Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в растениях Mesembryanthemun crystallinum L. в условиях засоления и при действии меди и цинка тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Абдеева, Анна Рамильевна

• Абдеева, Анна Рамильевна
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Абдеева, Анна Рамильевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механизмы адаптации растений к засолению.

1.2. Механизмы адаптации растений к действию тяжелых металлов.

2.1. Структура аквапоринов.

2.2. Номенклатура аквапоринов растений.

2.3. Регуляция водной проницаемости мембран.

2.4. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов как способ регуляции их активности.

2.5. Функции аквапоринов.

2.6. Молекулярные и клеточные аспекты экспрессии аквапоринов в ответ на засоление.

2.7. Чувствительность аквапоринов к тяжелым металлам.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объект исследования.

2.2. Выращивание хрустальной травки в водной культуре.

2.3. Условия проведения опытов.

2.4. Определение общего содержания воды в листьях.

2.5. Определение интенсивности транспирации.

2.6. Определение осмотического потенциала.

2.7. Определение содержания свободного пролина.

2.8. Измерение рН и буферной емкости.

2.9. Определение содержания ионов тяжелых металлов 63 в тканях растений.

2.10. Определение содержания ионов хлора в тканях растений.

2.11. Оценка интенсивности экспрессии генов аквапоринов.

2.12. Получение микросомальных мембран.

2.13. Определение содержания аквапоринов.

2.14. Математическая обработка данных.

ГЛАВА 3. Экспериментальная часть

3.1. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в различных органах и в суточной динамике.

3.2. Адаптация растений хрустальной травки к засолению.

3.2.1. Изменение водного статуса растений при засолении.

3.2.2. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в ответ на засоление.

3.2.3. Экспрессия генов аквапоринов в растениях хрустальной травки при индукции водосберегающего механизма САМ-типа фотосинтеза в условиях солевого шока.

3.3. Адаптация растений хрустальной травки к действию токсичных концентраций меди и цинка.

3.3.1. Изменение водного статуса растений при действии высоких концентраций меди и цинка.

3.3.2. Аккумуляция меди и цинка.

3.3.3. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в ответ на действие меди и цинка.

3.3.4. Изменение содержания аквапоринов в ответ на действие меди и цинка.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в растениях Mesembryanthemun crystallinum L. в условиях засоления и при действии меди и цинка»

Вода является универсальным растворителем и самой распространенной молекулой в живых организмах. Растения постоянно поглощают и выделяют воду. На уровне клеток и органелл движение воды обычно занимает секунды (Steudle et al., 1993). Но на тканевом или органном уровне ситуация может быть другой. Как известно, перенос воды на дальние расстояния по проводящим тканям в основном не встречает препятствий между клетками. Но транспорт воды на короткие расстояния, который включает апопласт, симпласт и трансклеточный путь, в последних двух случаях определяется транспортом через мембраны клеток. В условиях, когда возможен только «cell-to-cell» транспорт (симпласт+трансклеточный путь), регуляция активности водных каналов • оказывает наибольшее влияние на гидравлические свойства ткани. Именно аквапорины обеспечивают молекулярную основу быстрой и обратимой регуляции водного транспорта. Аквапорины играют существенно важную роль в процессе онтогенеза растений и в поддержании водного баланса в ответ на действие стрессоров различной природы (Maurel and Chrispeels, 2001).

Многие стрессоры вызывают сильные нарушения водного статуса растений. Засоление остается наиболее изученным среди них. Факультативный галофит хрустальная травка {Mesembryanthemum crystallinum L.) уже длительное время используется в качестве модели для изучения механизмов адаптации к экстремальным условиям. В исследованиях Холодовой В.П. (2005) было показано, что соли тяжелых металлов (ТМ) также оказывали негативное влияние на состояние водного статуса растений хрустальной травки.

Следует отметить, что очень небольшое количество работ посвящено изучению воздействия тяжелых металлов на аквапорины животных (Zelenina et al., 2003; 2004; Tritto et al., 2007), а исследования по воздействию солей меди и цинка на экспрессию аквапоринов растений ранее не проводились.

Дифференциальная регуляция экспрессии генов аквапоринов позволяет растениям неодинаково отвечать на действие различных стрессоров для поддержания их водного статуса. Экспрессия генов отдельных изоформ аквапоринов может стимулироваться, ингибироваться или оставаться на прежнем уровне. Так, в случае засухи наблюдалась down-регуляция некоторых PIP-генов в надземных частях растений, в то время как засоление вызывало ир-регуляцию тех же генов в корнях (Galmes et al., 2007; Jang et. al., 2004).

Таким образом, остается открытым вопрос в какой мере дифференциальная экспрессия генов аквапоринов определяет стабилизацию водного статуса растений хрустальной травки в условиях действия хлорида натрия и солей тяжелых металлов.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось выявление дифференциальной' экспрессии генов аквапоринов в растениях хрустальной травки и выяснение роли этого процесса при адаптации растений к хлоридному засолению, а также избыточным концентрациям меди и цинка.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать воздействие хлорида натрия, повышенных концентраций меди и цинка на основные физиологические параметры, характеризующие водный статус растений, а также выяснить, сопровождаются ли такие изменения стресс-индуцированным формированием важного водосберегающего механизма!—-фотосинтеза САМ-типа.

2. Выяснить, в какой мере реализуется дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в рамках суточных, онтогенетических и органных изменений водного статуса, вызываемых воздействием повышенных концентраций хлорида натрия и солей меди и цинка.

3. Сопоставить изменения основных физиологических параметров водного статуса растений с изменениями экспрессии генов аквапоринов при действии изучаемых стрессоров.

4. Исследовать воздействие повышенных концентраций меди и цинка на изменение экспрессии индивидуальных изоформ аквапоринов на транскрипционном и трансляционном уровнях.

5. Оценить возможную роль аквапоринов в адаптации растений к повышенным концентрациям хлорида натрия и солей меди и цинка.

Научная новизна. Впервые исследована дифференциальная экспрессия шести генов аквапоринов растений М. crystallinum в корнях и листьях, в суточной динамике, а также в ответ на действие факторов внешней среды различной природы, силы и продолжительности воздействия. Обнаружены корреляции между изменениями основных параметров водного статуса растений и экспрессией генов аквапоринов при воздействии повышенных концентраций хлорида натрия и солей ТМ. Проведена оценка обогащенности мембран, изолированных из тканей растений хрустальной травки, подвергнутых воздействию тяжелых металлов, изоформами аквапоринов PIP-подсемейства. Впервые была исследована корреляция между накоплением транскриптов и белка PIP-аквапоринов при воздействии повышенных концентраций ТМ.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе теоретические данные об особенностях действия хлорида натрия, солей цинка и меди на изменение параметров водного статуса растений, а также о механизмах устойчивости к данным стрессорам имеют существенное значение для выяснения хода формирования адаптивных процессов у галофитов. Полученные результаты могут быть использованы для углубления дальнейших исследований молекулярных механизмов регуляции трансклеточного потока воды и адаптивных свойств растительных клеток. Теоретические обобщения и совокупность полученных экспериментальных данных может использоваться в курсах лекций для студентов биологических факультетов ВУЗов страны.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международной конференции «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия» (Вологда, 2005), на I (IX) международной конференции молодых ботаников С.-Петербурге (С.Петербург, 2006), на годичном собрании Общества физиологов растений России и конференции «Физиология растений - фундаментальная основа современной фитобиотехнологии» (Ростов-на-Дону, 2006), на международной конференции «Современная физиология растений: от молекул до экосистем» (Сыктывкар, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследований, изложения полученных результатов, обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, включая 20 таблиц, 20 рисунков; библиография содержит 184 название, в т.ч. 176 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Абдеева, Анна Рамильевна

