Особенности регуляции цитокининами экспрессии генов первичного ответа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Ракова, Наталья Юрьевна

• Ракова, Наталья Юрьевна
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ракова, Наталья Юрьевна

Список условных сокращений

Введение

Литературный обзор

I. Цитокинины

1.1. Химическая структура цитокининов

1.2. Функциональная активность цитокининов

1.3. Действие цитокининов на ткани и органы растения

1.4. Действие цитокининов на клеточном уровне

II. Регуляторы ответа ARR

III. Рецепторы цитокининов

IV. Полиамины

V. Фосфолипаза Д

VI. Общие закономерности функционирования сигнальных систем

VI. 1. Аденилат- и гуанилатциклазная системы

VI.2. Липоксигеназная сигнальная система

VI.3. Участие N0 в трансдукции сигнала

VI.4. МАР-киназный каскад

VI.5. Супероксидсинтазная система и молекулы, содержащие активные формы кислорода^

Материалы и методы исследований

1. Реактивы

2. Объекты исследований

2.1. Модельная система на основе амаранта

2.2. Модельная система на основе трансгенного арабидопсиса

2.3. Модельная система на основе трансгенной E.coli

3. Ингибиторный анализ на модели амаранта

4. Кинетико-ингибиторный анализ на модели амаранта

Результаты и обсуждение

I. Анализ способности различных цитокининов вызывать экспрессию генов первичного ответа

II. Исследование влияния некоторых компонентов различных сигнальных путей на ранние эффекты цитокининов

5. Оценка жизнеспособности проростков

6. Выявление влияния цитокининов на формирование супероксид-анионов на модели амаранта

7. Ингибиторный анализ на модели арабидопсиса

8. Определение активности GUS

9. Определение количества белка методом Bradford

10. Анализ действия полиаминов при их эндогенном накоплении

11. Анализ действия цитокининов на отдельные рецепторы на модели Е. coli

12. Анализ содержания мРНК репортерного гена GUS

13. Электронная микроскопия

14. Гистохимическое окрашивание арабидопсиса с помощью X-Gluc

15. Статистическая обработка данных

II. 1. Возможность участия фосфолипазы Д

11.2. Возможность участия окиси азота NO

11.3. Возможность участия супероксид-радикалов и перекиси ^ водорода

III. Исследование влияния полиаминовЮ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности регуляции цитокининами экспрессии генов первичного ответа»

Интенсивные исследования последних лет многое прояснили в проблеме рецепции и трансдукции гормональных сигналов у растений. Большой прогресс был достигнут в изучении молекулярного механизма действия цитокининов: обнаружены мембранные рецепторы цитокининов (сенсорные гистидинкиназы), гены первичного ответа и основные элементы сигнальной трансдукции (Kakimoto, 2003). В настоящий момент главным путем передачи цитокининового сигнала считается переброска фосфата по типу Гис—>Асп-»Гис от сенсорной гистидинкиназы через специальные белки-фосфотрансмиттеры до внутриядерных факторов транскрипции. Однако многие важные аспекты трансдукции цитокининового сигнала, а также пути взаимодействия сигналинга цитокининов с другими известными сигнальными системами остаются неясными и продолжают активно изучаться.

Остаются малоизученными, в частности, пути взаимодействия сигнала цитокининов с другими известными сигнальными системами. В последнее время в литературе появились сведения о влиянии ряда веществ (микро- и макромолекул) на эффекты, вызываемые фитогормонами, в том числе цитокининами, и о возможном участии этих веществ в трансдукции гормональных сигналов. Для цитокининов это прежде всего такие вещества как фосфолипаза Д (ФлД) и образуемые ей фосфатидные кислоты (Romanov et al., 2000, 2002), полиамины (Feray et al., 1992) и малые сигнальные молекулы, содержащие кислород, в частности, NO (Scherer & Hoik, 2000; Tun et al., 2001).

Фосфолипаза Д гидролизует фосфолипиды с образованием в числе других продуктов реакции фосфатидных кислот. В настоящее время показано, что фосфатидные кислоты обладают активностью вторичных мессенджеров (Wang, 2001; Munnik, 2001), участвуют в передаче сигнала абсцизовой кислоты (Ritchie & Gilroy, 2000) и, предположительно, могут участвовать в трансдукции цитокининового сигнала (Romanov et al., 2002).

Полиамины являются одним из классов регуляторных низкомолекулярных биомолекул, принимающих участие в широком круге физиологических процессов как в растительных, так и в животных организмах. У растений полиамины регулируют такие физиологические ответы как деление клеток, формирование клубней, цветение, индукция соматического эмбриогенеза, созревание плодов, развитие цветков, старение, стрессорные реакции (Altman, 1989; Walden et al., 1997; Duhaze et al., 1999; Kakkar et al., 2002). Таким образом, в физиологическом действии полиаминов имеется ряд общих черт с действием фитогормонов, в частности, цитокининов, однако характер взаимоотношений между цитокининами и полиаминами изучен мало.

Окись азота NO является уникальной сигнальной молекулой у животных и растений (Wendehenne et al., 2001), которая в низких концентрациях у растений вызывает такие гормоноподобные эффекты, как стимуляция прорастания семян, роста листовой пластинки и корневой системы, задержка старения и созревания плодов, развитие защитных реакций (Belligni, 2001; Romero-Puertas, 2003; Del Rio et al., 2004). Исходя из этого, были высказаны предположения о том, что NO может тесно взаимодействовать с гормональной системой растений и служить в качестве вторичного мессенджера (Lamattina et al., 2003).

В последние годы появились данные о том, что NO может участвовать в молекулярном механизме действия цитокининов (Scherer, 2000; Tun et al., 2001). Была показана способность цитокининов стимулировать выделение NO клетками уже через 3 мин после обработки фитогормоном (на культурах клеток табака, петрушки и арабидопсиса) (Tun et al., 2001). Все эти результаты позволили авторам предположить, что NO участвует в трансдукции сигнала цитокининов в качестве вторичного посредника.

