Переход к основной странице * Научная работа кафедры

Минеральное питание растений

Регуляторное действие нитрата на фенотип корня

Елена Владимировна
Харитонашвили 		Екатерина Сергеевна
Клименко

Особенности строения корневой системы растений являются видовым признаком, однако в процессе индивидуального развития морфология корня может меняться. На рост корней влияют условия минерального питания, в частности, доступность ионов нитрата.

В 2000 г. было установлено локальное стимулирующее действие NO3- на рост боковых корней Arabidopsis: ответная реакция проявлялась в удлинении боковых корней, находящихся в зоне локального внесения NO3-. Высокие концентрации NO3- при равномерном распределении в среде приводили к системному ингибированию роста боковых корней и главного корня Arabidopsis (Zhang et al., 1999; Zhang and Forde, 2000).

Рис.1. Локальное стимулирующее действие NO3- на рост боковых корней Arabidopsis.
Слева – контрольное растение, справа – растение после внесения NO3- в среднюю зону. Хорошо заметна разница в длине боковых корней
(из статьи H. Zhang and B.G.Forde Regulation of Arabidopsis root development by nitrate availability //J.Exp.Bot. 2000. Vol.51. P.51-59). 		Рис.2. Системное ингибирующее действие NO3- на рост боковых корней. У опытных растений боковые корни не росли
(из статьи H. Zhang, A.Jennings, P.W. Barlow, B.G. Forde. Dual pathways for regulation of root branching by nitrate // ProcNatlAcadSci U S A. 1999. V.11. P.6529–6534.)

Доказано, что наблюдаемые эффекты не связаны с трофической функцией NO3-, а являются результатом регуляторного действия этой молекулы. Дальнейшее изучение феномена позволило выявить ряд белков, участвующих в рецепции и формировании ответа на действие NO3-. Появились данные о том, что некоторые продукты метаболизма NO3- (например, NO2-, NO) также способны влиять на экспрессию генов.

В настоящее время механизм регуляторного действия NO3- на рост корней исследован недостаточно. За редким исключением, объектом изучения сигнальных функций NO3- является Arabidopsis, хотя описание видовой специфики может выявить много интересных аспектов нитратного питания.

В фокусе нашего внимания изучение сигнальных свойств иона NO3- в регуляции роста боковых корней растений разных видов (кукурузы, томата, цветной капусты).

Рис. 3. Растения томата в возрасте 29 дней, выращенные на средах с добавлением разных форм азота. Рис. 4. Изменения общего вида корней 7-дн. проростков кукурузы под действием 1,5 мМ нитрата калия.

Публикации

  • Е.С. Сидоренко (Клименко), Е.В. Харитонашвили. Нитрат-ион – сигнал для роста и развития корневой системы // Агрохимия. 2011.№ 7. С. 37-42.
  • Сидоренко (Клименко) Е.С., Харитонашвили Е.В. Роль NO в регуляции растительного метаболизма // Всероссийский журнал научных публикаций. 2011, октябрь. c.25-29.
  • Е.С. Сидоренко (Клименко), Е.В. Харитонашвили. Взаимодействие нитрата и АБК в регуляции роста боковых корней Zea mays L. // Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2012. № 4. с.34-38.


    • Переход к основной странице * Научная работа кафедры

    Поддержка сайта