БРАСИНОСТЕРОЇДИ ТА ЇХ РОЛЬ У ФОРМУВАННІ СТІЙКОСТІ РОСЛИН РОДИНИ EUPHORBIACEAE JUSS.
DOI:
https://doi.org/10.32782/1998-6475.2026.60.9Ключові слова:
Euphorbiaceae, брасиностероїди, абіотичний стрес, експресія генів, кіназа BRI1, корецептор BAK1, фосфорилюванняАнотація
Стаття присвячена огляду та аналізу літературних джерел, в яких висвітлюються результати наукових досліджень гормонів брасиностероїдів рослин родини Euphorbiaceae, які беруть участь у регулюванні ряду метаболічних процесів, здійснюють взаємозв’язок рослини з оточуючим середовищем за нормальних та стресових умов, надають рослинам стійкості до абіотичних та біотичних стресів. Рослини Euphorbiaceae відомі із стародавніх часів та мають широкий спектр практичного застосування людиною, невибагливі до умов існування, каучуконоси, використовуються як сировина для енергетики, різних галузей промисловості, харчування, є засобом лікування та профілактики здоров’я людини, елементом побуту та ландшафтного дизайну. Рослини Euphorbiaceae є хорошим об’єктом дослідження ролі брасиностероїдів в механізмі стійкості рослин. Брасиностероїди задіяні у ряді важливих фізіологічних функцій рослин, збільшуючи їх фотосинтез, урожайність та стійкість до біотичних та абіотичних стресів. Брасиностероїди родини Euphorbiaceae відіграють ключову роль у фізіологічних параметрах латексу, покращуючи його якість та сприяютчи відтоку. Біосинтез брасиностероїдів починається з фітостеролу кампестерол, проходить через чотири біохімічні реакції, із застосуванням життєвоважливих ферментів, які кодують ключові гени. Брасиностероїди cконцентровані у репродуктивних та вегетативних органах рослини, рухаються з внутрішньої частини клітини, де вони синтезуються, назовні, де вони сприймаються тією ж клітиною або сусідніми. Брасиностероїди не транспортуються на великі відстані, міжклітинний транспорт відбувається через плазмодесми і запускається у відповідь на їх ендогенний рівень. Відіграють вирішальну роль у регуляції метаболізму рослин за умов дії абіотичних стресів (посухового, температурного, сольового та реакції на важкі метали), адаптуючи енергогенеруючі органели клітини, підтримуючи їх гомеостаз та знижуючи активність процесів формування токсичних рівней активних форм кисню (АФК). Використання їх в рослинництві має ряд переваг – вони є нетоксичними, екологічно чистими та зменшують використання пестицидів. Знання функцій брасиностероїдів, особливостей їх біосинтезу, сигналінгу, контролю регуляції їх вмісту в клітині, інгібування, взаємодії з іншими гормонами сприятимуть вдосконаленню цінних харчових та технічних сільськогосподарських культур, вирощуванню на теренах України високоурожайних, стійких до біотичних та абіотичних факторів видів і сортів.