выводы

1. Проведенные на растениях Mesembryanthemum crystallinum исследования позволили установить дифференциальную экспрессию генов аквапоринов McPIPl;l; McPIP2; 1; МсР1Р2;3; МсТ1Р1;2 и МсТ1Р2;2 в различных органах, в суточной динамике, а также в ответ на действие стрессоров различной природы, интенсивности и продолжительности их воздействия.

2. Исключением являлся ген • аквапорина плазмалеммы МсР1Р1;4, конститутивная экспрессия которого не зависела от органной локализации, времени суток и характера стрессорного воздействия.

3. Зафиксированы корреляции между изменениями основных физиологических параметров водного статуса растений и экспрессией генов аквапоринов в условиях стресса. Водный дефицит, вызванный засолением и действием меди и цинка, сопровождался снижением оводненности листьев, интенсивности транспирации, ОСВ, осмотического потенциала и приводил к down-регуляции генов PIP-аквапоринов в листьях (преимущественно PIP2-изоформ).

4. Стресс-индуцируемое формирование САМ-типа фотосинтеза уже на начальных этапах вызывало снижение трансклеточного переноса воды в суккулентных органах за счет ингибирования экспрессии генов аквапоринов плазмалеммы, но в меньшей степени отражалось на интенсивности внутриклеточного перераспределения воды, о чем свидетельствовало слабое влияние стрессоров на экспрессию генов аквапоринов тонопласта.

5. Изменения в содержании белка PIP-аквапоринов в условиях действия ТМ1 соответствовали изменениям уровней их транскриптов. Вероятно, регуляция водного статуса при его нарушении, вызванном-воздействием солей меди и цинка, происходила на уровне транскрипции генов аквапоринов.

6. Стратегия изменений водного статуса, приводящая к адаптации хрустальной травки к повышенным концентрациям хлорида натрия* и солей

ТМ, состоит в снижении интенсивности водообмена в листьях и стабилизации внутриклеточного водообмена в корнях. Ключевая роль в реализации этой стратегии принадлежит белкам водных каналов, новообразование которых ингибируется или стабилизируется в условиях стресса на уровне изменения интенсивности экспрессии кодирующих их генов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К настоящему времени зафиксированы суточные корреляции между экспрессией генов аквапоринов и регуляцией водного транспорта на клеточном и тканевом уровне (Henzler et al., 1999; Clarkson et al., 2000; Moshelion et al., 2002; Yamada et al., 1997).

Проведенные исследования показали наличие органной* специфичности, суточной динамики экспрессии некоторых изоформ аквапоринов хрустальной травки, а также корреляции между изменениями основных параметров водного статуса растений и экспрессией генов аквапоринов при солевом стрессе.

Сравнение интенсивности экспрессии изученных генов в разных органах контрольных растений хрустальной травки показало, что значительные различия обнаружены по экспрессии гена МсР1Р2;1, существенно более высокая активность которого была характерна для корней. Аквапорин МсР1Р2;1 был назван корнеспецифичным (Fukuhara et al., 1999). Среди других изученных генов для МсР1Р1;1 и МсТ1Р1;2 было отмечено некоторое, хотя и небольшое превышение содержания мРНК в листьях в сравнении с корнями.

Было обнаружено, что экспрессия генов аквапоринов МсР1Р1;1; МсР1Р2;1; МсР1Р2;3; МсТ1Р1;2 и МсТ1Р2;2 изменялась в течение суток в листьях, в то время как в корнях подобная динамика была характерна для МсТ1Р1;2. К 15.00 интенсивность экспрессии гена аквапорина МсТ1Р1;2 почти в 2 раза снизилась и оставалась на таком уровне до вечера. Некоторое снижение уровня мРНК к 21.00 наблюдалось и для МсР1Р2;3. Напротив, в листьях обнаруженные суточные изменения количества транскриптов были направлены в сторону повышения. Так, количество мРНК МсР1Р1;1; МсР1Р2;1; МсР1Р2;3; МсТ1Р1;2 и МсТ1Р2;2 значительно увеличивалось к 15.00 по сравнению с 12.00, возрастая и к 21.00. Только для аквапорина МсР1Р2;3 к вечеру наблюдалось снижение количества транскриптов.

Дифференциальная экспрессия- генов аквапоринов наблюдалась не только в контрольных, но и в опытных вариантах. Первые 3 ч солевого стресса сопровождались достоверным снижением транспирации и содержания воды в> листьях. Это сопровождалось down-регуляцией в первую очередь генов PIP-аквапоринов, что помогало снизить межклеточный транспорт воды и, следовательно, устьичную проводимость для поддержания водного статуса растений. На организменном уровне это приводило к потере тургесцентности листьев. Следующие 6 ч воздействия хлорида натрия приводили к достоверному снижению OGB и осмотического потенциала на фоне низкой оводненности и низкой транспирации. Именно на этом этапе начинали проявляться концентрационные различия воздействия соли. Так, достоверное снижение уровня экспрессии генов МсР1Р1;1; МсТ1Р1;2 и МсТ1Р2;2 было показано только при воздействии 400 мМ NaCl. Down-регуляция генов аквапоринов, также как и в первые часы воздействия, наблюдалась у PIP-изоформ в листьях (преимущественно у PIP2). Таким образом, острый водный дефицит приводил к сокращению межклеточного водообмена в листьях, но не в корнях. Уменьшение водной проводимости плазмалеммы способствовало сохранению воды в клетке в начальный период стресса. Интересно, что солевой шок приводил к постепенному сокращению внутриклеточного водообмена в течение 7 суток в листьях за счет снижения экспрессии TIP-изоформ, что видимо способствовало снижению водоотдачи в тканях листа. Напротив, содержание транскриптов PIP2- и обеих TIP-изоформ в корнях не только не снижалось при солевом стрессе, но и в 2 раза превышало контроль на 1 сутки у TIP- и на 3 сутки воздействия- у Р1Р2-аквапоринов, стабилизируясь в последующие дни на контрольном уровне. Подобное повышение активности аквапоринов связано, по-видимому, с восстановлением массового поступления воды в растения, что отражается и на показателях оводненности листьев и ОСВ.

