ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Целью нашего исследования является выяснение природы и функций обнаруженных нами ранее нативных пулов основного фитохрома растений – фитохрома А (phyA). Использовали оригинальный метод флуоресцентного и фотохимического изучения фитохрома in vivo. В отчетный период было продолжено выяснение связи phyA и его функционирования с активностью фитогормона жасмоната (JA). На мутантах (риса), дефицитных по этому гормону (hebiba и cpm2), полученных в лаборатории P. Nick (FRG), проведен сравнительный анализ состояния фитохрома А и его пулов (phyA′ и phyA″) в тканях и их активности в регуляции накопления предшественников хлорофилла в условиях освещения разными дозами дальнего красного света (ДКС). Установлено участие phyA в синтезе гормона JA и совместная (антагонистическая) регуляция биосинтеза предшественников хлорофилла фитохромом и JA. Вторым направлением работы явилось выяснение роли фосфорилирования в дифференциации phyA на подпулы (phyA′ и phyA″) и влиянии на их активность. Исследованы трансгенные растения Arabidopsis (получены J.-I. Kim, Rep. Korea), дефицитные по собственному phyA, но экспрессирующие фитохром А (овса) с точечными мутациями – заменами аминокислот в центральном сегменте молекулы (домен PHY), увеличивающими киназную активность молекулы phyA. Мутантные растения не отличались от дикого типа (LER) по общему содержанию пигмента. Прослежена, однако, разная функциональная активность фитохрома в обнаруженном нами ранее эффекте влияния предосвещения семян белым светом (БС) на соотношение пулов phyA′ и phyA″ в сформировавшихся этиолированных проростках. В мутантах практически весь phyA был представлен пулом phyA″ при предосвещении семян (БС от 15 мин до 3-6 ч), тогда как в диком типе его доля не превышает 40%. В то же время, не обнаружено отличий активности мутантных растений (замена Lys на Arg, K411R) от дикого типа в отношении накопления (прото)хлорофилла(-ида), тогда как проростки линий с заменами Tyr на Val (T418V) характеризовались его сравнительно высоким содержанием. Поскольку эти различия наблюдали как в темновых проростках, так и после предосвещения семян БС, можно полагать, что это связано с конститутивно фотоморфогенетическим фенотипом (сор) этого мутанта. В этиолированных растениях трансгенного арабидопсиса, экспрессирующих дефосфорилированный мутантный фитохром А (овса) с одиночными заменами Ser на Ala в N-терминальном расширении молекулы фитохрома (NTE) (получены J.-I. Kim, Rep. Korea), содержание протохлорофиллида (Pchlide), неактивного и активного, было снижено. Однако, в мутантах с заменами двух серинов NTE на аланины оно было сравнимо с таковым в линии дикого типа. В растениях арабидопсис, экспрессирующих фитохома А (риса) с заменами десяти терминальных Ser на Ala (предоставлены C. Bolle, FRG), содержание двух форм протохлорофиллидов в 1,5 раза выше, чем в линии сравнения. Наблюдаемые различия в содержании протохлорофиллидов в растениях с мутантным фитохромом А связаны, по-видимому, как с обнаруженным нами влиянием предосвещения семян на баланс пулов фитохрома А, так и с изменением общей его активности (показано в работах группах J.-I. Kim и C. Bolle). При этом, поскольку точечно мутировавший фитохром А в трансгенном арабидопсисе представлен обоими пулами phyА, можно полагать, что наблюдаемые эффекты связаны с изменением общей чувствительности фоторецептора, а не баланса его пулов. Напротив, линия с заменой 10 серинов на аланины по нашим данным содержит только phyA″, и влияние предосвещения на содержание двух форм протохлорофиллида (при постоянстве их соотношения) следует отнести на счет этой формы фоторецептора.