Участие пролина в регуляции уровня полиаминов и функционирования антиоксидантных ферментов у растений Salvia officinalis L. при действии УФ-В облучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Шашукова, Антонина Васильевна

• Шашукова, Антонина Васильевна
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шашукова, Антонина Васильевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Повреждающее действие УФ-В радиации на растения и их защитные механизмы.

1.2. Развитие окислительного стресса при облучении растений УФ-В и антиоксидантная система защиты клетки.

1.3. Мультифункциональная роль пролина в растении.

1.3.1. Строение, свойства и биосинтез пролина.

1.3.2. Роль пролина в растении.

1.3.3. Влияние пролина на ферменты-антиоксиданты.

1.3.4. Токсичность пролина.

1.3.5. Пролин в растении при действии УФ-В облучения.

1.4. Мультифункциональная роль полиаминов в растении.

1.4.1. Строение и биосинтез полиаминов.

1.4.2. Роль полиаминов в растении.

1.4.3. Полиамины в растении при действии УФ-В облучения.

1.5. Взаимосвязь аккумуляции пролина и полиаминов в растении при стрессорных условиях.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования.

2.2. Условия выращивания растений.

2.3. Условия проведения опытов.

2.4. Определение содержания МДА.

2.5. Определение содержания перекиси водорода.

2.6. Определение активности СОД.

2.7. Определение активности ПО.

2.8. Определение активности каталазы.

2.9. Определение эндогенного содержания пролина.

2.10. Определение активности пролиндегидрогеназы.

2.11. Определение эндогенного содержания полиаминов.

2.12. Определение содержания белка.

2.13. Методика нативного электрофореза СОД и ПО.

2.14. Ингибиторный анализ изоформ СОД.

2.15. Определение уровня транскрипции генов СОД.

2.16. Математическая обработка данных.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Влияние различных доз УФ-В облучения на растения шалфея.

3.2. Влияние экзогенного пролина на содержание и спектр полиаминов и функционирование антиоксидантных ферментов в растениях шалфея в нормальных условиях и при УФ-В облучении.

3.3. Участие пролина в функционировании антиоксидантной защитной системы шалфея в модельном опыте с паракватом.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Участие пролина в регуляции уровня полиаминов и функционирования антиоксидантных ферментов у растений Salvia officinalis L. при действии УФ-В облучения»

Действие абиотических стрессоров вызывает снижение продуктивности культурных и уменьшение биоразнообразия дикорастущих растений. Исследование клеточных и молекулярных механизмов, позволяющих растениям адаптироваться к действию неблагоприятных факторов внешней среды, является одной из фундаментальных проблем биологии в целом и физиологии растений в частности. Формирование адаптационного ответа растительного организма на действие абиотических стрессоров происходит в результате множественных метаболических изменений (Bouchereau et al., 1999; Zhu, 2001; Kavi Kishor et al., 2005; Kuznetsov, Shevyakova, 1999; 2007). Учитывая многообразие и сложность метаболических путей, ответственных за адаптацию растений, следует ожидать, что их регуляция является координированной. Для изучения такого типа регуляции особый интерес могут представлять пути метаболизма низкомолекулярных антиоксидантов -пролина и полиаминов.

В норме гомеостаз пролина и полиаминов у растений поддерживается сбалансированной системой их биосинтеза и деградации. Чаще всего, общим предшественником в их биосинтезе является глутамат. Глутамат превращается в пролин в результате протекания двух последовательных реакций, ключевым ферментом которых является А'-пиррол ин-5-карбоксилатсинтетаза. В биосинтезе полиаминов глутамат служит более отдаленным предшественником, превращающимся сначала в орнитин или ,аргинин. Образовавшиеся аминокислоты являются прямыми субстратами двух ферментов (орнитиндекарбоксилазы или аргининдекарбоксилазы), катализирующих биосинтез путресцина (Пут) — родоначальника высокомолекулярных полиаминов (спермидина (Спд) и спермина (Спм)). Несмотря на тесную взаимосвязь путей синтеза пролина и полиаминов, вопрос о возможности координированной регуляции метаболизма этих низкомолекулярных соединений, особенно в стрессорных условиях, остается дискуссионным.

В настоящее время все исследования, касающиеся изучения взаимодействия пролина и полиаминов, сосредоточены на изучении влияния полиаминов на содержание пролина (Aziz et al., 1998; Tonon et al., 2004). Исследование участия пролина в регуляции уровня полиаминов до настоящего времени не проводилось. Наименее изучено взаимодействие двух классов метаболитов в условиях УФ-В облучения, несмотря на то, что одним из ответов растений на УФ-В является интенсивная аккумуляция полиаминов, прежде всего Пут (Ракитин и др., 2009). Кроме того, основным повреждающим эффектом УФ-В облучения является образование активных форм кислорода (АФК), для нейтрализации которых растения используют низкомолекулярные соединения (в том числе, пролин и полиамины), а также специальные ферменты-антиоксиданты (Jenkins, 2009). В связи с тем, что пролин, полиамины и антиоксидантные ферменты являются компонентами одной антиоксидантной защитной системы, изменение внутриклеточного уровня пролина, возможно, модифицирует не только содержание и спектр полиаминов в клетке, но и функционирование антиоксидантных ферментов.

В последние годы появились сведения о том, что стресс-зависимое изменение эндогенного содержания пролина, может участвовать в регуляции активностей антиоксидантных ферментов в растениях (Ozturk, Demir, 2002; Радюкина и др., 2008). Однако эти данные носят противоречивый характер и конкретные механизмы взаимодействия пролина с антиоксидантными ферментами до сих пор не ясны.

Цель и задачи исследования. Целью данного исследования являлось выяснение участия пролина в регуляции уровня полиаминов и функционирования ферментов антиоксидантной системы Salvia officinalis L. при УФ-В облучении.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1. Исследовать влияние различных доз УФ-В облучения на растения S. officinalis.

2. Изучить функционирование компонентов антиоксидантной защитной системы S. officinalis при УФ-В облучении.

3. Изучить действие УФ-В облучения на содержание и спектр свободных и конъюгированных полиаминов.

4. Исследовать влияние экзогенного пролина на содержание полиаминов и функционирование ферментов антиоксидантной защитной системы S. officinalis при УФ-В облучении.

Научная новизна. Впервые показано, что пролин модифицирует процессы аккумуляции полиаминов как в оптимальных условиях выращивания растений, так и в стрессорных. Характер воздействия экзогенного пролина на содержание полиаминов определяется не только его концентрацией, но и продолжительностью действия на растение, органной спецификой объекта исследования, природой и интенсивностью стрессорного воздействия, а также соотношением свободных и конъюгированных форм полиаминов. Установлено, что пролин принимает участие в регуляции функционирования антиоксидантных ферментов при действии УФ-В облучения. Впервые показано, что пролин стабилизирует активность супероксиддисмутазы (СОД), вызывая появление дополнительных изоформ Fe-СОД и замедляя изменения в экспрессии генов, кодирующих изоформы СОД, а также снимает ингибирующий эффект УФ-В облучения на активность каталазы и ингибирует активность гваякол-зависимых пероксидаз (ПО). Впервые определены нуклеотидные последовательности центральных частей генов, кодирующих изоформы СОД в растениях шалфея, и показана их 80-93% идентичность с последовательностями генов-ортологов других видов растений.

Практическая значимость. Полученные в работе экспериментальные данные по изменению содержания пролина, полиаминов семейства Пут и активностей антиоксидантных ферментов у S. officinalis в условиях УФ-В облучения и при действии экзогенного пролина имеют существенное значение для понимания механизмов координированной регуляции антиоксидантов при адаптации растений к окислительному стрессу (ОС) и могут использоваться в разработке технологии создания трансгенных растений с повышенной устойчивостью к ультрафиолету. Теоретические обобщения и совокупность экспериментальных данных работы могут быть использованы в курсах лекций для студентов биологических факультетов ВУЗов страны.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 11-й Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века» (Пущино, 2007); 12-й Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2008); годичном собрании общества физиологов растений России и Международной конференции «Физико-химические основы структурно-функциональной организации растений» (Екатеринбург, 2008); годичном собрании общества физиологов растений России и Международной конференции «Физико-химические механизмы адаптации растений к антропогенному загрязнению в условиях Крайнего севера» (Апатиты, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, из которых 1 статья в рецензируемом журнале, и 1 работа направлена в печать.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, изложения полученных результатов и их обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, включая 2 таблицы, 40 рисунков; библиография содержит 272 названия, из которых 248 на иностранном языке.

