Експресія аквапорину PIP2;1 як ознака посухостійкості гібридів Zea mays L. за умов зниженої вологості ґрунту

• Main Authors: Г. В. Шевченко, І. І. Овруцька, Ю. В. Овчаренко
• Format: Article
• Language: English
• Published: Ukrainian Institute for Plant Variety Examination 2019-07-01
• Series: Plant Varieties Studying and Protection
• Subjects: corn; aquaporin PIP2; 1, sterols; phospholipids; unsaturated fatty acids; roots; water deficiency; drought tole­rance
• Online Access: http://journal.sops.gov.ua/article/view/173572
• ISSN: 2518-1017; 2518-7457

Мета. Дослідити експресію аквапорину PIP2;1 у гібридів кукурудзи ‘Достаток’ і ‘Флагман’ (посухостійкі), а також у ‘Переяславський’ та ‘Яхта’ (помірно посухостійкі), які 10 діб зростали в умовах зниженої вологості субстрату (30%). Оцінити можливий вплив ліпідів та жирних кислот цитоплазматичної мембрани на функціонування PIP2;1 за таких умов. Методи. Біохімічні: виявлення складу ліпідів та жирних кислот фракції цитоплазматичної мембрани коренів рослин (рідинна хроматографія); молекулярно-біологічні: дослідження відносної експресії аквапорину PIP2;1 (полімеразна ланцюгова реакція, ПЛР); морфометричні виміри та статистичні методи обробки результатів. Результати. Показано, що в гібридів кукурудзи ‘Переяславський’ та ‘Яхта’ експресія PIP2;1 знижувалася, а в ‘Достаток’ та ‘Флагман’, навпаки, підвищувалася. У коренях ‘Достаток’ і ‘Флагман’ в умовах зниженої вологості субстрату фіксували менший дефіцит води порівняно з ‘Переяславський’ та ‘Яхта’.Крім того, у цитоплазматичній мембрані всіх гібридів збільшувалася кількість стеринів і фосфоліпідів. Висновки. Зниження експресії PIP2;1, відзначене в ‘Переяславський’ та ‘Яхта’, є характерним для нестійких рослин і свідчить про їхню реакцію на зниження вологості субстрату та протидію зневодненню, оскільки менша кількість аквапоринів забезпечує утримання води в клітинах. Водночас, за вологості субстрату 30% експресія PIP2;1 у посухостійких гібридів ‘Достаток’ та ‘Флагман’, навпаки, підвищувалася на фоні меншого водного дефіциту коренів (порівняно з ‘Переяславський’ та ‘Яхта’). Цілком імовірно, що посилена експресія ізоформи PIP2;1 саме в ‘Достаток’ та ‘Флагман’ є специфічним індикатором посухостійкості гібридів. Отримані дані є важливими для вдосконалення селекції посухостійких гібридів кукурудзи.