Очевидно, что накоплено много фактического материала, позволяющего оценивать отдельные аспекты трансдукции цитокининового сигнала. При этом остаются актуальными вопросы, на каком биохимическом уровне реализуется взаимодействие описанных веществ с цитокининами и ч каким способом эти вещества влияют на молекулярный механизм действия данных фитогормонов.

Исходя из сказанного, целью нашей работы являлось исследование неизученных аспектов молекулярного механизма действия цитокининов и взаимодействия этих фитогормонов с другими сигнальными системами, с привлечением новых трансгенных моделей.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- подбор и освоение модельных систем, позволяющих количественно оценивать эффект цитокининов на экспрессию индивидуальных генов первичного ответа; сравнение действия разных форм цитокининов, включая стереоизомеры зеатина, на отработанных модельных системах;

- оценка возможности участия фосфолипазы Д и окиси азота NO в процессе трансдукции цитокининового сигнала;

- изучение влияния различных полиаминов на ранние эффекты цитокининов и раскрытие молекулярных основ этого влияния.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

I. Цитокинины

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Ракова, Наталья Юрьевна

ВЫВОДЫ

1. Отработана методология количественного изучения эффектов цитокининов на трех модельных системах, отвечающих на фитогормон быстрой активацией транскрипции генов первичного ответа: проростках амаранта и трансгенного РARR5::GUS арабидопсиса, а также трансформированной E.coli, экспрессирующей гены рецепторов цитокининов АНКЗ и AHK4/CRE1.

2. С помощью измерения GUS-активности у трансгенного арабидопсиса определена гормональная активность широкого спектра природных и синтетических цитокининов, включающего 24 различные соединения. Наиболее высокой биологической активностью обладали транс-зеатин, /ярянс-зеатинрибозид 5'-монофосфат, изопентениладенин, мета-тополин и тидиазурон. Рибозиды цитокининов действовали слабее по сравнению со свободными основаниями. Слабой активностью обладали N7-и Ш-глюкозиды зеатина, а также дигидрозеатин и его рибозид. Цис-зеатин проявлял промежуточную активность.

3. Опыты с цис- и транс-зеатином на отработанных моделях, включая трансформированную E.coli, продуцирующую рецепторы цитокининов, показали, что i/ис-зеатин обладает собственной цитокининовой активностью, хотя и существенно меньшей по сравнению с транс-^орыои. При этом выявлены различия лигандной специфичности рецепторов цитокининов АНКЗ и AHK4/CRE1.

4. На проростках арабидопсиса показано подавление цитокинин-зависимой индукции активности GUS первичными спиртами (1-бутанолом, этанолом и метанолом) в низких концентрациях, ингибирующих действие фосфолипазы Д. Вторичные спирты, не взаимодействующие с фосфолипазой Д, мало влияли на действие цитокинина. Данные на арабидопсисе хорошо соответствуют аналогичным данным на амаранте.

5. Первичный спирт 1-бутанол на модельной системе трансгенного арабидопсиса подавлял цитокинин-зависимую индукцию накопления мРНК генов первичного ответа: трансгена GUS и собственного гена ARR5.

6. Ингибитор фосфолипаз Д а-семейства N-ацил-этаноламин (NAE12) практически не влиял на развитие первичных эффектов цитокининов на проростках амаранта и трансгенного арабидопсиса, что свидетельствует против участия данной формы фосфолипазы Д в трансдукции цитокининового сигнала.

7. Ингибиторы NO-синтазы L-NMMA и L-NAME подавляли в миллимолярных концентрациях цитокинин-зависимую индукцию GUS-активности у трансгенного арабидопсиса. Вместе с тем серия специальных опытов показала, что на модельных системах арабидопсиса и амаранта окись азота N0 не является сигнальным посредником действия цитокинина.

8. На обеих растительных тест-системах показано антагонистическое действие полиаминов в отношении цитокинин-зависимых эффектов, более выраженное у арабидопсиса. При этом полиамины действовали посттранскрипционно, не затрагивая стадии сигнальной трансдукции. Ингибирование катаболизма полиаминов аминогуанидином in vivo снижало амплитуду эффекта цитокининов.

9. Полученные данные расширяют наши представления о характере рецепции и трансдукции цитокининового сигнала, биологической активности разных цитокининов и о взаимодействии цитокининовой регуляторной системы с другими регуляторными системами, в первую очередь с участием фосфолипаз Д, N0 и полиаминов.

Благодарности. Приношу глубокую благодарность научному руководителю д.б.н. Г.А. Романову за помощь и поддержку в работе, к.б.н. Ю.П. Болякиной за обеспечение электронной микроскопии, проф. Т. Шмюллингу за предоставленную возможность работы в его лаборатории, проф. д.б.н. Н.И. Шевяковой за предоставление аминогуанидина и ценные консультации по работе с полиаминами, проф. д.б.н. Б.Ф.Ванюшину и сотрудникам лаборатории молекулярных основ онтогенеза за руководство этапом работы с супероксиддисмутазой, и всему коллективу лаборатории роста и развития им. академика М.Х. Чайлахяна и сотрудникам Института физиологии растений за внимание и помощь, без которых выполнение работы было бы невозможно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гормоны растений исследуются уже более века, однако интерес к ним не ослабевает. По мере открытия новых фитогормонов и регуляторов роста становилось все более очевидным, что практически все процессы роста и развития растения так или иначе контролируются фитогормонами. Следует отдать должное дару предвидения классика гормонологии растений М.Х. Чайлахяну, который еще в 30-х годах прошлого столетия, когда собственно о гормонах растений почти ничего не было известно, предложил оригинальную гормональную теорию развития растений (Чайлахян, 1937). К настоящему времени эта теория выдержала испытание временем и сейчас у биологов нет сомнений в особой роли фитогормонов для правильного протекания физиологических процессов в растении. Сейчас усилия ученых переместились на новый уровень, уровень исследования молекулярных механизмов действия фитогормонов. Здесь также в последние годы были достигнуты значительные успехи, что позволило выявить и даже классифицировать отдельные пути передачи гормональных сигналов внутри клетки (Тарчевский, 2002). При этом становится все более ясно, что разные пути сигнальной трансдукции функционируют не изолированно, а в виде единого комплекса, так называемой регуляторной сети, тем самым обеспечивая надежность и тканевую специфику систем внутриклеточной регуляции. Разобраться в многокомпонентной системе внутриклеточной регуляции, где принципиально возможно огромное число разнообразных взаимодействий, но реализуется только малая их доля, достаточно сложно, но необходимо для правильного понимания механизмов гормонального контроля. Этой проблеме как раз и была посвящена настоящая работа, поставившая своей целью изучить взаимоотношения уже ставшей классической двухкомпонентной передачи сигнала цитокининов (Kakimoto, 2003) с другими известными системами сигнальной трансдукции, такими как фосфатидатная, NO-синтазная, а также с регуляторной системой полиаминов.