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Шашукова, Антонина Васильевна

выводы

1. Установлено, что окислительный стресс, развивающийся при УФ-В облучении, приводит к стимуляции антиоксидантной защитной системы, которая проявляется в повышении активности СОД и гваякол-зависимых пероксидаз, а также уровня внутриклеточного пролина и полиаминов.

2. Показано, что в растениях шалфея функционируют три типа изоформ одного из ключевых антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы: Мп-, Бе-, Си^п-содержащие СОД. При этом установлено, что наибольший вклад в общую (конститутивную и стресс-индуцируемую) активность СОД вносит Бе-содержащая изоформа фермента.

3. Проведена оценка уровня экспрессии генов трех изоформ СОД на уровне индивидуальных мРНК с помощью метода ОТ-ПЦР в растениях шалфея при УФ-стрессе. Сравнительный анализ динамики уровней мРНК и активностей различных изоформ СОД позволил высказать предположение, что регуляция активности СиУ^п- изоформы СОД при УФ-В облучении преимущественно происходила на транскрипционном уровне; Бе-СОД - на посттранскрипционном; Мп-СОД как на транскрипционном, так и на посттранскрипционном уровнях.

4. Продемонстрировано, что экзогенный пролин участвует в регуляции функционирования антиоксидантных ферментов, стабилизируя активность СОД, вызывая появление дополнительных изоформ Бе-СОД и замедляя изменения в экспрессии генов СОД. Кроме того, пролин снимал ингибирующий эффект УФ-В облучения на активность каталазы и ингибировал активность гваякол-зависимой пероксидазы. Показано, что экзогенный пролин увеличивал содержание путресцина в листьях и в корнях растений шалфея при УФ-В облучении.

5. Установлено, что аккумуляция полиаминов в растениях шалфея при действии УФ-В облучения является органоспецифичной. При этом в листьях стресс-зависимая аккумуляция полиаминов начинается раньше, и она обусловлена повышением содержания свободных полиаминов, тогда как в корнях наблюдается более медленное повышение уровня полиаминов, которое осуществляется преимущественно за счет фракции растворимых конъюгатов полиаминов.

6. Установлено, что экзогенный пролин способен проявлять не только антиоксидантные, но и прооксидантные свойства. Проявление биологического эффекта пролина в нормальных условиях и при стрессе зависело от его внутриклеточной концентрации. Показано, что 30-кратное превышение уровня эндогенного пролина в корнях шалфея вызвало окислительный стресс, что проявилось в повышении содержания перекиси водорода, интенсивности перекисного окисления липидов и активности СОД.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные в работе результаты по воздействию УФ-В облучения, параквата, экзогенного пролина и их совместного действия на растения шалфея {Salvia officinalis L.), позволили подтвердить гипотезу о существовании координированной регуляции метаболических путей при формировании адаптационного ответа и обсудить некоторые важные аспекты регуляции содержания пролина и полиаминов в нормальных и стрессорных условиях, а также участие пролина в регуляции активностей ферментов-антиоксидантов.

При проведении исследований в выше указанном направлении мы исходили из существующих представлений о том, что общим и начальным повреждающим эффектом действия различных стрессов, в том числе и УФ-В радиации, является развитие ОС (Asada, 1994; Matysik et al., 2002). Было установлено, что у шалфея в условиях УФ-В наблюдалась стресс-индуцируемая аккумуляция полиаминов и пролина (в 2 раза), повышалась активность СОД и ПО. Следует отметить также, что стресс-зависимые изменения в функционировании антиоксидантной системы происходили не только в листьях, непосредственно подвергавшиеся УФ-В облучению, но и в корнях. В общую активность СОД и в корнях и в листьях наибольший вклад вносили Fe- и Cu/Zn - СОД изоформы. Детоксикация образующейся перекиси водорода осуществлялась, прежде всего, ПО, а активность каталазы снижалась. Анализ экспрессии генов, кодирующих изоформы СОД, показал, что УФ-В облучение вызывало стресс-зависимые изменения не только на биохимическом уровне, но и на уровне экспрессии генов, кодирующих Cu/Zn- и Mn-СОД. При сопоставлении результатов нативного электрофореза и ОТ-ПЦР установлено, что регуляция активности Fe-СОД осуществляется на посттранскрипционном уровне, Cu/Zn-СОД - на транскрипционном, Мп-СОД - как на транскрипционном, так и на посттранскрипционном уровнях.

Действие УФ-В вызывало индукцию синтеза Пут уже в первые сутки после облучения, а также аккумуляцию растворимых и связанных конюгатов полиаминов. При более высокой дозе облучения (20 мин) значительно снижалось содержание растворимых конъюгатов, что, возможно, указывает на активное их использование в процессе репарации.

Следует отметить, что изменения в содержании и спектре полиаминов предшествовали аккумуляции пролина, которая была незначительной и наблюдалась значительно позже. Более того, уровень пролина в листьях и корнях шалфея не достигал тех максимальных значений, которые характерны для действия других стрессоров, в том числе солевого, найденных у большинства растений, особенно у галофитов (Радюкина и др. 2007; Шевякова и др. 2009).

Важным результатом исследований является впервые установленные факты о том, что роль экзогенного пролина при действии УФ-В стресса проявлялась органоспецифично: в листьях как антиоксиданта, а в корнях как прооксиданта, что, возможно, зависило от значительного превышения его допустимой концентрации, специфичной для каждого вида растений, длительности воздействия стрессора и развития адаптационного процесса.

В листьях без облучения экзогенный пролин не вызывал изменений в содержании полиаминов. В то же время при облучении экзогенный пролин дополнительно стимулировал накопление полиаминов (Пут), увеличивая их содержание в 2 раза по сравнению с действием только УФ-В радиации. Полученные данные могут указывать на то, что накопление пролина и Пут в листьях в стрессорных условиях (в данном случае в присутствии повышенной УФ-В радиации) синергически действуют как антиоксид анты. Известно, что полиамины особенно в коньюгированной форме служат "ловушками" АФК (Bors et al., 1989; На et al., 1998; Kuznetsov, Shevyakova, 2007). Возможно, антиоксидантные свойства пролина проявляются в дополнительной активации биосинтеза полиаминов. Следует также отметить, что это косвенно могло свидетельствовать о том, что метаболические пути биосинтеза пролина и полиаминов строго координируются, и метаболические пересечения этих путей могут быть связаны с изменением окислительного статуса и только тогда, когда уровень УФ-В стресса являлся достаточно сильным. Стимуляция синтеза полиаминов могла происходить за счет вовлечения пролина в орнитиновый цикл митохондрий и активации биосинтеза Пут через орнитиндекарбоксилазный путь при деградации экзогенного пролина до глутамата.

В корнях, которые напрямую длительное время были связаны с высокой концентрацией пролина в питательной среде, проявилась его прооксидантная роль. В данном случае, можно предположить, что местом восприятия негативного сигнала при высокой концентрации пролина в корнях могла оказаться электрон-транспортная цепь митохондрий, которая нарушалась из-за активной деградации экзогенного пролина и образования синглетного кислорода и супероксид аниона НАО(Р)Н-оксидазой.

Установленная нами способность экзогенного пролина тормозить образование конъюгированных форм Спд и Спм может способствовать увеличению содержания свободных полиаминов и, таким образом, влиять на конкурентные отношения метаболических путей биосинтеза пролина и полиаминов за единый предшественник.

Совокупность представленных данных однозначно свидетельствует о том, что пролин модифицирует процессы аккумуляции полиаминов как в оптимальных условиях выращивания растений, так и в стрессорных. Характер воздействия пролина на баланс полиаминов определяется не только концентрацией первого, но и продолжительностью действия экзогенного пролина на растение, видоспецифичностью объекта исследования, природой и интенсивностью стрессорного воздействия, а также балансом свободных и конъюгированных форм полиаминов.

Продемонстрировано участие пролина в регуляции активности антиоксидантных ферментов. Возможно, образование координационных связей пролина с аминокислотными остатками полипептидных цепей ферментов может приводить как к стабилизации этих структур, так и изменять их конформацию, вызывая активацию или подавление их активности. Экзогенный пролин участвует в регуляции функционирования антиоксидантных ферментов, стабилизируя активность СОД, вызывая появление дополнительных изоформ Бе-СОД и замедляя изменения в экспрессии генов СОД. Кроме того, пролин снимает ингибирующий эффект УФ-В облучения на активность каталазы и ингибирует активность гваякол-зависимой пероксидазы. Влияние пролина на активность ферментов антиоксидантной защиты может быть связано с «тушением» им АФК и, как следствие, снижением их концентрации.

