ИСТИНА

Пыльцевое зерно покрытосеменных растений – прекрасный объект для изучения индукции морфогенеза и поддержания полярного роста на клеточном уровне. В то же время, эффективность прорастания пыльцы и скорость роста пыльцевой трубки в значительной мере определяет успех репродуктивного процесса у растений. Накоплен большой объем данных о вкладе различных биохимических процессов в реализацию морфогенетический программы мужского гаметофита. В связи с загрязнением экосистем соединениями тяжелых металлов изучение их действия на растения на клеточном и молекулярном уровне приобретает особую актуальность. Никель и медь являются распространенными промышленный токсикантами, однако их влияние на морфогенетические процессы у растений практически не изучено. Данная работа посвящена исследованию механизмов действия Ni2+ и Cu2+ на мужской гаметофит табака. Мы обнаружили, что Ni2+ и Cu2+ по-разному действовали на запуск полярного роста: никель не препятствовал активации пыльцевых зерен и формированию инициалей пыльцевых трубок, но ингибировал их дальнейший рост. В присутствии меди инициали не формировались, действующие концентрации для этого металла также оказались существенно ниже. Несмотря на полное блокирование прорастания, в присутствии обоих металлов пыльцевые зерна сохраняли жизнеспособность. Действие Ni2+ и Cu2+ на сформировавшиеся пыльцевые трубки также различалось: если Cu2+ оказывала лишь ингибирующий эффект, то Ni2+ производил разнонаправленный эффект: появлялся заметный процент трубок, которые росли с высокой скоростью. Рост значительной части трубок подавлялся. Мы изучали следующие гипотетические механизмы, лежащие в основе обнаруженных эффектов. 1. Модификация работы ион-транспортных белков плазмалеммы и, как следствие, нарушение поляризации трансмембранных ионных потоков и компартментации ионов в цитоплазме, что принципиально важно для клеток с полярным типом роста. 2. Модификация полимерной сети клеточной стенки. Этот процесс может происходить с участием активных форм кислорода (АФК) или при замещении кальция тяжелыми металлами. 3. Сдвиг баланса образования и ликвидации АФК в пыльцевом зерне. Обсуждается вклад каждого из механизмов в реализацию адаптивного потенциала растительного организма в условиях абиотического стресса. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты 11-04-00605-а, 10-04-00945-а).