Активність гваяколпероксидази у нокаутної лінії КО-Саt2 Arabidopsis thaliana за умов теплового стресу

Abstract

Досліджено зміни активності гваяколпероксидази (РОD) у відповідь на тепловий стрес у рослин Arabidopsis thaliana дикого типу (екотип Columbia 0) i в нокаутної за геном каталази 2 (Саt2) мутантної лінії КО-Саt2, яка має знижену каталазну активність. Встановлено, що в інтактних листках мутантних рослин, інкубованих у буфері за кімнатної температури в темряві, активність РОD зростала й компенсувала втрату ізоформи САT2, проте відмінностей між активностями РОD у рослин дикого типу й мутантів, які росли у ґрунті за оптимальних умов, не виявлено. Під дією помірного теплового стресу (37 °С) порівняно з кімнатною температурою активність РОD підвищувалась за дії двогодинної обробки у рослин дикого типу й одногодинної — у лінії КО-Саt2. Отже, залучений у відповідь на тепловий стрес фермент бере участь у контролі внутрішньоклітинного рівня пероксиду водню. Проте в умовах жорсткого теплового стресу (44 °С) захисна функція РОD може обмежуватись частковою інактивацією ферменту.

Изучены изменения активности гваяколпероксидазы (РОD) в ответ на тепловой стресс у растений Arabidopsis thaliana дикого типа (экотип Columbia 0) и нокаутной по гену каталазы 2 (Саt2) мутантной линии КО-Саt2, которая имеет пониженную каталазную активность. Установлено, что в интактных листьях мутантных растений, которые инкубировались в буфере при комнатной температуре в темноте, активность РОD возрастала и компенсировала потерю изоформы САТ2, однако отличия активностей РОD у растений дикого типа и мутантов, которые росли в почве при оптимальных условиях, не обнаружены. Под воздействием умеренного теплового стресса (37 °С) по сравнению с комнатной температурой активность РОD повышалась после двухчасовой обработки у растений дикого типа и одночасовой — у линии КО-Саt2. Следовательно, фермент вовлечен в ответ на тепловой стресс путем участия в контроле внутриклеточного уровня пероксида водорода. Однако в условиях жесткого теплового стресса (44 °С) защитная функция РОD может быть ограничена частичной инактивацией фермента.

Changes in guaiacol peroxidase (POD) activity upon heat stress were evaluated in wild type plants of Arabidopsis thaliana (ecotype Columbia 0) and in catalase 2 (Cat2) knock-out mutant KO-Cat2, which demonstrates reduced catalase activity. It was found that in leaves of the mutant plants incubated in buffer at room temperature in dark activity of POD was increased compensating the lack of CAT2 isoform. However, no differences in POD activity were found between the wild type and mutant plants growing on soil at non-stressful conditions. Upon moderate (37 °C) heat treatment comparing to room temperature activity of POD was increased during 2 hours in wild type and during 1 hour in KO-Cat2 plants. Accordingly, the enzyme appears to be involved in heat stress response via the control of intracellular level of hydrogen peroxide. However, upon severe (44 °C) heat stress the protective function of POD can be limited due to partial inactivation of the enzyme.