Таким образом, можно заключить, что пролин принимает участие в регуляции уровня полиаминов и функционирования антиоксидантных ферментов при действии УФ-В облучения. Проявление им антиоксидантных и прооксидантных свойств зависит от его внутриклеточной концентрации, действия стрессора и стадии адаптационного процесса.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Шашукова, Антонина Васильевна, 2009 год

1. Аронова Е.Е., Шевякова Н.И., Стеценко Л.А., Кузнецов Вл.В.2005) Индукция кадаверином экспрессии гена супероксиддисмутазы у растений Mesembryanthemum crystallinum L. Докл. АН, 403, 1-3.

2. Байкова Е.В. (2006) Род шалфей. Морфология, эволюция, перспективы интродукции. Новосибирск: Наука, 248 с.

3. Бараненко В.В. (2006) Супероксиддисмутаза в клетках растений. Цитология, 48, 465-474.

4. Бритиков Е.А., Мусатова H.A., Владимерцева С.В. (1965) О метаболизме пролина в подрастающей пыльце и тканях пестика. Физиология растений, 12, 953-957.

5. Бухов Н.Г. (2004) Динамическая световая регуляция фотосинтеза. Физиология растений, 51, 825-837

6. Заец В.Н., Карпов П.А., Смертенко П.С., Блюм Я.Б. (2006) Молекулярные механизмы устранения растениями повреждений ДНК ультрафиолетом. Цитология и генетика, 5, 40-68.

7. Зайцев Г.Н. (1984) Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 424 с.

8. Иванов Ю.В. (2008) Экспрессия генов ферментов биосинтеза полиаминов у галофитов и гликофитов при засолении и УФ-В облучении. Дисс. канд. биол. наук, Москва, 122 с.

9. Карташов A.B., Радюкина Н.Л., Иванов Ю.В., Пашковский П.П., Шевякова Н.И., Кузнецов Вл.В. (2008) Роль антиоксидантных систем при адаптации дикорастущих видов растений к солевому стрессу. Физиология растений, 55, 516-522.

10. Кузнецов Вл.В., Радюкина Н.Л., Шевякова Н.И. (2006) Полиамины при стрессе: биологическая роль, метаболизм и регуляция. Физиология растений, 53, 658-683.

11. Кузнецов Вл.В., Шевякова Н.И. (1999) Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция. Физиология растений, 46, 321-336.

12. Полесская О.Г. (2007) Растительная клетка и активные формы кислорода. М.: КДУ, 140 с.

13. Прудникова О.Н. (2006) Этилен, АБК, полиамины при УФ-В стрессе у растений Arabidopsis thaliana: Автореф. дисс. канд. биол. наук, Москва, 24 с.

14. Радюкина H.JL, Карташов A.B., Иванов Ю.В., Шевякова Н.И., Кузнецов Вл. В. (2007) Сравнительный анализ функционирования защитных систем у представителей галофитной и гликофитной флоры в условиях засоления. Физиология растений, 54, 902-912.

15. Радюкина H.JL, Шашукова A.B., Шевякова Н.И., Кузнецов Вл.В. (2008) Участие пролина в антиоксидантной защитной системе шалфея при действии NaCl и параквата. Физиология растений, 55, 721-730.

16. Ракитин В.Ю., Прудникова О.Н., Карягин В.В., Ракитина Т.Я., Власов П.В., Борисова Т.А., Новикова Г.В., Мошков И.Е. (2008) Выделение этилена, содержание АБК и полиаминов в Arabidopsis thaliana при УФ-В стрессе. Физиология растений, 55, 355-361.

17. Ракитин В.Ю., Прудникова О.Н., Ракитина Т.Я., Карягин В.В., Власов П.В., Новикова Г.В., Мошков И.Е. (2009) Взаимодействие этилена и АБК при регуляции уровня полиаминов у Arabidopsis thaliana во время УФ-В стресса. Физиология растений, 56, 163-170.

18. Ракова Н.Ю., Романов Г.А. (2005) Полиамины препятствуют проявлению первичных эффектов цитокининов. Физиология растений, 52, 59-67.

19. Садомов Н.Г. (2001) Возможная биологическая роль и характер взаимодействия этилена и полиаминов при адаптации растенийарабидопсиса к засолению и гипертермии. Дисс. канд. биол. наук, Москва, 143 с.

20. Соловченко А.Е., Мерзляк М.Н. (2008) Экранирование видимого и УФ излучения как механизм фотозащиты у растений. Физиология растений, 55, 803-822.

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

22. Шевякова Н.И. (1983) Метаболизм и физиологическая роль пролина при водном и солевом стрессе. Физиология растений, 30, 768-783.

23. Шевякова Н.И., Бакулина Е.А., Кузнецов Вл.В. (2009) Антиоксидантная роль пролина у галофита Mesembryanthemum crystallinum при действии засоления и параквата, инициирующих окислительный стресс. Физиология растений, 56, 736-742.

24. Шевякова Н. И., Рощупкин Б.В., Парамонова Н.В., Кузнецов Вл.В. (1994) Стрессовый ответ клеток Nicotiana sylvestris L. на засоление и высокую температуру. 1. Аккумуляция пролина, полиаминов, бетаинов и Сахаров. Физиология растений, 41, 558-565.

25. Ahmad J., Hellebust J.A. (1988) The relashionship between inorganic nitrogen metabolism and proline accumulation in osmoregulatory responses of two euryhaline microalgae. Plant Physiol., 88, 348-354.

26. Alexieva V., Sergiev I., Mapelli S., Karanov E. (2001) The effect of drought and ultraviolet radiation on growth and stress markers in pea and wheat. Plant Cell Environ., 24, 1337-1344.

27. Alia, Saradhi P.P., Mohanty P. (1993) Proline in relation to free radical production in seedlings of Brassica juncea raised under sodium chloride stress. Plant Soil, 155/156, 497-500.

28. Alia, Saradhi P.P., Mohanty P. (1997) Involvement of proline in protecting thylakoid membranes against free radical-induced photodamage. J. Photochem. Photobiol., 38, 253-257.

29. Alonso R., Elvira S., Castillo F.J., Gimeno B.S. (2001) Interactive effects of ozone and drought stress on pigments and activities of antioxidative enzymes in Pinus halepensis. Plant Cell Environ., 24, 905-916.

30. An L.Z., Liu G.X., Zhang M.X., Chen T., Liu Y.H., Feng H.Y., Xu S.J., Qiang W.Y., Wang X.L. (2004) Effect of enchanced UV-B radiation on polyamine content and membrane permeability in cucumber leaves. Russ. J. Plant Physiol., 51,658-662.

31. Angelini R., Federico R. (1990) Histochemical evidence of polyamine oxidation and generation of hydrogen peroxide in cell wall. J. Plant Physiol., 135, 212-217.

32. Asada K. (2006) Production and scavenging of reactive oxygen species in chloroplasts and their functions. Plant Physiol., 141, 391-396.

33. Aziz A., Larher F. (1995) Changes in polyamine titers associated with the proline response and osmotic adjustment of rape leaf discs submitted to osmotic stress. Plant Sci., 112, 175-186.

34. Aziz A., Martin-Tanguy J., Larher F. (1998) Stress-induced changes in polyamine and tyramine levels can regulate proline accumulation in tomato leaf discs treated with sodium chloride. Physiol. Plant., 104, 195-202.

35. Bagni N., Pistocchi R. (1991) Uptake and transport of polyamine and inhibitors of polyamine metabolism in plants. In: Biochemistry and Physiology of Polyamines in Plants, Slocum R.D., Flores H.E. (eds). CRC Press Inc, Boca Raton, FL USA, pp. 105-120.

36. Bagni N., Tassoni A. (2001) Biosynthesis, oxidation and conjugation of aliphatic polyamines in higher plants. Amino Acids, 20, 310-317.

37. Bagni N., Torrigiani P.A., Barbieri P. (1981) Effect of varios inhibitors of polyamine synthesis on the growth of Heliantus tuberosus. Med. Biol., 59, 403-406.

38. Bais H.P., Ravishankar GA. (2002) Role of polyamines in the ontogeny of plants and their biotechnological applications. Plant Cell Tissue Organ Cult., 69, 1-34.

39. Balakrishnan V., Venkatesan K., Ravindran K.C., Kulandaivelu G.2005) Protective mechanism in UV-B treated Crotalaria juncea L. seedlings. J. Plant Sci., 41, 115-120.

