ВЛИЯНИЕ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР НА НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ мРНК ГЕНОВ HSP70, BiP, IRE1 В ЛИСТЬЯХ ПШЕНИЦЫ

Аннотация

Исследовали влияние высоких температур на рост листьев, их оводненность, теплоустойчивость клеток листьев и содержание мРНК генов HSP70, BiP, IRE1 у недельных проростков озимой пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Московская 39. Установлено, что температура 33°С не вызывает существенных изменений в ростовых процессах листьев, приводит к небольшому повышению теплоустойчивости и не влияет на оводненность тканей листа, т. е. действует на растения условно как мягкий стресс. Температура 37°С приводила к большему торможению роста листьев и более быстрому повышению теплоустойчивости растений, но также не влияла на оводненность тканей листа, т. е. действовала как средний стресс. Воздействие температуры 43°С вызывало жесткий стресс, который приводил к полной остановке роста листьев, снижению оводненности тканей листа и теплоустойчивости, а через 3 сут – к гибели растений. При действии всех изученных температур –33, 37 и 43°С –в клетках листьев проростков зафиксированы определенные изменения уровня транскриптов генов HSP70, BiP, IRE1, кодирующие белки, которые участвуют в упаковке белковых молекул. Причем характер изменения содержания мРНК генов BiP и IRE1 зависел от абсолютного значения используемой в эксперименте температуры. Изучение динамики содержания транскриптов генов BiP и IRE1, рассматриваемых в качестве маркеров стресса эндоплазматического ретикулума (ЭР-стресса), показало, что при 33°С их уровень снижается и, следовательно, развитие ЭР-стресса не происходит. Усиление интенсивности высокотемпературного воздействия до 37°С, напротив, приводило к накоплению транскриптов этих генов, видимо, отражая начальное развитие ЭР-стресса. Температура 43°С, очевидно, также вызывала развитие ЭР-стресса, и при этом первоначально тоже наблюдалось накопление транскриптов гена BiP, но из‑за отсутствия неотъемлемого компонента IRE1 система контроля качества белка в этом случае, по‑видимому, не могла работать полноценно. Исходя из полученных данных сделан вывод, что изменение содержания мРНК генов HSP70, BiP и IRE1 играет важную роль в развитии теплоустойчивости растений пшеницы и защите клеток от ЭР-стресса, обусловленного действием высоких температур.