Клеточные и физиологические механизмы инициации боковых корней у кабачка: Cucurbita pepo L. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.05, кандидат биологических наук Ильина, Елена Леонидовна

• Ильина, Елена Леонидовна
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ильина, Елена Леонидовна

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава I. Обзор литературы

1. Структурные аспекты инициации примордиев боковых корней

1.1. Стратегии инициации примордиев боковых корней у цветковых растений

1.2. Планы первых делений у представителей стратегий, различающихся положением зоны инициации боковых корней

1.3. Факторы, определяющие положение примордия бокового корня по отношению к группам проводящих тканей

1.4. Участие рецептор-подобных протеин-киназ в определении положения примордия бокового корня относительно окружающих его клеток

1.5. Факторы, детерминирующие клетки перицикла к инициации примордия бокового корня

2. Роль фитогормонов в инициации и развитии примордия бокового корня

2.1. Роль ауксина в инициации и развитии примордия бокового корня

2.2. Роль цитокининов в инициации и развитии примордия бокового корня

2.3. Взаимодействие фитогормонов при инициации и развитии бокового корня

3. Композитные растения как модель для изучения физиологических и молекулярно-генетических механизмов развития корня

3.1. Теоретические аспекты агробактериальной трансформации растений

3.2. Использование метода агробактериальной трансформации штаммами Agrobacterium rhizogenes для фундаментальных исследований и в биотехнологии

3.3. Технологии трансформации растений штаммами Agrobacterium rhizogenes

3.4. Агробактериальная трансформация Тыквенных штаммами Agrobacterium rhizogenes

3.5. Использование промоторов генов первичного ответа на фитогормоны в изучении процессов развития корня

4. Заключение

Глава II. Материалы и методы

1. Материал

1.1. Растительный материал и условия выращивания растений

1.2. Штаммы микроорганизмов

1.3. Условия культивирования микроорганизмов

2. Молекулярно-генетические методы исследования

2.1. Выделение плазмидной ДНК из Escherichia coli

2.2.Выделение плазмидной ДНК из Agrobacterium rhizogenes

2.3. Выделение общей ДНК из Agrobacterium rhizogenes

2.4. Выделение общей ДНК из растительных тканей

2.5. Полимеразная цепная реакция

2.6. ПЦР с колонией

2.7. Разделение фрагментов ДНК методом электрофореза в агарозном геле

2.8. Обработка ДНК эндонуклеазами рестрикции

2.9. Приготовление компетентных клеток Escherichia coli

2.10. Трансформация компетентных клеток Escherichia coli

2.11. Приготовление компетентных клеток Agrobacterium rhizogenes

2.12. Трансформация компетентных клеток Agrobacterium rhizogenes

3. Введение предшественника синтеза ДНК в ткани проростков кабачка

4. Создание генетических конструкций для визуализации ответа на ауксин и

ЦИТОКИНИНЫ

4.1. Построение эксперимента по визуализации ответа на ауксин и цитокинины

4.2. Получение генетической конструкции для визуализации ответа на ауксин

4.3. Получение генетической конструкции для визуализации ответа на цитокинины

5. Агробактериальная трансформация растений штаммами Agrobacterium rhizogenes

5.1. Получение асептического материала

5.2. Трансформация растений Agrobacterium rhizogenes

5.3. Отбор ко-трансформированных корней

5.4. Анализ активности репортерного белка GFP

5.5. Гистохимическое окрашивание на активность [З-глюкоронидазы

6. Методы микроскопии

6.1. Начальные этапы пробоподготовки

6.2. Приготовление и анализ препаратов в воске Стидмана

6.3. Приготовление и анализ препаратов в гистологической эпоксидной смоле Technovit7100

6.4. Приготовление и анализ толстых срезов сегментов гипокотиля или кончиков корня

7. Обработка проростков кабачка экзогенным ауксином или блокатором активного транспорта ауксина

7.1. Постановка эксперимента по обработке проростков кабачка экзогенными агентами

7.2. Получение растительного материала

7.3. Фиксация и обработка материала

7.4. Оценка индекса инициации боковых корней

8. Статистические методы и компьютерные программы, используемые в работе

Глава III. Результаты исследования

1. Изучение планов первых делений примордия бокового корня Cucurbita реро и их удаления от инициальных клеток рядов

2. Распределение ДНК-синтезируюгцих клеток в зоне первого периклинального деления в главном корне Cucurbita реро

3. Создание модельных композитных растений Cucurbita реро для визуализации ответа на ауксин и цитокинины

3.1. Создание генетических конструкций для визуализации ответа на ауксин и цитокинины

3.2. Выбор участка проростка кабачка для инокуляции агробактериями

3.3. Получение композитных растений кабачка путём агробактериальной трансформации штаммами Agrobacterium rhizogenes

3.4. Фенотип композитных растений кабачка и ко-трансформированных корней

3.5. Подтверждение вставки Т-ДНК используемых генетических конструкций в геномную ДНК корней кабачка методом ПЦР

3.6. Изучение эффективности трансформации кабачка штаммами R1000 и MSU440 Agrobacterium rhizogenes

3.7. Изучение влияния промоторов AtUbqlO и 35SCaMVна экспрессию репортерных генов

4. Распределение ответа на ауксин и цитокинины при инициации и развитии примордия бокового корня Cucurbita реро

4.1. Анализ распределения ответа на ауксин при инициации и развитии примордия бокового корня в тканях ко-трансформированного корня кабачка (DR5:: gfp-gusA)

4.2. Анализ распределения ответа на цитокинины при инициации и развитии примордия бокового корня в тканях ко-трансформированного корня кабачка

(ARR6:: gfp-gusA)

5. Влияние экзогенного ауксина и блокатора транспорта ауксина на инициацию и развитие примордиев бокового корня Cucurbita реро

5.1. Влияние экзогенного ауксина на инициацию и развитие примордиев бокового корня кабачка

5.2. Влияние блокатора транспорта ауксина на инициацию и развитие примордиев бокового корня кабачка

5.3. Оценка частоты индекса инициации боковых корней при воздействии экзогенного ауксина или блокатора транспорта ауксина

Глава IV. Обсуждение результатов

1. Анализ первых анатомических событий, ведущих к инициации примордия бокового корня кабачка

1.1. Планы первых делений при инициации примордия бокового корня

1.2. Положение первых делений при инициации примордия бокового корня относительно меристемы родительского корня

1.3. Смена плана деления при инициации примордия бокового корня

1.4. Инициация боковых корней в апикальной меристеме родительского корня как альтернативный путь инициации боковых корней

2. Адаптация протокола получения композитных растений кабачка путём агробактериальной трансформации штаммами Ар-оЬааепит гЫго^епев

3. Роль ауксина и цитокининов в инициации и развитии примордия бокового корня

3.1. Роль ауксина в инициации и развитии примордия бокового корня

3.2. Роль цитокининов в инициации и развитии примордия бокового корня

Заключение

Основные выводы

Публикации по теме диссертации

Список использованной литературы

Благодарности

Приложение

Список сокращений

АБК - абсцизовая кислота

АЦК - 1-аминоциклопропан-1-карбоновая кислота

БАП - 6-бензиламинопурин

БСА - бычий сывороточный альбумин

ДМСО - диметилсульфоксид

ИУК - 3-индолилуксусная кислота

1-НОК- 1 -нафтоксиуксусная кислота (англ. 1-naphthoxyacetic acid, 1-NOA)

НУК - нафтилуксусная кислота

НФК - нафтилфталамовая кислота

ПЦР - полимеразная цепная реакция

ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота

ЭГТА - этиленгликоль-бис(2-аминоэтилэфир)-М,1^,№ -тетрауксусная кислота

dH20 - дистиллированная вода ddH20 - дважды дистиллированная вода

EdU - 5-этинил-2-дезоксиуридин (англ. 5-ethynyl-2-deoxyuridine) GFP - зеленый флуоресцентный белок (англ. green fluorescent protein) GUS - p-глюкуронидаза (англ. p-glucuronidase)

MTSB - буфер для стабилизации микротрубочек (англ. microtubules stabilizing buffer)

ORF -открытая рамка считывания (англ. open reading frame) TBS - Трис-солевой буфер (англ. Tris-saline buffer)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Клеточные и физиологические механизмы инициации боковых корней у кабачка: Cucurbita pepo L.»

Введение

Выяснение закономерностей ветвления тела высших растений, а также выявление клеточных и гормональных механизмов регуляции процессов роста, пролиферации и дифференциации клеток в ходе формирования его тканей является важной и актуальной проблемой современной биологии развития растений. Исследования в рамках данной проблемы крайне важны как для фундаментальных областей знаний биологии растений, так и для прикладных разработок. Число публикаций по данной проблеме возросло в 12 раз за последние 20 лет, что свидетельствует об интересе исследователей к вопросам инициации и развития боковых корней (Dubrovsky, Forde, 2012). Несмотря на значительные успехи последнего времени в клеточной и молекулярной биологии растений, сохранились и заслуживают скорейшего разрешения вопросы о существовании общих механизмов в регуляции формирования апикальных меристем растений. Данная работа посвящена исследованию ключевых механизмов регуляции инициации меристемы подземных органов растений - боковых корней.

Важнейшей функцией корня является обеспечение минерального питания растения. Почва является гетерогенной средой с неравномерным распределением питательных веществ. Необходимость компенсации неравномерности среды приводит к ветвлению главного корня и, впоследствии, к формированию корневой системы.

Выделяют две основные стратегии ветвления главного корня в зависимости от расположения зоны инициации примордиев боковых корней в кончике главного корня. К представителям первой стратегии относят большинство видов однодольных и двудольных травянистых растений, для которых характерна инициация примордиев боковых корней выше зоны растяжения. Под влиянием стимула неизвестной природы (в качестве такого стимула чаще всего рассматривается фитогормон ауксин) клетки перицикла, вышедшие в конце меристемы из митотического цикла в фазе Gl, возобновляют пролиферацию и участвуют в инициации примордия бокового корня (Демченко, Демченко, 2001; Himanen et al., 2002). При механическом воздействии на главный корень также возможна инициация дополнительных боковых корней вне акропетальной серии (Malamy, Benfey, 1997; Ditengou et al., 2008). К представителям второй стратегии относят виды, у которых инициация примордиев боковых корней происходит непосредственно в апикальной

меристеме главного корня. Такой тип закладки боковых корней характерен для видов семейства Тыквенные (Cucurbitaceae), Гречишные (Polygonaceae) и некоторых водных растений (Гуляев, 1964; O'Dell, Foard, 1969; Mallory et al., 1970; Дубровский, 1987; Демченко и др., 2001). Для некоторых из этих видов характерна закладка примордиев первых боковых корней в эмбриогенезе, а в течение жизни растения формирование примордиев боковых корней происходит непосредственно в меристеме родительского корня. В случае данной стратегии при инициации бокового корня определение места инициации и инициальных для примордия клеток происходит в системе пролиферирующих клеток апикальной меристемы корня.