40. Balestreri E., Cioni P., Romagnoli A., Bernini S., Fissi A., Felicioli R. (1987) Mechanism of polyamine inhibition of a leaf protease. Arch. Biochem. Biophys., 255, 460-463.

41. Barnes P.W., Searles P.S., Ballare C.L., Ryel M., Caldwell M.M. (2000) Non-invasive measurements of the epidermal transmittance of UV radiation using chlorophyll fluorescence: field and laboratory studied. Plant Physiol., 109, 274-283.

42. Barnes P.W., Shinkle J.R., Flint S.D., Ryel R.J. (2005) UV-B radiation, photomorphogenesis and plant-plant interactions. Ann. Bot., 66, 313-340.

43. Bartoli C.G., Yu J., Gomez F., Fernandez L., Mcintosh L., Foyer C.H.2006) Interrelationships between light and respiration in the control of ascorbic acid synthesis and accumulation in Arabidopsis thaliana leaves. J. Exp. Bot., 57, 1621-1631.

44. Basu R., Ghosh B. (1991) Polyamines in various rice genotypes with respect to NaCl salinity. Plant Physiol., 82, 575-581.

45. Bates L.S., Waldren R.P., Teare I.D. (1973) Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant Soil, 39, 205-207.

46. Beauchamp Ch., Fridovich I. (1971) Superoxide dismutase improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Anal. Biochem., 44, 276287.

47. Besford R.T., Richardson C.M., Campos J.L., Tiburcio A.F. (1993) Effect of polyamines on stabilization of molecular complexes of thylakoid membranes of osmotically stressed oat leaves. Planta, 189, 201-206.

48. Bieza K., Lois R. (2001) An Arabidopsis mutant tolerant to lethal ultraviolet-B levels shows constitutively elevated accumulation of flavonoids and other phenolics. Plant Physiol., 126, 1105-1115.

49. Blokhina O., Virolainen E., Fagerstedt K.V. (2003) Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Ann. Bot., 91, 179-194.

50. Borrell A., Besford R.T., Altabella T., Masgrau C., Tiburcio A.F. (1996) Regulation of arginine decarboxylase by spermine in osmotically-stressed oat leaves. Plant Physiol., 98, 105-110.

51. Bors W., Langebartels C., Michel C., Sandermann H. (1989) Polyamines as radical scavengers and protectans against ozone damage. Phytochemistry, 28, 1589-1595.

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

53. Bowler C., Van Camp W., Van Montagu M., Inze D. (1994) Superoxide dismutase in plants. Crit. Rev. Plant Sci., 13, 199-218.

54. Bracale M., Levi M., Savini C., Dicarato N., Galli M.G. (1997) Water deficit in pea root tips: effects on the cell cycle and on production of dehydrin-like proteins. Ann. Bot., 79, 593-600.

55. Bradford M.M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitations of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding. Anal Biochem., 72, 248-254.

56. Brennan T., Frenkel C. (1997) Involvement of hydrogen peroxide in the regulation of senescence in pear. Plant Physiol., 59, 411-416.

57. Britt A., May G.D. (2003) Re-engineering plant gene targeting. Trends Plant Sci., 8, 90-95.

58. Burkey K.O. (1999) Effects of ozone on apoplast: cytoplasm partitioning of ascorbic acid in snap bean. Physiol. Plant., 107, 188-193.

59. Bursell E., Slack E. (1976) Oxidation of proline by sarcosomes of the tsetse fly, Glossina morsitans. Insert Biochem., 6, 159-167.

60. Capell T., Bassie L., Christou P. (2004) Modulation of the polyamine biosynthetic pathway in transgenic rice confers tolerance to drought stress. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 10, 9909-9914.

61. Casati P., Walbot V. (2004) Rapid transcriptome responses of maize (Zea mays) to UV-B in irradiated and shielded tissues. Genome Biol., 5, 319-332.

62. Cechin I., Fumis T.F., Dokkedal A.L. (2007) Growth and physiological responses of sunflower plants exposed to ultraviolet-B radiation. Cienc. Rural, 37, 85-90.

63. Chang C.J., Kao C.H. (1997) Paraquat toxicity is reduced by polyamines in rice leaves. Plant Growth Regul., 22, 163-168.

64. Chattopadhayay M.K., Tiwari B.S., Chattopadhayay G., Bose A., Sengupa D.N., Ghosh B. (2002) Protective role of exogenous polyamines on salinity-stressed rice (Oryza sativa) plants. Plant Physiol., 116, 192-199.

65. Chen C.T., Chen L.M. Lin C.C., Kao C.H. (2001) Regulation of proline accumulation in detached rice leaves exposed to excess copper. Plant Sci., 160, 283-290.

66. Cockell C.S., Knowland J. (1999) Ultraviolet radiation screening compounds. Biol. Rev. City Coll, 74, 311-345.

67. Cohen S. S. (1990) The inlarging interest of polyamine studies. Abst. Int. Symp. Polyamines in molecular and medical biology. Kyoto, Japan, p. 18.

68. Cohen S.S. (1998) A guide to the polyamines. Oxford University Press, New York, p.231.

69. Cona A., Rea G., Angelini R., Federico R., Tavladoraki P. (2006) Function of amine oxidase in plant development and defence. Trends Plant Sci., 11, 80-88.

70. Costa H., Gallego S.M., Tomaro M.L. (2002) Effect of UV-B radiation on antioxidant defense system in sunflower cotyledons. Plant Sci., 162, 939945.

71. Cowley T., Walters D.R. (2005) Local and systemic changes in arginine decarboxylase activity, putrescine levels and putrescine catabolism in wounded oilseed rape. New Phytol., 165, 807-811.

72. D'Orazi D., Bagni N. (1987) In vitro interactions between polyamines and pectic substances. Biochem. Biophys. Res. Commun., 148, 1159-1163.

73. Dany A.-L., Douki T., Triantaphylides C., Cadet J. (2001) Repair of the main UV-induced thymine dimeric lesions within Arabidopsis thaliana DNA: evidence for the major involvement of photoreactivation pathways. J. Photochem. Photobiol., 16, 127-135.

74. Dat J.F., Pellinen R., Beeckman T., Van De Cotte B., Langebartels C., Kangasjarvi J., Inze D., Van Breusegem F. (2003) Changes in hydrogen peroxide homeostasis trigger an active cell death process in tobacco. Plant J., 33, 621-632.

75. Delauney A.J., Verma D.P.S. (1993) Proline biosynthesis and osmoregulation in plants. Plant J., 4, 215-223.

76. Demmig-Adams B., Adams W.W. (1992) III Photoprotection and other responses of plants to high light stress. Annual Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 43, 599-626.

77. Demmig-Adams B., Adams W.W. (2006) III Photoprotection in an ecological context: the remarkadle complexity of thermal energy dissipation. New Phytol, 172, 11-21.

78. Demmig-Adams B., Gilmore A.M., Adams W.W. (1996) In vivo function of carotenoids in higher plants. FASEB J., 10, 403-413.

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

80. Dobrovinskaya O.R., Muniz J., Pottosin I. (19996) Asymmetric block of the plant vacuolar Ca -permeable channel by organic cations. Eur. Biophys. J., 28, 552-563.

81. Dondini L., Seraflni-Fracassini D., del Duca S., Bregoli A.M., Tsolova M. (1994) Plant transglutaminasis. In: Polyamines: biological and clinical aspects, Caldare C.M., Clo C., Moruzzi M.S. (eds). Bologna: CLUEB, pp. 183-194.

82. Duan J., Li J., Guo S., Kang Y. (2008) Exogenous spermidine affects polyamine metabolism in salinity-stressed cucumis sativus roots and enhances short-term salinity tolerance. J. Plant Physiol., 165, 1620-35.

83. Durmus N., Kadioglu A. (2005) Spermine and putrescine enhance oxidative stress tolerance in maize leaves. Acta Physiol. Plant., 27, 515-522.

84. Elthon T. E., Stewart C.R. (1981) Submitochondrial location and electron transport characteristics of enzymes involved in proline oxidation. Plant Physiol, 67, 780-784.

85. Erdei L., Szegletes Z., Barabas K., Pestenacz A. (1996) Response in polyamine titer under osmotic and salt stress in sorghum and maize seedlings. Plant Physiol., 147, 599-603.

86. Esen A. A. (1978) Simple method for quantitative, semiquantitative, and qualitative assay of protein. Anal. Biochem., 89,264-273.

