного насіння квасолі і також залежало від складу інкубаційного середовища: дистильована вода < N-окис лутидину - 6-метилтіоурацил < ЮК Вивчення фракцій­ного складу новосинтезованих [ 14С ]-мічених білків зародкових осей методом одномірного ПАГ-електрофорезу з наступною флюорографією гелів засвідчило, що N-окис лутидину підсилює синтез усіх фракцій клітинних білків з переважаючим збільшенням синтезу деяких високо- і низькомолекулярних полі­пептидів, а 6-метилтіоурацил підсилює синтез тільки одного поліпептиду з молекулярною масою 30 кДа. Отримані дані можуть розглядатися відповідно як доказ висунутих нами положень стосовно фітогормон-опосередкованої дії синтетич­них регуляторів росту рослин та різноспрямованості ме­ханізмів рістактивуючої дії N-окису лутидину та 6-метил-тіоурацилу. Запропоновано схему опосередкованого фітогормо­нами механізму дії синтетичних регуляторів на ріст клітин розтягненням у вищих рослин.
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Tsygankova V.A., Blume Y.B. Screening and peculiarity of the biological action of synthetic plant growth regulators. Biopolym. Cell, 1997; 13(6):484-492.
[2] Tsygankova V.A., Zayetz V.N., Galkina L.A., Prikazchikova L.P., Blume Y.B. An unusual minor protein appearing in embryonic axis cells of haricot bean seeds following germination process stimulated by 6-methylthiouracil. Biopolym. Cell, 1998; 14 (5):438-448.
[3] Farkas V, Hanna R, Maclachlan G. Xyloglucan oligosaccharide alpha-L-fucosidase activity from growing pea stems and germinating nasturtium seeds. Phytochemistry. 1991;30(10):3203-7.
[4] Levy S, Staehelin LA. Synthesis, assembly and function of plant cell wall macromolecules. Curr Opin Cell Biol. 1992;4(5):856-62.
[5] Heyn AN. Molecular basis of auxin-regulated extension growth and role of dextranase. Proc Natl Acad Sci U S A. 1981;78(11):6608-12.
[6] Potter I, Fry SC. Xyloglucan endotransglycosylase activity in pea internodes. Effects of applied gibberellic acid. nt Physiol. 1993;103(1):235-41.
[7] Roberts K. The plant extracellular matrix: in a new expansive mood. Curr Opin Cell Biol. 1994;6(5):688-94.
[8] Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970;227(5259):680-5.
[9] Smith B.J. SDS polyacrylamide gel electrophoresis of protein. in: Methods In Molecular Biology, 1, Proteins. Ed. J. M. Walker. Clifton; New Jersey: Humana press. 1984; 41-56.
[10] Varshavskaya V.B. Ideas of N. C. Kholodniy about plant growth regulators in agricultural practice. Ukr. Bot. Zh. 1982; 39 (3):87-96.
[11] Terek O., Romaniuk K.N., Terec K. Endogenous phytohormones of plants treated by growth regulators. 2n Conf. On Progress In Plant, . (15 17 June 1998, Mosomnagyarovar): Abstracts. Bergholz-Rehbrucke 1998; p. 64
[12] Romaniuk N., Troyan V., Musiyaka V., Bezveniuk Z., Terec O. Investigation of growth regulation activity of Etnistym, the new perspective plant growth regulator. 2nd Conf. On Progress In Plant Sciences From Plant Breeding to Growth Regulation, (15-17 June 1998, Mosonmagyarovar): Abstracts. Bergholz-Rehbrucke. 1998; p. 75.
[13] Michalczuk L., Cooke T.J., Cohen J.D. Auxin levels at different stages of carrot somatic embryogenesis. Phytochemistry,1992; 31 (4):1097-103.
[14] Michalczuk L, Ribnicky DM, Cooke TJ, Cohen JD. Regulation of indole-3-acetic Acid biosynthetic pathways in carrot cell cultures. Plant Physiol. 1992;100(3):1346-53.
[15] Cooke TJ, Racusen RH, Cohen JD. The Role of Auxin in Plant Embryogenesis. Plant Cell. 1993;5(11):1494-1495.
[16] 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.
[17] Wareing P.F., Phillips I.D.J. Growth and Differentiation. In Plants: 1984 Moscow: Mir p. 512.
[18] 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.
[19] York W.S., Darvill A.G., McNeil M., Stevenson T.T., Albersheim P. Isolation and characterization of plant cell walls and cell wall components. Methods in Enzymology, 1986; 118 (C):3-40.
[20] 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.
[21] Showalter AM. Structure and function of plant cell wall proteins. Plant Cell. 1993;5(1):9-23.
[22] 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.
[23] Qi X, Behrens BX, West PR, Mort AJ. Solubilization and partial characterization of extensin fragments from cell walls of cotton suspension cultures. Evidence for a covalent cross-link between extensin and pectin. Plant Physiol. 1995;108(4):1691-701.
