Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 году была получена новая серия линий каллусной культуры от нескольких деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающих на экспериментальном участке. Для получения каллусов использован растительный материал апикальных побегов и вегетативных почек. На этапах инициации и дальнейшего поддержания были подробно охарактеризованы особенности роста и развития каллусных линий и выяснено, что они существенно различаются по показателям роста и развития, что может объясняться межиндивидуальными различиями между использованными для получения эксплантов деревьями. Полученные клеточные линии подвергали действию засоления с помощью добавления в среду культивирования каллусов хлорида натрия в концентрации 1%. Установлено, что добавление соли приводит к торможению темпов роста линий и к росту активности перекисного окисления липидов (ПОЛ), которое является признаком развития внутриклеточного окислительного стресса. Уровни активности ПОЛ и торможения роста имели отличия у линий различного происхождения. Показано, что клетки линий, полученных на эксплантах почек, оказались более чувствительными к воздействию засолением по сравнению с клетками линий, полученных на эксплантах побегов. В пользу такого вывода говорят более сильное снижение прироста и усиление активности ПОЛ в клетках почек. Одновременно, в клетках линий, полученных от вегетативных почек, была пониженной активность антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы в ответ на воздействие. В условиях солевого стресса наблюдались различия между линиями, полученными от разных деревьев. Линии отличались в скорости роста и в активности ПОЛ. Показано, что эти различия согласуются с разным уровнем активности антиоксидантных ферментов, которая у более чувствительных линий оказалась ниже при действии засоления. Таким образом, удалось отобрать потенциально более устойчивые к действию засоления каллусные линии, полученные на материале отдельных деревьев. В 2024 году была продолжена работа по исследованию влияния водного дефицита и действия низких положительных температур на содержание стрессовых белков и дегидринов в клетках каллусных линий, подвергнутых эти воздействиям. Также, содержание дегидринов и стрессовых белков исследовали при действии засоления на каллусные линии. Анализ изменения содержания стрессовых белков при действии исследованных стрессоров показал, что в ответ на воздействия водным дефицитом и засолением происходит накопление стрессовых белков Hsp 101 и Hsp 17,6. При анализе дегидринов клеток каллусных линий сосны обыкновенной обнаружено восемь белков с молекулярными массами 72, 65, 54, 43, 38, 34, 29 и 27 кД. Из них дегидрины с массами 43-27 кД ранее не были выявлены у деревьев этого вида. Установлено, что дегидрины с массами 72, 38 и 27 кД присутствуют во всех исследованных пробах, тогда как белки с массами 54, 43, 34 и 29 кД выявляются не во всех образцах, по-видимому, наличие этих дегидринов является индивидуальной особенностью отдельных деревьев. При анализе действия водного дефицита, низких положительных температур и засоления на клетки каллусных линий показано, что содержание дегидринов с массами 72, 38 и 27 кД увеличивается в ответ на воздействия, особенно активно накопление этих белков происходит при действии засоления. При действии низких положительных температур в клетках линий 3 и 5, полученных на эксплантах побегов, был обнаружен дегидрин с массой 31 кД, накопления которого не происходило при действии водного дефицита и засоления, что указывает на специфическую связь накопления этого белка с ответом клеток побегов сосны обыкновенной на низкие положительные температуры. В 2024 году была проанализирована активность экспрессии шести генов дегидринов при действии на линии каллусных культур засоления и низких положительных температур. Активность экспрессии генов дегидринов была выше при действии температуры +4 0С. Активность экспрессии всех исследованных генов сильно зависела от исследуемого генотипа. Для клеток каллусных линий, полученных от дерева 4, гены дегидринов активнее экспрессировались в ответ на низкую температуру в каллусах, полученных на эксплантах побегов, тогда как для линий, полученных от дерева 1, в каллусах почек. При действии обоих использованных температур наименьшая активность экспрессии всех исследованных генов отмечена для клеток линии, полученной от дерева 3. При действии засоления активность экспрессии генов дегидинов DHN1 и DHN9 в большей мере отмечалась в клетках каллусов, полученных на эксплантах почек и для линий, полученных от дерева 1. На основании проведенного исследования была опубликована статья в рецензируемом журнале первого квартиля, индексируемом в системах Web of Science и Scopus (https://www.mdpi.com/2223-7747/13/19/2752), статья в журнале из “белого списка”, индексируемого RSCI (http://www.jspb.ru/issues/2024/N4/JSPB_2024_4_238-248.pdf), сделаны два устных выступления на международных конференциях (http://www.sifibr.irk.ru/images/news/2024-09-02/minsk_programm.pdf; http://forest.akadem.ru/Konf/2024/IF/Программа_конференции_ИЛ_2024.pdf) и изданы тезисы по материалам этих выступлений (https://elib.bsu.by/bitstream/123456789/320913/1/Молекулярные%20аспекты%20редокс-метаболизма%20растений%202024.pdf; http://forest.akadem.ru/Konf/2024/IF/Материалы_конференции_ИЛ_2024.pdf).