Посилання
AHAMMED, G. J., LI, X., LIU, A., CHEN, S. (2020) Brassinosteroids in Plant Tolerance to Abiotic Stress. Journal of Plant Growth Regulation, 39(3), 1451–1464. https://doi.org/10.1007/s00344-020-10098-0
ARYAL, D., ALFEREZ, F. (2025) Brassinosteroids: Biosynthesis, Signaling, and Hormonal Crosstalk as Related to Fruit Yield and Quality. Plants, 14(12), 1865. https://doi.org/10.3390/plants14121865
BAJGUZ, A. (2011) Brassinosteroids ‒ оccurence and chemical structures in plants. In: S. Hayat & A. Ahmad (Eds.), Brassinosteroids: A Class of Plant Hormone, Springer, Dordrecht. 1–27. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0189-2_1
BAJGUZ, A., TRETYN, A. (2003) The chemical characteristic and distribution of brassinosteroids in plants. Phytochemistry, 62(7), 1027–1046. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(02)00776-9
BENITEZ-ALFONSO, Y., CAÑO-DELGADO, A. I. (2023) Brassinosteroids en route. Nature Chemical Biology, 19(11), 1294–1295. https://doi.org/10.1038/s41589-023-01367-6
BESSONOVA, V. P., YAKOVLIEVA-NOSAR, S. O. (2014) Fiziolohiia roslyn [Plant Physiology]. Svidler A.L., Dnipropetrovsk. (in Ukrainian)
BINGBING, G., MINGYANG, L., HONG, Y., LONGJUN, D., LIFENG, W. (2023) Brassinosteroids Regulate the Water Deficit and Latex Yield of Rubber Trees. International Journal of Molecular Sciences, 24(16), 12857. https://doi.org/10.3390/ijms241612857
BOUAZIZ, A. L. (2014) Identification de métabolites secondaires des plantes, protecteurs des photorécepteurs à cônes pour le traitement de la rétinopathie pigmentaire [Thèse de Doctorat, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI]. HAL Theses, https://theses.hal.science/tel-03815605v1/file/BOUAZIZ_Alexandra_Lyor_2014.pdf
BRAGA de OLIVEIRA, D., AMARO, C. L., AMARO, L. V., BORGES, L. P., AMORIM, V. A., MATOS, F. S. (2021) Importance of brassinosteroids in activating the antioxidant system and growth in Jatropha curcas L. plants under water deficit. Australian Journal of Crop Science, 15(3), 369–376. https://doi.org/10.21475/ajcs.21.15.03.p2730
CAI, Z., RUAN, L., WEI, W. (2024) Morphological, anatomical, and transcriptomics analysis reveals the regulatory mechanisms of cassava plant height development. BMC Genomics, 25, 699, 1–33. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4144739/v1
CAO, Y., MO, W., LI, Y. (2021) Deciphering the roles of leucine-rich repeat receptor-like protein kinases (LRR-RLKs) in response to Fusarium wilt in the Vernicia fordii (Tung tree). Phytochemistry, 185, 112686. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2021.112686
CAO, Y., FAN, T., LI, Y. (2022) Dissection of leucine-rich repeat receptor-like protein kinases: insight into resistance to Fusarium wilt in tung tree. Peer Journal, 10, e14416. https://doi.org/10.7717/peerj.14416
CLOUSE, S. D. (2011) Brassinosteroids. The Arabidopsis Book, 9, e0151. https://doi.org/10.1199/tab.0151
DEREVYANCHUK, M. V., GRABELNYH, O. I., LITVINOVSKAYA, R. P. (2014) Influence of brassinosteroids on plant cell alternative respiration pathway and antioxidant systems activity under abiotic stress conditions. Biopolymers and Cell, 30(6), 436–442. https://doi.org/10.7124/bc.0008BD
DEREVIANCHUK M.V. (2015) Brasynosteroidy v rehuliatsii metabolizmu roslyn za umov dii abiotychnykh stresiv [Brassinosteroids in the regulation of plant metabolism under abiotic stresses]. Dysertatsiia kandydata biolohichnykh nauk za spetsialnistiu 02.00.10-Bioorhanichna khimiia. Kyiv. (in Ukrainian)
DIACHKOV, M. V., FERRER, K., OKLESTKOVA, J., RAROVA, L., STRNAD, M. (2021) Synthesis and Biological Activity of Brassinosteroid Analogues with a Nitrogen-Containing Side Chain. International Journal of Molecular Sciences, 22(1), 155. https://doi.org/10.3390/ijms22010155
ESPOSITO, D., KOMARNYTSKY, S., SHAPSES, S., RASKIN, I. (2011) Anabolic effect of plant brassinosteroid. The FASEB Journal, 25(10), 3708–3719. https://doi.org/10.1096/fj.11-181271
EVANS, W. C. (2009) Trease and Evans Pharmacognosy. Saunders, Elsevier.
