"Оксид азота, новый партнер сигналинга этилена в растениях"

XVI Чайлахяновские чтения, Проф. Луис А. Дж. Мур, Университет Аберистуит, Великобритания

Москва, ИФР РАН, Большой конференц-зал.

Директор по исследованиям в области биологии и здравоохранения, Университет Аберистуит, Институт биологических, экологических и сельскохозяйственных наук, Аберистуит, Великобритания.

В течение последнего десятилетия 20-го века было установлено, что оксид азота (NO) выступает в
качестве сигнальной молекулы. К настоящему дню стало известно, что NO способствует защите от
патогенов, реакции на абиотический стресс, регулирует устьичный газообмен и развитие растений.
Поскольку NO сейчас прочно утвердился как важный сигнал в фитобиологии, задача состоит в том,
чтобы охарактеризовать различные механизмы генерации NO в растениях. После некоторых
ошибочных выводов эта проблема понемногу проясняется.
Наша группа изучает роль оксида азота в реакции растений на стресс в течение более пятнадцати лет.
Первоначальная работа была сосредоточена на применении новых технологий для количественного
on-line мониторинга образования NO в растении. Это связано с применением метода
фотоакустического лазерного детектирования, который впоследствии был признан прорывной
технологией для обнаружения NO в растениях. Эта технология была использована для демонстрации
быстрого (<1h) образования NO после заражения бактериальными патогенами (Mur et al., 2005; Gupta
et al., 2013); грибковыми патогенами Blumeria graminis и Botrytis cinerea (Sivakumaran et al., 2016), а
также в связи с устойчивостью как к погружению, так и к засухе (Montilla-Bascón et al., 2017). Этилен
был одним из первых открытых фитогормонов, который, подобно NO, играет важную роль в развитии
растений и их реакции на стресс. Команда профессора Мура показала, что NO регулирует образование
этилена и влияет на его эффекты. При использовании NO-окисляющих трансформантов было
установлено, что NO контролирует продукцию этилена в ответ на патогены, а также при адаптации к
засухе (Mur et al., 2012; Montilla-Bascón et al., 2017). В недавних исследованиях было показано, что NO
взаимодействует с компонентами этилена, которые регулируют клеточный цикл у растений (Novikova
et al., 2017).
Считается, что NO влияет на производство этилена посредством регуляции генов биосинтеза этилена,
в первую очередь AЦК-синтазы (Mur et al., 2008), а также доступности метильных групп, необходимых
для получения этилена (Montilla-Bascón et al., 2017). Поскольку образование NO прочно связано с
восстановлением нитрата (NO 3 - ) (Gupta et al., 2013), появилась модель, согласно которой уровни
азотного питания растений должны влиять на их развитие и реакции стресса через
взаимодействующую сеть передачи сигналов NO-этилена.