Важно отметить, что в работе использованы быстрые и количественные модельные системы, как растительные, так и бактериальные, которые позволяют следить за первичными ответными реакциями, а именно экспрессией генов первичного ответа на цитокинин. Главным результатом работы стало подтверждение возможности участия фосфолипазы Д в механизме действия цитокининов, в том числе в трансдукции цитокининового сигнала, установление ингибиторного действия полиаминов на посттранскрипционном этапе экспрессии цитокинин-зависимых генов, а также опровержение гипотезы об участии окиси азота NO в трансдукции цитокининового сигнала. Кроме того, были сделаны более точные оценки физиологической активности широкого спектра цитокининов разной структуры, доказана собственная цитокининовая активность цис-зеатина и производного фенилмочевины тидиазурона, а также получены первые данные о различии в лигандной специфичности рецепторов цитокининов арабидопсиса АНКЗ и CRE1/AHK4. Как положительные, так и «отрицательные» результаты работы имеют важное значение, так как расширяют наши представления о характере рецепции и трансдукции цитокининового сигнала, биологической активности разных цитокининов и о взаимодействии цитокининовой регуляторной системы с другими регуляторными системами. Эти результаты будут служить базой для дальнейших углубленных исследований в этом направлении.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ракова, Наталья Юрьевна, 2005 год

1. Бернье Ж., Корбезье Л., Перийе К. (2002) Процесс цветения: поиск регуляторных факторов у Sinapis alba. Физиология растений, 49: 500-506

2. Гетман И.А. (2003) Ранние эффекты цитокининов в модельной системе проростков амаранта. Дисс. канд. биол. наук. М.: РУДН, 132 с

3. Гречкин А.Н., Тарчевский И.А. (1999) Липоксигеназная сигнальная система. Физиология растений, 46: 132-142

4. Гудвин Т., Мерсер Э. (1986) Введение в биохимию растений. Изд-во «Мир», Москва, 2, 304 с

5. Дерфлинг (1985) Гормоны растений. Системный подход. Изд-во «Мир», Москва, 392 с

6. Зверева С.Д., Романов Г.А. (2000) Репортерные гены для генетической инженерии растений: характеристика и методы тестирования//Физиология растений, 47: 479-488

7. Иванова Е.Г., Шепеляковская А.О. (1999) Биосинтез цитокининов аэробными метилотрофными бактериями: Новые данные. Материалы IV Пущинской конференции молодых ученых, Пущино

8. Калинин Ф.А. (1984) Биологически активные вещества в растениеводстве. Изд-во «Наук, думка», Киев, 320 с

9. Карначук Р.А., Головацкая И.Ф. (1998) Гормональный статус, рост и фотосинтез растений, выращенных на свету разного спектрального состава. Физиология растений, 45, 6: 925-934

10. Клячко H.JI. (1985) Посттранскрипционная регуляция синтеза белка фитогормонами. Автореф. дисс. доктора биол. наук, Москва

11. Константинова Т.Н., Аксенова Н.П., Голяновская С.А., Сергеева Л.И., Романов Г.А. (1999) Действие ауксина (ИУК) и цитокинина (кинетина) на клубнеобразование картофеля в культуре in vitro. Доклады Академии Наук, Общая Биология, 369: 708-711

12. Кузнецов Вл.В., Ракитин В.Ю., Садомов Н.Г., Дам Д.В., Стеценко JLA,, Шевякова Н.И. (2002) Участвуют ли полиамины в дистанционной передаче стрессорного сигнала у растений? Физиология растений, 49: 136147

13. Кулаева О.Н. (1973) Цитокинины, их структура и функции. Изд-во «Наука», Москва, 264 с

14. Кулаева О.Н. (1982) Гормональная регуляция биологических процессов у растений на уровне РНК и белка. Изд-во «Наука», Москва, 84 с

15. Кулаева О.Н., Хохлова В.А., Фофанова Т.А. (1984) Цитокинины и абсцизовая кислота в регуляции роста и процессов внутриклеточной дифференцировки. Гормональная регуляция онтогенеза растений. Изд-во «Наука», Москва, с. 71-86

16. Куликова A.JL, Куликов А.Ю., Ерохина М.А., Клячко H.JI. (2001) Зависимость доли цитоскелет-связанных полисом от физиологического состояния растений. Физиология растений, 48: 705-711

17. Курсанов A.JI. (1976) Транспорт ассимилятов в растении. Изд-во «Наука», Москва, 646 с

18. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбук Дж. (1984) Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. Изд-во «Мир», Москва, 479 с

19. Митриченко А.Н. (1998) Динамика и распределение цитокининов в проростках пшеницы при изменениях температуры. Физиология растений, 45, 3: 468-471

20. Мустафина А.П., Кудоярова Г.Р., Веселов Ю.С. (1997) Изменение спектра иммунореактивных форм цитокининов в обезвоженных проростках пшеницы и кукурузы. Известия АН: Серия биологическая, 6: 750-754