87. Fedina I.S., Georgieva K.M., Grigorova I.D. (2002) Light-dark changes in proline content of barley leaves under salt stress. Biol. Plant., 45, 59-63.

88. Fedina I.S., Georgieva K.M., Grigorova I.D. (2003) Response of barley seedlings to UV-B radiation as affected by proline and NaCl. Biol. Plant., 47, 549-554.

89. Feuerstein B.G., Pattabiraman N., Marton L.J. (1990) Molecular mechanisms of the interactions of spermine with DNA: DNA bending as a result of ligand bending. Nucleic Acids Res., 18, 1271-1282.

90. Ficker E., Taglialatella M., Wible B.A., Henley Ch.M., Brown A.M.1994) Spermine and spermidine as gating molecules for inward rectifier K+ channels. Plant Sci., 266, 1068-1071.

91. Flores H.E. (1991) Changes in polyamine metabolism in response to abiotic stress. In: The biochemistry and physiology of polyamines plants, Slocum R.D., Flores H.E. (eds). CRS Press, Boca Raton, pp. 214-255.

92. Flores H.E., Filner P. (1985) Polyamine catabolism in higher plants: characterization of pyrroline dehydrogenase. Plant Growth Regul., 3, 277291.

93. Flores H.E., Galston A.W. (1982) Analysis of polyamines in higher plants by performance liquid chromatography. Plant Physiol, 69, 701-706.

94. Foyer C.N., Noctor G. (2000) Oxygen processing in photosynthesis: regulation and signalling. New Phytol., 146, 359-388

95. Frohnmeyer H., Staiger D. (2003) Ultraviolet-B radiation-mediated responses in plants. Balancing damage and protection. Plant Physiol., 133, 1420-1428.

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

97. Fu J., Huang B. (2001) Involvement of antioxidants and lipid peroxidation in the adaptation of two cool-season grasses to localized drought stress. Environ. Exp. Bot., 45, 105-114.

98. Fuerst P.E., Nakatani H.Y., Dodge A.D., Penner D., Arntzen C.J. (1985) Paraquat resistance in Conyza. Plant. Physiol., 77, 984-989.

99. Fuhrer J., Kaur-Sawhney R., Shih L.M., Galston A.M. (1982) Effects of exogenous 1.3-diaminopropane and spermidine on senescence of oat leaves. Plant Physiol., 70, 1597-1600.

100. Galston A.W., Kaur-Sawhney R. (1995) Polyamines as endogenous growth regulators. In: Plant hormones: physiology, biochemistry and molecular biology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. The Netherlands, pp. 158-178.

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

102. Garufi A., Visconti S., Camoni L., Aducci P. (2007) Polyamines as physiological regulators of 14-3-3 interaction with the plant plasma memdrane if-ATPase. Plant Cell Physiol., 48, 434-440.

103. Gomez L., Vanacker H., Buchner P., Noctor G., Foyer C.H. (2004) The intercellular distribution of glutathione synthesis and its response to chilling inmaizq. Plant Physiol., 134, 1662-1671.

104. Groppa M.D., Benavides M.P. (2008) Polyamines and abiotic stress: recent advances. Amino Acids, 34, 35-45.

105. Groppa M.D., Benavides M.P., Tomaro M.L. (2003) Polyamines metabolism in sunflower and wheat leaf discs under cadmium or copper-stress. Plant Set, 164, 293-299.

106. Groppa M.D., Tomaro M.L., Benavides M.P. (2001) Polyamines as protectors against cadmium or copper-induced oxidative damage in sunflower leaf discs. Plant Sci., 161, 481-488.

107. Ha H.L., Sirisoma N.S., Kupptisamy P., Zweller J.L., Woster P.M., Casero R.A. (1998) The natural polyamine spermine functions as a free radical scavenger. Proc. Nat. Acad, Sci., USA, 95, 11140-11145.

108. Halliwell B. (2006) Reactive species and antioxidants. Redox biology is a fundamental theme of aerobic life. Plant Physiol., 141, 312-322.

109. Hanfrey C., Sommer S., Mayer M.J., Burtin D., Michael A.J. (2001) Arabidopsis polyamine biosynthesis: absence of ornitine decarboxylase and the mechanism of arginine decarboxylase activity. Plant J., 27, 551-560.

110. Hare P.D., Cress W.A. (1997) Metabolic, implications of stress-induced proline accumulation in plants. Plant Growth Regul., 21, 79-102.

111. He Y-Y., Hader D-P. (2002) Reactive oxygen species and UV-B: effect on cyanobacteria. J. Photochem. Photobiol., 1, 729-736.

112. Heath R.L., Packer L. (1968) Photoperoxidation in isolated cloroplasts. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Arch. Biochem. Biophys., 125, 189-198.

113. Heck D.E., Vetrano A.M., Mariano T.M., Laskin J.D. (2003) UV-B light stimulates production of reactive oxygen species. J. Biolog. Chem., 278, 22432-22436.

114. Heim W.G., Sykes K.A., Hildreth S.B., Sun J., Lu R-H, Jelesko J.G.2007) Cloning and characterization of a Nicotiana tobacum methylputrescine oxidase transcript. Phytochemistry, 68, 454-463.

115. Hellmann H., Funck D., Rentsch D., Frommer W.B. (2000) Hypersensitivity of an Arabidopsis sugar signaling mutant toward exogenous proline application. Plant Physiol, 122, 357—367.

116. Herminghaus S., Schreier P.H., McCarthy J.E.G., Landsmann J., Botterman J., Berlin J. (1991) Expression of bacterial lysine decarboxylase gene and transport of the protein into chloroplasts of transgenic tobacco. Plant Mol. Biol., 17, 475-486.

117. Hidema J., Kumagai T. (2006) Sensitivity of rice to ultraviolet-B radiation. Ann. Bot., 97, 933-942.

118. Huang A.H.C., Cavalieri A.J. (1979) Proline oxidase and water stress-induced proline accumulation in spinach leaves. Plant Physiol, 63, 531-535.

119. Iyer S., Caplan A. (1998) Products of proline catabolism can induce osmotically regulated genes in rice. Plant Physiol, 116, 203-211.

120. Janne J., Alholen L., Pietila M., Keinane T.A. (2004) Genetic approaches to the cellular functions of polyamines in mammals. Eur. J. Biochem., 271, 877-894.

121. Jansen M.A.K., Gaba V., Greenberg B.M. (1998) Higher plants and UV-B radiation: balancing damage, repair and acclimation. Trends Plant Sci., 3, 131-135.

122. Jenkins G.I. (2009) Signal transduction in responses to UV-B radiation. Annual Rev. Plant Biol, 60, 407-431.

123. Jithesh M.N., Prashanth S.R., Sivaprakash K.R., Parida A.K. (2006) Antioxidative response mechanisms in halophytes: their role in stress defense. J. Genet., 85, 237-254.

124. Jovanovic Z.C., Milosevic J.D., Radovic S.R. (2006) Antioxidative enzymes in the response of buckwheat (Fagopyrum esculentum moench) to ultraviolet B radiation. J. Agrie. Food Chem., 54, 9475-9478.

125. Kakkar R.K., Sawney V.K. (2003) Polyamine research in plants — a changing perspective. Physiol. Plant., 116, 281-292.

126. Kao C.H. (1997) Physiological significance of stress-induced changes in polyamines in plants. Bot. Bull. Acad. Sin., 38, 141-144.

127. Kaul S., Sharma S.S., Mehta I.K. (2008) Free radical scavenging potential of L-proline: evidence from in vitro assays. Amino Acids, 34, 315-320.

128. Kaur-Sawhney R., Flores H.E., Galston A. W. (1981) Polyamine oxidase in oat leaves: a cell wall localized enzymes. Plant Physiol., 68, 494-498.

129. Kaur-Sawhney R., Tiburcio A.F., Atabella T., Galston A. W. (2003) Polyamines in plants: an overview. J. Mol. Cell Biol., 2, 1-12.

130. Kavi Kishor P.B. (1989) Salt stress in cultured rice cells: effects of proline and abscisic acid. Plant Cell Environ., 12, 629-633.

131. Kavi Kishor P.B., Hong Z., Miao G.-H., Hu C.-A.A., Verma D.P.S. (1995) Overexpression of pirroline-5-carboxilate synthetase increase proline production and confer osmotolerance in transgenic plants. Plant Physiol., 108,1387-1394.

