Reactive oxygen species are involved in regulation of pollen wall cytomechanicsстатья
Статья опубликована в высокорейтинговом журнале
Информация о цитировании статьи получена из
Web of Science,
Scopus
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 12 марта 2014 г.
Аннотация:Образование и инактивация активных форм кислорода (АФК) играют важную роль в модификации механических свойств клеточной стенки в вегетативных тканях растений. Эти процессы строго регулируются в ходе развития соматических клеток. Мы установили, что Н2О2 и гидроксилрадикал могут регулировать прорастание пыльцы табака, участвуя в модификации механических свойств интины (внутреннего слоя оболочки пыльцевого зерна). Эффективность прорастания изменялась под действием экзогенных Н2О2, гидроксилрадикала или антиоксидантов, элиминирующих эндогенные АФК: супероксиддисмутазы, Mn-5,10,15,20-tetrakis(1-methyl-4-pyridyl)21H, 23H-porphin (Mn-TMPP), который действует как сумма ферментов каталаза+супероксиддисмутаза, или спиновой ловушки a-(4-pyridyl-1-oxide)- N-tert-butylnitrone (POBN), элиминирующей гидроксилрадикал. Ингибирующие прорастание концентрации экзогенных АФК не снижали жизнеспособность пыльцы, но влияли на механические свойства стенки. Последние оценивали по устойчивости пыльцы к гипоосмотическому шоку. Гидросилрадикал вызывал избыточное ослабление интины по всей поверхности пыльцевого зерна, нарушая индукцию полярного роста. Н2О2, как и инактивация эндогенного гидроксилрадикала, избыточно укрепляла стенку, препятствуя появлению инициали пыльцевой трубки. Ферулоил-эстераза (ФЭ) была использована в качестве инструмента для выявления укрепляющих интину межполимерных сшивок, образовавшихся с участием Н2О2. ФЭ ослабляла интину и стимулировала прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок, выявляя наличие в клеточных стенках присутствие ферулатных сшивок. Полученные данные демонстрируют участие АФК в дифференциальной регуляции механических свойства интины: гидроксилрадикал может осуществлять локальное ее ослабление в области функциональной поры, а Н2О2 укрепляет интину вне этой зоны, участвуя в реакциях окислительной полимеризации, сшивающих остатки феруловой кислоты, присоединенные к структурным полисахаридам.