21. Полевой В.В. (1985) Фитогормоны. Изд-во Ленингр. университета, Ленинград, 284 с

22. Пузина Т.И., Бахтенко Е.Ю. (1997) Значение гормонального баланса в реакции растений картофеля на формы азотного питания. Физиология растений, 44,6: 926-930

23. Романов Г.А. (1990) Цитокинины и тРНК: новый взгляд на старую проблему. Физиология растений, 37: 1196-1210

24. Романов Г. А. (1992) Модель гормонально-организуемого пролиферативного роста: аналогии с ростом растения. Онтогенез, 1992: 228-236

25. Романов Г.А. (2002) Рецепторы фитогормонов. Физиология Растений, 49,4: 615-625

26. Романов Г.А., Гетман И.А., Шмюллинг Т. (1999) Быстрая активация транскрипции ядерных генов необходима для индуцированного цитокининами образования бетацианина в проростках амаранта. Докл. АН, 365: 832-835

27. Свешникова И.Н., Хохлова В.А. (1969) Цитологическое изучение действия 6-бензиламинопурина и кинетина на изолированные семядоли льна. Физиология растений, 16: 687-693

28. Тарчевский И.А. (2000) Элиситор-индуцируемые сигнальные системы и их взаимодействие. Физиология растений, 47: 321-331

29. Тарчевский И.А. (2002) Сигнальные системы клеток растений. Изд-во «Наука», Москва, 294 с.

30. Уэринг Ф.Ф. (1984) Физиология клубнеобразования и роль фитогормонов. Гормональная регуляция онтогенеза растений. Изд-во «Наука», Москва, с. 55-70

31. Холл М.А., Новикова В.Г., Мошков И.Е., Мур Дж.Л.А., Смит А.Р. (2002) Протеинкиназы растений в трансдукции абиотических и биотических сигналов. Физиология растений, 49: 121-135

32. Хохлова В.А. (1977) Действие цитокининов на формирование пластид в семядолях тыквы на свету и в темноте. Физиология растений, 24: 1189-1193

33. Чайлахян М.Х. (1937) Гормональная теория развития растений. Изд-во АН СССР, Москва, 198 с.

34. Чайлахян М.Х. (1964) Факторы генеративного развития растения. Тимирязевские чтения XXV. Изд-во «Наука», Москва, 58 с

35. Чайлахян М.Х., Хрянин В.Н. (1982) Пол растений и его гормональная регуляция. Изд-во «Наука», Москва, 173 с

36. Чернядьев И.И. (1997) Фотосинтез растений в условиях водного стресса и протекторное влияние цитокининов. Прикладная биохимия и микробиология, 33: 5-17

37. Чернядьев И.И. (2000) Онтогенетические изменения фотосинтетического аппарата и влияние цитокининов. Прикладная биохимия и микробиология, 36: 611-625

38. Шевякова Н.И. (1981) Метаболизм и физиологическая роль ди- и полиаминов в растениях. Физиология Растений, 28: 1052-1061

39. Aschlimann D., Paulsson M. (1994) Transglutaminases: proteins cross-linking enzymes in tissues and body fluids. Thromb Haemostasis, 71: 402-415

40. Astot C., Dolezal K., Nordstrom A., Wang Q., Kunkel Т., Moritz Т., Chua N.H., Sandberg G. (2000) An alternative cytokinin biosynthesis pathway. PNAS, 97: 1477814783

41. Athwal G.S., Huber S.C. (2002) Bivalent cations and polyamines bind to loop 8 of 14-3-3 proteins, modulating their interaction with phosphorylated nitrate reductase. The Plant J., 29: 119-129

42. Austin-Brown S.L., Chapman K.D. (2002) Inhibition of phospholipase D alpha by N-acylethanolamines. Plant Physiol., 129: 1892-1898

43. Bamberger E., Mayer A.M. (1960) Effect of kinetin on formation of red pigment in seedlings of Amaranthus retroflexus. Science, 131: 1094-1095

44. Bassi N.V., Мок D., Мок M.C. (1993) Partial purification of a cis-trans-isomerase of zeatin from immature seed of Phaseolus vulgaris L. Plant Physiol., 102: 867-872

45. Belligni M.V., Lamattina L. (2001) Nitric oxide in plants: the history is just beginning. Plant, Cell and Environment, 24: 267-278

46. Bernier G., Houssa C., Iacqmard A. (1994) Regulation of the cell cycle by cytokinins. In: Cytokinins, Chemistry, Activity and Function. Eds Мок D. & Мок M.C. Corvallis, Oregon: CRC Press, pp 197-211

47. Bhatnagar P., Glasheen B.M., Bains S.K., Long S.L., Minocha R., Walter C., Minocha S.C. (2001) Transgenic manipulation of the metabolism of polyamines in poplar cells. Plant Physiol., 125: 2139-2153

48. Blackman P.G., Davies W.J. (1984) Age-related change in stomatal response to cytokinins and abscisic acid. Annals Bot., 54: 121-125

49. Blatt M.R. (2000) Cellular signalling and volume control in stomatal movements in plants. Curr. Opin.Plant Biol., 16: 221-241

50. Blee E. (1996) Phytooxylipins: the peroxygenase pathway. Lipoxygenase and lipoxygenase pathway enzymes. Ed. Piazza G.Ch., AOCS Press, pp 138161

51. Bogdan C. (2001) Nitric oxide and the regulation of gene expression. Trends Cell Biol., 11: 66-75

52. Bouchereau A., Aziz A., Larher F., Martin-Tanguy J. (1999) Polyamines and environmental challenges: recent development. Plant Sci., 140: 103-125

53. Bradford M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgramm quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem., 72: 248-254

54. Brandstatter I., Kieber J.J. (1998) Two genes with similarity to bacterial response regulators are rapidly and specifically induced by cytokinin in Arabidopsis. Plant Cell, 10, 6: 1009-1019

55. Bueb J.-L., De Silva A., Mousli M., Landry Y. (1992) Natural polyamines stimulate G-proteins. Biochem.J., 282: 545-550

