Brassinosteroid ngoại sinh làm giảm sự tích tụ ROS ở Arabidopsis thaliana trong điều kiện stress thẩm thấu

Article Sidebar

Bài báo (pdf)
Đã Xuất bản: May 18, 2022
Đã cập nhật: 18-05-2022
Các phiên bản:
18-05-2022 (2)
DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.6556124
Từ khóa:
Arabidopsis, BEH3, Brassinosteroid, ROS, stress phi sinh học

Main Article Content

T. 16 S. 53 (2022): Tạp chí khoa học Đại học Tây Nguyên số 53

Brassinosteroid ngoại sinh làm giảm sự tích tụ ROS ở Arabidopsis thaliana trong điều kiện stress thẩm thấu

Tác giả

Nguyễn Văn Tịnh
Lê Thương

Tóm tắt

Brassinosteroid (BRs) là chất điều hòa quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của thực vật. Tín hiệu BRs có vai trò điều khiển hoạt động của các yếu tố phiên mã họ gen BES1/BZR1. Tuy nhiên các gen mục tiêu của con đường tín hiệu BRs trong sự điều hòa đáp ứng stress phi sinh học ở thực vật vẫn chưa được khám phá một cách đầy đủ. BEH3 là một gen tương đồng của họ gen BES1/BZR1. Trong điều kiện stress phi sinh học, dòng đột biến tăng cường AtBEH3-overexpresing (AtBEH3-OX) thể hiện hàm lượng BRs nội sinh thấp hơn so với cây hoang dại, điều đó liên quan đến sự tăng sinh hàm lượng ROS nội sinh. Ở nghiên cứu này, chúng tôi đã làm sáng tỏ hơn mối tương quan giữa BRs và ROS trong vai trò điều hòa đáp ứng stress phi sinh học. Việc bổ sung 24-epibrassinolide (eBL), một dẫn suất của BRs, có khả năng làm giảm hàm lượng hydrogen peroxide (H2O2) ở cây AtBEH3-OX trong môi trường thẩm thấu cao. Mặt khác, sự giảm tích tụ của hàm lượng ROS nội sinh đã được chứng minh thông qua việc kiểm tra sự biểu hiện các gen liên quan bằng phương pháp realtime-RTPCR. Kết quả nghiên cứu đã củng cố cho luận điểm khoa học rằng hormone BRs là một chất tăng cường khả năng chống chịu stress ở thực vật.

Article Details

Chuyên mục
Khoa học Tự nhiên & Công nghệ
Tiểu sử của Tác giả

Nguyễn Văn Tịnh

Bộ môn Khoa học cơ bản, Trường Đại học Buôn Ma Thuột;
Tác giả liên hệ: Nguyễn Văn Tịnh, ĐT: 0869340391, Email: nvtinh@bmtuvietnam.com.

