ЭлБиб

Эмбриология растений

ЭМБРИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

АНАЛИЗ ТКАНЕВОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ ТРАНСКРИПТОВ ПЫЛЬЦЫ

КАК МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ ОНТОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ

Айташева 3, Г.

Институт молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина НАН РК, г. Алматы

Ранее нами было установлено, что в пыльце и пыльниках злаков (ржи,

S. cereale

L. и английского райграсса,

L perenne

L.) экспрессируются транскрипты, которые кодируют тиоредоксин и низкомолекулярные белки

теплового шока (БТШ) (Aytasheva, 1998; Айташева, 1999). Причем, известно, что БТПЗ синтезируются и в

отсутствие температурного стресса (Gagliardi et aL, 1995).

Накопление мРНК для тиоредоксина Н, наблюдалось в клетках листьев, зрелой пыльцы, пестиков и завязей

злаков. Следовательно, данный транскрипт функционирует в вегетативных и генеративных органах. Из результатов

экспрессии мРНК для протеин-фосфатазы РР1 тех же двух злаков следует такой же вывод, т.к. одинаковые

кДНК-фрагменты (длиной 480 нт) обнаруживались в реакции обратной транскрипции-ПЦР с помощью

РР 1специфичных праймеров при анализе мРНК из листьев и завязей.

Известно, что микроспорофит, в т.ч. и на поздних стадиях, обычно развивается при участии

многочисленных белков-посредников, имеющих различное тканевое происхождение. На это частично указывает

и обойменная локализация соответствующих белков- “мишеней”, т.е. рецепторных киназ в составе мембран

прорастающей пыльцевой трубки (Tang et aL, 2001). Нами была получена РНК из пыльцы (зрелой и прорастающей)

и пыльников различных цветковых растений, а также других вегетативных (листья, корни, гипокотили и

чашелистики) и генеративных (пестики и завязи) органов. Полученные кДНК-фрагменты реакции обратной

транскрипции-ПЦР анализировались с помощью электрофореза в 1,5%-й агарозе.

Исходя из различий в тканевой специфичности транскриптов, можно выделить следующие группы экспрессии

мРНК: 1) транскрипты, специфичные для пыльцы, 2) транскрипты генеративных органов (мужского и женского

гаметофита) и 3) универсальныетранскриптывегетативныхигенеративныхорганов. В качестве положительного контроля

вомногих случаях использовалась реакция обратнойтранскрипщш-ПЦРуниверсальной 18S рРНК горохас праймерами,

специфичными для консервативногоучасткаданной полинуклеогидной последовательности.

Строгая специфичность группы белков к пыльце косвенно указывает на возможное взаимодействие таких

белков сразу с несколькими рецепторными киназами, которые проявляют равнозначно-высокую специфичность

к мужскому гаметофиту (Muschietti е.а., 1998). Кроме того высокоспецифичным белкам пыльцы для

функционирования, вероятно, нередко требуются белки-эффекторы из женского гаметофита, стимулирующие

ферментативную активность мужского гаметофита. Наконец, такие высокоспецифичные белки

предположительно лимитируют цветение, и, в частности, при стрессе, т.к. прекращение их синтеза или

функционирования в составе пыльцы может приводить к нарушению сигнальной трансдукции, которая также

опосредуется белковым рецептором. В этом случае происходят коренные преобразования всей программы

цветения. Напротив, накопление транскриптов и кодируемых ими белков в альтернативных и даже удаленных от

цветка органах может стабилизировать ход цветения, благодаря явлению “рекрутирования” транскриптов и

биосинтезу белков, необходимых растущей пыльцевой трубке.

Относительно широкая тканевая специфичность некоторых других транскриптов и белков, в том числе

БТШ, тиоредоксина и протеин-фосфатазы РР1 злаков, указывает на преемственность онтогенеза цветковых

растений из-за наличия общих белков для мега* и микроспорогенеза, а также, возможно, и сигнальных

полипептидов, продолжающих функционировать в новообразованном зародыше и, позднее, в составе проростка.

Предполагается, что схема развития многих этапов онтогенеза обусловлена соотношениями тканевого

распределения транскриптов и кодируемых ими белков.

Данные о тканевом накоплении транскриптов и белков, синтезируемых на отдельных этапах онтогенеза,

могут обобщаться и использоваться не только для исследования особенностей биосинтеза отдельных белков,

и, в частности, на этапе двойного оплодотворения высших растений. Полученные результаты позволяют также

судить, к примеру, о преемственности и стрессоустойчивости транскриптов, их белковых продуктов,

соответствующих физиологических функций и стадий развития.

ЛИТЕРАТУРА

Aytasheva Z.G.

Green-house harvested ryegrass plants contain thioredoxin-like gene fragment in the pollen // Biotronics.

121

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека