ВИВЧЕННЯ КОМПЛЕКСНОЇ СТІЙКОСТІ ВАНАДІЙ (VO3 -) ТА ВОЛЬФРАМ (WO2- 4) СТІЙКИХ КЛІТИННИХ ЛІНІЙ ТЮТЮНУ
DOI:
https://doi.org/10.32782/1998-6475.2024.56.7-11Ключові слова:
тютюн, клітинні лінії, стійкість, ванадій, вольфрам, нітратредуктаза (НР)Анотація
Іони важких металів спричиняють комплексну дію на живі організми. Стійкість до них повинна викликати істотні зміни, які обов’язково мають бути генетично зумовленими. Здійснюючи відбір стійких клітинних варіантів, тобто таких клітин, котрі відзначаються стабільним ростом у присутності постійної дії стресового фактора, необхідно досліджувати причину стійкості. Очевидно, що крос-стійкість можлива за умов поєднання генетичних та епігенетичних змін. Це особливо доцільно враховувати, оскільки епігенетичні зміни викликаються механізмами, які звичайно працюють у разі клітинної диференціації. Дослідження клітинних ліній, стійких до ІВМ, показало, що культура клітин загалом та клітинна селекція зокрема не вичерпали своїх потенційних можливостей. Як метод вивчення фундаментальних механізмів роботи клітини за нормальних умов та за умов стресу її складно перевершити. Як спосіб отримання стійких рослин вона є перспективним біотехнологічним підходом. Як ідеологія дослідження вона спрямована на поширення екологічної безпеки у експериментальній і виробничій діяльності. Ванадій- та вольфрам стійкі клітинні лінії тютюну культивували на селективних середовищах, що мають токсичну концентрацію альтернативних оксіаніонів. Відібрані в результаті клітинної селекції клони володіли комплексною стійкістю до вольфрамату та ванадату. Стійкість клітин пов’язана з відбором стійких, можливо ванадій залежної нітратредуктази (НР).
Посилання
AIHEMAITI, A., GAO, Y., MENG, Y., CHEN, X., LIU, J., XIANG, H., XU, Y., JIANG, J. (2020) Review of plantvanadium physiological interactions, bioaccumulation, and bioremediation of vanadium-contaminated sites. Science of the Total Environment, 712, 135637. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.135637.
ANGULO-BEZARANO, P.I., PUENTE-RIVERA, J., CRUZ-ORTEZA, R. (2021) Metal and metalloid toxicity in plants: an overview on molecular aspects. Planta, 10(4), 635. DOI: 10.3390/plants/0040635.
BALASUBRANIAM, T., SHEN, G., ESMAEILI, N., ZHANG, H. (2023) Plants’ response mechanisms to salinity stress. Plants, 12, 2253, 1–22. DOI: 10.3390/plants12122253.
BERGER, A., BOSCARI, A., ARAÚJO, N.H., MANCOURT, M., HANCHI, M., BERNILLON, S., KOLIN, O., PUPPO, A., BROUQUISSE, R. (2020) Plant nitrate reductases regulate nitric oxide production and nitrogen – fixing metabolism during the Medicago truncatula – Sinorhizobium melloti simbiosis. Frontiers in Plant Science, 11. DOI: 10.3389/fpls.2020.01313.
El-FAYOUMY, E.A., SHANAB, S.M., HASSAN, O.M.A., SHALABY, E.A. (2023) Enhancement of active ingredients and biological actives of Nostoc linkia biomass cultivated under modified BGII0 medium composition. Biomass Conversion and Biorefinely, 13, 6049–6066. DOI: 10.1007/s13399-021-01509-7.
FU, Y.-F., ZHANG, Z.-W., YUAN, S. (2018) Putative connections betwen nitrate reductase S – nitro solation and NO synthersis under pathogen attacks and abiotic stress. Frontiers in Plant Physiology, 9. DOI: 10.3389/2018.00474.
GAMBORG, O.L., MILLER, R.A., OJIMA, K. (1968) Nutrient requirements of suspension culture of soybean root cells. Experimental Cell Research, 50(1), 151–158.