Структурные аспекты формирования боковых корней для разных видов растений подробно описаны в литературе (Bell, McCully, 1970; McCully, 1975; Blakely et al., 1982; Malamy, Benfey, 1997; Demchenko, Demchenko, 2001). Исследования последнего десятилетия структурных, физиологических и молекулярно-генетических механизмов, определяющих ветвление главного корня, проводилось, в основном, на представителе первой стратегии ветвления - модельном объекте генетики развития Arabidopsis thaliana. На этой экспериментальной модели было изучено влияние фитогормонов на инициацию боковых корней и показана важнейшая роль фитогормона ауксина в регуляции этого процесса (Reed et al., 1998; Casimiro et al, 2003; Dubrovsky et al., 2008; Laskowski et al., 2008; Fukaki, Tasaka, 2009). Полученные данные могут быть экстраполированы на виды семейства Злаковые, для которых также характерна инициация примордиев боковых корней за зоной растяжения (Coudert et al., 2010; Sreevidya et al., 2010). Однако, механизмы, определяющие ветвление корня у видов с инициацией боковых корней в апикальной меристеме родительского корня, остаются малоизученными.

Вовлечение клеток различных тканей материнского корня (перицикла, эндодермы, коры и т.д.) в инициацию бокового корня в случае обеих стратегий является примером переключения программы их развития. В случае первой стратегии ветвления клетки тканей переходят к инициации примордия на фоне возобновления пролиферации клеток, предположительно, под действием ауксина. При инициации примордиев боковых корней в апикальной меристеме родительского корня все ещё остаётся неизвестной последовательность наиболее ранних морфогенетических событий, приводящих к формированию примордия. Совершенно не изучены физиологические и молекулярно-генетические аспекты вовлечения клеток, окружающих развивающийся примордий бокового корня, в формирование его структуры. Данный процесс невозможно изучить у Arabidopsis thaliana в связи с особенностями структуры корня данного вида: для арабидопсиса характерны однослойные кора, эндодерма и перицикл. У этого растения в

инициации бокового корня принимают участие только клетки перицикла, в то время как для большинства других видов с такой же стратегией инициации бокового корня и ветвления показано вовлечение в этот процесс других тканей, например, эндодермы. До сих пор неизвестно, какие механизмы обеспечивают продвижение сформировавшегося бокового корня через многочисленные слои окружающих его тканей, и в чём,, в данном случае, состоит различие этих механизмов у корней с различной тканевой организацией.

Несмотря на многочисленные данные о роли ауксина в инициации и формировании боковых корней, остаётся неизученным вопрос, является ли ауксин необходимым и достаточным триггером, определяющим вовлечение клеток перицикла и других тканей в процесс инициации примордия бокового корня или для этого необходим другой механизм. Для второй стратегии не изучена гормональная регуляция процесса инициации примордиев боковых корней: не известно, происходит ли локальное накопление ауксина в отдельных клетках перицикла или иной ткани, приводящее к смене программы развития этой клетки, или осуществляется другое пространственное распределение ауксина. Кроме того, не известно, влияют ли цитокинины на инициацию примордиев боковых корней и не ингибируют ли они данный процесс.

Сравнительное изучение клеточных и физиологических основ инициации боковых корней и формирования корневых меристем de novo у представителей этих двух стратегий позволит выявить универсальные механизмы, обеспечивающие регуляцию клеточного цикла, пролиферации и дифференциации клеток растений. Основная цель работы также связана с изучением механизмов, контролирующих смену программы развития клеток, при инициации примордия бокового корня выше зоны растяжения или в апикальной меристеме родительского корня.

Цель и задачи исследования

Целью данной работы является выяснение клеточных и физиологических механизмов инициации боковых корней в меристеме родительского корня.

Для реализации поставленной цели, в качестве модельного растения, у которого инициация и формирование бокового корня происходит в непосредственной близости к кончику корня, был выбран кабачок (Cucurbita pepo L. var. giromontina).

Для достижения поставленной цели исследования решались следующие задачи:

1. Выявить последовательность начальных структурных событий процесса инициации боковых корней в апикальной меристеме главного корня Cucurbita pepo.

2. Провести анализ пролиферативной активности клеток, окружающих место инициации примордия бокового корня Cucurbita pepo.

3. Создать технологию получения композитных растений Cucurbita pepo с трансгенными корнями, позволяющими визуализировать локализацию клеточного ответ на ауксин и цитокинины.

4. Изучить распределение клеточного ответа на ауксин и цитокинины в связи с инициацией и развитием боковых корней путём локализации экспрессии репортерных генов под контролем синтетического ауксин-чувствительного промотора DR5 и промотора гена первичного ответа на цитокинины ARR6, соответственно.

5. Определить влияния экзогенного ауксина и блокатора транспорта ауксина на инициацию и развитие боковых корней у Cucurbita pepo.

Для изучения гормональной регуляции инициации примордиев боковых корней в меристеме родительского корня в данной работе нами использовались композитные растения (composite plants). Композитные растения, состоящие из надземной части дикого типа и трансгенных корней, получают при помощи трансформации растений почвенной бактерией Agrobacterium rhizogenes. Трансгенные корни позволяют изучать локализацию клеточного ответа на фитогормоны по экспрессии репортерных генов под контролем промоторов генов первичного ответа на цитокинины ARR4, ARR5, ARR6, ARR7, ARR15, ARR16 (D'Agostino et al., 2000) или ауксин-чувствительных промоторов/сенсоров DR5/DII (Ulmasov et al, 1997; Vernoux étal., 2011). Композитные растения широко используются в фундаментальных научных исследованиях, в частности для решения вопросов азотфиксации и взаимодействия корней растений с различными патогенами (Petit et al, 1987; Quandt et al., 1993; Limpens et al., 2004; Collier et al, 2005; Op den Camp et al, 2011). Методики получения композитных растений разработаны для ряда модельных объектов, однако для объекта данной работы кабачка (Cucurbita pepo L.) было необходимо адаптировать методику агробактериальной трансформации штаммами Agrobacterium rhizogenes, приводящую к получению композитных растений.

Научная новизна диссертационной работы

Результаты данной работы вносят существенный вклад в наши знания о клеточных и физиологических механизмах ветвления корневых систем (инициации и развития боковых корней) у высших растений. В ходе выполнения данной работы были впервые выявлены первые анатомические события, приводящие к инициации бокового корня в меристеме родительского, а также показана последовательность вовлечения клеток различных тканей корня в формирование примордия бокового корня. Изучена пролиферативная активность клеток, окружающих место инициации бокового корня, и показано, что изменение программы развития клеток, дающих начало боковому корню,

происходит в окружении активно пролиферирующих клеток меристемы материнского корня. Впервые показано распределение максимумов клеточного ответа на ауксин и цитокинины в ходе инициации и формирования бокового корня в меристеме родительского, иллюстрирующие независимость места инициации бокового корня в меристеме родительского от максимума клеточного ответа на ауксин и при этом необходимость накопления ауксина в клетках примордия для его дальнейшего развития. Показаны общие механизмы и различия в инициации бокового корня при различных стратегиях ветвления корневой системы. Предложены новые модели для изучения ветвления корневой системы.

Практическая значимость

Результаты данной работы крайне важны для практического использования, поскольку являются теоретической базой для создания основ инновационного сельского хозяйства в Российской Федерации. Инновационное сельское хозяйство в области растениеводства подразумевает совершенствование методов селекции в плане создания новых сортов сельскохозяйственных культур, обладающих высоким продуктивным потенциалом, а также освоение научно-обоснованных систем земледелия и семеноводства. Кроме того, результаты данной работы могут быть использованы в материалах курсов лекций «Физиология и биохимия растений», а также «Генетика развития растений». Созданная в ходе выполнения работы методика получения композитных растений и молекулярные конструкции могут быть использованы широким кругом исследователей для изучения молекулярно-генетических механизмов развития корневой системы.

Апробация работы

Материалы диссертации были представлены на: Международной конференции «Modern Microscopy Techniques in Biology and Medicine» (Санкт-Петербург, 2009); III Всероссийском симпозиуме «Физиология трансгенного растения и фундаментальные вопросы биобезопасности» (Москва, 2010); Международной конференции Plant Transformation Technologies II (Вена, Австрия, 2011); VII Съезде Общества физиологов растений России «Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» и Международной научной школе «Инновации в биологии для развития биоиндустрии сельскохозяйственной продукции» (Нижний Новгород, 2011); 7-м Международном Симпозиуме «Structure and Function of roots» (Novy Smokovec, Словакия, 2011); Второй Международной конференции «АСТАНА БИОТЕХ 2011»(Астана, Казахстан, 2011).

Работа выполнена при финансовой поддержке: Российского фонда фундаментальных исследований (11-04-02022); Программ фундаментальных исследований Президиума РАН «Биологическое разнообразие» и «Живая природа: современное состояние и проблемы развития», ФЦП «Научные и педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (государственные контракты П289, П623, 14.740.11.0727, 14.740.11.1226), Фонда содействия отечественной науке.

Работа выполнена с использованием научного оборудования Центров коллективного пользования: «Клеточные и молекулярные технологии изучения растений и грибов» Отделения биологических наук Российской академии наук Ботанического института им. В.Л. Комарова, а также «Геномные технологии и клеточная биология» ГНУ ВНИИ Сельскохозяйственной микробиологии Отделения земледелия Россельхозакадемии (государственный контракт Министерства образования и науки 16.552.11.7047).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 статья в международном рецензируемом научном журнале.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 205 страницах машинописного текста, иллюстрирована 15 рисунками и 5 таблицами в тексте диссертации, а также 41 рисунком в Приложении; состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы (243 источников, в т.ч. 222 на иностранных языках).

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Ильина, Елена Леонидовна

Основные выводы

1. В меристеме родительского корня кабачка (Cucurbita реро L. var. giromontina), в участке, где происходит инициация бокового корня, все клетки коры, эндодермы, перицикла и стелярной паренхимы пролиферируют. В рядах перицикла и эндодермы, клетки которых участвуют в инициации боковых корней, пролиферация продолжается и в выше расположенных участках меристемы.

2. Наиболее ранним признаком инициации боковых корней кабачка являются периклинальные деления в клетках двух соседних слоев перицикла. Вовлечение в формирование примордия клеток эндодермы происходит позже, также периклинальными делениями. Клетки нескольких внутренних слоев коры вовлекаются в формирование примордия за счёт антиклинальных делений.

3. Впервые разработана технология получения композитных растений кабачка, позволяющая визуализировать ответ на ауксин и цитокинины в тканях его корня.

4. Ауксин не участвует на начальных этапах инициации примордия бокового корня кабачка, что подтверждается отсутствием локального повышения клеточного ответа на ауксин, а также отсутствием влияния на этот процесс как повышенных доз экзогенного ауксина, так и блокатора его активного транспорта.

5. Участие ауксина в инициации примордиев боковых корней кабачка начинается только после завершения первых периклинальных делений перицикла, инициирующих формирование примордиев боковых корней. В ходе вовлечения других тканей корня в развитие примордия в них происходит запуск локального ответа на ауксин.

6. Ингибирование полярного транспорта ауксина не оказывает существенного влияния на определение числа и места инициации примордиев боковых корней, но подавляет выход примордиев на поверхность материнского корня кабачка.

7. При повышении концентрации экзогенного ауксина (НУК) до 50 нМ формируются дополнительные серии боковых корней между уже сформированными ранее в акропетальной серии боковыми корнями.

8. Цитокинины не оказывают определяющего воздействия на инициацию и развитие примордиев боковых корней кабачка. В зоне инициации бокового корня отсутствуют максимумы клеточного ответа на цитокинины.

Публикации по теме диссертации

Статьи:

1. Ilina E.L., Logachov A.A., Laplaze L., Demchenko N.P., Pawlowski К., Demchenko K.N. Composite Cucurbita pepo L. plants with transgenic roots as a tool to study root development. Annals of Botany (Special Issue on Root Biology). 2012. 109: 1-11. doi: 10.1093/aob/MCS 1086.

Тезисы конференций:

2. Ilina E.L., Logachov A.A., Demchenko N.P., Demchenko K.N. Agrobacterium rhizogenes mediated transformation of cucurbitaceous as a tool to study root development. 7ht International Symposium on Structure and Function of roots. Novy Smokovec, Slovakia, September 5-9, 2011, Copycentrum PACI. 2011. 78-79.

3. Demchenko K.N., Ilina E.L., Demchenko N.P., Logachov A.A. Structural and molecular genetic aspects of lateral root initiation and formation in the main root meristem. 7ht International Symposium on Structure and Function of roots. Novy Smokovec, Slovakia, September 5-9, 2011, Copycentrum PACI. 2011. 44-45.

4. Демченко K.H., Ильина E.JI., Демченко Н.П. Пространственная и временная организация функционирования мёристем-специфичных генов в ходе инициации латеральных меристем корней растений. Биологическое разнообразие: Генофонды и генетическое разнообразие. Сборник материалов отчетной конференции. Захаров-Гезехус И.А., Кудрявцев A.M. Москва, ИОГен. 2011. 245-248.

5. Ильина Е.Л., Логачёв А.А., Демченко Н.П., Демченко К.Н. Агробактериальная трансформация тыквенных как подход к изучению физиологических механизмов инициации боковых корней. VII Съезд Общества физиологов растений России «Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» и Международная научная школа «Инновации в биологии для развития биоиндустрии сельскохозяйственной продукции». Материалы докладов. Часть I. Нижний Новгород, Россия. 4-10 июля 2011, Издательство НГУ. 2011. 288-289.

6. Ильина Е.Л., Логачёв А.А., Демченко Н.П., Демченко К.Н. Роль ауксина и цитокининов в инициации боковых корней в апикальной меристеме родительского корня. VII Съезд Общества физиологов растений России «Физиология растений -фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» и Международная научная школа «Инновации в биологии для развития биоиндустрии сельскохозяйственной продукции». Материалы докладов. Часть I. Нижний Новгород, Россия. 4-10 июля 2011, Издательство НГУ. 2011. 287-288.

7. Ilina E.L., Demchenko N.P., Demchenko K.N. Agrobacterium rhizogenes -mediated transformation of squash (Cucurbita pepo) as a tool to study lateral root development. The International Conference Plant Transformation Technologies II. Vienna, Austria (19-22 February, 2011). 2011. 103.

8. Ильина EJL, Демченко Н.П., Демченко K.H. Трансформация кабачка штаммами Agrobacterium rhizogenes как модель для изучения механизмов инициации боковых корней в апикальной меристеме материнского корня. III Всероссийский симпозиум «Физиология трансгенного растения и проблемы биобезопасности», 18-21 октября 2010. Москва. 2010.51.

9. Ilina E.L., Demchenko K.N. A high-throughput method to study cell proliferation during lateral root initiation in higher plants. International conference «Modern Microscopy techniques in Biology and Medicine» 9-10 November 2009 Saint-Petersburg, Saint-Petersburg University. 2009. 61.

Заключение

В процессе проведённых исследований получены новые данные о малоизученных структурных и физиологических основах инициации боковых корней в апикальной меристеме родительского корня кабачка (Cucurbita реро L. var. giromontina). Впервые показано, что первые деления, приводящие к инициации примордия бокового корня в апикальной части меристемы родительского корня, являются периклинальными и происходят во внешнем и внутреннем рядах перицикла (на расстоянии 350-500 мкм от инициальных клеток ряда). Установлено, что в зоне первых периклинальных делений, инициирующих развитие примордия бокового корня, синтез ДНК и деление клеток происходят не только в перицикле, но и в рядах клеток стелярной паренхимы, эндодермы и коры.

Для большинства видов цветковых растений ауксин и цитокинины являются главными регуляторами инициации примордия бокового корня. Для изучения роли этих фитогормонов в инициации и развитии боковых корней у кабачка, впервые была разработана методика получения композитных растений с надземной частью дикого типа и трансгенными корнями. Распределения клеточного ответа на ауксин и цитокинины изучены по флуоресценции репортерного белка GFP или гистохимической активности ß-глюкуронидазы под контролем синтетического ауксин-чувствительного промотора DR5 или промотора гена первичного ответа на цитокинин ARR6.

Анализ распределения ответа на цитокинины в трансгенных корнях кабачка, несущих ARR6::gfp-gusA, не выявил существования локальных максимумов клеточного ответа на этот фитогормон в зоне инициации примордиев боковых корней. На этом основании мы полагаем, что цитокинины не принимают непосредственного участия в инициации примордия бокового корня у кабачка.

В нашей работе показано, что локальные максимумы клеточного ответа на ауксин в трансгенных корнях кабачка, несущих DR5::gfp-gusA, наблюдались только после завершения первых периклинальных делений клеток перицикла, инициирующих развитие примордия бокового корня. В ходе дальнейшего развития примордия бокового корня происходит вовлечение нескольких внутренних слоев коры. Ответ на ауксин наблюдался во всех клетках примордия и в стелярной паренхиме напротив него. В процессе дальнейшего развития примордия бокового корня максимум ответа на ауксин смещался в апикальную часть примордия, а также обнаруживался в окружающих его клетках коры родительского корня.

Установлено, что воздействие экзогенного синтетического ауксина (нафтилуксусной кислоты) и блокатора активного транспорта ауксина (1-нафтоксиуксусной кислоты) не приводило к изменению индекса инициации боковых корней (ОиЬгоузку еГ а/., 2009), а также среднего числа формируемых боковых корней. Отсутствие различий индекса инициации боковых корней у контрольных растений и у растений, подвергнутых действию экзогенного ауксина или подавлению активного транспорта ауксина, подтверждает неизменность паттерна инициации боковых корней при изменении активного транспорта и концентрации ауксина в тканях материнского корня.

Совокупность полученных нами данных позволяет заключить, что начальный этап инициации примордия бокового корня у кабачка не зависит от локального повышения уровня ауксина (или ответа на него) в клетках, вовлекаемых в этот процесс. Клеточный ответ на ауксин присутствует во всех клетках, вовлечённых в формирование тела примордия бокового корня, но не наблюдается до момента завершения первых периклинальных делений, инициирующих его развитие. Вероятно, у кабачка ауксин необходим не для инициации примордия бокового корня, а только для прохождения более поздних стадий его развития. Локальный максимум ответа на ауксин в апикальной части развивающегося примордия бокового корня создаёт условия для становления центробежного осевого вектора роста бокового корня.

Таким образом, в ходе эволюции высших растений также был сформирован иной тип инициации бокового корня - в меристеме родительского корня с отсутствием зависимости от локальных максимумов ауксина. Полученные данные вносят новые представления о физиологических механизмах инициации примордия бокового корня у представителей альтернативной стратегии ветвления корня с инициацией примордиев боковых корней в апикальной меристеме родительского корня.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ильина, Елена Леонидовна, 2012 год

Список использованной литературы

Воронин НС. 1957. Об эволюции корней у растений. 2. Эволюция корнерождения. В: Бюлл. МОИП, отд. биол.

Воронин НС. 1964. Эволюция первичных структур в корнях растений. Калуга: Минпрос РСФСР, Калужский Государственный пединститут.

Высоцкая ЛБ, Ахиярова ГР, Веселое СЮ, Кудоярова ГР. 2011. Содержание

цитокининов в клетках разных зон корней пшеницы. Цитология 53: 884-890.

Высоцкая ЛБ, Веселов СЮ, Веселов ДС, Филиппенко ВН, Иванов ЕА, Иванов ИИ, Кудоярова ГР. 2007а. Иммуногистохимическая локализация и количественное определение ИУК при исследованиях регуляции роста корней. Физиология Растений 54: 926-931.

Высоцкая ЛБ, Черкозьянова AB, Веселов СЮ, Кудоярова ГР. 20076. Роль ауксинов и цитокининов в формировании боковых корней у растений Физиология Растений 54: 455-460.

Гуляев ВА. 1964. Заложение и формирование боковых корешков у некоторых растений семейства тыквенных. Ботанический Журнал 49: 1482-1485.

Данилова МФ, Сердюк ЕМ. 1982. Закладка боковых корней у Hordeum vulgare /Роасеае/ (данные электронной микроскопии). Ботанический Журнал 67: 140-145.

Демченко КН, Демченко НИ. 2002а. Влияние изменения гормонального баланса на

формирование боковых корней у Triticum. В Труды II Международной конференции по анатомии и морфологии растений, С. 227. С.-Петербург.

Демченко КН, Демченко НП, Данилова МФ. 2001. Инициация и развитие примордиев боковых корней у проростков Triticum aestivum L. (Роасеае) и Cucurbita pepo L. (Cucurbitaceae). Ботанический Журнал 86: 14-30.