56. Camp W.V., Montagu M.V., Inze D. (1998) H202 and NO: redox signals in disesease resistance. Trends Plant Sci., 3: 330-333

57. Cazale A.-C., Rouet-Mayer M.-A., Barbier-Brygoo H., Mathien Y., Lauriere C. (1998) Oxidative burst and hypoosmotic stress in tobacco cell suspensions. Plant Physiol., 116: 659-669

58. Chamnongpol S. (1998) Defense activation and enhanced pathogen tolerance induced by H202 in transgenic plants. PNAS, 95: 5818-5823

59. Chandok M.R., Ytterberg A.J., van Wijk K.J., Klessig D.F. (2003) The pathogen-inducible nitric oxide synthase (iNOS) in plants is a variant of the P protein of the glycine decarboxylase complex. Cell, 113: 469-482

60. Chang C., Stewart R.C. (1998) The two-component system. Regulation of diverse signaling pathways in prokaryotes and eukaiyotes. Plant Physiol., 117: 723-731

61. Che P., Gingerich D.J., Lall S., Howell S.H. (2002) Global and hormone-induced gene expression changes during shoot development in Arabidopsis. Plant Cell, 14: 2771-2785

62. Chen Z., Silva H., Klessig D.F. (1993) Active oxygen species in the induction of plant systemic acquired resistance by salicylic acid. Science, 262: 1883-1886

63. Christinet L., Burdet F.X., Zaiko M., Hinz U., Zryd J.P. (2004) Characterization and functional identification of a novel plant 4,5-extradioldioxygenase involved in betalain pigment biosynthesis in Portulaca grandiflora. Plant Physiol., 134: 265-274

64. Clementi E. (1998) Role of nitric oxide and its intracellular signaling pathway in the control of Ca2+ homeostasis. Biochem. Pharmacol., 55: 713-718 Cohen S. (1998) A Guide to the Polyamines. Oxford University Press, Oxford, New York, 595 p

65. Corpas F.J., Barroso J.B., del Rio L.A. (2001) Peroxisomes as a source of reactive oxygen species and nitric oxide signal molecules in plant cells. Trends Plant Sci., 8,4: 145-150

66. 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

67. D'Agostino I.B., Deruere J., Kieber J.J. (2000) Characterization of the response of the Arabidopsis response regulator gene family to cytokinin. Plant Physiol., 124: 1706-1716

68. Dangl J. (1998) Plants just say NO to pathogens. Nature, 394, 526-527 Datta N., Hardison L.K., Roux S.J. (1986) Polyamine stimulation of protein phosphorylation in isolated pea nuclei. Plant Physiol., 82: 681-684

69. Del Rio L.A., Javier C.F., Barroso J.B. (2004) Nitric oxide and nitric oxide synthase activity in plants. Phytochemistry 65: 783-792

70. Delledonne M., Xia Y., Dixon R.A., Lamb C. (1998) Nitric oxide functions as a signal in plant disease resistance. Nature, 394, 585-588

71. Desikan R., Cheung M.K., Bright J., Henson D., Hankock J.T., Neill S.T. (2004) ABA, hydrogen peroxide and nitric oxide signalling in stomatal guard cells. J. Exp. Bot., 55: 205-212

72. Dhonukshe P., Laxalt A.M., Goedhart J., Gadella T.W., Munnik T. (2003) Phospholipase D activation correlates with microtubule reorganization in living plant cells. Plant Cell, 15: 2666-79

73. Dobrovinskaya O.R., Muniz J., Pottosin I.I. (1999) Inhibition of vacuolar ion channels by polyamines. J. Membrane Biol., 167: 127-140

74. Draper J. (1997) Salicylate, superoxide synthesis and cell suicide in plant defence. Trends Plant Sci., 2: 162-165

75. Durand R., Durand B. (1994) Cytokinins and reproductive organogenesis in Mercurialis. In: Cytokinins, Chemistry, Activity and Function. Eds Мок D. & Мок M.C., Corvallis, Oregon: CRC Press, pp 295-304

76. Durner J., Wendehenne D., Klessig D.F. (1998) Defense gene induction in tobacco by nitric oxide, cyclic GMP, and cyclic ADP-ribose. PNAS, 95: 10328-10333

77. Dyer J.H., Ryu S.B., Wang X. (1994) Multiple forms of phospholipase D following germination and during leaf development of castor bean. Plant Physiol., 105: 715-724

78. Ella K.M., Meier K.E., Kumar A., Zhang Y., Meier G.P. (1997) Utilization of alcohols by plant and mammalian phospholipase D. Biochem Mol Biol Int., 41: 715-724

79. Emery R.J., Leport L., Barton J.E., Turner N.C., Atkins C.A. (1998) Cis-izomers of cytokinins predominate in chickpea seeds throughout their development. Plant Physiol., 117: 1515-1523

80. Estelle M. (1998) Cytokinin action: Two receptors better than one? Current Biology, 8: 539-541

81. Fan L., Zheng S., Cui D., Wang X. (1999) Subcellular distribution and tissue Expression of phospholipase Da, Db, and Dg in Arabidopsis. Plant Physiology, 119: 1371-1378

82. Feray A., Hourmant A., Penot M., Moisan-Cann C., Caroff J. (1992) Effects of interaction between polyamines and benzyladenine on betacyanin synthesis in Amaranthus seedlings. J. Plant Physiol., 139: 680-684

83. Feuerstein B.G., Marton L.J. (1989) Specificity and binding in polyamine/nucleic acid interactions. In: The Physiology of Polyamines. Eds Bachrach U., Heimer Y.M., CRC Press, Boca Raton, FL, 1: 109-124

84. Ficker E., Taglialatela M., Wible B.A., Henly C.M., Brown A.M. (1994) Spermine and spermidine as gating molecules for inward rectifier K+ channels. Science, 266: 1068-1072

85. Friedman D.L. (1986) Polyamine-activated protein phosphatase activity in HeLa cell nuclei. Biochem. Biophys. Res. Commun., 134: 1372-1378

