«Биология. Экология» 2010 4

Развитие программируемой клеточной гибели в суспензионной культуре клеток озимой пшеницы Triticum aestivum (L.) при действии низкой положительной и отрицательной температур

Авторы: И. В. Любушкина, О. И. Грабельных, Т. П. Побежимова, И. В. Федосеева, А. В. Степанов, А. В. Федяева, Н. С. Павловская1, Н. А. Королева, В. К. Войников
Аннотация:

Изучена возможность активации программируемой клеточной гибели (ПКГ) в суспензионной культуре клеток озимой пшеницы низкими положительными (4 и 8 ºС) и отрицательной (-8 ºС) температурами. Показано, что обработка температурой 8 °С способствует формированию механизмов низкотемпературной адаптации, в то время как температура 4 ºС вызывает гибель клеток в культуре, которая усиливается после воздействия отрицательной температурой. Установлено, что процесс клеточной гибели сопровождается характерными признаками ПКГ, такими как конденсация протопласта и фрагментация ДНК.
Ключевые слова: программируемая клеточная гибель, суспензионная культура клеток, Triticum aestivum, низкая положительная температура, отрицательная температура, дегидрины, конденсация протопласта, дыхательная активность, фрагментация ДНК
УДК: 581.1
Литература: 1. Белки низкотемпературного стресса растений / В. К. Войников [и др.]. – Иркутск : Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2004. – 129 с.
2. Ванюшин Б. Ф. Апоптоз у растений / Б. Ф. Ванюшин // Успехи биол. химии. – 2001. – Т. 41. – С. 3–38.
3. Лакин Г. Ф. Биометрия : учеб. пособие для биол. спец. вузов. / Г. Ф. Лакин. – М. : Высш. шк., 1990. – 352 с.
4. Программируемая клеточная смерть у растений: действие ингибиторов синтеза белка и структурные изменения в устьичных клетках гороха / Е. В. Дзюбинская [и др.] // Биохимия. – 2006. – Т. 71. – С. 493–504.
5. Сердюк И. Методы в молекулярной биофизике : структура, функция, динамика : учеб. пособие : в 2 т. / И. Сердюк, Н. Заккаи, Дж. Заккаи. – М. : КДУ, 2009. – Т. 1 – 568 с.
6. Трунова Т. И. Растение и низкотемпературный стресс / Т. И. Трунова. – М. : Наука, 2007. – 54 с.
7. Финкельштейн А. И. Физика белка / А. И. Финкельштейн, О. Б. Птицын. – М. : КДУ, 2005. – 456 с.
8. Baker C. J. An improved method for monitoring cell death in cell suspension and leaf disk assay using evans blue / C. J. Baker, N. M. Mock // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. – 1994. – Vol. 39. – P. 7–12.
9. Chromatin fragmentation associated with apoptotic changes in tobacco cells exposed to cold stress / B. Koukalová [et al.] // FEBS Lett. – 1997. – Vol. 414. – P. 289–292.
10. Early stages of the apoptotic pathway in plant cells are reversible / I. E. W. O’Brien [et al.] // Plant J. – 1998. – Vol. 13. – P. 803–814.
11. Ferri K. F. Mitochondria – the suicide organelles / K. F. Ferri, G. Kroemer // BioEssays. – 2001. – Vol. 23. – P. 111–115.
12. From plants to animals; the role of plant cell death in ruminant herbivores / A. H. Kingston-Smith [et al.] // J. Exp. Bot. – 2008. – Vol. 59. – P. 521–532.
13. Heath M. C. Apoptosis, programmed cell death and the hypersensitive response / M. C. Heath // European J. Plant Pathology. – 1998. – Vol. 104. – P. 117–124.
14. Jones A. M. Programmed cell death in development and defense / A. M. Jones // Plant Physiol. – 2001. – Vol. 125. – P. 94–97.
15. Kerr J. F. R. A basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics / J. F. R. Kerr, A. H Wyllie., A. R. Currie // Br. J. Cancer. – 1972. – Vol. 26. – P. 239–257.
16. Laemmli U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of head bacteriophage T4 / U. K. Laemmli // Nature. – 1970. – Vol. 227. – P. 680–685.
17. Lin J. Salt stress-induced programmed cell death via Ca2+-mediated mitochondrial permeability transition in tobacco protoplasts / J. Lin, Y. Wang, G. Wang // Plant Growth Regulation. – 2005. – Vol. 45. – P. 243–250.
18. Malerba M. Fusicoccin induces in plant cells a programmed cell death showing apoptotic features / M. Malerba, R. Cerana, P. Crosti // Protoplasma. – 2003. – Vol. 222. – P. 113–116.
19. Morohashi Y. Appearance of alternative respiration in cucumber cotyledon mitochondria after treatment with cycloheximide / Y. Morohashi, T. Seto, T. Matsushima // Physiol. Plantarum. – 1991. – Vol. 83. – P. 640–646.
20. Murashige T. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Scoog // Physiol. Plantarum. – 1962. – Vol. 15. – P. 473–497.
21. Ning S.-B. Characterization of the early stages of programmed cell death in maize root cells by using comet assay and the combination of cell electrophoresis with annexin binding / S.-B. Ning, Y.-C. Song, P. Van Damme // Electrophoresis. – 2002. – Vol. 23. – P. 2096–2102.
22. Protein measurement with folin phenol reagent / O. H. Lowry [et al.] // J. Biol. Chem. – 1951. – Vol. 193. – P. 265–275.
23. Reape T. J. Programmed cell death in plants: distinguishing between different modes / T. J. Reape, E. M. Molony, P. F. McCabe // J. Exp. Bot. – 2008. – Vol. 59. – P. 435–444.
24. Reape T. J. Apoptotic programmed cell death in plants / T. J. Reape, P. F. McCabe // New Phytologist. – 2008. – Vol. 180. – P. 13–26.
25. Sorting out the role of reactive oxygen species during plant programmed cell death induced by ultraviolet-C overexposure / C. Gao [et al.] // Plant Signaling Behavior. – 2008. – Vol. 3. – P. 197–198.
26. Thaxtomin A induces programmed cell death in Arabidopsis thaliana suspension-cultured cells / I. Duval [et al.] // Planta. – 2005. – Vol. 222. – P. 820–831.
27. The programme of cell death in plants and animals – a comparison / K. V. Krishnamurthy [et al.] // Cur. Science. – 2000. – Vol. 79. – P. 1169–1181.
28. Williams B. Plant programmed cell death: can't live with it; can't live without it / B. Williams, M. Dickman // Mol. Plant Path. – 2008. – Vol. 9. – P. 531–544.