Как оказалось, интенсивность и продолжительность водного стресса влияли на соотношение корень/лист отдельных транскриптов. Водный дефицит короткой продолжительности приводил к увеличению данного соотношения. Очевидно, что при остром водном' дефиците функционирование конкретных аквапоринов важнее в корнях, чем в. листьях. Более продолжительный осмотический стресс приводил в случае умеренных концентраций NaCl (200 мМ) к восстановлению до контрольного уровня соотношения транскриптов корень/лист, а в случае высоких концентраций (400 мМ) — сохранялись повышенный значения данной пропорции. Интересно, что характерный профиль экспрессии аквапоринов в листьях не обнаруживался в корнях, что отмечается в литературе (Yamada et al., 1997; Jang et al., 2004). Эти результаты подразумевают, что вклад отдельной изоформы аквапорина'при водном стрессе отличается в корнях и в листьях, а регуляция дифференциальной экспрессии аквапоринов включает интеграцию различных сигналов.

Степень засоления также определяла дифференциальную1 экспрессию генов аквапоринов. При умеренном засолении уровень мРНК PIP1-аквапоринов в корнях и в листьях незначительно отличался от контрольного. В то время как количество транскриптов Р1Р21аквапоринов значительно повышалось в корнях на 3 сутки воздействия хлорида натрия. Однако в листьях к 3 часам засоления количество мРНК Р1Р2-изоформ падало и сохранялось на низком уровне в последующие 7 суток стресса. Напротив, количество мРНК аквапоринов тонопласта снижалось в первые часы воздействия в корнях и спустя сутки засоления восстанавливалось до уровня контроля у Т1Р2-изоформы и выше контроля - у TIP 1-изоформы. При этом в листьях интенсивность экспрессии генов TIP-аквапоринов несущественно отличалась от контроля на протяжении всего опыта.

В случае солевого шока (400 мМ NaCl) дифференциальная экспрессия генов аквапоринов выражалась в том, что уровень мРНК МсР1Р1;1 в корнях и листьях падал через 9 часов воздействия, но восстанавливался в корнях к 3-ьм суткам засоления до контрольного, а в листьях продолжал снижаться. Напротив, содержание транскриптов PIP2- и обеих TIP-изоформ в корнях не

113 только не снижалось при солевом стрессе, но и в 2 раза превышало контроль на 3 сутки воздействия у PIP2- и на 1 сутки у Т1Р-аквапоринов, стабилизируясь в последующие дни на контрольном уровне. При этом в листьях происходило резкое снижение количества транскриптов мРНК PIP2-изоформ, которое не превышало 30% от контроля- в последующие дни эксперимента. Солевой шок вызывал постепенное понижение в содержании мРНК TIP-изоформ, незначительное - в случае McTIPl ;2.

Существенно, что на самом раннем этапе ответа растений на солевой стресс, когда водосберегающий механизм* фотосинтеза. САМ-типа еще не сформирован, растения реагируют ингибированием интенсивности экспрессии генов аквапоринов, что направлено на понижение водопроницаемости клеточных мембран и, прежде всего, плазмалеммы, и более экономное расходование воды в.условиях жесткого водного дефицита. Характерно, что стресс-индуцируемое формирование САМ в меньшей степени отражается на интенсивности внутриклеточного перераспределения воды, о чем свидетельствует слабое влияние засоления-на экспрессию-генов? аквапоринов тонопласта. Полученные в настоящей работе результаты, а также доступные литературные данные позволяют высказать предположение, согласно которому стратегия изменений водного статуса, приводящая к адаптации хрустальной травки к засолению, состоит в снижении интенсивности внутри- и межклеточного водообмена. Ключевая роль в реализации этой стратегии принадлежит, очевидно, белкам водных каналов, новообразование которых ингибируется в условиях солевого шока на уровне снижения интенсивности экспрессии кодирующих их генов.

В литературе довольно часто отмечается факт нарушения водного статуса при действии ТМ на растения, однако чаще всего исследуются ответы на их долговременное воздействие. Между тем, нарушение водного статуса растений, по-видимому, следует рассматривать как одно из ранних проявлений токсического действия ТМ. На растениях хрустальной травки такой характерный признак неблагоприятных сдвигов- как заметное подвядание листьев проявлялся на вторые-третьи сутки воздействия, даже при умеренных концентрациях сернокислых солей меди и цинка.

На: существенные структурные изменения, возникающие в клетках листьев при росте растений хрустальной травки на среде с ТМ указывает достоверное снижение относительного содержания воды, наступающее уже на 3 сутки воздействия; Значительное снижение осмотического потенциала клеточного сока, происходящее в условиях сильного снижения оводненности листьев, могло в некоторой степени способствовать нормализации водного статуса растений.

Среди ранних ответных реакций хрустальной травки особое внимание привлекает резкое снижение транспирации, наблюдаемое при внесении в корнеобитаемую среду солей ТМ, особенно меди. Столь, раннее и сильное: снижение интенсивности транспирации; несомненно, свидетельствует о том, что ее регуляция инициировалась событиями; произошедшими к этому времени на уровне корня, а не непосредственно; в листьях. Существенное поступление цинка и меди в листья удавалось обнаружить не ранее 3 суток роста на; среде с использованными концентрациями этих ТМ. С другой стороны, как показали данные настоящего исследования, значительных; изменений водного статуса листьев, которые могли бы инициировать, закрывание устьиц, в течение первых суток еще не обнаруживалось. В дальнейшем транспирация растений хрустальной травки, подвергшихся воздействию ТМ, стабилизировалась на заметно более низком уровне, чем у контрольного варианта, что может рассматриваться» как один из защитных механизмов на их, токсическое действие. С другой стороны, снижение транспирации может иметь у растений хрустальной травки особый эффект в связи с тем, что это - индуцибельное САМ-растение. Являясь эффективной водосберегающей стратегией, САМ-фотосинтез способствует поддержанию водного статуса растений в, жестких условиях, тем самым, обеспечивая возможность нормального протекания физиологических процессов.

Весьма важными представляются впервые полученные данные о влиянии ТМ на дифференциальную экспрессию генов аквапоринов. Интересно, что при этом природа ТМ оказывала большее влияние на изменение содержания мРНК аквапоринов, чем их (солей ТМ) концентрации.

Уровень экспрессии МсР1Р1;1, МсР1Р2;1 и МсР1Р2;3 в корнях и листьях растений сильно снижался через 1 сутки воздействия ТМ, и этот пониженный уровень содержания мРНК сохранялся или даже еще более снижался вплоть до полного прекращения экспрессии, как это было обнаружено в отношении гена МсР1Р2;1 в листьях после 7 суток роста растений хрустальной травки на среде с ТМ. При этом, соли цинка не вызывали достоверного снижения через сутки эксперимента количества транскриптов McPIP2; 1 в корнях и всех изоформ PIP-аквапоринов в листьях. Однако, в последующие дни эксперимента различия в воздействии меди и цинка исчезали — через 7 суток происходило существенное снижение количества мРНК всех PIP-изоформ под действием ТМ. Down-регуляция генов аквапоринов в данном случае коррелировала со снижением транспирации,, показателей OGB и оводненности. Однако на 3 сутки воздействия происходила ир-регуляция генов Р1Р2-аквапоринов, особенно в случае воздействия меди. В литературе по этому поводу существуют данные, которые подтверждают ир-регуляцию экспрессии генов аквапоринов в ответ на очень сильное стрессовое воздействие (Galmes et al., 2007; Yamada et al., 1997). Видимо в таких жестких условиях, когда устьичная проводимость низкая,, вода поступает слабо, повышение экспрессии аквапоринов способствует увеличению водной проницаемости плазмалеммы, что может помочь стабилизации водного статуса растения.