86. Frydman R.B., Gamarnik A. (1991) Cadaverine, an essential diamine for the normal root development of germinating soybean (Glycine max) seeds. Plant Physiol., 97: 778-785

87. Galston A.W. (1983) Polyamines as modulators of plant development. Bioscience, 33: 382-388

88. Galston A.W. and Kaur-Sawhney R. (1995) Polyamines as endogenous growth regulators. In: Plant Hormones, Physiology, Biochemistry and Molecular Biology (2nd ed). Ed Davies P.J., Kluwer Academic Publishers, Dordecht, the Nethrelands, 158-178

89. Galston A.W., Kaur-Sawhney R., Altabella Т., Tiburcio A.F. (1997) Plant polyamines in reproductive activity and response to abiotic stress. Bot. Acta., 110: 197-207

90. Gardiner J., Collings D.A., Harper J.D., Marc J. (2003) The effects of the phospholipase D-antagonist 1-butanol on seedling development and microtubule organisation in Arabidopsis. Plant Cell Physiol., 44: 687-96

91. Gerats A.G.M., Kaye C., Collins C., Malmberg R.L. (1988) Polyamine levels in Petunia genotypes with normal and abnormal floral morphologies. Plant Physiol., 86:390-393

92. Gouvea C.M.C.P., Souza J.F., Magalhaes A.C.N., Martins I.S. (1997) NO-releasing substances that induce growth elongation in maize root segments. Plant Growth Regul., 21: 183-187

93. Gow A. J., Ischiropoulos H.J. (2001) Nitric oxide chemistry and cellular signalling. J. Cell Physiol., 187:277-282

94. Guo F.-Q., Okamoto M., Crawford N.M. (2003) Identification of a plant nitric oxide synthase gene involved in hormonal signaling. Science, 302: 100103

95. Hare P.D., Van Staden J. (1994) Inhibitory effect of thidiazuron on the activity of a cytokinin oxidase isolated from soybean callus. Plant Cell Physiol., 35: 1121-1125

96. Harper J.E. (1981) Evolution of nitrogen oxide(s) during in vivo nitrate reductase assay of soybean leaves. Plant Physiol., 68: 1488-1493

97. Hoffman F., Ammendola A., Schlossmann J. (2000) Rising behind NO: cGMP-dependent protein kinases. J. Cell Sci., 113: 1671-1676

98. Hogg N., Kalyanaraman В., Joseph J., Parthasarathy S. (1993) Inhibition of low-density lipoprotein oxidation by nitric oxide. Potential role in atherogenesis. FEBS Lett., 334: 170-174

99. Hua J., Chang C., Sun Q., Meyerowitz E.M. (1995) Ethylene insensitivity conferred by Arabidopsis ERS gene. Science, 269: 1712-1714

100. Hutchison C.E., Kieber J.J. (2002) Cytokinin signaling in Arabidopsis. Plant Cell, 14: 47-59

101. Hutty A.K., Phillips A.L. (1995) Gibberellin-regulated expression in out aleurone cells of two kinases that show homology to MAP kinase and a ribosomal protei kinase. Plant Mol.Biol., 27: 1043-1052

102. Jensen A.B., Роса E., Rigaud M., Freyssinet G., Pages M. (1997) Molecular characterization of L2 lipoxygenase from mayse embryos. Plant Mol.Biol., 33: 605-614

103. Kakimoto T. (1996) CKI1, a histidine kinase homolog implicated in cytokinin signal transduction. Science, 274: 982-985

104. Kakimoto T. (2003) Biosynthesis of cytokinins. J. Plant Res., 116: 233239

105. Kakimoto T. (2003) Perception and signal transduction of cytokinins. Annu. Rev. Plant Biol., 54: 605-627

106. Kakkar R.K., Vipen K. (2002) Sawhney polyamine research in plants a changing perspective. Physiol. Plant., 116: 281

107. Kaminek M., Paces V., Corse J., Challice J.S. (1979) Effect of stereospecific hydroxylation of N6-(A2-isopentenyl)adenosine on cytokinin activity. Planta, 145: 239-243

108. Kieber J.J., Rothenberg M., Roman G., Feldmann K.A., Ecker J.R. (1993) CTR1, a negative regulator of the ethylene response pathway in Arabidopsis, encodes a member of the raf family of protein kinases. Cell, 72: 427-441

109. Klyachko N.L., Ananiev E., Kulaeva O.N. (1979) Effect of 6-benzylamino-purine and abscisic acid on protein synthesis in isolated pumpkin cotyledons. Physiol. Veget., 17: 607-617

110. Klyachko N.L., Erokhina M.A. (2003) Phytohormones and cytoskeleton. In: Phytohormones in Plant Biotechnology and Agriculture. Eds Machackova I., Romanov G.A. Kluwer Academic Publishers, Dordecht/Boston/London, pp. 249-253

111. Knetsch M.L.W., Wang M., Snaar-Jagalska B.E., Heimovaara-Dijkstra S. (1996) Abscisic acid induces mitogen-activated protein kinase activation in barley aleurone protoplasts. Plant Cell, 8: 1061-1067

112. Koenig R.L., Morris R.O., Polacco J.C. (2002) tRNA is the source of low-level trans-zeatin production in Methylobacterium spp. J. Bacteriol., 184, 7: 1832-1842

113. Kohler K.H., Conrad K. (1966) Ein quantitaver phytokinintest. Biol. Rundschau, 4: 36-37

114. Kohler K.-H., Opits K., Fritsch G. (1987) Physiology and biochemistry of the Amaranthus cytokinin bioassay and its applications. Biologia Plantarum, 29: 10-16

115. Maccarrone M., Veldink G.A., Finazzi Atro A., Vliegenthart J.F. (1995) Modulation of soybeanlipoxygenase expression and membrane oxidationby water deficit. FEBS Lett., 371: 223-226

116. Maeda Т., Wurgler-Murphy S.M., Saito H. (1994) A two-component system that regulates an osmosensing MAP kinase cascade in yeast. Nature, 369: 242-245

117. Mahonen A.P., Bonke M., Kauppinen L., Riikonen M., Benfey P.N., Helariutta Y. (2000) A novel two-component hybrid molecule regulates vascular morphogenesis of the Arabidopsis root. Genes Devel. 14: 2938-2943.