Демченко НП. 1990. Зависимость последовательности ингибирования переходов клеток перицикла и ксилемы к синтезу ДНК и делению от их локализации в корне пшеницы. Цитология 32: 209-219.

Демченко НП, Демченко КН. 2001. Возобновление синтеза ДНК и деления клеток в

корнях пшеницы в связи с инициацией боковых корней. Физиология Растений 48: 869-878.

Демченко НП, Демченко КН. 20026. Инициация боковых корней у Triticum aestivum L.: Gl фаза и способность клетки к возобновлению пролиферации. В: Труды II Международной конференции по анатомии и морфологии растений, С. 227-228. С.Петербург.

Дубровский ИГ. 1986. Происхождение тканей зародышевого бокового корня огурца,

межтканевые взаимодействия и позиционный контроль в его развитии. Онтогенез 17: 176-189.

Дубровский ИГ. 1987. Латентная зародышевая корневая система огурца. Ботанический Журнал72: 171-176.

Дубровский ИГ, Иванов ВБ. 1984. Некоторые закономерности закладки боковых корней в корнях кукурузы при прорастании. Физиология и Биохимия Культурных Растений 16: 279-284.

Иванов ВБ. 1974. Клеточные основы роста растений. Москва: Наука.

Иванов ВБ. 1987. Пролиферация клеток в растениях. В: Итоги науки и техники. ВИНИТИ, Цитология.

Камилова ФГ. 1974. О путях эволюции морфологических и анатомических признаков в семействе тыквенных. Ташкент: "Фан".

Лутова Л А. 2000. Взаимодействие растений с агробактериями: концепция генетической колонизации. В: Инге-Вечтомов СГ Ред. Генетика развития растений. Санкт-Петербург: Наука.

Полевой ВВ, Полевой АВ. 1992. Эндогенные фитогормоны этиолированных проростков кукурузы Физиология растений 39: 1165-1174.

Сердюк ЕМ. 1983. Дифференциация клеток стелярной паренхимы при закладке боковых корней у Hordeum vulgare (Роасеае). Ботанический Журнал 68: 218-223.

Abadia-Fenoll F, Lloret PG, Vidal MR, Casero PJ. 1982. Pattern distribution of lateral root primordia in Allium сера. Phyton 42: 175-177.

Aloni R, Langhans M, Aloni E, Dreieicher E, Ullrich CI. 2005. Root-synthesized cytokinin in Arabidopsis is distributed in the shoot by the transpiration stream. Journal of Experimental Botany 56: 1535-1544.

Aoyama T, Oka A. 2003. Cytokinin signal transduction in plant cells. Journal of Plant Research 116:221-231.

Bai-Ling L, Raghavan V. 1991. Lateral root initiation in Marsilea quadrifolia. I. Origin and histogenesis of lateral roots. Canadian Journal of Botany 69: 123-135.

Bailly A, Sovero V, Vincezetti V, Santelia D, Bartnik D, Koenig BW, Mancuso S, Martinoia E, Geisler M. 2008. Modulation of P-glycoproteins by auxin transport inhibitors is mediated by interaction with immunophilins. Journal of Biology and Chemistry 283: 21817-21826.

Bais HP, Loyola-Vargas VM, Flores HE, Vivanco JM. 2001. Invited review: Root-specific

metabolism: The biology and biochemistry of underground organs. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant 37: 730-741.

Barlow PW, Adam JS. 1988. The position and growth of lateral roots on cultured root axes of tomato, Lycopersicon esculentum (Solanaceae). Plant Systematics and Evolution 158: 141-154.

Beeckman T, Burssens S, Inze D. 2001. The peri-cell-cycle in Arabidopsis. J.Exp.Bot. 52: 403411.

Beemster GTS, Fiorani F, Inze D. 2003. Cell cycle: the key to plant growth control? Trends in Plant Science 8: 154-158.

Bell JK, McCully ME. 1970. A histological study of lateral root initiation in Zea mays. Protoplasma 70: 179-205.

Benfey PN, Chua N-H. 1990. The cauliflower mosaic virus 35S promoter: combinatorial regulation of transcription in plants. Science 250: 959-966.

Benkova E, Michniewicz M, Sauer M, Teichmann T, Seifertova D, Jurgens G, Friml J. 2003. Local, efflux-dependent auxin gradients as a common module for plant organ formation. Cell 115: 591-602.

Bennett MJ, Marchant A, Green HG, May ST, Ward SP, Millner PA, Walker AR, Schulz B, Feldmann KA. 1996. Arabidopsis AUX1 gene: a permease-like regulator of root gravitropism.. Science 273: 948-950.

Blakely LM, Durham M, Evans ТА, Blakely RM. 1982. Experimental studies on lateral root formation in radish seedling roots. 1. General methods, developmental stages, and spontaneous formation of laterals. Botanical Gazette 143: 341-352.

Blakeslee JJ, Peer WA, Murphy AS. 2005. Auxin transport. Current Opinion in Plant Biology 8: 494-500.

Blilou I, Xu J, Wildwater M, Willemsen V, Paponov I, Friml J, Heidstra R, Aida M, Palme K, Scheres B. 2005. The PIN auxin efflux facilitator network controls growth and patterning in Arabidopsis roots. Nature 433: 39-44.

Boerjan W, Cervera MT, Delarue M, Beeckman T, Dewitte W, Bellini C, Caboche M, Onckelen HV, Montagu MV, Inze D. 1995. superroot, a Recessive mutation in Arabidopsis, confers auxin overproduction. The Plant Cell Online 7: 1405-1419.

Bouillenne R, Went FW. 1933. Recherches experimentales sur la neoformation des racines dans les plantules et les boutures des plantes supérieures. Annales du Jardin botanique de Buitenzorg 43: 25-202.

Butenko MA, Vie AK, Brembu T, Aalen RB, Bones AM. 2009. Plant peptides in signalling: looking for new partners. Trends in Plant Science 14: 255-263.

Casero PJ, Casimiro I, Lloret PG. 1995. Lateral root initiation by asymmetrical transverse

divisions of pericycle cells in four plant species - Raphanus sativus, Helianthus annuus, Zea mays, and Daucus carota. Protoplasma 188: 49-58.

Casero PJ, Casimiro I, Lloret PG. 1996. Pericycle proliferation pattern during the lateral root initiation in adventitious roots of Allium cepa. Protoplasma 191: 136-147.

Casero PJ, Casimiro I, Rodríguez-Gallardo L, Martin-Partigo G, Lloret PG. 1993. Lateral root initiation by asymmetrical transverse divisions of pericycle cells in adventitious roots of Allium cepa. Protoplasma 176: 138-144.

Casimiro I, Beeckman T, Graham N, Bhalerao R, Zhang H, Casero P, Sandberg G, Bennett MJ. 2003. Dissecting Arabidopsis lateral root development

Trends in Plant Science 8: 165 -171.

Casimiro I, Marchant A, Bhalerao RP, Beeckman T, Dhooge S, Swarup R, Graham N, Inze D, Sandberg G, Casero PJ, Bennett M. 2001. Auxin transport promotes Arabidopsis lateral root initiation. Plant Cell 13: 843-852.

Celenza JL, Grisafi PL, Fink GR. 1995. A pathway for lateral root formatuion m Arabidopsis thaliana. Gene Development 9: 2131-2142.

Chabaud M, Boisson-Dernier A, Zhang J, Taylor CG, Yu O, Barker DG. 2006.

Agrobacterium rhizogenes-mediated root transformation. In Medicago truncatula handbook.

Charlton WA. 1991. Lateral root initiation. In Plant roots: the hidden half, pp. 103-128. Edited by Waisel Y, Eshel A, Kafkafi U. New York: Marcel Dekker.

Chee PP. 1990. Transformation of Cucumis sativus tissue by Agrobacterium tumefaciens and the regeneration of transformed plants. Plant Cell Reports 9: 245-248.

Cheng JC, Seeley KA, Sung ZR. 1995. RML1 and RML2, Arabidopsis genes required for cell proliferation at the root tip. Plant Physiology 107: 365-376.

Cheng Y, Dai X, Zhao Y. 2006. Auxin biosynthesis by the YUCCA flavin monooxygenases controls the formation of floral organs and vascular tissues in Arabidopsis.. Genes Development 20: 1790-1799.

Chiappetta A, Bruno L, Salimonti A, Muto A, Jones J, Rogers HJ, Francis D, Bitonti MB. 2010. Differential spatial expression of A- and B-type CDKs, and distribution of auxins and cytokinins in the open transverse root apical meristem of Cucurbita maxima. Annals of Botany 107: 1223-1234.

Christey M, Braun R. 2005. Production of hairy root cultures and transgenic plants by

Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation. Methods in Molecular Biology 286: 47-60.

Christey MC. 2001. Invited review: Use of Ri-mediated transformation for production of transgenic plants. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant 37: 687-700.

Clark SE. 2001. Cell signaling at the shoot meristem Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 2: 276-284.

Clowes FAL. 1961. Origin of root apices. In: James WO ed. Apical meristems. Oxford: Blackwell.

Clowes FAL. 1982. Changes in cell population kinetics in an open meristem during root growth. New Phytologist 91: 741-748.

Clowes FAL. 1985. Origin of epidermis and development of root primordia in Pistia, Hydrocharis and Eichhornia. Annals of Botany 55: 849-857.

Collier R, Fuchs B, Walter N, Kevin Lütke W, Taylor CG. 2005. Ex vitro composite plants: an inexpensive, rapid method for root biology. Plant Journal 43: 449-457.

Correa-Aragunde N, Graziano M, Lamattina L. 2004. Nitric oxide plays a central role in determining lateral root development in tomato. Planta 218: 900-905.

Coudert Y, Périn C, Courtois B, Khong NG, Gantet P. 2010. Genetic control of root development in rice, the model cereal. Trends in Plant Science 15: 219-226.

Curtis MD, Grossnikiaus U. 2003. Gateway cloning vector set for high-throughput functional analysis of genes in planta. Plant Physiology 133: 462-469.

D'Agostino IB, Deruere J, Kieber JJ. 2000. Characterization of the response of the Arabidopsis response regulator gene family to cytokinin. Plant Physiology 124: 1706-1717.

de Janczewski E. 1874. Recherches sur le développement des radicelles dans les Phanérogames. Ann. Sei. Nat. Bot. Ser. (Paris) 5: 208-233.

de la Riva GA, Gonzalez-Cabrera J, Vazquez-Padron R, Ayro-Pardo C. 1998.