132. Kilian J., Whitehead D., Horak J., Wanke D., Weinl S. (2007) The AtGenExpress global stress expression data set: protocols, evaluation and model data analysis of UV-B light, drought and cold stress responses. Plant J., 50,347-363.

133. Kim C.S., Jung J. (1995) Inactivation of the respiratory chain in plant mitochondria by visible light: the primary target for damage and endogenous photosensitizing chromophores. J. Photochem. PhotobioL, 29, 135-139.

134. Kim T.E., Kim S.K., Han T.J., Lee J. S., Chang S.C. (2002) ABA and polyamines act independently in primary leaves of cold-stressed tomato (Lycopersicon esculentum). Plant Physiol., 115, 370-376.

135. Kliebenstein D.J., Monde R-A., Last R.L. (1998) Superoxide dismutase in Arabidopsis: an eclectic enzyme family with disparate regulation and protein localization. Plant Physiol., 118, 637-650.

136. Kohl D.H., Kennelly E.J., Zhu Y., Schubert K.R., Shearer G. (1991) Proline accumulation, nitrogenase (C2H2 reducing) activity and activities of enzymes related to proline metabolism in drought-stressed soybean nodules. J. Exp. Bot., 42, 831-837.

137. Kohl D.H., Schubert K.R., Carter M.B., Hagedorn C.H., Shearer G.1988) Proline metabolism in N2- fixing root nodules: energy transfer and regulation of purine synthesis. Proc. Nat. Acad. Sci., USA, 85, 2036-2040.

138. Kondo N., Kawashima M. (2000) Enchancement of the tolerance to oxidative stress in cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings by UV-B irradiation: possible involvement of phenolic compounds and antioxidative enzymes. J. Plant. Res., 113, 311-317.

139. Kramer G.F., Norman H.A., Krizek D.T., Mirecki R.M. (1991) Influence of UV-B radiation on polyamines, lipid peroxidation and membrane lipids in cucumber. Phytochemistry, 30, 2101-2108.

140. Krapp A., Hofmann B., Schafer C., Stitt M. (1993) Regulation of the expression of rbcS and other photosynthetic genes by carbohydrates: A mechanism for the sink regulation of photosynthesis. Plant J., 3, 817-828.

141. Krishnamurthy R., Bhagwat K.A. (1989) Polyamines as modulators of salt tolerance in rice cultivars. Plant Physiol., 91, 500-504.

142. Kurepa J., Smalle J., Montagu V.M., Inze D. (1998) Polyamines and paraquat toxicity in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol., 39, 987-992.

143. Kusano T., Berberich T., Tateda C., Takahashi Y. (2008) Polyamines: essential factors for growth and survival. Planta, 228, 367-381.

144. Kusano T., Yamaguchi K., Berberich T., Takahashi Y. (2007) Advances in polyamine research in 2007. J Plant Res., 120, 345-350.

145. Kuthanova A., Gemperlova L., Zelenkova S., Eder J., Machackova I., Opatrny Z., Cvikrova M. (2004) Cytological changes and alterations in polyamine contents induced by cadmium in tobacco BY-2 cells. Plant Physiol. Biochem., 42, 149-156.

146. Kuznetsov VI.V., Rakitin V.Yu., Zholkevich V.N. (1998) Interaction of heat shock and drought stress in plants. In: Responses of plant metabolism to air pollution, De Kok L.J., Stulen I. Leiden (eds). The Netherlands: Backhuys Publ. pp. 359-366.

147. Kuznetsov VI.V., Shevyakova N.I. (2007) Polyamines and stress tolerance of plants. Plant Stress, 1, 50-71.

148. Laemmli U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage. Nature, 227, 680-685.

149. Langebartels C., Kerner K. J., Leonardi S., Schraudner M., Trost M., Heller W., Sandermann H. Jr. (1991) Biochemical plant responses to ozone. I. Differential induction of polyamine and ethylene biosynthesis in tobacco. Plant Physiol, 95,882-889.

150. Larher F., Aziz A., Deleu C., Lemesle P., Ghaffar A., Bouchard F., Plasman M. (1998) Suppression of the osmoinduced proline response of rapeseed leaf discs by polyamines. Plant Physiol., 102, 139-147.

151. Legocka J., Zaichert J. (1999) Role of spermidine in the stabilization of apoprotein of the light-harvesting chlorophyll a/b-protein complex of Photosystem II during leaf senescence process. Acta Physiol. Plant., 21, 127-137.

152. Li Z.Y., Chen S.Y. (2000) Differential accumulation of the S-adenosylmethionine decarboxylase transcript in rice seedlings in response to salt and drought stresses. Theor. Appl. Genet., 100, 782-788.

153. Lindahl T. (1993) Instability and decay of the primary structure of DNA. Nature, 362, 709-715.

154. Liu K., Fu H., Bei Q., Luan S. (2000) Inward potassium channel in guard cell as a target for polyamine regulation of stomatal movements. Plant Physiol., 124, 1315-1326.

155. Logan B.A., Kornyeyev D., Hardison J., Holaday A.S. (2006) The role of antioxidant enzymes in photoprotection. Photosyn. Res., 88, 119-132.

156. Lutts S., Guerrier G. (1995) Peroxidase activities of two rice cultivars differing in salinity tolerance as affected by proline and NaCI. Biol. Plant., 37, 577-586.

157. Lutz C., Navakoudis E., Seidlitz H.K., Kotzabasis K. (2005) Simulated solar irradiation with enchanced UV-B adjust plastid and thylakoid-associated polyamine changes for UV-B protection. Biochim. Biophys. Acta, 1710,24-33.

158. Mackerness S.A.-H. (2000) Plant responses to ultraviolet-B (UV-B: 280320 nm) stress: What are the key regulators? Plant Growth Regul., 32, 2739.

159. Mackerness S.A.-H., John C.F., Jordan B., Thomas B. (2001) Early signaling components in ultraviolet-B responses: distinct roles for different reactive oxygen species and nitric oxide. FEBS Lett., 489, 237-242.

160. Maehly A.C., Chance B. (1954) The assay of catalases and peroxidases. In: Methods of Biochemical Analysis, Glick D. (eds.). Interscience, New York, pp. 357-408.

161. Martin-Tanguy J. (2001) Metabolism and function of polyamines in plants: Recent development (new approaches). Plant Growth Regul., 34, 135-148.

162. Mattioni C., Lacerenza N.G., Troccoli A., De Leonardis A.M., Di Fonzo N. (1997) Water and salt stress-induced alterations in proline metabolism of tritictim durum 1. seedlings. Plant Physiol., 101, 787-792.

163. Matysik J., Alia, Bhalu B., Mohanty P. (2002) Molecular mechanisms of quenching of reactive oxygen species by proline under stress in plants. Curr. Sci., 82, 525-532.

164. Minocha R., Minocha S.C., Long S. (2004) Polyamines and their biosynthetic enzymes during somatic embryo development in red spruce {Picea rubens Sarg.) In vitro Cell. Dev. Biol., 40, 572-580.

165. Mpoloka S.W. (2008) Effects of prolonged UV-B exposure in plants. Afr. J. Biotechnol., 7, 4874-4883.

166. Navakoudis E., Vrentzou K., Kotzabasis K. (2007) A polyamine- and LHCII protease activity-based mechanism regulates the plasticity and adaptation status of the photosynthetic apparatus. Biochim. Biophys. Acta, 1767, 261-271.

167. Nayyar H. (2005) Putrescine increases floral retention, pod set and seed yield in cold stressed chickpea. J. Agron. Crop Sci., 191, 340-345.

168. Nayyar H., Chander S. (2004) Protective effects of polyamines against oxidative stress induced by water and cold stress in chickpea. J. Agron. Crop Sci., 190, 355-365.

169. Nicolopoulos D., Manetas Y. (1991) Compatible solutes and in vitro stability of Salsola soda enzymes: proline incompatibility. Phytochemistry, 30,411-413.

170. Niyogi K. (1999) Photoprotection revisited: genetic and molecular approaches. Annual Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 50, 333-359.

171. Noctor G., Arisi A.-C.M., Jouanin L., Kunert K.J., Rennenberg H., Foyer C.Y. (1998) Glutathione: biosynthesis, metabolism and relationship to stress tolerance explored in transformed plants. J. Exp. Bot., 49, 623-647.

172. Ozturk L., Demir Y. (2002) In vivo and in vitro protective role of proline. Plant Growth Regul., 38, 259-264.

173. Ozturk L., Demir Y. (2003) Effect of putrescine and ethephon on some oxidative stress enzyme activities and proline content in salt stressed spinach leaves. Plant Growth Regul., 40, 89-95.