Несколько другой профиль экспрессии наблюдался" в отношении аквапоринов тонопласта. Сутки воздействия ТМ не вызывали достоверных изменений экспрессии гена МсТ1Р1;2, но значительно снижали количество транскриптов МсТ1Р2;2 в корнях и листьях растений хрустальной травки. Существенно, что в процессе адаптации на фоне пониженного

116 межклеточного водообмена происходило урегулирование внутриклеточного движения воды в корнях, о чем свидетельствует стабилизация количества мРНК МсТ1Р1;2 и МсТ1Р2;2 на уровне контроля через 7 суток воздействия. Если в корнях через 7 суток эксперимента количество мРНК обеих изоформ находилось на контрольном уровне, то в листьях напротив, происходило снижение количества транскриптов МсТ1Р1;2 иМсТ1Р2;2.

Таким образом, первые существенные изменения уровня транскриптов. как в корнях, так и в листьях были зафиксированы только через сутки воздействия. Несмотря' на то, что при стресс-реакции (в первые 24ч воздействия) разные гены аквапоринов реагировали неодинаково, адаптация приводила к сглаживанию различий и формированию единой стратегии выживания, которая заключалась в снижении межклеточного воообмена (т.е. водоотдачи) и «консервированию» воды внутри клетки в корнях и листьях растений при стабилизации внутриклеточный водообмена в корнях.

Согласно полученным данным, количество белка Р1Р-аквапоринов хрустальной травки в корнях после 3 суток воздействия ТМ увеличилось, то есть наблюдалась положительная корреляция между накоплением транскриптов и белка PIP-аквапоринов. При этом, 7 суток воздействия ТМ привели к снижению количества белка PIP-изоформ как в листьях, так и в корнях. Причем в листьях наблюдалось более значительное снижение количества аквапоринов на фоне более низкого, чем в корнях контрольного уровня аквапоринов. Эти результаты также не противоречили данным по содержанию мРНК PIP-аквапоринов, согласно которым ТМ вызывали снижение количества мРНК всех исследованных PIP-изоформ (за исключением МсР1Р1;4), причем в листьях такое снижение было более драматичным и, в случае МсР1Р2;1 приводило к полному ингибированию экспрессии гена этого аквапорина.

На этом фоне обращает на себя особое внимание факт резкого снижения экспрессии гена аквапорина тонопласта МсТ1Р2;2, зарегистрированный в клетках листьев уже через 3 часа действия ZnSC>4 и особенно сильно -CUSO4. Такой большой размер ингибирования - снижение в 4-5 раз в сравнении с контролем — свидетельствует в пользу представления о том, что произошло оно в основной массе клеток листа. Ингибирование экспрессии одного из генов аквапоринов может быть первым шагом на пути торможения водоотдачи листьями при воздействии на растения ТМ, что могло бы в какой-то степени компенсировать вызываемые ими нарушения водообмена. Видимо, торможение водопоглотительной функции корневой системы в условиях подавления транспирации стало причиной ранней реорганизации сложной системы аквапоринов, модификация и адаптация которой особенно важна для условий низкой транспирации, когда апопластное тканевое движение воды сменяется по преимуществу симпластным.

Остается открытым вопрос о том, каков путь столь быстрой передачи информации из корневой системы в листья.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Абдеева, Анна Рамильевна, 2008 год

1. Барабой В.А. Петрина Л'.Г. (2003) Металлотионеины: структура и механизмы действия. Укр. биохим. журн. Т.75. С.28-36.

2. Божко К.Н., Жесткова И.М., Трофимова М.С., Холодова В.П., Кузнецов Вл.В. Изменение содержания аквапоринов в клеточных мембранах Mesembryanthemum crystallinum при переходе с Сз-типа фотосинтеза на САМ// Физиология растений. 2004. Т. 51. С. 887-895.

3. Евсеева Т., Юранева И., Храмова* Е. (2003) Механизмы поступления, распределения и детоксикации тяжелых металлов у растений. http://ib.komisc.rU/t/ru/ir/vt/03-69/01 .html

4. Строгонов Б. П. (1973) Метаболизм растений в условиях засоления. М.: Наука. 51с.

5. Холодова В.П., Волков К.С., Кузнецов Вл.В. // Физиология растений. 2005. Т. 52. С. 848-858.

6. Холодова В.П., Мещеряков А.Б., Ракитин В.Ю., Карягин В.В., Кузнецов Вл.В: // Доклады академии наук. 2006. Т. 407. С. 282-285.

7. Холодова В.П:, Нетто Д.С., Мещеряков А.Б., Борисова Н.Н., Александрова С.Н., Кузнецов Вл.В. // Физиология растений. 2002. Т. 49. С. 376-384.

8. Шевякова Н. И, Ракитин В. Ю., Музычко JI. М., Кузнецов Вл. В. (1998) Стресс-индуцируемая аккумуляция пролина в связи с солеустойчивостью интакных растений и изолированных клеток. Прикладная биохимия и микробиология. Т. 34. С. 320-325.

9. Adams P.,NelsonD., Yamada et al. //New Phytologist. (1998) V. 138. P.171-190.

10. Ahmad I., LarharF., Srewart G.R. (1979) Sorbitol: a compatible osmotic solute in Plantago maritime. New Physiol. V. 82. P. 671-678.

11. Alexandersson E., Fraysse L., Sjovall-Larsen S., Gustavsson' S., Fellert M., Karlsson M., Johansson U., Kjellbom P: (2005) Whole gene family expression and drought stress regulation of aquaporins. Plant Mol. Biol. V. 59 (3). P. 469-484.

12. Arazi Т., Sunkar R., Kaplan В., Fromm H. (1999) A tobacco plasma membrane calmodulin-binding transporter confers Ni2+ tolerance and* Pb2+ hypersensitivity in transgenic plants. The Plant Journal. V. 20. P. 171-182.

13. Aroca R., Ferrante A., Vernieri P., Chrispeels M.J. (2006) Drought, abscisic acid and transpiration rate effects on- the regulation of PIP aquaporin gene expression and abundance in Phaseolus vulgaris plants. Ann. Bot. (Lond). V. 98 (6). P. 1301-1310.

14. Barkla B.J., Vera-Estrella R., Pantoja O., Kirch H.-H., Bohnert H.J. (1999) Aquaporin localization how valid are the TIP and PIP labels? Trends, in plant science. V. 4(3). P. 86-88.