Agrobacterium tumefaciens: a natural tool for plant transformation. Electronic Journal of Biotechnology 1: 1-16.

De Rybel B, Vassileva V, Parizot B, Demeulenaere M, Grunewald W, Audenaert D, Van Campenhout J, Overvoorde P, Jansen L, Vanneste S, Möller B, Wilson M, Holman T, Van Isterdael G, Brunoud G, Vuylsteke M, Vernoux T, De Veylder L, Inzé D, Weijers D, Bennett MJ, Beeckman T. 2010. A novel Aux/IAA28 signaling cascade activates GATA23-dependent specification of lateral root founder cell identity. Current Biology 20: 1697-1706.

De Smet I. 2012. Lateral root initiation: one step at a time. New Phytologist 193: 867-873.

De Smet I, Jürgens G. 2007. Patterning the axis in plants - auxin in control. Current Opinion in Genetics & Development 17: 337-343.

De Smet I, Lau S, Voß U, Vanneste S, Benjamins R, Rademacher EH, Schlereth A, De

Rybel B, Vassileva V, Grunewald W, Naudts M, Levesque MP, Ehrismann JS, Inzé D, Luschnig C, Benfey PN, Weijers D, Van Montagu MCE, Bennett MJ, Jürgens G, Beeckman T. 2010. Bimodular auxin response controls organogenesis in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences 107: 2705-2710.

De Smet I, Signora L, Beeckman T, Inze D, Foyer CH, Zhang H. 2003. An abscisic acid-sensitive checkpoint in lateral root development of Arabidopsis. Plant Journal 33: 543555.

De Smet I, Tetsumura T, De Rybel B, Frey NFD, Laplaze L, Casimiro I, Swarup R, Naudts M, Vanneste S, Audenaert D, Inze D, Bennett MJ, Beeckman T. 2007. Auxin-dependent regulation of lateral root positioning in the basal meristem of Arabidopsis. Development 134: 681-690.

De Smet I, Vanneste S, Inzé D, Beeckman T. 2006. Lateral root initiation or the birth of a new meristem. Plant Molecular Biology 60: 871-887.

De Smet I, Vassileva V, De Rybel B, Levesque MP, Grunewald W, Van Damme D, Van

Noorden G, Naudts M, Van Isterdael G, De Clercq R, Wang JY, Meuli N, Vanneste S, Friml J, Hilson P, Jürgens G, Ingram GC, Inze D, Benfey PN, Beeckman T. 2008. Receptor-like kinase ACR4 restricts formative cell divisions in the Arabidopsis root. Science 322: 594-597.

De Smet I, Voss U, Jürgens G, Beeckman T. 2009. Receptor-like kinases shape the plant. Nature Cell Biology 11: 1166-1173.

Dean G, Casson S, Lindsey K. 2004. KNAT6 gene of Arabidopsis is expressed in roots and is required for correct lateral root formation. Plant Molecular Biology 54: 71-84.

Delarge 1.1944. Etude de la croissance et de la ramification des racines in vitro. MWm. Soc. Roy. Sei. Li'ege 2e Se'r. 1-221.

Demchenko KN, Demchenko NP. 2001. Changes of root structure in connection with the development of lateral root primordia in wheat and pumpkins. In: Gasparikova 0, Ciamporova M, Mistrik I, Baluska F eds. Recent advances of plant root structure and function : proceedings of the 5th International Symposium on Structure and Function of Roots; Stara Lesna, Slovakia, Slovakia, 30 August - 4 September, 1998. Dordrecht, The Netherland: Kluwer Academic Publishers.

Dewitte W, Murray JAH. 2003. The plant cell cycle. Annual Review of Plant Biology 54: 235264.

DiDonato RJ, Arbuckle E, Buker S, Sheets J, Tobar J, Totong R, Grisafi PL, Fink GR, Celenza JL. 2010. Arabidopsis ALF4 encodes a nuclear-localized protein required for lateral root formation. Plant Cell 22: 2618-2629.

Ditengou FA, Teale WD, Kochersperger P, Flittner KA, Kneuper I, van der Graaff E,

Nziengui H, Pinosa F, Li X, Nitschke R, Laux T, Palme K. 2008. Mechanical induction of lateral root initiation in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences 105: 18818-18823.

Dubrovsky JG, Doerner PW, Colon-Carmona A, Rost TL. 2000. Pericycle cell proliferation and lateral root initiation in Arabidopsis. Plant Physiology 124: 1648-1657.

Dubrovsky JG, Forde BG. 2012. Quantitative analysis of lateral root development: pitfalls and how to avoid them. The Plant Cell Online 24: 4-14.

Dubrovsky JG, Napsucialy-Mendivil S, Duclercq J, Cheng Y, Shishkova S, Ivanchenko

MG, FrimI J, Murphy AS, Benkova E. 2011. Auxin minimum defines a developmental window for lateral root initiation. New Phytologist: no-no.

Dubrovsky JG, Rost TL, Colon-Carmona A, Doerner P. 2001. Early primordium

morphogenesis during lateral root initiation in Arabidopsis thaliana. Planta 214: 30-36.

Dubrovsky JG, Sauer M, Napsucialy-Mendivil S, Ivanchenko MG, FrimI J, Shishkova S, Celenza J, Benkova E. 2008. Auxin acts as a local morphogenetic trigger to specify lateral root founder cells. Proceedings of the National Academy of Sciences 105: 87908794.

Dubrovsky JG, Soukup A, Napsucialy-Mendivil S, Jeknic Z, Ivanchenko MG. 2009. The

lateral root initiation index: an integrative measure of primordium formation. Annals of Botany 103: 807-817.

Esau K. 1940. Developmental anatomy of the fleshy storage organ of Daucus carota. Hilgardia 13:175-226.

Esau K. 1965. Plant anatomy. 2 edn. New York: Wiley.

Felten J, Legue V, Ditengou FA. 2010. Lateral root stimulation in the early interaction between Arabidopsis thaliana and the ectomycorrhizal fungus Laccaria bicolor: is fungal auxin the trigger? Plant signaling and behavior 5: 864-867.

Ferreira FJ, Kieber JJ. 2005. Cytokinin signaling. Current Opinion in Plant Biology 8: 518525.

Foard DE, Haber AH, Fishman TN. 1965. Initiation of lateral primordia without completion of mitosis and without cytokinesis in uniseriate pericycle. American Journal of Botany 52: 580-590.

FrimI J. 2003. Auxin transport shaping the plant. Current Opinion in Plant Biology 6:7-12.

FrimI J, Benkova E, Blilou I, Wisniewska J, Hamann T, Ljung K, Woody S, Sandberg G, Scheres B, Jurgens G, Palme K. 2002a. AtPIN4 mediates sink-driven auxin gradients and root patterning in Arabidopsis. Cell 108: 661-673.

FrimI J, Wisniewska J, Benkova E, Mendgen K, Palme K. 2002b. Lateral relocation of auxin efflux regulator PIN3 mediates tropism in Arabidopsis. Nature 415: 806-809.

Fukaki H, Tameda S, Masuda H, Tasaka M. 2002. Lateral root formation is blocked by a gain-of-function mutation in the SOLITARY-ROOT/1AA14 gene of Arabidopsis. Plant Journal 29:153-168.

Fukaki H, Tasaka M. 2009. Hormone interactions during lateral root formation. Plant Molecular Biology 69: 437-449.

Gälweiler L, Guan C, Müller A, Wisman E, Mendgen K, Yephremov A, Palme K. 1998.

Regulation of polar auxin transport by AtPINl in Arabidopsis vascular tissue.. Science 282: 2226-2230.

Gelvin SB. 1990. Crown gall disease and hairy root disease - a sledgehammer and a tackhammer. Plant Physiology 92: 281-285.

Gonzalez-Rizzo S, Crespi M, Frugier F. 2006. The Medicago truncatula CRE1 cytokinin receptor regulates lateral root development and early symbiotic interaction with Sinorhizobium meliloti. The Plant Cell Online 18: 2680-2693.

Gunning BES. 1982. The root of the water fern Azolla: cellular basis of development and

multiple roles for cortical mictotubules. In 40th Symposium of Society for Developmental Biology, pp. 379-421. Edited by Subtelny S, Green PB. London: Academic Press.

Gutierrez-Gonzalvez M, Stockert J, Ferrer J, Tato A. 1984. Ruthenium red staining of polyanion containing structures in sections from epoxy-resin embedded tissues. Acta Histochemica 74: 115-120.

Hamill JD, Lidgett, A.T. 1997. Hairy root cultures opportunities and key protocols for studies in metabolic engineering. In: Doran PM ed. Hairy roots: Culture and Applications. Amsterdam: Harwood Academic.

Haworth KE, Kotecha S, Mohun TJ, Latinkic BV. 2008. GAT A4 and GATA5 are essential for heart and liver development in Xenopus embryos. BMC Developmental Biology 8.

Heidstra R, Yang WC, Yalcin Y, Peck S, Emons AM, van Kämmen A, Bisseling T. 1997. Ethylene provides positional information on cortical cell division but is not involved in Nod factor-induced root hair tip growth in Rhizobium-legume interaction. Development 124: 1781-1787.

Hewelt A, Prinsen E, Schell J, Van Onckelen H, Schmulling T. 1994. Promoter tagging with a promoterless IPT gene leads to cytokinin-induced phenotypic variability in transgenic tobacco plants: implications of gene dosage effects. Plant Journal 6: 879-891.

Himanen K, Boucheron E, Vanneste S, de Almeida Engler J, Inze D, Beeckman T. 2002.

Auxin-mediated cell cycle activation during early lateral root initiation. Plant Cell 14: 2339-2351.

Hoagland DR, Arnon DT. 1938. The water-culture method for growing plants without soil. In. California Agriculture Experiment Station Circular 347. Berkeley, USA: University of California.

Hobbie L, Estelle M. 1995. The axr4 auxin-resistant mutants of Arabidopsis thaliana define a gene important for root gravitropism and lateral root initiation. Plant Journal 7: 211-220.

Hobbie L, McGovern M, Hurwitz LR, Pierro A, Liu NY, Bandyopadhyay A, Estelle M.

2000. The axr6 mutants of Arabidopsis thaliana define a gene involved in auxin response and early development.. Development 127: 23-32.

Hornung E, Krueger C, Pernstich C, Gipmans M, Porzel A, Feussner 1.2005. Production of (lOE,12Z)-conjugated linoleic acid in yeast and tobacco seeds. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 1738: 105-114.