FARIDUDDIN, Q., YUSUF, M., AHMAD, I., AHMAD, A. (2014) Brassinosteroids and their role in response of plants to abiotic stresses. Biologia Plantarum, 58(1), 9–17. https://doi.org/10.1007/s10535-013-0374-5
GANGWAR, M., SHANKAR, J. (2020) Molecular Mechanisms of the Floral Biology of Jatropha curcas: Opportunities and Challenges as an Energy Crop. Frontiers in Plant Science, 11, Article 609. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00609
GARRIDO-AUÑÓN, F., PUENTE-MORENO, J., GARCÍA-PASTOR, M. E., SERRANO, M., VALERO, D. (2024) Brassinosteroids: An Innovative Compound Family That Could Affect the Growth, Ripening, Quality, and Postharvest Storage of Fleshy Fruits. Plants, 13(21), 3082. https://doi.org/10.3390/plants13210082
GRANT, E. L., WALLACE, H. M., TRUEMAN, S. J., REDDELL, P. W., OGBOURNE, S. M. (2017) Floral and reproductive biology of the medicinally significant rainforest tree, Fontainea picrosperma (Euphorbiaceae). Industrial Crops and Products, 108, 416–422. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.07.013
GROVE, M. D., SPENCER, G. F., ROHWEDDER, W. K., MANDAVA, N., WORLEY, J. F., WARTHEN, J. D., STEFFENS, G. L., FLIPPEN-ANDERSON, J. L., COOK, J. C. (1979) Brassinolide, a plant growth-promoting steroid isolated from Brassica napus pollen. Nature, 281, 216–217.
GRZELAK, M., PACHOLCZAK, A., NOWAKOWSKA, K. (2023) Practical aspects of brassinosteroids in drought stress protection and its usage in agriculture. Herba Polonica, 69(3), 29–33. https://doi.org/10.5604/0.
HAYAT, S., AHMAD, A., FARIDUDDIN, Q. (2003) Brassinosteroids: A regulator of 21st century. In: S. Hayat, A. Ahmad (Eds.), Brassinosteroids, Bioactivity and Crop Productivity. PP. 231–246. Springer Science+Business Media, B.V. https://doi.org/10.1007/978-94-017-0948-4_10
HUSAROVA, A. (2020) Brasynosteroidy-unikalni fitohormony, za dopomohoiu yakykh roslyny «dumaiut» [Brassinosteroids are unique phytohormones that help plants "think"]. SuperAgronom.com. Holovnyi sait dlia ahronomiv. Available from: https://superagronom.com/articles/346-brasinosteroyidi--unikalni-fitogormoni-za-dopomogoyu-yakih-roslini-dumayut (accessed 15.12.2025). (in Ukrainian)
ISLAM, M. S., ARA, H., AHMAD, K. I., UDDIN, M. M. (2019) A review on medicinal uses of different plants of Euphorbiaceae family. Universal Journal of Pharmaceutical Research, 4(1), 47–51. https://doi.org/10.22270/ujpr.v4i1.236
KAHYA, M., SEZGIN, M. (2024) Brassinosteroids as plant growth regulators. In: Current advances in natural sciences II. pp. 179–200). Iksad Publications. https://doi.org/10.5281/zenodo.14258316
KARPETS, L.-A. M. (2019) Rol diatsylhlitserol kinaz v protsesi formuvannia fosfatydnoi kysloty indukovanoho brasynosteroidamy u A. thaliana (L.) [The role of diacylglycerol kinase in the process of brassinosteroid-induced phosphate formation in A. thaliana (L.)] Proceedings of Ukrainian student scientific-practical conference “Suchasni dosiahnennia pryrodnychykh nauk”. 18–19, April, 2019, Poltava, Ukraine. Poltavskyi natsionalnyi pedahohichnyi universytet imeni V. H. Korolenka, Poltava, pp. 68–69. (in Ukrainian)