15. Biela A., Grote K., Otto В., Hoth S., Hedrich R., Kaldenhoff R. (1999) The Nicotiana tabacum plasma membrane Aquaporin NtAQPl is mercury-insensitive and permeable for glycerol. The Plant Journal. V. 18. P. 565-570.

16. Bienert G.P., Moller A.L., Kristiansen K.A., Schulz A., Moller I.M., Schjoerring J.K., Jahn T.P. (2007) Specific Aquaporins facilitate the diffusion of hydrogen peroxide across membranes. J. Biol. Chem. V. 282 (2). P. 1183-1192.

17. Bohert H: J., Nelson D. E., Jensen R. G. (1995) Adaptation to enviromental stresses. Plant Cell. V. 7. P. 1099-1111.

18. Borgnia M., Nielsen S., Engel A.,,Agre P. (1999) Cellular, and molecular biology of the aquaporin water channels. Annu Rev Biochem. V 68. P." 425-458.

19. Boursiac Y., Chen S., Luu D.T., Sorieul M., van den Dries N., Maurel C. (2005) Early Effects of Salinity on water Transport in Arabidopsis Roots. Molecular and Cellular Features of Aquaporin Expression. Plant Physiol. V. 139. P. 790805.

20. Bradford M.M. (1976) A Rapid and Sensitive Method for the Quantification5 of Microgram Quantities of Proteins Utilizing the Principle of Protein-Dye-Binding. Anal. Biochem. V. 72. P. 248-254.

21. Bringezu K., Lichtenberger O., Leopold I., Neumann D. (1999) Heavy metal tolerance of Silene vulgaris. Journal of Plant Physiology. V. 154. P. 536-546.

22. Brune A., Urbach W., Dietz K-J. (1994) Compartmentation and transport of zinc in barley primary leaves as basic mechanisms involved in zinc tolerance. Plant Cell and Environment. V. 17. P: 153-162.ч

23. Chaumont F., Barrieu F., Herrman E.M., Chrispeels M.J. (1998) Characterization of a maize tonoplast Aquaporin expressed in zones of cell' division and elongation. Plant Physiol. V. 122. P. 1025-1034.

24. Chaumont F., Barrieu F., Wojcik E., Chrispeels M.J., Jung R. (2001) Aquaporins Constitute a Large and Highly Divergent Protein Family in Maize. Plant Physiol. V. 125. P. 1206-1215.

25. Chaumont F., Barrieu-F., Wojcik E., Jung R., Chrispeels M.J. (2000) < Plasma Membrane Intrinsic Proteins from Maize Cluster in Two Sequence Subgroups with-Differential Aquaporin Activity. Plant Physiol; V. 122.P. 1025-1034.

26. Cheng A., van Hoek A.N., Yeager M., Verkman A.S., Mitra A.K. (1997) Three-dimensional organization of a human, water channel. V. 387. P. 627-630.

27. Clarkson D.T., Carvajal M., Henzler Т., Waterhouse R. N., Smyth A.J. Cooke D.T., Steudle E. (2000) Root hydraulic conductance: diurnal aquaporinexpression and the effects of nutrient stress. J. Exp. Bot. V. 51 (342). P. 6170.

28. Clemens S. (2001) Molecular mechanisms of plant metal tolerance and homeostasis. Planta. V. 212. P. 475-486.

29. Clemens S. (2006) Toxic metal accumulation, responses to exposure and mechanisms of tolerance in plants. Biochimie. V. 88. P. 1707-1719.

30. Colpaert J., van Assche J. (1992) Zinc toxicity in ectomycorrhizal Pinus sylvestris. Plant and Soil. V.143. P. 201-211.

31. Cushman J. C. and Bohnert H. J. (1997) Molecular genetics of Crassulacean Acid

32. De Vos C.H.R., Schat H., De Waal M.A.M., Vooijs R., Ernst W.H.O. (2000) Increased resistance to copper-induced damage of the root cell plasmalemma in copper tolerant Silene cucubalus. Physiologia Plantarum. V. 82. P. 523— 528.

33. Eckert M., Biela A., Siefritz F., Kaldenhoff R. (1999) New aspects of plant aquaporin regulation> and specificity. J. of Experimental Botany. V. 50. P. 1541-1545.

34. Edwards G., Walker D.! // СЗ, C4: Mechanisms, and Cellular and Environmental Regulation of Photosynthesis. University of California Press, Berkeley. 1983.

35. Fotiadis D., Jeno P., Mini Т., Wirtz S., Mtiller S.A., Fraysse L., Kjellbom P., Engel A. (2000) Structural Characterization of Two Aquaporins Isolated from Native Spinach Leaf Plasma Membranes. The Journal of Biological Chemistry. V. 276. P. 1707-1714.

36. Fray R.G., Wallace A., Grierson D., Lycett G.W. (1994) Nucleotide sequence and expression of a ripening and water stress-related cDNA from tomato with' homology to the MIP class of membrane channel proteins. Plant Mol. Biol. V. 24. P. 539-543.

37. Fricke W., Peters W.S. (2002) The biophysics of leaf growth in salt-stressed barley. A study at the cell level. Plant Physiol. V. 129. P. 374-388.

38. Fujiyoshi Y., Mitsuoka K., de Groot В., Philippsen A., Grubmiiller H., Agre P., Engel A. (2002) Structure and function of water channels. Current Opinion in Structural Biology. V. 12. P. 509-515.

39. Fukuhara Т., Kirch H.H., Bohnert H.J. (1999) Expression of Vpl and water channel proteins during seed germination. Plant, Cell and Environment. V. 22. P. 417-424.

40. Gao Y.P., Young L., Bonham-Smith P., Gusta L.V. (1999) Characterization, and Expression of Plasma and Tonoplast Membrane Aquaporins in Primed Seed of Brassica napus During Germination under Stress Conditions. Plant Mol. Biol. V. 40. P. 635-644.

41. Garcia-Hernandes M., Murphy A., Taiz L. (1998) Metallothioneins 1 and 2 have distinct but overlapping expression patterns in Arabidopsis. Plant Physiol. V. 118. P: 387-397.

42. Galmes J., Pou A., Alsina M.M., Tomas M., Medrano H., Flexas J. (2007) Aquaporin expression in response to different water stress intensities and recovery in Richter-110 (Vitis sp.): relationship with ecophysiological status. Planta. V. 226. P. 671-681.

43. Gerbeau P., Amodeo G., Henzler Т., Santoni V., Ripoche P., Maurel C. (2002) The water permeability of Arabidopsis plasma membrane is regulated by divalent cations and pH. Plant J. V. 30. P. 71-81.

44. Giritch A., Ganal M., Stephan U.W., Baumlein H. (1998) Structure, expression and' chromosomal localization of the metallothionein-like gene family of tomato. Plant Molecular Biology. V. 37. P. 701-714.

45. Haberlandt G. (1884) Physiologische Pflanzenanatomie, 1st edn. Leipzig: Engelmann Verlag.

46. Hakman I., Oliviusson P. (2002) High expression of putative aquaporin-genes in cells with transporting and nutritive functions during seed development in Norway spruce (Picea abies). Journal of Experimental Botany. V. 53. P. 639649.

