Стрессовый белок БХШ 310: характеристика и функции в растительной клетке - Колесниченко А.В.
ISBN 5-98000-005-4
Скачать (прямая ссылка):
Полученная антисыворотка против белка с мол. массой 310 кДа была
использована для изучения содержания этого белка методом рокет-
иммуноэлектрофореза в
нестрессированных (выращенных при 2б0С) трехсуточных проростках ряда
генотипов озимой пшеницы, контрастных по холодоустойчивости. Для
сравнения использовали особо высокоморозоустойчивые генотипы озимой
пшеницы (линии 11, 8) и сорт "Иркутская озимая", успешно перезимовывающие
в крайне суровых для этой культуры условиях Иркутской области, и генотип
4б0 Г, обладающий низкой морозоустойчивостью. Было установлено, что
относительное содержание белка с мол. массой 310 кДа у высокоустойчивых
генотипов в 1.25 - 1.б раза превосходит его содержание у малоустойчивого
генотипа (рис. 15; табл. 4) (Колесниченко и др., 1990).
Рис.15. Рокет-
иммуноэлектрофореграммы белков трехсуточных проростков различающихся по
зимостойкости генотипов озимой пшеницы. В гель внесена сыворотка на
антиген с ОЭП 0.35. Белок окрашен Кумасси R-250.
1 - генотип 460Г; 2 - линия 8;
3 - "Иркутская озимая"; 4 - линия 11.
Картина экспрессии белка с молекулярной массой 310 кДа имеет аналогии с
картинами экспрессии многих белков теплового шока (БТШ). Известно, что
многие БТШ синтезируются в клетке конститутивно. Такие данные имеются для
белков семейств БТШ70 и БТШ90 (Landry et al., 1982; Vierling, 1991).
Имеются мутанты дрожжей S. cerevisiae, конститутивно синтезирующие белки
теплового шока при "нормальной" температуре и характеризующиеся
повышенной устойчивостью к тепловому шоку (Iida, Yahara, 1984).
36
Таблица 4
Относительное содержание (%) антигена ОЭП 0.30 в проростках озимой
пшеницы, контрастных по холодоустойчивости
Г енотипы Относительное содержание антигена,%
sfc 460 Г 100+1.0
>!с>!с 11 138+1.5
** Иркутская озимая 125+1.0
8** 160+2.0
*
При перезимовке в условиях Иркутской области вымерзает.
**
Высокоустойчивы. Успешно переносят перезимовку в условиях Иркутской
области.
Таким образом, по аналогии с картиной конститутивного синтеза белков
теплового шока и учитывая то, что при кратковременной гипотермии
содержание белка 310 кДа резко возрастает, можно утверждать, что степень
экспрессии этого антигена в "контрольных" нестрессированных проростках
влияет на холодоустойчивость данного генотипа озимой пшеницы.
5.4 Локализация генов, регулирующих синтез белка с молекулярной массой
310 кДа
Проведенное ранее (Войников и др., 1987) изучение линий озимой пшеницы с
межсортовым замещением хромосом, при котором все пары хромосом D-генома,
а также некоторые хромосомы А и В-геномов озимой пшеницы Безостая 1 были
замещены на соответствующие пары хромосом высокоморозоустойчивой пшеницы
сорта Альбидум 114, показало, что только две хромосомы (1D и 6D) генома
пшеницы Альбидум 114 контролируют энергетическую активность митохондрий
при гипотермии и переход митохондрий в низкоэнергетическое состояние, а
также уровень морозоустойчивости растения. Промораживание растительного
материала проводили в следующем режиме: в стадии кущения температуру в
камере, в которой
37
выращивались растения, снижали со скоростью 1 град/час до минимума (-
17°С); при минимальной температуре растения выдерживали в течение 24
часов, а затем температуру поднимали со скоростью 1 град/час до 5°С.
Растения выдерживали 1 сутки при +5°С, а затем отращивали одну неделю при
комнатной температуре. При анализе данных, полученных при подсчете
выживших растений, было установлено, что, если выживаемость линий с
замещенными 1А (66.97% + 1.42%) и 6А (69.38% + 1.49%) хромосомами близка
к выживаемости пшеницы сорта Безостая 1 (71.00% + 2.58%), то выживаемость
линий с замещенными 1D (80.72% + 2.08%) и 6D (78.17%+ 1.42%) хромосомами
значительно выше выживаемости сорта Безостая 1 и вплотную приближалась к
уровню выживаемости пшеницы сорта Альбидум 114 (82.29% + 1.90%) (табл.
5). Выживаемость линий с замещением других хромосом была на уровне
пшеницы сорта Безостая 1 или даже ниже (Войников и др., 1998).
Таблица 5
Содержание белка 310 кДа в растениях и морозоустойчивость линий озимой
пшеницы сорта Безостая 1 с межсортовым замещением хромосом
от пшеницы Альбидум 114
Вариант Относительное содержание белка 310 кДа,% Выживаемость при
температуре -170С, %
Безостая 1 100 + 1.0 71.00 + 2.58
Альбидум 114 154 + 2.0 82.29 +1.90
1D 138 + 2.0 80.72 + 2.08
6D 130 + 2.0 78.17 + 1.42
1A 93 + 1.5 66.97 +1.42
6A 100 + 1.5 69.38 + 1.49
Поскольку было обнаружено, что добавление к инкубируемым in vitro
митохондриям озимой пшеницы очищенного белка с молекулярной массой 310
кДа, выделенного из проростков озимой ржи, вызывает переход митохондрий в
низкоэнергетическое состояние, было выдвинуто предположение, что именно
1-я и 6-я хромосомы D-генома мягкой пшеницы несут информацию об этом
белке.
38
Для проверки этого предположения было проведено сравнение относительного
содержания этого белка в трехсуточных проростках пшеницы Альбидум 114 и
четырех линий пшеницы Безостая 1, в которых были замещены пары хромосом