Hou G, Hill JP, Bianca EB. 2004. Developmental anatomy and auxin response of lateral root formation in Ceratopteris richardii. Journal of Experimental Botany 55: 685-693.

Inoue H, Nojima H, Okayama H. 1990. High-efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids. Gene 96: 23-28.

Inoue T, Higuchi M, Hashimoto Y, Seki M, Kobayashi M, Kato T, Tabata S, Shinozaki K, Kakimoto T. 2001. Identification of CRE1 as a cytokinin receptor from Arabidopsis. Nature 409: 1060-1063.

Ivanchenko MG, Coffeen WC, Lomax TL, Dubrovsky JG. 2006. Mutations in the

Diageotropica (Dgt) gene uncouple patterned cell division during lateral root initiation from proliferative cell division in the pericycle. Plant Journal 46: 436-447.

Ivanchenko MG, Muday GK, Dubrovsky JG. 2008. Ethylene-auxin interactions regulate

lateral root initiation and emergence in Arabidopsis thaliana. The Plant Journal 55:335347.

Ivanchenko MG, Napsucialy-Mendivil S, Dubrovsky JG. 2010. Auxin-induced inhibition of lateral root initiation contributes to root system shaping in Arabidopsis thaliana. The Plant Journal 64: 740-752.

Karas I, McCully ME. 1973. Further studies of the histology of lateral root development in Zea mays. Protoplasma 77: 243-269.

Karimi M, Inze D, Depicker A. 2002. GATEWAY(TM) vectors for Agrobacterium-mediated plant transformation. Trends in Plant Science 7: 193-195.

Katavic V, Jelaska S, Bakran-Petricioli T, David C. 1991. Host-tissue differences in

transformation of pumpkin (Cucurbita pepo L.) by Agrobacterium rhizogenes. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 24: 35-42.

Kelly MO, Bradford KJ. 1986. Insensitivity of the diageotropica tomato mutant to auxin. Plant Physiology 82: 713-717.

Kereszt A, Li D, Indrasumunar A, Nguyen CDT, Nontachaiyapoom S, Kinkema M,

Gresshoff PM. 2007. Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of soybean to study root biology. Nature Protocols 2: 948-952.

Kifle S, Shao M, Jung C, Cai D. 1999. An improved transformation protocol for studying gene expression in hairy roots of sugar beet (Beta vulgaris L.). Plant Cell Reports 18: 514-519.

Klee HJ, Horsch RB, Hinchee MA, Hein MB, Hoffmann NL. 1987. The effects of

overproduction of two Agrobacterium tumefaciens T-DNA auxin biosynthetic gene products in transgenic petunia plants. Genes and development 1: 86-96.

Kumagai H, Kouchi H. 2003. Gene silencing by expression of hairpin RNA in Lotus japonicus roots and root nodules. Molecular Plant-Microbe Interactions 16: 663-668.

Lankova M, Smith RS, Pesek B, Kubes M, Zazimalova E, Petrasek J, Hoyerova K. 2010.

Auxin influx inhibitors 1-NOA, 2-NOA, and CHPAA interfere with membrane dynamics in tobacco cells. Journal of Experimental Botany 61: 3589-3598.

Laplaze L, Benkova E, Casimiro I, Maes L, Vanneste S, Swarup R, Weijers D, Calvo V, Parizot B, Herrera-Rodriguez MB, Offringa R, Graham N, Doumas P, FrimI J, Bogusz D, Beeckman T, Bennett M. 2007. Cytokinins act directly on lateral root founder cells to inhibit root initiation. Plant Cell 19: 3889-3900.

Laplaze L, Parizot B, Baker A, Ricaud L, Martiniere A, Auguy F, Franche C, Nussaume L, Bogusz D, Haseloff J. 2005. GAL4-GFP enhancer trap lines for genetic manipulation of lateral root development in Arabidopsis thaliana.. Journal of Experimental Botany 56: 2433-2442.

Laskowski M, Grieneisen VA, Hofhuis H, ten Hove CA, Hogeweg P, Maree AFM, Scheres

B. 2008. Root system architecture from coupling cell shape to auxin transport. Plos Biology 6: 2721-2735.

Laskowski MJ, Biller S, Stanley K, Kajstura T, Prusty R. 2006. Expression profiling of

auxin-treated Arabidopsis roots: toward a molecular analysis of lateral root emergence.. Plant and Cell Physiology 47: 788-792.

Laskowski MJ, Williams ME, Nusbaum HC, Sussex IM. 1995. Formation of lateral root meristems is a two-stage process. Development 121: 3303-3310.

Lease KA, Walker JC. 2006. The Arabidopsis unannotated secreted peptide database, a resource for plant peptidomics. Plant Physiology 142: 831-838.

Lee KH, La Rue TA. 1992. Exogenous ethylene inhibits nodulation of Pisum sativum L. cv. Sparkle Plant Physiology 100: 1759-1763.

Letham DS. 1994. Cytokinins as phytohormones: sites of biosynthesis, translocation and

function of translocated cytokinin. In Cytokinins: chemistry, activity and function, pp. 5780. Edited by Mok DWS, Mok MC. Boca Raton, FL: CRC Press.

Li J, Mo XR, Wang JR, Chen NN, Fan H, Dai CY, Wu P. 2009. BREVIS RADIX is involved in cytokinin-mediated inhibition of lateral root initiation in Arabidopsis. Planta 229: 593603.

Li X-Q, Stahl R, Brown GG. 1995. Rapid micropreps and minipreps of Ti-plasmids and binary vectors from Agrobacterium tumefaciens. Transgenic Research 4: 349-351.

Li X, Mo XR, Shou HX, Wu P. 2006. Cytokinin-mediated cell cycling arrest of pericycle

founder cells in lateral root initiation of Arabidopsis. Plant and Cell Physiology 47: 11121123.

Limpens E, Ramos J, Franken C, Raz V, Compaan B, Franssen H, Bisseling T, Geurts R.

2004. RNA interference in Agrobacterium rhizogenes-tvmsformQd. roots of Arabidopsis and Medicago truncatula. Journal of Experimental Botany 55: 983-992.

Lin M-H, Gresshoff PM, Indrasumunar A, Ferguson BJ. 2011. pHairyRed: A Novel Binary Vector Containing the DsRed2 Reporter Gene for Visual Selection of Transgenic Hairy Roots. Molecular Plant 4: 537-545.

Ljung K, Bhalerao R, Sandberg G. 2001. Sites and homeostatic control of auxin biosynthesis in Arabidopsis during vegetative growth. Plant Journal 28: 465-474.

Ljung K, Hull A, Kowalczyk M, Marchant A, Celenza J, Cohen JD, Sandberg G. 2002. Biosynthesis, conjugation, catabolism, and homeostasis of indole-3-acetic acid in Arabidopsis thaliana. Plant Molecular Biology 49: 249-272.

Lloret PG, Casero PJ. 2002. Lateral root initiation. In Plant roots - The hidden half pp. 127156. Edited by Waisel Y, Eshel A, Kafkafi U. New York: Marcel Dekker, Inc.

Lloret PG, Casero PJ, Pulgarin A, Navascues J. 1989. The behaviour of two cell populations in the pericycle of Allium cepa, Pisum sativum, and Daucus carota during early lateral root development. Annals of Botany 63: 465-475.

Lohar DP, Schaff JE, Laskey JG, Kieber JJ, Bilyeu KD, Bird DM. 2004. Cytokinins play opposite roles in lateral root formation, and nematode and rhizobial symbioses. Plant Journal 38: 203-214.

Lomax TL, Muday GK, Rubery PH. 1995. Auxin transport. In Plant hormones: physiology, biochemistry and molecular biology, pp. 509-530. Edited by Davies PJ. Dordrecht, Netherlands: Kluwer.

Lucas M, Godin C, Jay-Allemand C, Laplaze L. 2008. Auxin fluxes in the root apex co-regulate gravitropism and lateral root initiation, pp. 55-66: Oxford Univ Press.

Malamy JE, Benfey PN. 1997. Lateral root formation in Arabidopsis thaliana. Journal of Plant Physiology 114: 72.

Mallory TE, Chiang S-H, Cutter EG, Gifford EM. 1970. Sequence and pattern of root formation in five selected species. American Journal of Botany 57: 800-809.

McCully ME. 1975. The development of lateral roots. In: Torrey JG, Clarkson DT eds. The development and function of roots, Third Cabot Symposium. London, New York, San Francisco: Acad. Press.

Mironova V, Omelyanchuk N, Yosiphon G, Fadeev S, Kolchanov N, Mjolsness E,

Likhoshvai V. 2010. A plausible mechanism for auxin patterning along the developing root. BMC Systems Biology 4: 98.

Miyawaki K, Matsumoto-Kitano M, Kakimoto T. 2004. Expression of cytokinin biosynthetic isopentenyltransferase genes in Arabidospis: tissue specificity and regulation by auxin, cytokinin, and nitrate. The Plant Journal 37: 128-138.

Moore L, Warren G, Strobel G. 1979. Involvement of a plasmid in the hairy root disease of plants caused by Agrobacterium rhizogenes. Plasmid 2: 617-626.

Moreno-Risueno MA, Van Norman JM, Moreno A, Zhang J, Ahnert SE, Benfey PN. 2010. Oscillating Gene Expression Determines Competence for Periodic Arabidopsis Root Branching. Science 329: 1306-1311.

Morris DA, Robinson JS. 1998. Targeting of auxin carriers to the plasma membrane:

differential effects of brefeldin A on the traffic of auxin uptake and efflux carriers. Planta 205: 606-612.

Mugnier J. 1988. Establishment of new axenic hairy root lines by inoculation with Agrobacterium rhizogenes. Plant Cell Reports 7: 9-12.

Mugnier J. 1997. Mycorhizal interactions and the effects of fungicides, nematacides and

herbicides on hairy root cultures In: Doran PM ed. Hairy roots Culture and Applications Amsterdam: Harwood Academic.

Muller B, Sheen J. 2008. Cytokinin and auxin interaction in root stem-cell specification during early embryogenesis. Nature 453: 1094-1097.

Muller B, Sheen J. 2007. Adnances in cytokinin signalling. Science 318: 68-69.

Murashige T, Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum 15: 473-497.

Murphy AS, Hoogner KR, Peer WA, Taiz L. 2002. Identification, purification, and molecular cloning of N-l-naphthylphthalmic acid-binding plasma membrane-associated aminopeptidases from Arabidopsis. Plant Physiology 128: 935-950.

Negi S, Ivanchenko MG, Muday GK. 2008. Ethylene regulates lateral root formation and auxin transport in Arabidopsis thaliana. The Plant Journal 55: 175-187.