47. Hall J., Williams E. (2003) Transition metal transporters in plants. J. Exp. Botany, V. 54 (393). P. 2601-2613

48. Hall J.L. (2002) Cellular Mechanisms for Heavy Metal Detoxification and Tolerance. J. Exp. Botany. V. 53. P. 1—11.

49. Hartley J., Cairney J.W.G., Meharg A.A. (1997) Do ectomycorrhizal fungi exhibit adaptive tolerance to potentially toxic metals in the environment? Plant and Soil. V. 189. P. 303-319.

50. Harvengt P., Vlerick A., Fuks В., Wattiez R., Ruysschaert J.-M., Hombler F. (2000) Lentil seed aquaporins form a hetero-oligomer which is-phosphorylated by a Mg2+-dependent and Ca2+-regulated kinase. Biochem. J.V. 352. P: 183-190.

51. Hazama A., Kozono D., Guggino W.B., Agre P., Yasui M. (2002) Ion Permeation of AQP6 Water Channel Protein. The Journal of Biological Chemistry. V. 277 (32). P. 29224-20230.

52. Henzler Т., Ye Q.,. Steudle E. (2004) Oxidative gating of water channels (aquaporins) in Chara by hydroxyl radicals. Plant, Cell" and Environment. V. 27. P. 1184-1195.

53. Howden R., Goldsbrough P.B., Andersen C.R., Cobbett G.S. (1995) Gadmium-sensitive, cadi mutants of Arabidopsis thaliana are phytochelatiri deficient. Plant Physiology. V. 107. P. 1059-1066.

54. Jang J.Y., Kim D.G., Kim Y.O., Kang H. (2004) An expression analysis of a gene family encoding plasma membrane Aquaporins in response to abiotic stresses in Arabidopsis thaliana. Plant Molecular Biology. V. 54. P. 713-725.

55. Jang J.Y., Lee S.II., Rhee J.Y., Chung G.C., Ahn S.J., Kang I I. (2007) Transgenic Arabidopsis and tobacco plants overexpressing an aquaporin respond differently to various abiotic stresses. Plant Moll Biol. V. 64 (6). P. 621-632.

56. Jauh G.Y., Fischer A.M., Grimes H.D., Ryan C.A., Rogers J.C. (1998) 5-Tonoplast intrinsic protein defines unique plant vacuole functions. Proc. Natl. Acad. Sci USA. V. 95. P. 12995-12999.

57. Jauh G.Y., Phillips Т.Е., Rogers J.C. (1999) Tonoplast intrinsic protein isoforms as markers for vacuolar functions. Plant Cell. V. 11(10). P. 1867-1882.

58. Jensen M. O., Tajkhorshid E., Schulten K. Electrostatic tuning of permeation and selectivity in aquaporin water channels. (2003) Biophys. J. V. 85. P. 28842899.

59. Jensen R.G., Adams P. et all. (1994) Water Availability and Osmotic Adjustment in the Ice Plant. Supplement to Plant Physiol. V.105. (1). P. 21.

60. Johansson I., Karlsson M., Johansson U., Larsson C., Kjellbom P. (2000) The role of aquaporins in cellular and whole plant water balance. Biochimica et Biophysica Acta. V. 1465. P. 324-342.

61. Johansson I., Karlsson M., Shukla V.K., Chrispeels M., Larsson C., Kjellbom P. (1998) Water transport activity of the plasma membrane Aquaporin PM28A is regulated by phosphorylation. Plant Cell.' V. 10. P. 451-459.

62. Jung J.S., Preston G.M., Smith B.L., Guggino W.B., Agre P. (1994) Molecular structure of water channel through Aquaporin CHIP. J. Biol. Chem. V. 269. P. 14648-14654.

63. KaldenhofF R., Fischer M. (2006) Aquaporins in plants. Acta Physiol. V. 187. P. 169-176.

64. Kaldenhoff R., Grote K., Zhu J.-J., Zimmermann U. (1998) Plant J. V. 14. P. 121128.i

65. Kaldenhoff R., Rolling A., Richter G. A novel blue light- and' abscisic acid-inducible gene of Arabidopsis thaliana encoding an intrinsic membrane protein. (1993) Plant Mol. Biol. V. 23. P. 1187-1198.

66. Kaldenhoff R., Rolling A., Richter G. Regulation of the Arabidopsis thaliana Aquaporin gene AthH2 (PIPlb). (1996) J'. photochem;Photobiol. V. 36. P. 351-354.

67. Katsuhara M. (2007) Molecular mechanisms of water uptake and transport in plant roots: research progress with water channel aquaporins. Plant Root. V. 1. P. 22-26.

68. Kramer U., Cotter-Howells J.D., Charnock J.M., Baker A.J.M., Smith A.C. (1996) Free histidine as a metal chelator in plants that accumulate nickel. Nature. V. 379. P. 635-38.

69. Ma J.F., Tamai K., Yamaji N., Mitani N., Konishi S., Katsuhara M., Ishiguro M., Murata Y., Yano M. (2006) A silicon transporter in rice. Nature. V. 440. P. 688-691.

70. Ma S., Quist T.M., Ulanov A., Joly R., Bohnert HJ. (2004) Loss of. TIP 1;1 Aquaporin in Arabidopsis Leads to Cell and Plant Death. Plant J. Y. 40. P. 845-859.

71. Maeshima M., Mimura Т., Sato T. (1994) Distribution of vacuolar H4"-pyrophosphatase and the membrane integral protein in a variety of green plants. Plant Cell Physiol. V. 35. P. 323-328.

72. Mahalingam R., Federoff N. (2003) Stress response, cell death and signaling: the many faces of reactive oxygen species. Physiologia Plantarum. V. 119. P. 5668.

73. Martinez-Ballesta M.C., Aparicio F., Pallas V., Martinez V., Carvajal M. (2003) Influence of saline stress on root hydraulic conductance1 and PIP expression-in Arabidopsis. J. Plant Physiol. V. 160. P. 689-697.

74. Martinez-Ballesta M.C., Martinez V., Carvajal M. (2000) Regulation of water channel activity in whole roots and in protoplasts from roots of melon plants grown under saline conditions. Aust. J. Plant Physiol.V. 27. P. 685-691.

75. Matre P., Morillon R:, Barrieu F., North G.B., Nobel P.S., Ghrispeels M. J. (2002) Plasma membrane aquaporins play a significant- role during recovery from water deficit. Plant Physiol. V. 130(4). P. 2101-2110.

76. Maurel C., Chrispeels M.J. (2001)'Aquaporins. A Molecular. Entry into Plant Water Relations. Plant Physiol. V. 125: P. 135-138.

77. Maurel C., Kado R. Т., Guern J., Chrispeels M. J. (1995) Phosphorylation regulates the water channel activity of the seed-specific aquaporin alpha-TIP. EMBOJ. V. 14. P. 3028-3035.