HAO, L., WANG, X., SHI, J., LI, L., HAO, X. (2023) Vanadium (V) bio-detoxification based on washing water of vise as microbial and carbon sources. Frontiers in Environmental Science, 11. DOI: fenvs.2023.1096845.
HARJA, M., CIOCINTA, R.C., ONDRASEK, G., BUCUR, D., DIRJA, M. (2023) Accumulation of heavy metal ions from urban soil in spontaneous flora. Journal Water, 15(4), 768–775. DOI: 10.3390/w1504768.
HE, M., HE, C.-Q., DING, N.-Z. (2018) Abiotic stresses: general defeaces for engineering multistress tolerance. Frontiers in Plant Science, 9, 1771. DOI: 10.3389/fpls2018.01771.
KAUFHOLDT, D., BAILLIE, C.-K., MÜNEM, R., MENDEL, R.R., HÄNSCH R. (2017) The molybdenum cofactor biosynthesis network: in vivo protein – protein interactions of an active associated multi – protein complex. Frontiers in Plant Science, 8, 1946–1957. DOI: 10.3389/fpls.2017.01946.
KOYAMA, L.A., TERAI, M., TOKUCHI, N. (2020) Nitrate reductase actives in plants from different ecological and taxonomic groups grown in Japan. Ecological Research, 35(5), 708–712. DOI: 10.1111/1440-1703.12083.
LOHANI, N., SING, M., BHALLA, P (2022) Biological parts for engineering abiotic stress tolerance stress in plants. BioDesing Research, 41. DOI: 10.34133/2022/9819314.
MACÄRIO, I.P.E., VELOSO, T., ROMÃO J., CONCALVES, J.M., PEVERA, J.L., DUARTE, I.F., VENTURA, S.P.M. (2022) Metabolic composition of the cyanobacterium Nostoc muscorus as a function of culture time: A1HNMR metabolomics study. Algal Research, 66, 102792. DOI: 10.1016/j.algal.2022.102792.
MALIGA, P. (2003) Isolation and characterization of mutants in plant cell culture. Annual Review of Plant Ohysiology and Plant Molecular Biology, 35(1), 519–542. DOI: 10.1146/annurev.pp.35.060184.002511.
MORKUNAS, J., WOŹNIAK, K., MAI, V.C., RUCIŃSKASOBKOWIAK, K., JEANDER, P. (2018) The role of heavy metal in plant response to biotic stress. Molecules, 23(9), 2320. DOI: 10.3390/molecules23092320.
OCHOA-VILLARREAL, M., HOWAT, S., HONG, S., JANG, M.O., JIN, Y.-W., LEE, E.-K., LOAKE, G.J. (2016) Plant cell culture strategies for the production of natural produced. BMB Reports, 49(3), 149–158. DOI: 10.5483/BMBRep.2016.49.3.264.
PASTERNAK, T.P., STEINMACHER, D. (2024) Plant growth regulation in cell and tissue culture in vitro. Plants, 13(2), 327. DOI: 10.3390/plants13020327.
SERGEEVA, L.E., MYKHALSKA, S.I. (2019) Cell selection with heavy metal ions for obtaining salt tolerant plant cell cultures. Plant Physiology and Genetics, 51(4), 315–323. DOI: 10.15407/frg2019/04/315.
SERGEVA, L.E. (2017) Nitrate reductase activity in biotechnology tobacco plants under enzyme inhibitors action. Plant Physiology and Genetics, 49(2), 129–133. DOI: 10.15407/frg2017.02.129.
SINH, H.N., CGACRAVARTY, D., SRINISAVA, A.K. (1993) Vanadium requiments for growth on N2 or netrate as nitrogen source in tungsten resistant mutant of the cyanobacterium Nostoс muscorum. Journal of Basic Microbiology, 33(3), 201–205.
ZHANG, Y., XU, L., LI, R., GE, Y., LI, Y., LI, R. (2023) Plants’ Response to abiotic stress: mechanisms and strategies. International Journal of Molecular Sciences, 24(13), 10915. DOI: 10.3390/ijms241310915.
