Изменение экспрессии aox1a, кодирование митохондриальной альтернативной оксидазы, влияние на морозоустойчивость растений Arabidopsis

Сопротивление растений Arabidopsis thaliana (L.) Heynh (Columbia ecotype): линия Col-0 (дикий тип), линия AS-12 (растения, трансформированные конструкцией, несущей ген AOX1a под контролем промотора CAMV 35S в антисмысловой ориентации ) и линии XX-2 (растения, трансформированные конструкцией гена AOX1a в ориентационной ориентации) (Umbach et al., 2005), к действию отрицательной температуры. Показано, что изменение экспрессии AOX1a сопровождается изменением вклада AOX в дыхание и увеличением базовой морозостойкости растений Arabidopsis. В листьях растений с избыточной экспрессией АОХ1а была снижена активность общей супероксиддисмутазы (СОД), но была увеличена активность пероксидазы гваякола и была меньше содержания перекиси водорода. Было обнаружено, что холодное упрочнение в течение 7 дней при 5 ° С повышает устойчивость растений к последующему действию отрицательной температуры независимо от степени экспрессии АОХ1а. Затвердевание приводит к активации дыхания, увеличению вклада AOX в дыхание, значительному увеличению содержания водорастворимых углеводов и увеличению активности SOD и полных пероксидаз Guaiacol в листьях всех линий растений. В затвердевших растениях дикого типа Arabidopsis и трансформантов AOX1a обнаружены различия в содержании отдельных типов активных форм кислорода и активности антиоксидантных ферментов. Наблюдалась тенденция к уменьшению содержания пероксида водорода в линиях с измененной экспрессией AOX1a, но содержание супероксид-анионного радикала (SAR) было значительно ниже в линии AS-12 по сравнению с растениями Col-0 и XX-2 после затвердевания. Низкое содержание SAR в листьях линии AS-12 было частично вызвано увеличением активности SOD. Таким образом, мы выявили различия в основной морозостойкости растений Arabidopsis с измененной экспрессией AOX1a, но существенных различий в морозостойкости закаленных растений дикого типа и линий с измененной экспрессией AOX1a не обнаружено. Сделан вывод о том, что морозоустойчивость растений зависит от активности АОХ, но снижение его активности может быть компенсировано активацией других защитных систем, включая антиоксидантные ферменты.