ЭлБиб

XI Съезд Русского ботанического общества

в процессе опыления. В последнее время активно исследуются регуляторные механизмы полярного роста

пыльцевой трубки в межклеточном пространстве проводниковой ткани рыльца и столбика, приспособленных

к восприятию “своей” пыльцы и обеспечивающих условия для ее адгезии, гидратации, прорастания и,

возможно, направленность роста пыльцевой трубки к семяпочке (Knox, 1984; Vidali et al, 2001; Lord and

Russell 2003; Romagnoli et al 2003).

Цель данной работы - изучение роли фитогормонов (этилена, ИУК, АБК и цитокининов) в регуляции

межклеточных взаимодействий в системе пыльца-пестик. Экспериментальная система для изучения механизмов

регуляции роста мужского гаметофита разработана на самосовместимом и самонесовместимом клонах петунии

Petunia hybrida

L.). Самонесовместимый клон характеризуется наличием гаметофитной системы

самонесовместимости с одним мультиаллельным S - локусом: при самоопылении пыльцевые трубки

прекращают свой рост и останавливаются в проводниковой ткани столбика через 8 часов; в то время как при

перекрестном опылении пыльцой другого клона, также как при самоопылении самосовместимого клона,

пыльцевые трубки растут в тканях пестика в течение 24 часов, доставляя спермии в зародышевой мешок.

Уровень выделения этил ена определяли газохром атографическим методом , содержание

предшественника этилена 1-амино-циклопропан-1 -карбоновой кислоты (АЦК) - по методу Lizada,

содержание ИУК, АБК и цитокининов - методом ВЭЖХ.

Установлено, что межклеточные взаимодействия в системе пыльца-пестик в прогамной фазе

оплодотворения осуществляются при различном гормональном статусе спорофитных тканей пестика в ходе

совместимого и самонесовместимого опыления. Прорастание и начальный рост пыльцевых трубок в тканях

рыльца в первые 4 ч в обоих случаях сопровождались 1,5-кратным возрастанием содержания ИУК, 3-5- кратным

возрастанием выделения этилена и содержания АЦК в тканях пестика. Ткани рыльца являлись основным местом

синтеза этилена в системе пыльца-пестик, как при совместимом, так и самонесовместимом опылении.

Прорастание несовместимых пыльцевых трубок, в отличие от совместимых, сопровождалось постепенным

повышением содержания АБК: через 2 часа после самонесовместимого опыления уровень АБК в 2 раза

превышал ее уровень в системе пыльца-пестик при самосовместимом опылении. 80% АБК системы пыльца-

пестик локализовано в тканях рыльца при обоих опылениях.

Рост пыльцевых трубок в тканях столбика в последующие 4 ч сопровождался повышением содержания

ИУК в тканях пестика, более высокий уровень наблюдали в ходе самосовместимого опыления. Выделение

этилена тканями рыльца в этот период снижалось, однако при самонесовместимом опылении спад проходил

медленнее. Высокий уровень АБК в рыльцах при самонесовместимом опылении сохранялся.

90% цитокининов системы пыльца-пестик при обоих опылениях локализовано втканях столбика. Динамика

содержания цитокининов при совместимом опылении резко отличалась от их динамики при несовместимом

опылении: рост пыльцевых трубок при совместимом опылении коррелировал с повышением уровня ауксина в

системе пыльца-пестик, в то время как торможение их роста при самонесовместимом опылении - с повышенным

содержанием цитокининов. Торможение роста несовместимых пыльцевых трубок в тканях столбика

сопровождалось 5-кратным повышением уровня цитокининов.

Прямое доказательство влияния гормонов на рост мужского гаметофита был получено в экспериментах с

проращиванием пыльцы петунии самосовместимого и самонесовместимого клонов в культуре in vitro. ИУК в

концентрации Зх 10*6М слабо стимулировала прорастание и рост пыльцевыхтрубок петунии обоих клонов, вто время

как цитокинин 6-БАП в концентрации 10-6 М ингибировал прорастание и рост пыльцевых трубок обоих клонов

(100%-ное ингибирование достигалось при внесении в среду культивирования 6-БАП в концентрации 5хЮ*5М).

Полученные результаты мы рассматриваем как доказательство участия фитогормонов (этилена, ИУК,

АБК и цитокининов) в межклеточных взаимодействиях в системе пыльца-пестик в прогамной фазе

оплодотворения, обеспечивающих либо непрерывный рост пыльцевых трубок (при совместимом опылении),

либо их ингибирование (при самонесовместимом опылении).

Принимая во внимание полученные нами данные о метаболитических перестройках в тканях пестика

петунии в процессе роста пыльцевых трубок (Kovaleva, 1998), полагаем, что ауксины совместно с цитокининами

могут контролировать рост мужского гаметофита в межклеточном матриксе проводниковой ткани пестика,

влияя на поступление питательных веществ к растущим пыльцевым трубкам, внеклеточный или/и

цитоплазматический поток С а2+и организацию цитоскелета пыльцевой трубки.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований

(00-04-48457 и 03-04-48451)

ЛИТЕРАТУРА

Knox R.B.

Pollen-pistil interactions

Encyclopedia of plant physiology, 1984. - Vol. 17. - P. 506-608.

Vidali L, McKenna S.T

Hepler P.K.

Actin polymerization is essential for pollen tube growth // Molecular Biology of the

Cell., 2001.-Vol. 12.-P.2534-2545.

148

Электронн я Научная СельскоХозяйственная Библиотека