KIRIZII, D. A., STASYK, O. O. (2022) Vplyv posukhy i vysokoi temperatury na fizioloho-biokhimichni protsesy ta produktyvnist roslyn [The impact of drought and high temperature on physiological and biochemical processes and plant productivity]. Fiziolohiia roslyn i henetyka, 54(2), 95–122. (in Ukrainian) https://doi.org/10.15407/frg2022.02.095
KOBYLETSKA, M. S., TEREK, O. I. (2017) Biokhimiia roslyn [Plant Biochemistry]. LNU imeni Ivana Franka, Lviv. (in Ukrainian)
KONSTANTINOVA, O. V., ANTONCHICK, A. P., OLDHAM, N. J., SCHUNK, C., SCHIEMANN, O., ZHELEZNAYA, L. A., KHRIPACH, V. A., SCHNEIDER, B. (2001) Analysis of underivatized brassinosteroids by HPLC/APCI-MS. Occurrence of 3-epibrassinolide in Arabidopsis thaliana. Collection of Czechoslovak Chemical Communications, 66(11), 1729–1740. https://doi.org/10.1135/cccc20011729
KOSAKIVSKA, I. V., VASIUK, V. A., VOITENKO, L. V., SHCHERBATIUK, M. M. (2022) Hormonalna systema roslyn za dii vazhkykh metaliv [Hormonal system of plants under the influence of heavy metals]. Instytut botaniky im. M.H. Kholodnoho, Kyiv. (in Ukrainian)
KOSAKIVSKA, I. V., SHCHERBATIUK, M. M., VASIUK, V. A., VOITENKO, L. V. (2024) Znachennia fitohormoniv u rehuliatsii rostu ta formuvanni stresostiikosti kulturnykh zlakiv [The importance of phytohormones in growth regulation and stress resistance formation of cultivated cereals]. Fiziolohiia roslyn i henetyka, 56(2), 130–150. (in Ukrainian) https://doi.org/10.15407/frg2024.02.130
KREIS, W., MÜLLER-URI, F. (2010) Biochemistry of sterols, cardiac glycosides, brassinosteroids, phytoecdysteroids and steroid saponins. In: Biochemistry of Plant Secondary Metabolism. M. Wink (Ed.). PP. 304–363). Wiley-Blackwell. https://doi.org/10.1002/9781444320503.ch6
MANGHWAR, H., HUSSAIN, A., ALI, Q., LIU, F. (2022) Brassinosteroids (BRs) Role in Plant Development and Coping with Different Stresses. International Journal of Molecular Sciences, 23(3), 1012, 1-16. https://doi.org/10.3390/ijms23031012
MARFOUA, M. (2020) Bio-écologie et quelques caractères physiologiques des graines des plantes spontanées du Sahara septentrional: cas de la région de Ouargla. Thèse de Doctorat, Universite Kasdi Merbah – Ouargla.
MIAO, R., LI, C., LIU, Z. (2024) The Role of Endogenous Brassinosteroids in the Mechanisms Regulating Plant Reactions to Various Abiotic Stresses. Agronomy, 14(2), 356. https://doi.org/10.3390/agronomy14020356
MITU, S. A. (2021) Molecular analysis of the medicinally significant plant Fontainea picrosperma (Euphorbiaceae) with insights into the diterpenoid biosynthesis pathway Doctoral thesis, University of the Sunshine Coast Queensland, Australia.
MOSTAFA, L. Y., KOTB, H. R. M. (2018) Effect of Brassinosteroids and Gibberellic acid on parthenocarpic fruit formation and fruit quality of Sugar Apple Annona squamosa L. Middle East Journal of Agriculture, 7(4), 1341–1351.
