Вплив донора монооксиду вуглецю (CO) на теплостійкість проростків пшениці та генерацію ними активних форм кисню

Abstract

Досліджено вплив геміну (донора монооксиду вуглецю (CO), що утворюється за рахунок дії гемоксигенази) на теплостійкість проростків пшениці і можливу участь активних форм кисню (АФК) як посередників у реалізації стрес-протекторних ефектів екзогенного CO. Обробка проростків геміном у концентраціях 0,5—5,0 мкМ спричинювала істотне підвищення їх стійкості до ушкоджувального прогріву (10 хв при температурі 45 °C). За умов дії геміну спостерігалося транзиторне збільшення вмісту пероксиду водню у коренях з максимумом через 2 год від початку обробки. Також тимчасово підвищувалася активність позаклітинної пероксидази. Обробка коренів інгібітором пероксидази азидом натрію усувала як спричинюване дією геміну підвищення активності позаклітинної пероксидази, так і зростання вмісту пероксиду водню у коренях. Водночас обробка інгібітором НАДФH-оксидази імідазолом майже не впливала на прояв ефекту підвищення вмісту H₂O₂ за умов дії геміну. У разі обробки проростків скавенджером пероксиду водню диметилтіосечовиною підвищення вмісту H₂O₂ та зростання теплостійкості після дії геміну не спостерігалося. Також усі досліджувані ефекти геміну усувалися під впливом скавенджера CO гемоглобіну. Зроблено висновок про роль генерованих позаклітинною пероксидазою АФК як посередників у процесі індукування теплостійкості проростків донором CO.

The influence of hemin (donor of carbon monoxide CO formed due to action of heme oxygenase) on the heat resistance of wheat plantlets and the possible participation of reactive oxygen species (ROS) as mediators in the realization of stress-protective effects of exogenous CO have been studied. The treatment of plantlets with hemin in the concentrations of 0.5-5.0 μM caused a significant increase in their resistance to the damaging heating (10 min at a temperature of 45 °C). Under the action of hemin, the transient increase in the content of hydrogen peroxide in roots was observed with the maximum in 2 hours after the treatment start. In addition, the extracellular peroxidase activity increased temporarily. The treatment of roots with the inhibitor of peroxidase — sodium azide — eliminated both the increase in the activity of extracellular peroxidase and the rise in the content of hydrogen peroxide in roots caused by the action of hemin. At the same time, the treatment with the inhibitor of NADPH oxidase — imidazole — had almost no influence on the effect of an increase in the content of H₂O₂ under the action of hemin. Under the treatment of plantlets with a scavenger of hydrogen peroxide — dimethylthiourea — both the rise in the H₂O₂ content and the increase in the heat resistance after the action of hemin are not observed. All studied effects of hemin were eliminated under the influence of CO scavenger hemoglobin. The conclusion is made about the role of ROS, generated by extracellular peroxidase, as the mediators in the process of induction of the heat resistance of plantlets by the CO donor.