118. Marshall C.J. (1995) Specificity of receptor Tyrosine kinase signaling: transient versus sustained extracellular signal-regulated kinase activation. Cell, 80:179-185

119. Martin R.C., Мок M.C., Habben J.E., Мок D.W.S. (2001) A maize cytokinin gene encoding an O-glucosyltransferase specific to cw-zeatin. PNAS, 98,10: 5922-5926

120. Martin R.C., Мок M.C., Мок D.W.S. (1999) A gene encoding the cytokinin enzyme zeatin O-xylosyltransferase of Phaseolus vulgaris. Plant Physiol., 120: 553-558

121. Мок D.W.S., Мок M.C. (2001) Cytokinin metabolism and action. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 52: 89-118

122. Мок M.C. (1994) Cytokinins and plant development an overview. In: Cytokinins, Chemistry, Activity and Function. Eds Мок D. & Мок M.C., Corvallis, Oregon: CRC Press, pp 155-166

123. Munnik T. (2001) Phosphatide acid: an emerging plant lipid second messenger. Trends in Plant Science, 6: 227-233

124. Nicander В., Bjorkman P.O., Tillberg E. (1995) Identification of an N-glucoside of cis-zeatin from potato tuber sprouts. Plant Physiol., 109: 513-516

125. Nishimura Ch., Ohashi Y., Sato S., Kato Т., Tabata S., Ueguchi Ch. (2003) Histidine kinase homologs that acts as cytokinin reseptors posess overlapping functions in the regulation of shoot and root growth in Arabidopsis. The Plant Cell, 16: 1365-1377

126. Obrucheva N.V., Antipova O.V. (2003) Germination of horse chestnut seeds-cell growth and hormonal regulation. Seed technology 25, 2 :126-137

127. Pappan K., Austin-Brown S., Chapman K.D., Wang X. (1998) Substrate selectivities and lipid modulation of plant phospholipase D-alpha, -beta, and -gamma. Arch. Biochem. Biophys., 353: 131-140

128. Parker C.W., Badenoch-Jones J., Letham D.S. (1989) Radioimmunoassay for quantifying the cytokinins cw-zeatin and cw-zeatin riboside and its application to xylem sap samples. J. Plant. Growth Regul., 8: 93-105.

129. Proud C.G. (1994) Translation: turned on by insulin. Nature, 371: 747748

130. Qin W., Pappan K., Wang X. (1997) Molecular heterogeneity of phospholipase D (PLD): cloning of PLDy and regulation of plant PLDy, -p and -a by polyphosphoinositides and calcium. J. Biological Chemistry, 272: 28267— 28273

131. Rezka A.A., Seger R., Diltz C.D., Krebs E.G., Fisher E.H. (1995) Assosiation of mitogen-activated protein kinase with the microtubule cytoskeleton. PNAS, 92: 8881-8885

132. Romanov G.A. (1990) Cytokinins and tRNAs: a hypothesis on their competitive interaction Via specific receptor proteins. Plant, Cell & Environment, 13:751-754

133. Romanov G.A. Kluwer Academic Publishers, Dordecht/Boston/London, pp 129-139

134. Romanov G.A., Getrnan I.A., Schmulling T. (2000) Investigation of early cytokinin effects in a rapid Amaranthus seedling test. Plant Growth Regulation, 32: 337-344

135. Romanov G.A., Kieber J.J., Schmulling T. (2002) A rapid cytokinin response assay in Arabidopsis indicates a role for phospholipase D in cytokinin signaling. FEBS Lett., 515: 39-43

136. Romero-Puertas M.C., Delledonne M (2003) Nitric oxide signaling in plant-pathogen interaction. IUBMB Life, 55: 579-83

137. Ryu S.B., Wang X. (1996) Activation of phospholipase D and the possible mechanism of activation in wound-induced lipid hydrolysis in castor bean leaves. Biochim. Biophys. Acta, 1303: 243-250

138. Sakai H., Aoyama Т., Oka A. (2001) Arabidopsis ARR1 and ARR2 response regulators operate as transcriptional activators. Plant J., 24: 703-711.

139. Sakakibara H. (2003) Nitrate-specific and cytokinin-mediated nitrogen signaling pathways in plants. J. Plant Res., 116: 253-257

140. Sang Y., Cui D., Wang X. (2001) Phospholipase D and phosphatidic acid-mediated generation of superoxide in Arabidopsis. Plant Physiol., 126: 1449-1458

141. Sano H., Ohashi Y. (1995) Involvement of small GTP-binding proteins in defense signal-transduction pathways of higher plants. PNAS, 92, 10: 41384144

142. Schaller G.E., Bleecker A.B. (1995) Ethylene-binding sites generated in yeast expressing the Arabidopsis ETR1 gene. Science, 270: 1809-1811

143. Scherer G.F.E. (1996) Auxin activation of phospholipase A generated lipids, and the function of lipid-activated protein kinase. Plant Hormone Signal Perception and Transduction. Eds Smith A.R., Kluver Acad. Press, pp 185-189

144. Scherer G.F.E., Hoik A. (2000) NO donors mimic and NO inhibitors inhibit cytokinin action in betalaine accumulation in Amaranthus caudatus. Plant Growth Regul., 32: 345-350

145. Schmitz R.Y., Skoog F., Playtis A.J., Leonard N.J. (1972) Cytokinins: synthesis and biological activity of geometric and position isomers of zeatin. Plant Physiol., 50: 702-705

146. Schmulling T. (2001) CREam of cytokinin signalling: receptor identified. Trends Plant Sci., 6: 281-284

147. Schmulling Т., Schafler S., Romanov G. (1997) Cytokinins as regulators of gene expression. Physiol. Plant, 100: 505-519

