Вплив короткочасних температурних стресів на синтез білка теплового шоку 70 кДа й утворення пероксиду водню в проростках Amaranthus caudatus L

Abstract

Определено содержание белка теплового шока БТШ70 и перекиси водорода в контрольных условиях и после кратковременных температурных стрессов в 7-дневных проростках Amaranthus caudatus L. Выявлено наличие небольшого количества БТШ70 в контрольных условиях и активное образование БТШ70 после кратковременного теплового стресса (2 часа, +40 °С). Установлено, что после кратковременного холодового стресса (2 часа, +4 °С) содержание БТШ70 практически не изменялось. Кратковременные температурные стрессы вызывали увеличение количества перекиси водорода в 7‑дневных проростках Amaranthus caudatus, причем реакция на тепловой стресс была значительно более выраженной. Выявленные изменения в содержании перекиси водорода после температурных стрессов позволяют предположить, что молекулы Н2О2 могут быть компонентом системы неспецифического реагирования растительной клетки на температурные воздействия. Увеличение количества перекиси водорода в 2,5 раза после теплового стресса совпадает с активным синтезом БТШ70 в проростках теплолюбивого вида Amaranthus caudatus, температурный оптимум которого находится в пределах +35 °C. Активное образование БТШ70 и накопление перекиси водорода в ответ на действие кратковременного температурного стресса рассматривается как один из факторов, определяющих теплоустойчивость исследованного вида. Предполагается, что перекись водорода является сигнальным соединением, которое инициирует образование БТШ70, обладающего, в свою очередь, защитной функцией при формировании ответной реакции на действие стресса.

We analyzed the level of HSP70 and hydrogen peroxide in 7-dayold seedlings of Amaranthus caudatus L. in control and after short-term high and low temperature stresses. HSP70 was identified strongly activated in control and its active synthesis was shown after short-term temperature stress (2 hours, +40 °C). The level of HSP70 after short-term cold stress (2 hours, +4 °C) practically did not change. It was shown that concentration of hydrogen peroxide in 7-day-old seedlings of Amaranthus caudatus increased after short-term temperature stresses. The response to the heat stress was much stronger that to the cold one. The possible role of hydrogen peroxide as a component of nonspecific stressreaction system of the plant is discussed. HSP70 synthesis and accumulation of hydrogen peroxide after short-term heat stress correlate with thermotolerance of Amaranthus caudatus. Our results support that hydrogen peroxide molecules act as signaling agents. They activate HSP70 synthesis which protects plant from the high temperature stress.