ВПЛИВ СОЛЬОВОГО СТРЕСУ НА ВМІСТ ПРОЛІНУ ТА ПОЛІФЕНОЛЬНИХ СПОЛУК У ARABIDOPSIS THALIANA
Анотація
Засолення ґрунтів зумовлює виникнення у рослин осмотичного та оксидативного стресу. Пролін у рослинній клітині виконує роль осмопротектора та може виступати антиоксидантом. Відомо, що накопичення проліну в рослин відбувається після впливу посухи, високих і низьких температур, дії ультрафіолетового випромінювання, при вирощуванні за підвищених концентрацій важких металів. Складовою частиною антиоксидантної системи є також поліфенольні сполуки. У рослинах синтез і накопичення поліфенольних сполук стимулюється у відповідь на біотичні та абіотичні стресові впливи. Проте, місце проліну та поліфенольних сполук у розвитку первинної відповіді на гострий сольовий стрес вивчено недостатньо. Для з’ясування цього питання вивчались зміни вмісту проліну та поліфенольних сполук в листках арабідопсису за дії 50, 100, та 200 мМ хлориду натрію протягом 4 та 8 годин. Для забезпечення швидкого надходження іонів натрію у рослину, при проведенні стресової обробки використовували відокремленні від коріння розетки рослин віком 5 тижнів. Отримані результати свідчать, що 4 годинна стресова обробка 200 мМ хлоридом натрію призводить до зростання вмісту проліну на 42%, а 8 годинна - на 78%. Підвищення концентрації поліфенольних сполук на 20 та 23% відбувається лише через 8 годин за дії 100 та 200 мМ NaCl, відповідно. Таким чином, підвищення вмісту поліфенольних сполук у тканинах листка спостерігається дещо пізніше і ефект є слабшим порівняно із вмістом проліну. Отримані дані вказують на залучення проліну та поліфенольних сполук до захисної відповіді рослинної клітини на швидке зростання концентрації іонів натрію у тканинах листків (гострий сольовий стрес).
Ключові слова: сольовий стрес, арабідопсис, пролін, поліфеноли.
Посилання
Ahmad P., Jaleel C. A., Salem M. A., Nabi G., Sharma S. Roles of enzymatic and nonenzymatic antioxidants in plants during abiotic stress. Critical Rev. Biotech. 2010; 30(3): 161-175.
Arbona V., Flors V., Jacas J., García-Agustín P., Gómez-Cadenas A. Enzymatic and non-enzymatic antioxidant responses of Carrizo citrange, a salt-sensitive citrus rootstock, to different levels of salinity. Plant Cell Physiol. 2003; 44(4): 388-394.
Bates L.S., Waldren R.P., Teare I.D. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant Soil.1973; 39(1): 205-207.
Celik O., Atak C. The effect of salt stress on antioxidative enzymes and proline content of two Turkish tobacco varieties. Turk J Biol. 2012; 36: 339-356.
Chen C., Dickman M.B. Proline suppresses apoptosis in the fungal pathogen Colletotrichum trifolii. Proc. Nat. Acad. Sci. 2005; 102(9): 3459-3464.
Deinlein U., Stephan A.B., Horie T., Luo W., Xu G., Schroeder J.I. Plant salt-tolerance mechanisms. Trends Plant Sci. 2014; 19(6): 371-379.
Falleh H., Jalleli I., Ksouri R., Boulaaba M., Guyot S., Magné C., Abdelly C. Effect of salt treatment on phenolic compounds and antioxidant activity of two Mesembryanthemum edule provenances. Plant Physiol. Biochem. – 2012; 52: 1-8.
Fylypchuk T.V. Proline content as indicator of tolerance lawn grass to UV-C radiation. Scientific works SWorld. Biology. Ecology and Biotechnology. 2013; 17(4): 24-28.
Ghoulam C., Foursy A., Fares K. Effects of salt stress on growth, inorganic ions and proline accumulation in relation to osmotic adjustment in five sugar beet cultivars. Env. Exp. Bot. 47(1): 39-50.
Hasegawa P.M., Bressan R.A., Zhu J.K., Bohnert H.J. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Ann. Rev. Plant Biol. 2000; 51(1): 463-499.
He X., Huang W., Chen W., Dong T., Liu C., Chen Z. Changes of main secondary metabolites in leaves of Ginkgo biloba in response to ozone fumigation. J. Env. Sci. 2009; 21: 199-203.
Huang Z., Zhao L., Chen D., Liang M., Liu Z., Shao H., Long X. Salt stress encourages proline accumulation by regulating proline biosynthesis and degradation in Jerusalem Artichoke plantlets. PLOS ONE. 2013; 8(4): e62085.
Idso C.D., Idso K.E. Forecasting world food supplies: The impact of rising atmospheric CO2 concentration. Technology. – 2000; 7: 33-55.
Kirakosyan A., Seymour E., Kaufman P.B., Warber S., Bolling S., Chang S.C. Antioxidant capacity of polyphenolic extracts from leaves of Crataegus laevigata and Crataegus monogyna (Hawthorn) subjected to drought and cold stress. J Agric. Food Chem. 2003; 51(14): 3973-3976.
Liu J., Zhu J. K. Proline accumulation and salt-stress-induced gene expression in a salt-hypersensitive mutant of Arabidopsis. Plant Physiol.1997; 114(2): 591-596.
Lv W.T., Lin B., Zhang M., Hua X.J. Proline accumulation is inhibitory to Arabidopsis seedlings during heat stress. Plant Physiol. 2011; 156(4): 1921-1933.
Major P.S., Zakharov V.P., Velykozhon L.G. Changes of free proline content in winter wheat plants during the autumn-winter period. Physiol. Biochem. Cultural plants. - 2009; 41( 5): 371-383.
Michalak A. Phenolic compounds and their antioxidant activity in plants growing under heavy metal stress. Polish J. Env. Studies. 2006; 15(4): 523-530.
Rivero R.M., Ruiz J.M., Garcıa P.C., Lopez-Lefebre L.R., Sanchez E., Romero L. Resistance to cold and heat stress: accumulation of phenolic compounds in tomato and watermelon plants. Plant Sci. 2001; 160: 315–321.
Sakihama Y., Cohen M.F., Grace S.C., Yamasaki H. Plant phenolic antioxidant and prooxidant activities: phenolics-induced oxidative damage mediated by metals in plants. Toxicology. 2002; 177(1): 67-80.
Sneha S., Rishi A., Chandra S. Effect of short term salt stress on chlorophyll content, protein and activities of catalase and ascorbate peroxidase enzymes in Pearl Millet. Am. J. Plant Physiol. 2013; 9(1): 32-37.
Szabados L., Savoure A. Proline: a multifunctional amino acid. Trends Plant Sci. 2010; 15(2): 89-97.
