Влияние никеля на организацию актиновых филаментов в клетках корня Arabidopsis thaliana

Abstract

Изучено влияние одного из наиболее токсичных тяжелых металлов — никеля (Ni²⁺) — на прижизненную организацию актиновых филаментов (микрофиламентов) различных типов клеток корня Arabidоpsis thaliana (L.) c помощью лазерной сканирующей микроскопии. Для визуализации микрофиламентов использована линия арабидопсиса, экспрессирующая химерный ген gfp-fabd2. Установлено, что Ni²⁺ приводит к существенному ингибированию роста главного корня, а также нарушает его морфологию, вызывая свеллинг эпидермальных клеток и индуцируя появление большого количества аномально длинных корневых волосков. Впервые показано, что под действием Ni²⁺ нарушается организация и ориентация актиновых филаментов в клетках, что сопровождается морфологическими изменениями корня, как основного органа растений, первым подвергающегося интоксикации почвенными полютантами. Обнаружено, что наиболее чувствительными к его действию являются актиновые филаменты эпидермальных клеток всех ростовых зон корня A. thaliana.

Вивчено вплив одного з найбiльш токсичних важких металiв — нiкелю (Ni²⁺) — на прижиттєву органiзацiю актинових фiламентiв (мiкрофiламентiв) рiзних типiв клiтин кореня Arabidоpsis thaliana (L.) за допомогою лазерної сканувальної мiкроскопiї. Для вiзуалiзацiї мiкрофiламентiв використана лiнiя арабiдопсису, яка експресує химерний ген gfpfabd2. Встановлено, що Ni²⁺ призводить до сильного iнгiбування росту головного кореня, а також порушує його морфологiю, викликаючи свелiнг епiдермальних клiтин i iндукуючи появу великої кiлькостi аномально довгих кореневих волоскiв. Вперше показано, що пiд дiєю Ni²⁺ порушується органiзацiя i орiєнтацiя актинових фiламентiв у клiтинах, що супроводжується морфологiчними змiнами кореня, як основного органу рослин, який першим пiддається iнтоксикацiї грунтовими полютантами. Виявлено, що найбiльш чутливими до його дiї є актиновi фiламенти епiдермальних клiтин усiх ростових зон кореня A. thaliana.

The influence of one of the most toxic heavy metals — nickel (Ni²⁺) — on the organization of actin filaments (microfilaments) of different types of Arabidopsis thaliana (L.) root cells is studied in living cells by the laser scanning microscopy. To visualize microfilaments, the A. thaliana line expressing chimeric gene gfp-fabd2 was used. Ni²⁺ leads to a significant inhibition of the growth of the main root and disturbs its morphology, causing the swelling of epidermal cells and inducing a large number of abnormally long root hairs. For the first time, it has been shown that Ni²⁺ disturbs the organization of actin filaments in cells, leading to morphological changes of a root as the main organ, being the first exposed to the intoxication by soil pollutants. It is found that the most sensitive to its action are actin filaments of epidermal cells of all growth zones of A. thaliana root.