78. Maurel C., Tacnet F., GU9IU J., Guern J., Ripoche P. (1997) Purified vesicles of tobacco cell vacuolar and plasma membranes exhibit dramatically; different water permeability and water channel activity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 94. P. 7103-7108.

79. Meharg A.A. (1993) The role of the plasmalemma in metal tolerance in angiosperms. Physiologia Plantarum. V. 88. P. 191-198.

80. Meharg A.A. (1994) Integrated tolerance mechanisms: constitutive and adaptive plant responses to elevated metal concentrations in the environment. Plant, Cell and Environment. V. 17. P. 989-993.

81. Meharg A.A., Macnair M.R (1990) An altered phosphate uptake system in arsenate-tolerant Holcus lanatus. New Phytologist. V. 116.- P. 29-35.

82. Meyer G., Schmitt J.M., Bohnert H.J. (1990) Direct screening of a small genome: estimation of the magnitude of plant gene expression during adaptation to high salt. Mol: Gen. Genet. V. 224. P. 347-356.

83. Mizutani M., Watanabe S., Nakagawa Т., Maeshima M. (2006) Aquaporin NIP2;1 is mainly localized to the ER membrane and shows root-specific accumulation in Arabidopsis thaliana. Plant and Cell'Physiology.

84. Moshelion M., Becker D., Biela A., Uehlein N., Hedrich R., Otto В., Levi H., Moran N., Kaldenhoff R. (2002) Plasma membrane Aquaporins in the motor cells of Samanea saman: diurnal and circadian,regulation. Plant Cell. V. 14. P. 2301-2317.

85. Murphy A., Taiz L. (1995) Comparison of Metallothionein Gene Expression and Nonprotein-Thiols in Ten Arabidopsis Ecotypes. Plant Physiol. V. 109. P. 945-954.

86. Murphy A., Zhou J., Goldsbrough В., Taiz L. (1997) Purification and imunological identification of Metallothioneins 1 and 2 from Arabidopsis thaliana. Plant Physiol. V. 113. P. 1293-1301.

87. Nemeth-Cahalan K. L., Hall J.E. (2000) pH and calcium regulate the water permeability of aquaporin 0. J. Biol. Chem: V. 275: P. 6777-6782.

88. Nemeth-Cahalan K. L., Kalman K., Hall J.E. (2004) Molecular basis of pH and1. Л I

89. Ca regulation of Aquaporin water Permeability. J. Gen. Physiol. V. 123. P. 573-580.

90. Niemietz C.M., Tyerman S.D. (1997) Characterization of water channels in wheat root membrane vesicles. Plant Physiol. V. 115. P. 561-567.

91. Palmier R.D. (1994) Regulation of metallothionein genes by heavy metals appears to be mediated by a zinc-sensitive inhibitor that interact with a constitutively active transcription factor, MTF-1. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. V. 91. P. 12191223.

92. Paul . M.J., Cockburn W. (1989) Pinnitol, a compatible solute in Mesembryanthemum crystallinum L. J. Exp. Bot. V. 40. P. 1093-1098.

93. Persans M.W., Yan X., Patnoe J-M.M.L., Kramer U., Salt D.E. (1999) Molecular dissection of the role of histidine in nickel hyperaccumulation in Thlaspi goesihgense (Halacsy). Plant Physiology. V. 121. P ■ 1117-1126.

94. Phillips A.L., I-Iuttly A.K. (1994) Cloning of two gibberellin-regulated cDNAs from Arabidopsis thaliana by subtractive. hybridization: expression of- the tonoplast water channel, y-TIP, is increased by GA3. Plant Mol. Biol. V. 24; P. 603-615.

95. Poolman В., Spitzer J. J., Wood J.M. (2004) Bacterial osmosensing: roles of membrsne structure and electrostatics in lipid-protein and protein-protein interactions. Biochemica and Biophysica Acta. V. 1666. P. 88-104.

96. Preston G.M., Jung J.S., Guggino W.B., Agre P. (1993) The mercurysensitive residue at cysteine 189 in the CH1P28 water channel. J. Biol. Chem. V. 268. P. 17-20.

97. Rauser W.E. (1995) Phytochelatins and related peptides. Structure, biosynthesis and function. Plant Physiology. V.109. P. 1141-1149.

98. Rauser W.E. (1999) Structure and fimction^^of metal chelators produced by plants -the case for organic acids, amino acids, phytin and metallothioneins. Cell: Biochemistry and Biophysics. V. 31. P. 19—48

99. Ruggiero C., Angelino G., Maggio A. (2006) Developmental regulation^of water uptake in wheat. J. Plant Physiol.

100. Sairam R.K., Tyagi A. (2004) Physiology and molecular biology of salinity stress; tolerance in plants. Current Sci. V. 86 (3). P. 407-421.

101. Sakr. (2003) Plant Physiol.V. 133. P. 630-641.

102. Salt D.E., Kramer U. (2000) Mechanisms of metal hyperaccumulation in plants. In: . Raskin I, Ensley В (eds) Phytoremediation of Toxic Metals. John Wiley and Sons Inc., New York, P. 231-246.

103. Salt D.E., Rauser W.E. (1995) MgATP-dependent transport of phytochelatins across the tonoplast of oat roots. Plant Physiology. V. 107. P. 1293-1301.

104. Santoni V., Verdoucq L., Sommerer N., Vinh J., Pflieger D., Maurel G. (2006) Methylation of Aquaporins in plant plasma membrane. Biochem. J. V. 400. P. 189-197.

105. Schat H., Llugany M., Vooijs R., Hartley-Whitaker J., Bleeker P. (2002) The role of phytochelatins in constitutive and adaptive heavy metal tolerance in hyperaccumulator and non-hyperaccumulator metallophytes. Journal of

106. Experimental Botany. V. 53. P. 2381-2392.i

107. Schuurmans J.A., van Dongen J.T., Rutjens B.P., Booman A., Pieterse C.M., Bortslap A.C. (2003) Members of Aquaporin Family in The Developing Pea Seed Goat Include Representatives of the PIP, TIP, and NIP Subfamilies. Plant Mol. Biol. V. 53. P. 633-645.

108. Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K. (1997) Gene expression and signal transduction in water-stress response. Plant Physiol. V. 115. P: 327-334.

109. Shiratake K., Goto H., Maeshima M., Yamaki S. (2001) Fluctuations of the protein levels of H^-pumps and water channels of tonoplast and plasma membrane during grape berry development. J Japan Soc Hort Sci. V. 70. P. 287-293.

110. Shiratake K., Martinoia E. (2007) Transporters in fruit vacuoles. Plant Biotechnology. V. 24. P. 127-133.

111. Steffens J.C. (1990) The heavy metal-binding peptides of plants. Annu. Rev. Plant Mol. Biol. V.41.P. 553-575.

112. Steudle E., Murrmann M., Peterson* C.A. (1993) Transport of water and solutes across maize roots modified by puncturing the endodermis. Further evidence for the composite transport model of root. Plant Physiol. V. 103. P. 335-349.