[24] Delmer D.P. Cellulose biosynthesis. Annu. Rev. Plant Physiol, 1987; 38(1):259-290.
[25] Delmer DP, Solomon M, Read SM. Direct Photolabeling with [P]UDP-Glucose for Identification of a Subunit of Cotton Fiber Callose Synthase. Plant Physiol. 1991;95(2):556-63.
[26] Dhugga KS, Ray PM. Isoelectric Focusing of Plant Plasma Membrane Proteins : Further Evidence that a 55 Kilodalton Polypeptide Is Associated with beta-1,3-Glucan Synthase Activity from Pea. Plant Physiol. 1991;95(4):1302-5.
[27] Cyr RJ. Microtubules in plant morphogenesis: role of the cortical array. Annu Rev Cell Biol. 1994;10:153-80.
[28] Goddard RH, Wick SM, Silflow CD, Snustad DP. Microtubule Components of the Plant Cell Cytoskeleton. Plant Physiol. 1994;104(1):1-6.
[29] Giddings T.H., Staehelin L.A. Microtubule-mediated control of microfibril deposition: A re-examination of the hypothesis In: The Cyloskeletal Basis of Plant Growth and Form, Ed. C. W. Uoyd. San Diego: Academic 1991; 85-100.
[30] Morejohn L.C. The Molecular Pharmacology of Plant Tubulin and Microtubules, Ed. C. W. Lloyd. San Diego: Academic. 1991; 29-44.
[31] Hussey P.J., Silflow C.D. Tubulin Gene Expression In Higher Plants, Ed. C. W. Lloyd. San Diego: Academic. 1991; pp. 15-28.
[32] Smertenko A, Blume Y, Viklicky V, Opatrny Z, Draber P. Post-translational modifications and multiple tubulin isoforms in Nicotiana tabacum L. cells. Planta. 1997;201(3):349-58.
[33] Smertenko YaB, Ostapets A, Viklicky NN, Draber BP. Posttranslational modifications of plant tubulin. Cell Biol. Int, 1998; 21 (12):918-920.
[34] Hotani H, Horio T. Dynamics of microtubules visualized by darkfield microscopy: treadmilling and dynamic instability. Cell Motil Cytoskeleton. 1988;10(1-2):229-36.
[35] Cyr R.J. Calcium/calmodulin affects microtubule stability in lysed protoplasts. Journal of Cell Science. 1991; 100 (2):311-317.
[36] Akashi T, Kawasaki S, Shibaoka H. Stabilization of cortical microtubules by the cell wall in cultured tobacco cells : Effects of extensin on the cold-stability of cortical microtubules. Planta. 1990;182(3):363-9.
[37] Laporte K., Rossignol M., Traas J.A. Interaction of tubulin with the plasma membrane: tubulin is present in purified plasmalemma and behaves as an integral membrane protein. Planta 1993; 191 (3):413-416.
[38] Staiger CJ, Yuan M, Valenta R, Shaw PJ, Warn RM, Lloyd CW. Microinjected profilin affects cytoplasmic streaming in plant cells by rapidly depolymerizing actin microfilaments. Curr Biol. 1994;4(3):215-9.
[39] Staehelin L.A., Giddings T.H. Membrane-mediated Control of Cell Wall Microfibrillar Order. Developmental Order; In: Its Origin and Regulation, Eds S. Subtelny, P. B. Green. New York: Liss 1982; 147, p. 133.
[40] Giddings TH Jr1, Staehelin LA. Spatial relationship between microtubules and plasma-membrane rosettes during the deposition of primary wall microfibrils in Closterium sp. Planta. 1988;173(1):22-30.
[41] Laskowski MJ. Microtubule orientation in pea stem cells: a change in orientation follows the initiation of growth rate decline. Planta. 1990;181(1):44-52.
[42] Baluska F., Parker J.S., Barlow P.W. Specific patterns of cortical and endoplasmic microtubules associated with cell growth and tissue differentiation in roots of maize (Zea mays L.). Journal of Cell Science. 1992; 103(1):191-200.
[43] Ranjeva R. Signal transduction in plant growth and development. Plant Science. 1997; 126 (2):227-228.
[44] Plant growth and it's regulation (genetics and physiological aspects). Eds B. I. Kefely, S. I. Toma. Kishinev: Shtiintsa 1985, p. 222.
[45] Plant growth regulators. Eds V. S. Shevelucha, V. P. Kukhar, A. A. Sozinov. Kyiv 1992, p. 178.
[46] Plant growth regulators in agricultural, Eds A. O. Shevchenko. Kyiv 1998 p. 143.
[47] Komyeyev D.Y., Kochubey S.M., Ponomarenko S.P., Borovikova G.S., Shevchenko, O.V. The increase of the maize seedlings tolerance to the high temperature stress upon treatment with plant growth regulator emistlm C. 4-8 October, Abstracts. Kyiv, 1998 Int. Symp. On Plant Biotechnol, 1998; p. 175.