Biolodzy wykazali, jak reaktywne formy tlenu wpływają na rozmnażanie roślin

Kategorie: 

Źródło: tg

Rosyjscy naukowcy odkryli, że reaktywne formy tlenu kontrolują kiełkowanie pyłku i nawożenie roślin kwiatowych. Takie cząsteczki niezwykle chętnie utleniają różne substancje biologiczne, wpływając tym samym na procesy zachodzące w komórkach. Okazało się, że najważniejszym składnikiem regulującym proces rozmnażania roślin jest nadtlenek wodoru.

 

 

Ta obserwacja pomoże kontrolować rozwój upraw ozdobnych i rolniczych, które mają znaczenie dla człowieka. Wyniki prac, wspieranych grantem Rosyjskiej Fundacji Nauki, zostały opublikowane w czasopiśmie Plants.

 

W rozmnażaniu roślin kwitnących ważną rolę odgrywa słupek, ponieważ na jego czubku, zwanym często piętnem, opada pyłek, który następnie kiełkuje i zapewnia zapłodnienie. Znamiona wielu roślin są często pokryte lepkim płynem, który pomaga utrzymać ziarna pyłku – zwanym wysiękiem. Zawiera on wodę, aby pyłek nie wysychał, oraz składniki odżywcze, aby utrzymać wzrost łagiewek. Ponadto wysięk znamion zawiera reaktywne formy tlenu (ROS). W biologii koncepcja ROS jako ważnego czynnika kontrolującego kiełkowanie pyłku i stymulującego wzrost roślin jest bardzo popularna, chociaż rola tych cząsteczek była jak dotąd mało zbadana in vivo, czyli bezpośrednio na żywych roślinach i ich kwiatach.

 

Rolę ROS w procesach kiełkowania i zapłodnienia odkryli naukowcy z Uniwersytetu Moskiewskiego im. Łomonosowa w Moskwie na przykładzie zwykłego tytoniu (Nicotiana tabacum). Jednocześnie rozważali różne etapy rozwoju kwiatu, z których pierwszy odpowiadał jedynie pojawieniu się koloru płatków, drugi otwarciu kwiatu, a trzeci - otwarciu pylników pręcików i zmiana koloru płatków. Biolodzy ocenili poziom dwóch rodzajów RFT na piętnie słupka, tj. rodnika ponadtlenkowego O2 i nadtlenku wodoru. Autorzy jako pierwsi zastosowali pułapkę spinową DEPMPO na żywych kwiatach, która stabilizuje rodniki i umożliwia ich badanie.

 

Okazało się, że młodociane (młode) stygmaty uwalniały rodnik ponadtlenkowy znacznie aktywniej niż dojrzałe. Ponadto, wraz z dojrzewaniem tłuczka, poziom rodników ponadtlenkowych znacznie się obniżył, a aktywność enzymu dysmutazy ponadtlenkowej, która przekształca go w nadtlenek mniej toksyczny dla komórek, wręcz przeciwnie, wzrosła. Tak więc nadtlenek wodoru, który powstał z ponadtlenku, był przede wszystkim kluczowy dla prawidłowego kiełkowania i zapłodnienia pyłku.

 

Naukowcy ocenili również rolę reaktywnych form tlenu, traktując słupki inhibitorem dysmutazy ponadtlenkowej, aby określić tempo i wydajność kiełkowania pyłku przy obniżonych poziomach nadtlenku w znamię. Okazało się, że w tym przypadku tempo wrastania łagiewek pyłkowych w znamię zmniejszyło się o 76%, a prawdopodobieństwo udanego zapłodnienia i zasiania nasion zmniejszyło się półtora raza.

 

„Ustanowiliśmy ważne wzorce niezbędne do pomyślnego kiełkowania pyłku roślin kwitnących in vivo. W przyszłości planujemy dokładniej zbadać ten proces w różnych grupach roślin kwitnących. Na przykład teraz przeprowadzamy eksperymenty z rośliną jednoliścienną z lilią i już odkryliśmy w niej ważne cechy ”- tłumaczy Maria Breigina, kierownik projektu w ramach grantu RSF, kandydat nauk biologicznych, starszy pracownik naukowy na Wydziale Fizjologii Roślin, Wydział Biologii, Moskiewski Uniwersytet Państwowy.

 

Ocena: 

Nie ma jeszcze ocen



Skomentuj