Nieuwland J, Maughan S, Dewitte W, Scofield S, Sanz L, Murray J AH. 2009. The D-type cyclin CYCD4;1 modulates lateral root density in Arabidopsis by affecting the basal meristem region. Proceedings of the National Academy of Sciences 106: 22528-22533.

O'Dell DH, Foard DE. 1969. Presence of lateral root primordia in the radicle of buckwheat embryos. Bulletin of the Torrey Botanical Club 96: 1-3.

Oka A. 2003. New insights into cytokinins. Journal of Plant Research 116: 217-220.

Oka A, Sakai H, Iwakoshi S. 2002. His-Asp phosphorelay signal transduction in higher plants: receptors and response regulators for cytokinin signaling in Arabidopsis thaliana.. Genes and Genetic Systems 77: 383-389.

Okushima Y, Fukaki H, Onoda M, Theologis A, Tasaka M. 2007. ARF7 and ARF19 regulate lateral root formation via direct activation of LBD/ASL genes in Arabidopsis. Plant Cell 19: 118-130.

Okushima Y, Inamoto H, Umeda M. 2011. A high concentration of nitrate causes temporal

inhibition of lateral root growth by suppressing cell proliferation. Plant Biotechnology 28: 413-416.

Okushima Y, Overvoorde P, Arima K, Alonso JM, Chan A, Chang C, Ecker JR, Hughes B, Lui A, Nguyen D. 2005. Functional genomic analysis of the A UXIN RESPONSE FACTOR gene family members in Arabidopsis thaliana: unique and overlapping functions of ARF7 and ARF19 Plant Cell 17: 444-463.

Olszewska M. 1976. Autoradiographic and ultrastructural study of Cucurbita pepo root cells during their growth and differentiation. Histochemistry 49: 157-175.

Op den Camp R, De Mita S, Lillo A, Cao Q, Limpens E, Bisseling T, Geurts R. 2011. A phylogenetic strategy based on a legume-specific whole genome duplication yields symbiotic cytokinin type-A response regulators. Plant Physiology 157: 2013-2022.

Overvoorde P, Fukaki H, Beeckman T. 2010. Auxin control of root development. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2.

Paciorek T, Zazimalova E, Ruthardt N, Petrasek J, Stierhof Y-D, Kleine-Vehn J, Morris DA, Emans N, Jiirgens G, Geldner N, Friml J. 2005. Auxin inhibits endocytosis and promotes its own efflux from cells.. Nature 435: 1251-1256.

Pak H-K, Sim J-S, Rhee Y, Ko H-R, Ha S-H, Yoon M-S, Kang C-H, Lee S, Kim Y-H, Hahn B-S. 2009. Hairy root induction in oriental melon (Cucumis meld) by Agrobacterium rhizogenes and reproduction of the root-knot nematode (Meloidogyne incognita). Plant Cell, Tissue and Organ Culture 98: 219-228.

Parry G, Delbarre A, Marchant A, Swarup R, Napier R, Perrot-Rechenmann C, Bennett

M. 2001. Novel auxin transport inhibitors phenocopy the auxin influx carrier mutation auxl. Plant Journal 25: 399-406.

Pelosi A, Lee MCS, Chandler SF, Hamill JD. 1995. Hormonal control of root primordia

differentiation and root formation in cultured explants of Eucalyptus globulus seedlings. Functional Plant Biology 22: 409-415.

Peret B, De Rybel B, Casimiro I, Benkovä E, Swarup R, Laplaze L, Beeckman T, Bennett MJ. 2009. Arabidopsis lateral root development: an emerging story. Trends in Plant Science 14: 399-408.

Peret B, Larrieu A, Bennett MJ. 2009. Lateral root emergence: a difficult birth. Journal of Experimental Botany 60: 3637-3643.

Pernisovä M, Klima P, Horäk J, Välkovä M, Malbeck J, Soucek P, Reichman P, Hoyerovä K, Dubovä J, Friml J, Zazimalovä E, Hejätko J. 2009. Cytokinins modulate auxin-induced organogenesis in plants via regulation of the auxin efflux. Proceedings of the National Academy of Sciences 106: 3609-3614.

Petit A, Stougaard J, Kuhle A, Marcker KA, Tempe J. 1987. Transformation and regeneration of the legume Lotus corniculatus - a system for molecular studies of symbiotic nitrogen-fixation. Molecular & General Genetics 207: 245-250.

Quandt HJ, Puhler A, Broer 1.1993. Transgenic root-nodules of Vicia hirsuta - a fast and efficient system for the study of gene expression in indeterminate-type nodules. Molecular Plant-Microbe Interactions 6: 699-706.

Quint M, Gray WM. 2006. Auxin signaling. Current Opinion in Plant Biology 9: 448-453.

Rademacher EH, Möller B, Lokerse AS, Llavata-Peris CI, van den Berg W, Weijers D.

2011. A cellular expression map of the Arabidopsis AUXIN RESPONSE FACTOR gene family. The Plant Journal: no-no.

Reed RC, Brady SR, Muday GK. 1998. Inhibition of auxin movement from the shoot into the root inhibits lateral root development in Arabidopsis. Plant Physiology 118: 1369-1378.

Riefler M, Novak O, Strnad M, Schmulling T. 2006. Arabidopsis cytokinin receptor mutants reveal functions in shoot growth, leaf senescence, seed size, germination, root development, and cytokinin metabolism. Plant Cell 18: 40-54.

Riou-Khamlichi C, Huntley R, Jacqmard A, Murray JA. 1999. Cytokinin activation of Arabidopsis cell division through a D-type cyclin. Science 283: 1541-1544.

Rogg LE, Lasswell J, Bartel B. 2001. A gain-of-function mutation in IAA28 suppresses lateral root development. Plant Cell 13: 465-480.

Ruegger M, Dewey E, Gray WM, Hobbie L, Turner J, Estelle M. 1998. The TIR1 protein of Arabidopsis functions in auxin response and is related to human SKP2 and yeast grrlp. Genes Development 12: 198-207.

Sabatini S, Beis D, Wolkenfelt H, Murfett J, Guilfoyle T, Malamy J, Benfey P, Leyser O, Bechtold N, Weisbeek P, Scheres B. 1999. An auxin-dependent distal organizer of pattern and polarity in the Arabidopsis root. Cell 99: 463-472.

Salic A, Mitchison TJ. 2008. A chemical method for fast and sensitive detection of DNA synthesis in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences 105: 2415-2420.

Sanitä di Toppi L, Pecchioni N, Durante M. 1997. Cucurbita pepo L. can be transformed by Agrobacterium rhizogenes. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 51: 89-93.

Sanz L, Dewitte W, Forzani C, Patell F, Nieuwland J, Wen B, Quelhas P, De Jager S, Titmus C, Campilho A, Ren H, Estelle M, Wang H, Murray J AH. 2011. The Arabidopsis D-Type cyclin CYCD2;1 and the inhibitor ICK2/KRP2 modulate auxin-induced lateral root formation. Plant Cell: tpc.l 10.080002.

Sarkar AK, Luijten M, Miyashima S, Lenhard M, Hashimoto T, Nakajima K, Scheres B,

Heidstra R, Laux T. 2007. Conserved factors regulate signalling in Arabidopsis thaliana shoot and root stem cell organizers. Nature 446: 811-814.

Sawada H, Ieki H, Matsuda 1.1995. PCR detection of Ti and Ri plasmids from

phytopathogenic Agrobacterium strains. Applied and Environmental Microbiology 61: 828-831.

Scofield S, Murray JAH. 2006. KNOX gene function in plant stem cell niches. Plant Molecular Biology 60: 929-946.

Seago JL. 1973. Developmental anatomy in roots of Ipomoea purpurea. 2. Initiation and development of secondary roots. American Journal of Botany 60: 607-618.

Shanks JV, Morgan J. 1999. Plant 'hairy root' culture. Current Opinion in Biotechnology 10: 151-155.

Shen WH, Petit A, Guern J, Tempe J. 1998. Hairy roots are more sensitive to auxin than

normal roots. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 85: 3417-3421.

Sheres B, McKhann HI, Van den Berg C. 1996. Roots redefined: anatomical and genetic analysis of root development. Plant Physiology 111: 959-964.

Shimoda N, Toyoda-Yamamoto A, Nagamine J, Usami S, Katayama M, Sakagami Y, Machida Y. 1990. Control of expression of Agrobacterium tumefaciens genes by synergistic actions of phenolic signal molecules and monocaccharides. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 87: 6684-6688.

Shishova M, Lindberg S. 2004. Auxin induces an increase of Ca2+ concentration in the cytosol of wheat leaf protoplasts. Journal of Plant Physiology 161: 937-945.

Shiu SH, Bleecker AB. 2001. Receptor-like kinases from Arabidopsis form a monophyletic gene family related to animal receptor kinases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98: 10763-10768.

Skoog F, Miller CO. 1957. Chemical regulation of growth and organ formation in plant tissues cultured in vitro. Symp. Soc. Exp. Biol. 54: 118-130.

Smarelli J, Waiters MT, Diba LH. 1986. Response of various cucurbits to infection by plasmid-harboring strains of Agrobacterium. Plant Physiology 82: 622-624.

Sonti RV, Chiurazzi M, Wong D, Davies CS, Harlow GR, Mount DW, Signer ER. 1995. Arabidopsis mutants deficient in T-DNA integration. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 92: 11786-11790.

Sreevidya VS, Hernandez-Oane RJ, Gyaneshwar P, Lara-Flores M, Ladha JK, Reddy PM. 2010. Changes in auxin distribution patterns during lateral root development in rice. Plant Science 178: 531-538.

Stafford HA. 2000. Crown gall disease and Agrobacterium tumefaciens: a study of the history, present knowledge, missing information, and impact on molecular genetics. Botanical Review 66: 99-118.

Stahl Y, Wink RH, Ingram GC, Simon R. 2009. A signaling module controlling the stem cell niche in Arabidopsis root meristems. Current Biology 19: 909-914.

Steedman HF. 1957. Polyester wax: a new ribboning embedding medium for histology. Nature 179: 1345-1345.

Stumpe M, Gobel C, Demchenko K, Hoffmann M, Klosgen RB, Pawlowski K, Feussner I. 2006. Identification of an allene oxide synthase (CYP74C) that leads to formation of alpha-ketols from 9-hydroperoxides of linoleic and linolenic acid in below-ground organs of potato. Plant Journal 47: 883-896.

