Влияние экзогенного мелатонина на профиль экспрессии генов SNAT1 и SNAT2 в процессе прорастания семян томата Solanum lycopersicum L.

Прорастание семян представляет собой критическую стадию онтогенеза растений, регулируемую сложной сетью гормональных сигналов. Мелатонин (№ацетил-5-метокситриптамин) является одним из важнейших вторичных метаболитов растений, выполняющим функции антиоксиданта и фитогормона, а, следовательно, вовлеченным как во многие физиологические процессы, так и в защитные реакции на стрессы. Ключевыми ферментами биосинтеза мелатони­на являются серотонин-№ацетилтрансферазы (SNAT). Несмотря на показанную ранее эффектив­ность экзогенного мелатонина в стимуляции прорастания, механизмы обратной связи, регули­рующие его эндогенный биосинтез, в частности экспрессию генов SNAT томата (Solanum lycopersicum L.), остаются малоизученными. Материал и методика. Целью данной работы стал анализ влияния разных концентраций экзоген­ного мелатонина на прорастание семян S. lycopersicum и экспрессию генов SlSNAT1 и SlSNAT2. Была оценена динамика прорастания контрольных и обработанных растворами мелатонина (4 мкМ и 100 мкМ) семян, а также профили экспрессии генов SlSNAT1 и SlSNAT2 (методом РВ-ПЦР). Результаты. Показано стимулирующее влияние мелатонина на прорастание семян. Наибольшая и достоверная разница в количестве проросших за сутки семян наблюдается на второй и третий дни после обработки, энергия прорастания достоверно выше в образцах, обработанных 100 мкМ рас­твором мелатонина, однако показатель всхожести изменяется незначительно. Выявлены разли­чия между уровнями экспрессии генов SlSNAT1 и SlSNAT2 как в контрольных растениях, так и в образцах, обработанных мелатонином. В первые и вторые сутки развития контрольных проро­стков экспрессия гена SlSNAT2 была выше, чем SlSNATI, а на десятые наоборот. Обработка раз­ными концентрациями мелатонина влияла на профиль экспрессии гомологов SlSNAT по-разному: при воздействии 4 мкМ мелатонина наблюдался постепенный рост экспрессии обоих генов на протяжении всего эксперимента, в то время как для варианта 100 мкМ в случае SlSNAT1 показана цикличность (подъем-спад-подъем), а в случае SlSNAT2 повышение (сутки 2) с последующим незначительным снижением (сутки 3, 10). Полученные данные расширяют понимание влияния воздействия экзогенного мелатонина на прорастание семян томата и профиль экспрессии ключе­вых генов биосинтеза мелатонина.