174. Parvanova D., Ivanov S., Konstantinova T., Karanov E., Atanassov A., Tsvetkov T. (2004) Transgenic tobacco plants accumulating osmolytes show reduced oxidative damage under freezing stress. Plant Physiol. Biochem., 42, 57-63.

175. Perez-Amador M.A., Leon J., Green P.J., Carbonell J. (2002) Induction of the arginine decarboxylase ADC2 gene provides evidence for the involvement of polyamines in the wound response in Arabidopsis. Plant Physiol, 130, 1454-1463.

176. Pfeifer G.P., Drouin R., Riggs A.D., Holmquist G.P. (1992) Binding of transcription factors creates hot spots for UV photoproducts in vivo. Mol Cell Biol, 12, 1798-1803.

177. Phang J.M. (1985) The regulatory functions of proline and A1- pyrroline-5-carboxylic acid. Curr. Top. Cell. Regul., 25, 91-132.

178. Pierantonio Pesci, Remo Reggiani (2006) The process of abscisic acid-induced proline accumulation and the levels of polyamines and quaternary ammonium compounds in hydrated barley leaves. Plant Physiol., 84, 134139.

179. Pistocchi R., Bagni N. (1990) Effect of calcium on spermine uptake in carrot cell cultures and protoplasts. J. Plant Physiol., 136, 728-733.

180. Poduslo J.F., Curran G.L. (1996) Increased permeability of superoxide dismutase at the blood-nerve and blood-brain barriers with retained enzymatic activity after covalent modification with naturally occurring putrescine. J. Neurochem., 61, 734-741.

181. Rajendrakumar C.S.V., Reddy B.V.D., Reddy A.R. (1994) Prolineprotein interactions: protection of structural and functional integrity of M4 lactate dehydrogenase. Biochem. Biophys. Res. Commun., 201, 957-963.

182. Ranieri A., Petacco F., Castagna A., Franco Soldatini G. (2000) Redox state and peroxidase system in sunflower plants exposed to ozone. Plant Set, 159, 159-167.

183. Rao V.M., Paliyath G., Ormrod P.D. (1996) Ultraviolet-B- and ozone-induced biochemical changes in antioxidant enzymes of Arabidopsis thaliana. Plant Physiol., 110, 125-136.

184. Rayapati P.J., Stewart C.R. (1991) Solubilization of a proline dehydrogenase from maize {Zea mays L.) mitochondria. Plant Physiol., 95, 787-791.

185. Ridge I., Osborne D.J. (1971) Role of peroxidase when hydroxyproline-rich protein in plant cell wall is increased by ethylene. Nature, 229, 205-208.

186. Rio L.A., Pastori G.M., Palma J.M., Sandalio L.M., Sevilla F., Corpas F.J., Jimenez A., Lopez-Huertas E., Hernandez J.A. (1998) The activated oxygen role of peroxisomes in senescence. Plant Physiol., 116, 1195-1200.

187. Roy P., Niyogi K., SenGupta D.N., Ghosh B. (2005) Spermidine treatment to rice seedlings recovers salinity stress induced damage of plasma membrane and PM-bound H+-ATPase in salt-tolerant and salt-sensitive rice cultivars. Plant Sci., 168, 583-591.

188. Ruiz J.M., Sanchez E., Garcia P., Lopez-Lefebre L.R., Rivero R.M., Romero L. (2002) Proline metabolism and NAD kinase activity in green bean plants subjected to cold-shock. Phytochemistry, 59, 473-478.

189. Samuel D., Kumar R. K.S., Jayaramoan G., Yang P.W., Yu C. (1997) Proline is a protein solubilizing solute. Biochem. Mol. Biol. Int., 41, 235242.

190. Sancar A., Lindsay-Boltz L.A., Unsal-Kacmaz K., Linn S. (2004) Molecular mechanism of DNA repair and the DNA damage checkpoints. Annu. Rev. Biochem., 73, 39-85.

191. Sancar A., Sancar G.B. (1998) DNA repair enzymes. Annu. Rev. Biochem., 57,29-67.

192. Saradhi A., Saradhi P.P. (1991) Proline accumulation under heavy metal stress. Plant Physiol., 138, 554-558.

193. Saradhi P.P., Arora S., Prasad V.V.S.K. (1995) Proline accumulation in plants exposed to UV radiation protects them against induced peroxidation. Biochem. Biophys. Res. Commun., 290, 1-5.

194. Savoure A., Jaoua S., Hua X.J., Ardiles W., Van Montagu M., Verbruggen N. (1995) Isolation, characterization and chromosomal location of a gene encoding the A'-pyrroline-5-carboxylate synthetase in Arabidopsis thaliana. FEBS Lett., 372, 13-19.

195. Scalet M., Federico R., Guido M.C., Manes F. (1995) Peroxidase activity and polyamine changes in response to ozone and stimulated acid rain in Aleppo pine needles. Environ. Exp. Bot., 35, 417-425.

196. Scebba F., Pucciarelli L, Soldatini G. F., Ranieri A. (2003) 03 induced changes in the antioxidant systems and their relationship to different degrees of susceptibility of two clover species. Plant Sci., 165, 583-593.

197. Scharer O.D. (2003) Chemistry and biology of DNA repair. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 42, 2946-2974.

198. Schobert B., Tschesche H. (1978) Unusual solution properties of proline and its interaction with proteins. Biochem. Biophys. Acta, 541, 270-277.

199. Schwab K.B., Gaff D.F. (1990) Influence of compatible solutes on soluble enzymes from desiccation -tolerant Sporobolus stapfians and desiccation — sensitive Sporobolus pyramidalis. Plant Physiol., 137, 208-211.

200. Sebela M., Radova A., Angelini R., Tavladoraki P., Frebort I., Pec P. (2001) FAD-containing polyamine oxidase: a timely challenge for researchers in biochemistry and physiology of plants. Plant Sci., 160, 197207.

201. Seiler N., Raul F. (2005) Polyamines and apoptosis. Cell Mol. Med., 9, 623642.

202. Sells D.D., Koeppe D.E. (1981) Oxidation of proline by mitochondria isolated from water-stressed maize shoots. Plant Physiol., 68, 1058-1061.

203. Sfichi L., Ioannidis N., Kotzabasis K. (2004) Thylakoid-associated polyamines adjust the UV-B sensitivity of the photosynthetic apparatus by means of light-harvesting complex II changes. J. Photochem. Photobiol., 80, 499-506.

204. Shen B., Jensen R.C., Bohnert H.J. (1997) Mannitol protects against oxidation by hydroxyl radicals. Plant Physiol., 115, 527-532.

205. Shen W., Nada K., Tachibana S. (2000) Involvement of polyamines in the chilling tolerance of cucumber cultivars. Plant Physiol., 124,431-439.

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

207. Simon Sarkadi L., Kocsy G., Varhegyi A., Galiba G., de Ronde J.A.2006) Effect of drought stress at supraoptimal temperature on polyamine concentrations in transgenic soybean with increased proline levels. Z. Naturforsch., 61, 833-839.

208. Siripornadulsil S., Train S., Verma d.P.S., Sayre R.T. (2002) Molecular mechanisms of proline mediated tolerance toxic heavy metals in transgenic microalgae. Plant Cell., 14, 2837-2847.

209. Slocum R.D. (1991a) Tissue and subcellular localisation of polyamines and enzymes of polyamine metabolism. In: Biochemistry and Physiology of Polyamines in Plants, Slocum R.D. and Flores H.E. (eds). CRC Press, Boca Raton, FL, USA, pp. 93-103.

210. Slocum R.D. (19916) Polyamine biosynthesis in plants. In: Biochemistry and Physiology of Polyamines in Plants, Slocum R.D., Flores H.E. (eds). CRC Press, Boca Raton, FL, USA, pp. 22-40.

211. Slocum R.D., Furey M.J. (1991) Electron-microscopic cytochemical localization of diamine and polyamine oxidases on pea and maize tissues. Planta, 183,443-450.

212. Slocum R.D., Galston A.W. (1985) Changes in polyamine biosynthesis associated with post-fertilization growth and development in tobacco ovary tissue. Plant Physiol., 79, 336-343.

213. Smirnoff N. (2000) Ascorbate biosynthesis and function in photoprotection. Philos. Trans. R. Soc. Lond. A, 355, 1455-1464.