Lê Thương

Bộ môn Khoa học cơ bản, Trường Đại học Buôn Ma Thuột

Tài liệu tham khảo

  • Apel, K. and Hirt. H. (2004). Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress, and signal transduction. Annu Rev Plant Biol 55: 373-399.
  • Beste, L., Nahar, N., Dalman, K., Fujioka, S., Jonsson, L.C., Dutta, P.C., Sitbon, F. (2011). Synthesis of hydroxylated sterols in transgenic Arabidopsis plants alters growth and steroid metabolism. Plant Physiology 157: 426–440.
  • Clouse, SD (2002). Brassinosteroid signal transduction: clarifying the pathway from ligand perception to gene expression. Mol Cell 10: 973–982
  • Clouse, S.D. & Sasse, J.M. (1998). Brassinosteroids: essential regulators of plant growth and development. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 49:427–451
  • Choudhary, S.P., Yu, J.Q., Yamaguchi-Shinozaki, K., Shinozaki, K., Tran, L.S. (2012). Benefits of brassinosteroid crosstalk. Trend Plant Sci 17: 594-605.
  • Daudi, A. and O’Brien, J.A. (2012). Detection of hydrogen peroxide by DAB Staining in Arabidopsis leaves. Bio- Protocol 2, e263.
  • Giraud, E., Ho, L. H., Clifton, R., Carroll, A., Estavillo, G., Tan, Y., Howell, K. A., Ivanova, A., Pogson, B. J., Millar, A. H. and Whelan, J. (2008). The absence of ALTERNATIVE OXIDASE1a in Arabidopsis results in acute sensitivity to combined light and drought stress. Plant Physiol 147(2): 595-610.
  • Feng, Y., Yin, Y.H., Fei, S.Z. (2015). Down-regulation of BdBRI1, a putative brassinosteroid receptor gene produces a dwarf phenotype with enhanced drought tolerance in Brachypodium distachyon. Plant Science 234: 163–173.
  • Junglee, S., Urban, L., Sallanon, H., Lopez-Lauri, F. (2014). Optimized assay for hydrogen peroxide determination in plant tissue using potassium iodide. AJAC 5: 730-736.
  • Kagale, S., Divi, U.K., Krochko, J.E., Keller, W.A., Krishna, P. (2007). Brassinosteroid confers tolerance in Arabidopsis thaliana and Brassica napus to a range of abiotic stresses. Planta 225: 353-364.
  • Kim, A.R., Min, J.H., Lee, K.H., Kim, C.S. (2017). PCA22 acts as suppressor of atrzf1 to mediate proline accumulation in response to abiotic stress in Arabidopsis. J Exp Bot 68:1797-1809.
  • Krishna, P. (2003). Brassinosteroid-mediated stress responses. Journal of Plant Growth Regulation 22:289–297.
  • Koussevitzky, S., Suzuki, N., Huntington, S., Armijo, L., Sha, W., Cortes, D., Shulaev, V. and Mittler, R. (2008). Ascorbate peroxidase 1 plays a key role in the response of Arabidopsis thaliana to stress combination. J Biol Chem 283(49): 34197-34203.
  • Min, J.H., Ju, H.W., Yoon, D., Lee, K.H., Lee, S., Kim, C.S. (2017). Arabidopsis Basic Helix-LoopHelix 34 (bHLH34) is involved in glucose signaling through binding to a GAGA cis-element. Front Plant Sci 8: 2100.
  • Mittler, R., Vanderauwera, S., Gollery, M., Van Breusegem, F. (2004). Reactive oxygen gene network of plants. TRENDS Plant Sci 9(10): 490-498.
  • Mittler, R., Vanderauwera, S., Suzuki, N., Miller, G., Tognetti, V., Vandepoele, K., Gollery, M., Shulaev, V. and Van Breusegem, F. (2011). ROS signaling: the new wave? Trends in Plant Science 16: 300-309.
  • Morales, J., Kadota, Y., Zipfel, C., Molina, A., Torres, M.A. (2016). The Arabidopsis NADPH oxidases RbohD and RbohF display differential expression patterns and contributions during plant immunity. J Exp Bot 67(6): 1663-76.
  • Nadarajah, K.K. (2020). ROS Homeostasis in Abiotic Stress Tolerance in Plants. Int J Mol Sci. 21(15):5208.
  • Nguyen, T.V., Park, C.R., Lee, K.H., Lee, S.B., and Kim, C.S. (2020). BES1/BZR1 Homolog 3 (BEH3) cooperates with E3 ligase AtRZF1 to regulate dehydration and brassinosteroid responses. J Exp Bot doi.org/10.1093/jxb/eraa458.
  • Noguchi, T., Fujioka, S., Choe, S., Takatsuto, S., Yoshida, S., Yuan, H., Feldmann, K. A. and Tax, F. E. (1999). Brassinosteroid-insensitive dwarf mutants of Arabidopsis accumulate brassinosteroids. Plant Physiology 121: 743–752.
  • Sairam, R.K. (1994). Effects of homo brassinolide application on plant metabolism and grain yield under irrigated and moisture stress conditions of two wheat varieties. Journal of Plant Growth Regulation 14: 173–181.
  • Sasse, J.M., Smith, R., Hudson, I. (1995). Effect of 24-epibrassinolide on germination of seeds of Eucalyptus camaldulensis in saline conditions. Proc Plant Growth Regul Soc Am 22:136–141
  • Schippers, J.H.M., Nguyen, H.M., Lu, D., Schmidt, R. and Mueller-Roeber, B. (2012). ROS homeostasis during development: an evolutionary conserved strategy. CELL MOL LIFE SCI 69: 3245–3257.
  • Shin, D.J., Min, J.H., Nguyen, T.V., Kim, Y.M., Kim, C.S. (2019). Loss of Arabidopsis Halotolerance 2-like (AHL), a 3′- phosphoadenosine-5′-phosphate phosphatase, suppresses insensitive response of Arabidopsis thaliana ring zinc finger 1 (atrzf1) mutant to abiotic stress. Plant Mol Biol 99: 363-377.
  • Sun, Y., Fan, X., Cao, D., Tang, W., He, K., Zhu, J., He, J., Bai, M., Zhu, S., Oh, E., Patil, S., Kim, T., Ji, H., Wong, W. H., Rhee, S. Y. and Wang, Z. (2010). Integration of brassinosteroid signal transduction with the transcription network for plant growth regulation in Arabidopsis. Developmental Cell 19: 765–777.
  • Yin, Y., Vafeados, D., Tao, Y., Yoshida, S., Asami, T., Chory, J. (2005). A new class of transcription factors mediate brassinosteroid regulated gene expression in Arabidopsis. Cell 120: 249–259.
  • Yu, X., Li, L., Zola, J., Aluru, M., Ye, H., Foudree, A., Guo, H., Anderson, S., Aluru, S., Liu, P., Rodermel, S. and Yin, Y. (2011). A brassinosteroid transcriptional network revealed by genome wide identification of BES1 target genes in Arabidopsis thaliana. Plant J 65: 634–646.
  • Wang, Z., Nakano, T., Gendron, J., He, J., Chen, M., Vafeados, D., Yang, Y., Fujioka, S., Yoshida, S., Asami, T. and Chory, J. (2002). Nuclear-localized BZR1 mediates brassinosteroid-induced growth and feedback suppression of brassinosteroid biosynthesis. Developmental Cell 2: 505–513.