Срочные новости раздела
Биологи МГУ показали, как активные формы кислорода способствуют успешному размножению растений

Биологи МГУ показали, как активные формы кислорода способствуют успешному размножению растений

Биологи Московского университета выяснили, что активные формы кислорода контролируют прорастание пыльцы и оплодотворение цветковых растений. Такие молекулы крайне охотно окисляют различные биологические вещества, благодаря чему влияют на процессы, происходящие в клетках. Оказалось, что наиболее важным компонентом, регулирующим процесс размножения растений, является перекись водорода. Это наблюдение поможет контролировать развитие значимых для человека декоративных и сельскохозяйственных культур.

Графическое описание сути работы: динамика содержания АФК в рыльце пестика и влияние ингибитора супероксиддисмутазы на прорастание пыльцевых трубок© Мария Брейгина

В размножении цветковых растений большую роль играет пестик, поскольку именно на его кончик, часто называемый рыльцем, попадает пыльца, которая затем прорастает и обеспечивает оплодотворение. Рыльца многих растений часто покрыты вязкой жидкостью, помогающей удерживать пыльцевые зерна – так называемым экссудатом. Он содержит воду, препятствующую высыханию пыльцы, и питательные вещества для поддержания роста пыльцевых трубок. Кроме того, в состав экссудата рыльца входят активные формы кислорода (АФК). В биологии очень популярна концепция АФК как важного фактора, контролирующего прорастание пыльцы и стимулирующего рост растений, хотя до сих пор роль этих молекул мало изучена в условиях in vivo, то есть непосредственно на живых растениях и их цветках.

Ученые биологического факультета МГУ выяснили, какое значение имеет АФК в процессах прорастания и оплодотворения на примере растений табака обыкновенного (Nicotiana tabacum). При этом они рассмотрели разные стадии развития цветка, первая из которых соответствовала лишь появлению окраски лепестков, вторая – раскрытию цветка, третья – раскрытию пыльников тычинок и изменению окраски лепестков. Биологи оценили уровень двух типов АФК на рыльце пестика: супероксид-радикала O2— и перекиси водорода. Авторы впервые применили на живых цветках спиновую ловушку DEPMPO, которая стабилизирует радикалы и позволяет их изучать.

Оказалось, что ювенильные (молодые) рыльца выделяли супероксидный радикал гораздо активнее, чем зрелые. Далее, по мере созревания пестика, уровень супероксид-радикала заметно снижался, а активность фермента супероксиддисмутазы, которая превращает его в менее токсичную для клеток перекись, напротив, возрастала. Таким образом, решающее значение для нормального прорастания пыльцы и оплодотворения в первую очередь имела перекись водорода, которая образовалась из супероксида.

Ученые также оценили роль активных форм кислорода, обработав пестики ингибитором супероксиддисмутазы, чтобы узнать скорость и эффективность прорастания пыльцы при сниженных уровнях перекиси на рыльце. Оказалось, что в этом случае скорость врастания пыльцевых трубок в рыльце снижалась на 76%, а вероятность успешного оплодотворения и завязывания семян уменьшалась в полтора раза.

«Мы установили важные закономерности, необходимые для успешного прорастания пыльцы цветковых растений in vivo. В дальнейшем мы планируем подробнее изучить этот процесс у разных групп цветковых растений. Например, сейчас мы проводим опыты с однодольным растением – лилией – и уже обнаружили у нее важные особенности», – рассказала руководитель проекта по гранту РНФ Мария Брейгина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник кафедры физиологии растений биологического факультета МГУ.

Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Plants  Источник: msu.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Исследовательская группа под руководством ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) описала возможный биологический механизм, связывающий два заболевания, при котором рак молочной
подробнее...

Американские ученые выяснили, как небольшие генетические изменения позволили электрическим рыбам развить электрические органы. Открытие может помочь исследователям определить генетические мутации,
подробнее...

Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи,
подробнее...

Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм
подробнее...

Немецкие физики применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу в оптической ловушке для исследования механизма образования атомами куперовских пар. Спаривание
подробнее...

Исследователи из Бостонского колледжа (США) обнаружили новую частицу — так называемую аксиальную моду Хиггса. Материалы, содержащие эту частицу, могут служить квантовыми датчиками для оценки других
подробнее...

Палеонтологи изучили покровы хорошо сохранившегося экземпляра пситтакозавра и обнаружили у него пупочный рубец (фактически пупок), как у некоторых крокодилов и ящериц. Это первая находка пупка среди
подробнее...

Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит с эффектом обратной связи и исследовали его динамику. Сами кристаллы представляли собой магнонные конденсаты, сформированные в жидком
подробнее...

Команда ученых из ВШЭ, Сколтеха, МПГУ, МИСИС создала нанофотонный микрофлюидный сенсор, потенциально применимый для диагностики, сопровождения и оценки эффективности лечения онкологических
подробнее...

Биоинформатики ИТМО разработали сервис для анализа клеточного метаболизма — биохимических реакций, отвечающих за жизнедеятельность клеток, — Shiny GATOM. В отличие от аналогов предложенный инструмент
подробнее...

Сингапурские физики сообщили о первом успешном пленении нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке. Для этого они использовали их лазерное охлаждение с метастабильного состояния. В
подробнее...

Ученые Института математических проблем биологии РАН (Пущино) провели компьютерное исследование структурных и физических свойств самоорганизующихся пептидных нанотрубок на основе дипептида
подробнее...

Коллаборация MicroBooNE подвела итоги нескольких лет работы по проверке гипотезы о том, что причиной аномального сигнала детектора MiniBooNe стал избыток электронных нейтрино. Три разные группы
подробнее...

Международный коллектив, объединивший исследователей из разных областей, среди которых и антрополог МГУ, исследовал ДНК из семи захоронений кыргызстанских кладбищ Кара-Джигач и Бурана, где,
подробнее...

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных
подробнее...

Новое исследование британских ученых раскрывает механизм, с помощью которого гены, кодирующие подмножество длинных некодирующих РНК, взаимодействуют с соседними генами, регулируя развитие и функцию
подробнее...

Физики из Германии и России провели сверхточное измерение изотопического сдвига электронного магнитного момента у водородоподобных ионов неона. Совместное измерение пары изотопов в ловушке Пеннинга
подробнее...

Разработан быстродействующий герметик для ран, состоящий из двух белков змеиного яда: экарина, который быстро инициирует свертывание крови, и текстилинина, который предотвращает разрушение тромба.
подробнее...