Aktywność endoproteinaz cysteinowych wskaźnikiem odporności pszenicy na mróz i suszę
Małgorzata Grudkowska
m.grudkowska@ihar.edu.plInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Krzysztof Wiśniewski
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Barbara Zagdańska
Katedra Biochemii Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie (Poland)
Abstrakt
Poziom mrozoodporności siewek pszenicy ozimej dwudziestu odmian i rodów zaaklimatyzowanych do niskiej temperatury jest silnie dodatnio skorelowany z poziomem tolerancji odwodnienia (r = 0,862) tych siewek. Aktywność endoproteinaz cysteinowych siewek kontrolnych, nie zaaklimatyzowanych do niskiej temperatury, nie wykazywała korelacji z poziomem odporności na mróz badanych siewek (r = -0,0028). Po 10-dniowym okresie aklimatyzacji, aktywność enzymów odmian odpornych nie ulegała zmianie lub obniżała się, a odmian nieodpornych zwiększała się i była wysoce negatywnie skorelowana z poziomem mrozoodporności badanych odmian (r = -0,853). Przeprowadzone doświadczenia wskazują, że poziom indukcji endoproteinaz cysteinowych odzwierciedla poziom odporności na mróz i suszę pszenicy ozimej w fazie siewki. Opisana metoda może służyć jako prosty test laboratoryjny do porównawczej oceny odporności materiałów hodowlanych pszenicy ozimej na te dwa powszechne stresy środowiskowe.
Słowa kluczowe:
endoproteinazy cysteinowe, mrozoodporność, odporność na suszę, pszenica ozimaBibliografia
Bradford M. M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye-binding. Anal. Biochem. 72: 248— 254.
DOI: https://doi.org/10.1006/abio.1976.9999
Google Scholar
Blum A. 1988. Plant Breeding for Stress Environments. CRC Press. Boca Raton, Florida.
Google Scholar
Callis J. 1995. Regulation of protein degradation. The Plant Cell 7: 845— 857:
DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.7.7.845
Google Scholar
Długokęcka E., Kacperska-Palacz A. 1978. Re-examination of electrical conductivity method for estimation of drought injuries. Biol. Plant. 20: 262— 267.
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02922681
Google Scholar
Fukuda H. 1996. Xylogenesis: initiation, progression and cell death. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 47: 299— 325.
DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.47.1.299
Google Scholar
Gilmour S.J., Sebolt A.M., Salazar M.P., Everard J.D., Thomashow M.F. 2000. Overexpression of the Arabidopsis CBF3 transcriptional activators mimics multiple biochemical changes associated with cold acclimation. Plant Physiol. 124: 1854 — 1865.
DOI: https://doi.org/10.1104/pp.124.4.1854
Google Scholar
Gut M., Witkowski E. 1987. Badania nad mrozoodpornością rodów hodowlanych pszenicy ozimej (Triticum aestivum L.) w latach 1982–85. Cz. I. Biul. IHAR 161: 3 — 10.
Google Scholar
Grudkowska M., Zagdańska B. Roślinne endoproteinazy cysteinowe i ich różnorodne funkcje fizjologiczne. Biul. IHAR 223/224:
Google Scholar
Guerrero F. D., Jones J. T., Mullet J. E. 1990. Turgor-responsive gene transcription and RNA levels increase rapidly when pea shoots are wilted. Sequence and expression of three inducible genes. Plant Mol. Biol. 15: 11 — 26.
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00017720
Google Scholar
Ingram J., Bartels D. 1996. The molecular basis of dehydration tolerance in plant. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 47: 377 — 403.
DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.47.1.377
Google Scholar
Jaglo-Ottosen K. R., Gilmour S. J., Zarka D. G., Schabenberger O., Thomahow M. F. 1998. Arabidopsis CBF1 overexpression induces COR genes and enhances freezing tolerance. Science 280: 104 — 106.
DOI: https://doi.org/10.1126/science.280.5360.104
Google Scholar
Jaglo K. R., Kleff S., Amundsen K. L., Zhang X., Haake V., Zhang J. Z., Deits T., Thomashow M. F. 2001. Components of the Arabidopsis C-repeat/dehydration-responsive element binding factor cold-response pathway are conserved in Brassica napus and other plant species. Plant Physiol. 127: 910 — 917.
DOI: https://doi.org/10.1104/pp.010548
Google Scholar
Jones J. T., Mullet J. E. 1995. A salt and dehydration- inducible pea gene, Cyp15a, encodes a cell-wall protein with sequence similarity to cysteine proteases. Plant Mol. Biol. 28: 1055 — 1065.
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00032666
Google Scholar
Kasuga M., Liu Q., Miura S., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. 1999. Improving plant drought, salt, and freezing tolerance by gene transfer of a single stress-inducible transcription factor. New Biotechnol. 17: 287 — 291.
DOI: https://doi.org/10.1038/7036
Google Scholar
Koizumi M., Yamaguchi- Shinozaki K., Tsuji H., Shinozaki K. 1993. Structure and expression of two genes that encode distinct drought-inducible cysteine proteinases in Arabidopsis thaliana. Gene 129: 175 — 182.
DOI: https://doi.org/10.1016/0378-1119(93)90266-6
Google Scholar
Kozhushko N. N. 1976. Metody ocenki ustoicivosti rastienii k nieblagoprijatnym usloviam sriedy. Udovenko N.Z., ed. Kolos, Leningrad.