113. Su J., Chen P.L., Wu R. (1999) Transgene expression of mannitol-l-phosphste dehydrogenase enhanced the salt stress tolerance of the transgenic rice seedlings. Sci Agric. Sin. V. 32. P. 101-103.

114. Suga S., Imagawa S., Maeshima M. (2001) Specificity of the accumulation of mRNAs and,proteins of the plasma membrane and* tonoplast aquaporins in radish organs. Planta. V. 212. P. 294-304.

115. Szarek S.R., Ting I.P. // Photosynthetica. 1977. V. 11. P. 330-342.

116. Takano J., Wada M., Ludewig U., Schaaf G., von Wiren N.,Fujiwara T. (2006) The Arabidopsis major intrinsic protein NIP5;1 is essential for efficient boron uptake and plant development under boron limitation. Plant Cell. V. 18. P. 1498-1509.

117. Thomas J.C., Sepahi M., Arendali В., Bohnert H.J. (1996) Enhancement of seed germination in high salinity by engeneering mannitol expression > ,in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Environ. V. 18. P. 801-806.

118. Tornroth-Horsefield S., Wang Y., Hedfalk K., Johanson U., Karlsson M., Tajkhorshid E., Neutze R., Kjellbom P. (2006) Structural mechanism of plant Aquaporin gating. Nature. V. 439. P. 688-694:

119. Tournaire-Roux C., Sutka M., Javot H. (2003) Cytosolic pH regulates root water transport during anoxic stress through gating of aquaporins. Nature. V. 439." P. 393-397.

120. Tyerman S.D., Bohnert H.J., Maurel C., Steudle E., Smith J.A.C. (1999) Plant aquaporins: their molecular biology, biophysics and significance for plant water relations. J', of Experimental Botany. V. 50. P. 1055-1071.

121. Tyerman S.D:, Niemietz C.M., Bramley H. (2002) Plant aquaporins: multifunctional water and solute channels with expanding roles. Plant Cell Environ: V. 25. P. 173-194.

122. Uehlein N., Kaldenhoff R. (2007) Aquaporins and Plant Leaf Movements. Ann Bot. (Lond).

123. Uehlein N., Lovisolo C., Siefrits F., Kaldenhoff R. (2003) The tobacco aquaporin

124. NtAQPl is a membrane C02 pore with physiological functions. Nature. V.425. P. 734-737.

125. Veenhoff L.M., Heuberger E.H., Poolman B'. (2002) Quaternary structure andfunction of transport proteins. Trends Biochem Sci. V. 27. P. 242-249. Vera-Estrella R., Barcla B.J., Bohnert H.J., Pantoja O. (2004) Novel Regulation of

126. Verkman A. S. (2005) More than just water channels: unexpected cellular roles of Aquaporins. Journal of Cell Science. V. 118. P. 3225-3232.

127. Verkman A.S., Mitra A.K. (2000) Structure and function of aqauporin water channels. Am J.Physiol. Renal- Physioh V. 278: P. F13-F28.

128. Wallace I.S., Roberts D.M. (2004) Homology modeling of representative subfamilies of Arabidopsis major intrinsic proteins. Classification based on the aromatic/arginine selectivity filter. Plant Physiol. V. 135. P. 1059-1068.

129. Walz Т., Hirai Т., Murata K., Heymann J.B., Mitsuoka K., Fujiyoshi Y., Smith B.L., Agre P., Engel A. (1997) The three-dimensional structure of Aquaporin-1. Nature. V. 387. P. 624-627.

130. Wang N. Proton blockage mechanism of Aquaporins.

131. Wayene R., Tazawa M. (1990) Nature of the water channels in the internodal cells of Nitellopsis. Journal of Membrane Biology. V. 116. P. 31-39.

132. Werner M., Uehlein N., Proksch P., Kaldenhoff R. (2001) Characterization of two tomato aquaporins and expression during the incompatible interaction of tomato with the plant parasite Cuscuta reflexa. Planta. V. 213. P. 550-555.

133. Wiggins P. M. (1990) Role of water in some biological processes. Microbiol. Rev. V. 54. P. 432-449.

134. Wu A.H., Zhang S.Q., Deng X.P., Shan L., Liu X.F. (2006) Expression of ZmPIPl subgroup genes in maize roots under water shortage. Zhi Wu Sheng Li Yu Fen Zi Sheng Wu Xue Xue Bao. V. 32 (5). P. 557-562.

135. Xiang C., Oliver D.J. (1998) Glutathione metabolic genes coordinately respond to heavy metals and jasmonic acid in Arabidopsis. The Plant Cell. V. 10. P. 1539-1550.

136. Xie J., Wehner T.C., Wolenberg K., Purugganan M: D., Conkling M.A.(2003) Intron and Polypeptide Evolution of Conserved NPA to NPA Motif Regions in Plant Aquaporins. J. Amer. Soc. Hort. Sci. V. 128 (4). P. 591-597.

137. Yamada S., Katsuhara M., Kelly W.B., Michalowski C.B., Bohnert H.J. (1995) A Family of Transcripts Encoding Water Channel Proteins: Tissue-Specific Expression in the Common Ice Plant. Plant Cell. V. 7. P. 1129-1142.

138. Yamada S., Komori Т., Myers P.N., Kuwata S., Kubo Т., Imaseki H. (1997) Expression of plasma membrane water channel genes under water stress in Nicotiana excelsior. Plant Cell Phusiol. V. 38. P. 1226-1231.

139. Yasiu M., Hazama A., Kwon Т.Н., Nielsen S., Guggino W.B., Agre P. (1999) Rapid gating and anion permeability of an intracellular Aquaporin. Nature. V. 402(6758). P. 184-187.

140. Ye Q., Steudle E. (2006) Oxidative gating of water channels (aquaporins) in corn roots. Plant cell Environ. V. 29 (4). P. 459-470.

141. Zelenina M., Bondar A.A., Zelenin S., Aperia A. (2003) Nickel and Extracellular Acidification Inhibit the Water Permeability of Human Aquaporin-3 Lung Epithelial Cells. The Journal of Biological Chemistry. V. 278 (32). P. 3003730043.

142. Zelenina M., Tritto S., Bondar A.A., Zelenin S., Aperia A. (2004) Copper Inhibits the Water and Glycerol Permeability of Aquaporin-3. The Journal of Biological Chemistry. V. 279 (50). P. 51939-51943.

143. Zenk M.H. (1996) Heavy metal detoxification in higher plants—a review. Gene. V. 179. P. 21-30.

144. Zhu B.C., Su J., Chang M.C., Verma D.P.S., Fan Y.L., Wu R. (1998) Over expression of a delta-pyrroline-5-carboxylate synthetase gene and analysis of tolerance to water and salt stress in transgenic rice. Plant Sci. V. 139. P. 4148.

145. Zhu C., Schraut D., Hartung W., Schaffner A.R. (2005) Differential responses of maize MIP genes to salt stress ad ABA. J. Exp. Bot. V. 56. P. 2971-2981.