214. Smirnoff N., Cumes Q.J. (1989) Hydroxyl radicals scavenging activity of compatible solutes. Phytochemistry,. 28, 1057-1059.

215. Smith J., Burrit D., Bannister P. (2001) Ultraviolet-B radiation leads to a reduction in free polyamines in Phaseolns vulgaris L. Plant Growth Regul., 35, 289-294.

216. Smith T.A., Marshall J.H.A. (1988) The di and polyamine oxidases of plants. In: Progress in Polyamine Research (Advances in Experimental

217. Biology and Medicine, 250), Plenum Press, New York, pp. 573-587.

218. Smith T.A., Wilshire G. (1975) Distribution of cadaverine and other amines in higher plants. Phytochemistry, 14, 2341-2346.

219. Stapleton A.E. (1992) Ultraviolet radiation and plants: Burning questions. Plant Cell, 4, 1353-1358.

220. Stewart C., Boggess S., Aspinall D., Paleg L. (1997) Inhibition of proline oxidation by water stress. Plant Physiol., 59, 930-932.

221. Tabor C.W., Tabor H. (1984) Polyamines. Annu. Rev. Biochem., 53, 749790.

222. Takahashi Y., Berbirich T., Miyazaki A., Seo S., Ohashi Y., Kuzano T.2003) Spermine signalling in tobacco: activation of mitogen-activated protein kinases by spermine is mediated through mitochondrial dysfunction. Plant J., 36, 820-829.

223. Tang C.F., Liu Y.G., Zeng G.M., Li X., Xu W.H., Li C.F., Yuan X.Z. (2005) Effects of exogenous spermidine on antioxidant system responses of Typha latifolia L. under Cd2+ stress. J. Integr. Plant Biol., 47, 428-434.

224. Taylor C.B. (1996) Proline and water deficit: ups, down, ins and outs. Plant Cell, 8, 1221-1224.

225. Thomas J.C., Mcelwain E.F., Bohnert H.J. (1992) Convergernt induction of osmotic stress-responses: abscisic acid, cytokinin and the effects of NaCl. Plant Physiol., 100,416-423.

226. Thomas T., Thomas T.J. (2001) Polyamines in cell growth and cell death: molecular mechanisms and therapeutic applications. Cell Mol. Life Sci., 58, 244-258.

227. Thompson J.F. (1980) Arginine synthesis, proline synthesis and related processes. In: The Biochemistry of Plants, Stumpf P. and Conn E.E. (eds). New York: Academic Press, pp. 375-402.

228. Tian X.R., Lei Y.B. (2007) Physiological responses of wheat seedlings to drought and UV-B radiation. Effect of exogenous sodium nitroprusside application. Rus. J. of Plant Physiol., 54, 676-682.

229. Tiburcio A.F., Besford R.T., Capell T., Borell A., Testillano P.S., Risueño M.C. (1994) Mechanisms of polyamine action during senescence responses induced by osmotic stress. J. Exp. Bot., 45, 1789-1800.

230. Tonon G., Kevers C., Faivre-Rampant O., Graziani M., Gaspar T. (2004) Effect of NaCl and mannitol iso-osmotic stresses on proline and free polyamine levels in embryogenic Fraxinus angustifolia callus. J. Plant Physiol., 161, 701-708.

231. Torrigiani P., Altamura P.P., Pasqua S., Moncelli B., Seratini-Fracassini D., Bagni N. (1987) Free and conjugated polyamines during de novo floral and vegetative bud formation in thin cell layers of tobacco. Physiol. Plant., 70, 453-460.

232. Torrigiani P., Scoccianti V. (1995) Regulation of cadaverine and putrescine levels in different organs of chick-pea seed and seedlings during germination. Plant Physiol., 93, 512-518.

233. Torrigiani P., Serafini-Fracassini D., Biondi S., Bagni N. (1986) Evidence for the subcellular localization of polyamines and their biosynthetic enzymes in plant cells. J Plant Physiol, 124, 23-29.

234. Tun N.N., Santa-Catarina C., Begum T., Silveira V., Handro W., Floh E.I., Scherer G.F. (2006) Polyamines induce rapid biosynthesis of nitric oxide (NO) in Arabidopsis thaliana seedlings. Plant Cell Physiol., 47, 346354.

235. Tuteja N., Singh B.M., Misra M.C., Bhalla P.L., Tuteja R. (2001) Molecular mechanism of DNA damage and repair: progress in plants. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol, 36, 337-397.

236. Van Buuren M.L., Guidi L., Fornale S., Ghetti F., Franceschetti M., Soldatini G.F., Bagni N. (2002) Ozone-response mechanisms in tobacco: implication of polyamine metabolism. New Phytol., 156, 389-398.

237. Venekamp J.H., Lampe J.E.M., Koot J.T.M. (1989) Organic acids as sourses of drought-induced proline synthesis in field bean plants Vieia faba L. Plant Physiol, 133, 654-659.

238. Verbruggen N., Hermans C. (2008) Proline accumulation in plants: a review. Amino Acids, 35, 753-759.

239. Verbruggen N., Hua X.-J., May M., Van Montagu M. (1996) Environmental and developmental signals modulate proline homeostasis: evidence for a negative transcriptional regulator. Proc. Natl. Acad. Sei. USA, 93, 8787-8791.

240. Wada Y., Miyamoto T., Kusano T., Sano H. (2004) Assosiation between up-regulation of stress-responsive genes and hypomethylation of genomic DNA in tobacco plants. Mol. Genet. Genomics, 271, 658-666.

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

242. Walton E.F., Clark C.J., Boldingh H.L. (1991) Effect of hydrogen cyanamid on amino acid profiles in kiwifruits buds during bud break. Plant Physiol, 97, 1256-1259.

243. Wang X., Shi G., Xu Q., Hu J. (2007) Exogenous polyamines enhance copper tolerance of Nymphoides peltatum. Plant Physiol., 164, 1062-1070.

244. Waterworth W.M., Jiang Q., West C.E., Nikaido M., Brays C.M. (2002) Characterization of Arabidopsis photolyase enzymes and analysis of their role in protection from ultraviolet-B radiation. J. Exp. Bot., 53, 1005-1015.

245. Wu G., Bazer F.W., Datta S., Johnson G.A., Li P., Satterfield M.C., Spencer T. E. (2008) Proline metabolism in the conceptus: implications for fetal growth and development. Amino Acids, 35, 691-702.

246. Xiong L., Zhu J.K. (2002) Salt tolerance. In: The Arabidopsis Book, Meyerowitz E.M., Somerville C.R. (eds.), American Society of Plant Biologists, Rockville, MD, USA, pp. 1-22.

247. Yamaguchi K., Takahashi Y., Berberich T., Imai A., Takahashi T., Michael A., Kusano T. (2007) A protective role for the polyamine spermine against drought stress in Arabidopsis. Biochem. Biophys. Res. Commun., 352, 486-490.

248. Yamasaki H., Cohen M.F. (2006) NO signal at the crossroads: polyamine-induced nitric oxide synthesis in plants? Trends Plant Sci., 11, 522-524.

249. Ye B., Muller H., Zhang J., Gressel J. (1997) Constitutively elevated levels of putrescine and putrescine-generating enzymes correlated with oxidant stress resistance in Coniza bonariensis and wheat. Plant Physiol., 115, 1443-1451.

250. Yokota A., Takahara K., Akashi K. (2006) Water Stress. In: Physiology and Molecular Biology of Stress Tolerance in Plants, Madhava Rao K.V., Raghavendra A.S, Junardhan Reddy K. (eds). The Netherlands: Springer, pp. 15-40.

251. Youn H.-D., Kim E.-J., Roe J.H., Hah Y.C., Kang S.-O. (1996) A novel nickel-containing superoxide dismutase from Streptomyces spp. Biochemistry, 318, 889-896.

252. Zacchini M, Marotta A, de Agazio M. (1997) Tolerance to salt stress inmaize callus lines with different polyamine content. Plant Cell Rep., 17, 119-122.

253. Zacchini M., de Agazio M. (2004) Spread of oxidative damage and antioxidative response through cell layers of tobacco callus after UV-C treatment. Plant Physiol Biochem., 41, 445-450.

254. Zhang C.S., Lu Q., Verma D.P.S. (1995) Removal of feedback inhibition of P5CS, a Afunctional enzyme catalyzing the first two steps of proline biosynthesis in plants. J. Biol. Chem., 270, 20491-20496.

255. Zhu J.-K. (2001) Plant Salt Tolerance. Trends Plant Sci., 6, 66-71.