148. Schmulling Т., Werner Т., Riefler M., Krupkova E., Manns I.B. (2003) Structure and function of cytokinin oxidase/dehydrogenase genes of maize, rice, Arabidopsis and other species. J. Plant Res., 116: 241-252

149. Seo S., Sano H., Ohashi Y. (1999) Jasmonate-based wound signal transduction requires activation of WIPK, a tobacco mitogen-activated protein kinase. Plant Cell, 11: 289-298

150. Serafini-Fracassini D., Del Duca S, Beninati S. (1995) Plant transglutaminases. Phytochemistry, 40: 355-365

151. Sergiev I.G., Alexieva V.S., Karanov E.N. (1995) Cytokinin and anticytokinin effects on growth and free polyamine content in etiolated and green radish cotyledons. Plant Physiol., 145: 266-270

152. Shaw G. (1994) Chemistry of adenine cytokinins. In: Cytokinins Chemistry, Activity and Function. Eds Мок D. & Мок M.C., Corvallis, Oregon: CRC Press, pp 15-35

153. Shevyakova N.I., Rakitin V.Yu., Duong D.B., Sadomov N.G., Kuznetsov VI.V. (2001) Heat shock-induced cadaverine accumulation and translocation throughout the plant. Plant Science, 161: 1125-1133

154. Skoog F., Hamzi H.Q., Szweykowska A.M., Leonard N.J., Carraway K.L., Fujii Т., Helgeson J.P., Loeppky R.N. (1967) Phytochemistry, 6: 11691192

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

156. Soyka S., Heyer A.G. (1999) Arabidopsis knockout mutation of ADC2 gene reveals inducibility by osmotic stress. FEBS Lett., 458: 219-223

157. Stoddart J.L., Venis M.A. (1980) Molecular and subsellular aspects of hormone action. In: Hormonal Regulation of development I. Molecular Aspects of Plant Hormones. Ed. MacMilan J., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New-York, pp 445-510

158. Surech M.R., Ramakrishna S., Adiga P.R. (1978) Regulation of arginine decarboxylase and putrescine levels in Cucumis sativus cotyledons. Phytochemistry, 17: 57-63

159. Suttle J.C., Banowetz G.M. (2000) Changes in cw-zeatin ribozide levels and biologicalactivity during tuber dormancy. Physiol. Plant., 101: 68-74

160. Taller B.J. (1994) Distribution, biosynthesis and function of cytokinins in tRNA. In: Cytokinins, Chemistry, Activity and Function. Eds Мок D. & Мок M.C., Corvallis, Oregon: CRC Press, pp 101-112

161. Tassoni A., Napier R.M., Franceschetti M., Venis M.A., Bagni N. (1998) Characterization of spermidine binding to solubilized plasma membrane proteins from Zucchini hypocotyls. Plant Physiol., 117: 971-977

162. Tassoni A., Napier R.M., Franceschetti M., Venis M.A., Bagni N. (2002) Spermidine-binding proteins. Purification and expression analysis in maize. Plant Physiol., 128: 1303-1312

163. Torrigiani P., Serafini-Fracassini D., Biondi S., Bagni N. (1985) Evidence for the subcellular localization of polyamines and their biosynthetic enzymes in plant cells. J. Plant Physiol., 124: 23-29

164. Torrigiani P., Serafini-Fracassini D., Fara A. (1989) Diamine oxidase activity in different physiological stages of Helianthus tuberosus tuber. Plant Physiol., 89: 69-73

165. Tun N.N., Hoik A., Scherer G.F.E. (2001) Rapid increase of NO release in plant cell cultures induced by cytokinin. FEBS Lett., 509: 174-176

166. Uphold S.J., Van Staden J. (1991) Polyamines and carnation senescence: endogenous levels and the effect of applied polyamines on senescence. Plant Growth Regul., 10: 355-362

167. Urao Т., Yakubov В., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. (1998) Stress-responsive expression of genes for two-component response regulatorlike proteins in Arabidopsis thaliana. FEBS Lett., 427: 175-178

168. Van Staden J., Cook E.L., Nooden L.D. (1988) Cytokinins and senescence. In: Cytokinins, Chemistry, Activity and Function. Eds Мок D. & MokM.C., Corvallis, Oregon: CRC Press, pp 281-328

169. Veach Y.K., Martin R.C., Мок D.W.S., Malbeck J., Vankova R., Мок M.C. (2003) O-glucosylation of cw-zeatin in maise. Characterization of genes, enzymes, and endogenous cytokinins. Plant Physiol., 131: 1374-1380

170. Veronesi C., Rickauer M., Fournier J., Pouenat M.L., Esquerre-Tugaye M.T. (1996) Lipoxygenase gene expression in the tobacco-Phytophthora parasitica nicotianae interaction. Plant Physiol., 112: 997-1004

171. Walden R., Cordeiro A., Tiburcio A.F. (1997) Polyamines: small molecules triggering pathways in plant growth and development. Plant Physiol., 113: 1009-1013

172. Walker M.A., Roberts D.R., Shih C.Y., Dumbroff E.B. (1985) A requirement for polyamines during the cell division phase of radicle emergence in seeds of Acer saccharum. Plant Cell Physiol., 26: 967-971

173. Wendehenne, D., Pugin, A., Klessig, D.F. and Durner, J. (2001) Nitric oxide: comparative synthesis and signaling in animal and plant cells. Trends Plant Sci., 6: 177-183

174. Werner Т., Motyka V., Strnad M., Schmulling T. (2001) Regulation of plant growth by cytokinin. PNAS, 98: 10487-10492

175. Yonekura-Sakakibara K., Kojima M., Yamaya Т., Sakakibara H. (2004) Molecular characterization of cytokinin-responsive histidine kinases in maize.Differential ligand preferences and response to си-zeatin. Plar^Physiol., 134: 1654-1661