Sutherland J, McCully ME. 1976. A note on the structural changes in cells of pericycle cells

initiating lateral root meristems in Zea mays. Canadian Journal of Botany 54: 2083-2087.

Swarup K, Benkova E, Swarup R, Casimiro I, Peret B, Yang Y, Parry G, Nielsen E, De

Smet I, Vanneste S, Levesque MP, Carrier D, James N, Calvo V, Ljung K, Kramer E, Roberts R, Graham N, Marillonnet S, Patel K, Jones JDG, Taylor CG, Schachtman DP, May S, Sandberg G, Benfey P, Friml J, Kerr I, Beeckman T, Laplaze L, Bennett MJ. 2008. The auxin influx carrier LAX3 promotes lateral root emergence. Nature Cell Biology 10: 946-954.

Swarup R, Benett M. 2003. Auxin Transport: The Fountain of Life in Plants? Developmental Cell 5: 824 - 826.

Swarup R, Friml J, Marchant A, Ljung K, Sandberg G, Palme K, Bennett M. 2001.

Localization of the auxin permease AUX1 suggests two functionally distinct hormone transport pathways operate in the Arabidopsis root apex. Genes Development 15: 26482653.

Tan X, Calderon-Villalobos LIA, Sharon M, Zheng C, Robinson CV, Estelle M, Zheng N.

2007. Mechanism of auxin perception by the TIR1 ubiquitin ligase. Nature 446: 640-645.

Thimanw KV. 1936. Auxins and the growth of roots. American Journal of Botany 23: 561-569.

Tian Q, Reed JW. 1999. Control of auxin-regulated root development by the Arabidopsis thaliana SHY2/IAA3 gene. Development 126: 711-721.

To JPC, Haberer G, Ferreira FJ, Deruere J, Mason MG, Schaller GE, Alonso JM, Ecker JR, Kieber JJ. 2004. Type-A Arabidopsis response regulators are partially redundant negative regulators of cytokinin signaling. Plant Cell 16: 658-671.

Torrey JG. 1950. The induction of lateral roots by indoleacetic acid and root decapitation. American Journal of Botany 37: 257-264.

Ulmasov T, Murfett J, Hagen G, Guilfoyle TJ. 1997. Aux/IAA proteins repress expression of reporter genes containing natural and highly active synthetic auxin response elements. Plant Cell 9: 1963-1971.

Van Tieghem P, Douliot H. 1889. Recherches comparatives sur l'origine des membres endogenes dans les plantes vasculaires. Ann.Sci.Nat.Bot. (Paris) 7 1-660.

Vanneste S, De Rybel B, Beemster GT, Ljung K, De Smet I, Van Isterdael G, Naudts M, Iida R, Gruissem W, Tasaka M. 2005. Cell cycle progression in the pericycle is not sufficient for SOLITARY ROOT/IAA14-mediated lateral root initiation in Arabidopsis thaliana. Plant Cell 17: 3035-3050.

Vanneste S, Friml J. 2009. Auxin: a trigger for change in plant development. Cell 136: 10051016.

Vasudevan A, Selvaraj N, Ganapathi A, Choi CW. 2007. Agrobacterium-mediated genetic

transformation in cucumber (Cucumis sativus L.). American Journal of Biochemistry and Biotechnology 3: 24-32.

Vernoux T, Brunoud G, Farcot E, Morin V, Van den Daele H, Legrand J, Oliva M, Das P, Larrieu A, Wells D, Guedon Y, Armitage L, Picard F, Guyomarc'h S, Cellier C, Parry G, Koumproglou R, Doonan JH, Estelle M, Godin C, Kepinski S, Bennett M, De Veylder L, Traas J. 2011. The auxin signalling network translates dynamic input into robust patterning at the shoot apex. Molecular Systems Biology 7: Article number 508; doi:510.1038/msb.2011.1039.

Vitha S, Baluska F, Mews M, Volkman D. 1997. Immunofluorescence detection of F-actin on low melting point wax sections from plant tissues. Journal of Histochemistry and Cytochemistry 45: 89-95.

Von Bodman SB, Bauer WD, Coplin DL. 2003. Quorum sensing in plant-pathogenic bacteria. Annual Review of Phytopathology 41: 455-482.

Vuylsteker C, Dewaele E, Rambour S. 1998. Auxin induced lateral root formation in chicory. Annals of Botany 81: 449-454.

Vysotskaya LB, Timergalina LN, Simonyan MV, Veselov SY, Kudoyarova GR. 2001. Growth rate, IAA and cytokinin content of wheat seedling after root pruning. Plant Growth Regulation 33: 51-57.

Werner T, Motyka V, Laucou V, Smets R, Van Onckelen H, Schmulling T. 2003. Cytokinin-deficient transgenic Arabidopsis plants show multiple developmental alterations indicating opposite functions of cytokinins in the regulation of shoot and root meristem activity. Plant Cell 15: 2532-2550.

White FF, Taylor BH, Huffman GA, Gordon MP, Nester EW. 1985. Molecular and genetic analysis of the transferred DNA regions of the root-inducing plasmid of Agrobacterium rhizogenes. Journal of Bacteriology 164: 33-44. Whiting A. 1938. Development and anatomy of structures in the seedlings of Cucurbita maxima.

Botanical Gazette 99: 497-528. Wilkinson S, Morris DA. 1994. Targeting of auxin carriers to the plasma membrane: effects of monensin on transmembrane auxin transport in Cucurbitapepo L. tissue. Planta 193: 194-202.

Wongsamuth R, Doran PM. 1997. Production of monoclonal antibodies by tobacco hairy roots.

Biotechnology and Bioengineering 54: 401-415. Woodward AW, Bartel B. 2005. Auxin: regulation, action and interaction. Annals of Botany 95: 707-735.

Yadav SR, Bishopp A, Helariutta Y. 2010. Plant development: early events in lateral root

initiation. Current Biology 20: 843-845. Yang X, Lee S, So JH, Dharmasiri S, Dharmasiri N, Ge L, Jensen C, Hangarter R, Hobbie L, Estelle M. 2004. The IAA1 protein is encoded by AXR5 and is a substrate of SCF-TIR1. Plant Journal 40: 772-782. Yoko A, Masahiro M, Hiroyuki D. 1998. Morphological alterations and root nodule formation in Agrobacterium rhizogenes-mediated transgenic hairy roots of peanut (Arachis hypogaea L.). Annals of Botany 81: 355-362. Yoo SY, Bomblies K, Yoo SK, Yang JW, Choi MS, Lee JS, Weigel D, Ahn JH. 2005. The

35S promoter used in a selectable marker gene of a plant transformation vector affects the expression of the transgene. Planta 221: 523-530. Zavala ME, Hagaki PC, Mishkin DH. 1996. Initiation of lateral roots in Zea mays seedlings.

Supplement to Plant Physiology 96: 147. Zhang NG, Hasenstein KH. 1999. Initiation and elongation of lateral roots in Lactuca sativa.

International Journal of Plant Sciences 160: 511-519. Zhao Y, Christensen SK, Fankhauser X, Cashman JR, Cohen JD, Weigel D, Chory J. 2001. A role for flavin monooxygenase-like enzymes in auxin biosynthesis. Science 291: 306309.

Zheng XL, Deng W, Luo KM, Duan H, Chen YQ, McAvoy R, Song SQ, Pei Y, Li Y. 2007.

The cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter sequence alters the level and patterns of activity of adjacent tissue- and organ-specific gene promoters. Plant Cell Reports 26: 1195-1203.

Zimmermann PW, Hitcicoci AE. 1935. Responses of roots to "root-forming" substances. Contrib. Boyce Thompson Inst 7: 439-445.

Благодарности

Автор выражает крайнюю признательность и благодарность своему научному руководителю к.б.н. Кириллу Николаевичу Демченко за мудрое руководство, обучение новейшим методам микроскопии и технике получения вдохновляющих научных фотографий, конструктивную критику на всех этапах выполнения работы, а также за предоставление интереснейшей темы диссертации и подходящей обстановки для проведения плодотворного исследования. Автор также благодарит к.б.н. Николая Петровича Демченко за непрестанную моральную поддержку, введение в прекрасный мир анатомии растений и переключение научного видения с молекулярно-генетического на цитологический лад.

Автор благодарит заведующую лабораторией Генной и клеточной инженерии растений кафедры Генетики и селекции д.б.н., профессора Людмилу Алексеевну Лутову, и к.б.н. Ирину Евгеньевну Додуеву за руководство и тот багаж знаний, который был получен в студенческие годы. Моя искренняя признательность сотрудникам лаборатории Генной и клеточной инженерии растений кафедры Генетики и селекции к.б.н. Марии Александровне Осиповой, к.б.н. Владиславу Владимировичу Емельянову, к.б.н. Татьяне Валерьевне Матвеевой, к.б.н. Денису Игоревичу Богомазу, к.б.н. Елене Александровне Андреевой, к.б.н. Наталье Владимировне Савельевой за светлые годы, проведённые вместе, за обучение ценным методикам и всестороннюю поддержку.

Автор выражает уважение и благодарность всем сотрудникам лаборатории Анатомии и морфологии БИН РАН, в особенности заведующей лабораторией к.б.н. Ольге Васильевне Яковлевой, к.б.н. Людмиле Евгеньевне Муравник и Ольге Евгеньевне Миргородской.

Большое спасибо за дружескую поддержку и внимание моим друзьям и коллегам из отдела Микологии БИН РАН Светлане Сеник и Сергею Волобуеву, а также моему ближайшему коллеге по изучению боковых корней Антону Логачёву.

Автор искренне благодарит к.б.н. Ольгу Владимировну Войцеховскую (лаборатория Экологической физиологии БИН РАН), за готовность помочь советом и обсудить работу, за её помощь и доброту ко мне.

Огромное спасибо Prof. Katharina Pawlowski (отдел Ботаники Стокгольмского Университета, Швеция) за гостеприимство, тёплую атмосферу в лаборатории, всестороннюю помощь во время моей стажировки в Стокгольме и обучение некоторым методам молекулярной генетики.

Мне также хотелось бы выразить всё своё уважение, восхищение и любовь моим родителям, Леониду Егоровичу и Валентине Николаевне Ильиным, без постоянной помощи и заботы которых в моей жизни вообще ничего бы не реализовалось.

Огромное спасибо всем моим школьным учителям, открывшим для меня мир знаний, и преподавателям СПбГУ, продолжившим это дело. Спасибо всем моим друзьям за то, что они верили в меня. Также спасибо объекту исследования, кабачку, за интригующую инициацию боковых корней и непростую судьбу клеток перицикла.