MUSIIENKO, M. M. (2001) Fiziolohiia roslyn [Plant Physiology]. Fitosotsiotsentr, Kyiv. (in Ukrainian)
MUKESH, K. K., BAJGUZ, A., ZHOU, J., BHARDWAJ, R. (2017) Analysis of Brassinosteroids in Plants. Journal of Plant Growth Regulation, 36(4), 868–876. https://doi.org/10.1007/s00344-017-9732-4
OKLEŠTKOVA, J., RÁROVÁ, L., STRNAD, M. (2013) Brassinosteroids and their Biological Activities. In: Comprehensive Natural Products II, Vol. 5. Ramawat, K., Mérillon, J.M. (Eds), PP. 3851–3871. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-22144-6_174
PADHIARY, A. K., MISHRA, S. P., NANDI, A., PATTANAIK, A., NAYAK, B. R., MOHANTY, L. K., DASH, S. (2020) Role of brassinosteroids in horticultural crops (Reviews). International Journal of Chemical Studies, 8(3), 18–22. https://doi.org/10.22271/chemi.2020.v8.i3a.9458
PERES, A. L. G. L., SOARES, J. S., TAVARES, R. G., BARACAT-PEREIRA, M. C., DE ALMEIDA, J. M. (2019) Brassinosteroids, the Sixth Class of Phytohormones: A Molecular View from the Discovery to Hormonal Interactions in Plant Development and Stress Adaptation. International Journal of Molecular Sciences, 20(2), 331. https://doi.org/10.3390/ijms20020331
PRIADKINA, H. O., MAKHARYNSKA, N. M., SOKOLOVSKA-SERHIIENKO, O. H. (2022) Vplyv posukhy na fotosyntetychni pokaznyky roslyn pshenytsi [The effect of drought on the photosynthetic performance of wheat plants]. Fiziolohiia roslyn i henetyka, 54(6), 463–483. (in Ukrainian) https://doi.org/10.15407/frg2022.06.463
RAJENDRA, B. N., BHASKAR, J., SETHUNATH, K., NAIDU, S. A., MANOHAR, A., PATRA, S. (2024) Scientific Study of Brassinosteroids on Production of Fruit Crops: A Review. International Journal of Plant & Soil Science, 36(6), 288-303. https://doi.org/10.9734/IJPSS/2024/v36i64632
SMAILI, A., MAZOIR, A., RIFAI, L. A. (2017) Antimicrobial Activity of two Semisynthetic Triterpene Derivatives from Euphorbia officinarum Latex against Fungal and Bacterial Phytopathogens. Natural Product Communication, 12(3), 331–336. https://doi.org/10.1177/1934578X1701200305
SMAILI, A., RIFAI, L. A., MAZOIR, N., SMAILI, B., BOUAZIZ, A., BEN-TEKFA, Z. (2018) Semisynthetic Triterpenes Derived from Euphorbia officinarum as Plant Growth Promoters and Inducers of Disease Resistance. Journal of Plant Growth Regulation, 38(1), 262–272. https://doi.org/10.1007/s00344-018-9838-3
SZEKERES, M., NÉMETH, K., KONCZ-KÁLMÁN, Z., MATHUR, J., KAUSCHMANN, A., ALTMANN, T., RÉDEI, G.P., NAGY, F., SCHELL, J., KONCZ, C. (1996) Brassinosteroids rescue the deficiency of CYP90, a cytochrome P450, controlling cell elongation and de-etiolation in Arabidopsis. Cell, 85, 171–182.
WEI, Z., GOU, X., LI, J. (2016) Brassinosteroids. In: eLS. John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, pp. 1-11. https://doi.org/10.1002/9780470015902.a0020092.pub2
ZULLO M. A. T., GÜNTER, A. (2002) Brassinosteroid phytohormones – structure, bioactivity and applications. Brazilian Journal of Plant Physiology, 14(3), 143–181. https://doi.org/10.1590/S1677-04202002000300001
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.