Google Scholar
Levitt J. 1980. Responses of plants to environmental stresses. 2nd ed., Academic Press, New York.
Google Scholar
Liu Q., Kasuga M., Sakuma Y., Abe H., Miura S., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. 1998. Two transcription factors, DREB1 and DREB2, with an EREBP/AP2 DNA binding domain separate two cellular signal transduction pathways in drought- and low-temperature-responsive gene expression, respectively, in Arabidopsis. Plant Cell: 10: 1391 — 1406.
DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.10.8.1391
Google Scholar
Rybka Z. 1992. Fizjologiczno-biochemiczne kryteria oceny mrozoodporności roślin uprawnych. Biul. IHAR 183: 31— 36.
Google Scholar
Rybka Z., Zagdańska B., Gut M., Witkowski E. 1994. Przydatność metod oceny mrozoodporności materiałów hodowlanych pszenicy ozimej. Biul. IHAR 192: 59— 68.
Google Scholar
Schaffer M. A., Fischer R. L. 1988. Analysis of mRNAs that accumulate in response to low temperature identifies a thiol protease gene in tomato. Plant Physiol. 87: 431— 436.
DOI: https://doi.org/10.1104/pp.87.2.431
Google Scholar
Schaffer M. A., Fischer R. L. 1990 Transcriptional activation by heat an cold of a thiol protease gene in tomato. Plant Physiol. 93: 1486 — 1491.
DOI: https://doi.org/10.1104/pp.93.4.1486
Google Scholar
Stocker O. 1929. Das Wasserdefizit von Gefasspflanzen in versieden Klimazonen. Planta 7: 382 — 387.
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01916035
Google Scholar
Thomashow M. F. 1998. Role of cold-responsive genes in plant freezing tolerance. Plant Physiol. 118: 1 — 7.
DOI: https://doi.org/10.1104/pp.118.1.1
Google Scholar
Thomashow M. F. 1999. Plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms. Annu Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 50: 575— 599.
DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.50.1.571
Google Scholar
Vierstra R. D. 1993. Protein degradation in plants. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 44: 385 — 410.
DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.pp.44.060193.002125
Google Scholar
Wiśniewski K., Zagdańska B., Prończuk M. 1997. Interrelationship between frost tolerance, drought and resistance to snow mould (Microdochium nivale). Acta Agron. Hung. 45: 311 — 316.
Google Scholar
Wiśniewski K., Zagdańska B. 2001. Genotype — dependent proteolytic response of spring wheat to water deficiency. J. Exp. Bot. 52: 1455 — 1463.
DOI: https://doi.org/10.1093/jexbot/52.360.1455
Google Scholar
Zagdańska B., Pacanowska A. 1976. Dehydration tolerance of spring wheat and its relation to plant growth and productivity under soil drought conditions. Biol. Plant. 21: 452 — 461.
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02889489
Google Scholar
Zagdańska B., Rybka Z. 1984. Laboratoryjna metoda oceny mrozoodporności jęczmienia ozimego metodą przemrażania siewek. Biul. IHAR 155: 51 — 55.
Google Scholar
Zagdańska B. 1992. Fizjologiczno-biochemiczne kryteria odporności roślin na suszę. Biul. IHAR 183: 11 — 19.
Google Scholar
Zagdańska B., Wiśniewski K. 1996. Endoproteinase activities in wheat leaves upon water deficits. Acta Biochem. Polon. 43: 512 — 520.
DOI: https://doi.org/10.18388/abp.1996_4485
Google Scholar
Zagdańska B. 2001. Mechanizmy degradacji białek i ich znaczenie w odporności roślin na mróz i suszę. Biul. IHAR 218/219: 15— 28.
Google Scholar
Zhu J. K. 2001. Cell signaling under salt, water and cold stresses. Current Opinion Plant Biol. 4: 401— 406.
DOI: https://doi.org/10.1016/S1369-5266(00)00192-8
Google Scholar
Autorzy
Małgorzata Grudkowskam.grudkowska@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Autorzy
Krzysztof WiśniewskiInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Autorzy
Barbara ZagdańskaKatedra Biochemii Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Poland
Statystyki
Abstract views: 6PDF downloads: 3
Licencja
Prawa autorskie (c) 2002 Małgorzata Grutkowska, Krzysztof Wiśniewski, Barbara Zagdańska
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Janusz Bogdan, Barbara Zagdańska, Odporność pszenicy jarej na suszę w fazie kiełkowania i wzrostu siewki , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 233 (2004): Wydanie regularne
- Małgorzata Grutkowska, Barbara Zagdańska, Zbigniew Rybka, Odporność pszenicy jarej na suszę glebową w fazie kłoszenia , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 228 (2003): Wydanie regularne
- Małgorzata Grudkowska, Lucjan Madej, Struktura plonu wybranych linii wsobnych żyta ozimego , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 218/219 (2001): Wydanie regularne
- Małgorzata Grudkowska, Barbara Zagdańska, Roślinne endoproteinazy cysteinowe i ich różnorodne funkcje fizjologiczne , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 223/224 (2002): Wydanie regularne
- Barbara Zagdańska, Mechanizmy degradacji białek i ich znaczenie w odporności roślin na mróz i suszę , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 218/219 (2001): Wydanie regularne
