Донори оксиду азоту та їх використання для підвищення стійкості рослин до дії абіотичних стресорів

Abstract

Карпець Ю. В. Донори оксиду азоту та їх використання для підвищення стійкості рослин до дії абіотичних стресорів. Оксид азоту (ІІ) – NO – вважається одним з ключових сигнальних посередників газотрансмітерів у тваринних і рослинних клітинах. NO має широкий спектр біологічної дії за рахунок радикальної природи, яка дозволяє йому як активувати ланцюгові вільнорадикальні реакції, так і пригнічувати їх, а також виступати у ролі як відновника, так і окисника. Активні форми азоту здатні впливати на функціональну активність білків через процеси нітрозилювання та нітрування. Також NO задіяний у трансдукції гормональних сигналів, регуляції клітинного циклу рослинної клітини, процесах диференціації і морфогенезу рослин та адаптації до стресорів. Великий масив експериментальних даних, які свідчать про здатність оксиду азоту підвищувати стійкість рослин до стресорів різної природи, отриманий шляхом обробки рослинних об’єктів донорами NO. Відомо понад 300 сполук, що належать до близько 15 класів, які можуть виступати донорами оксиду азоту. Нині найпоширенішим донором NO, який використовується як для наукових досліджень, так і в практичних цілях, є нітропрусид натрію (НПН). В огляді аналізуються дані літератури щодо впливу НПН та деяких інших донорів оксиду азоту на стійкість рослин до гіпо- і гіпертермії, посухи, сольового стресу, дії важких металів. Розглядаються відомості про модифікацію донорами NO антиоксидантної системи, їх вплив на накопичення сумісних осмолітів, стан продихів та інші фізіолого - біохімічні процеси, важливі для стійкості рослин до несприятливих чинників.

Yu. V. Karpets. Donors of nitric oxide and their application for increase in plants resistance to action of abiotic stressors. Nitric oxide (II) – NO – is considered as one of the key signal mediators-gasotransmitters in animal and plant cells. NO has the wide spectrum of biological effect at the expense of radical nature, which allows it both to activate chain free-radical reactions, and to suppress them, and also to act in the role of both reductant, and oxidizer. Reactive nitrogen species are capable to influence the functional activity of proteins through the processes of nitrosylation and nitridation. Also NO is involved to the transduction of hormonal signals, regulation of cellular cycle of plant cell, processes of differentiation and morphogenesis of plants, and adaptation to stressors. The large array of experimental data, testifying to the ability of nitric oxide to increase in the plants resistance to stressors of various natures, is received by the treatment of plant objects with donors of NO. There are over 300 compounds, belonging to about 15 classes, which can act as donors of nitric oxide. Now the most common NO donor, which is used both for scientific research and for practical purposes, is sodium nitroprusside (SNP). The review analyzes literature data on the influence of SNP and other donors of nitric oxide on the resistance of plants to hypo- and hyperthermia, drought, salt stress, influence of heavy metals. Information on the modification of antioxidative system by NO donors, their influence on the accumulation of compatible osmolytes, state of stomata, and other physiological and biochemical processes, that are important for plant resistance to adverse factors, are considered.

Ю. В. Карпец. Доноры оксида азота и их использование для повышения устойчивости растений к действию абиотических стрессоров. Оксид азота (II) – NO – считается одним из ключевых сигнальных посредников газотрансмиттеров в животных и растительных клетках. NO имеет широкий спектр биологического действия за счет радикальной природы, которая позволяет ему как активировать цепные свободно-радикальные реакции, так и подавлять их, а также выступать в роли как восстановителя, так и окислителя. Активные формы азота способны влиять на функциональную а ктивность белков через процессы нитрозилирования и нитрования. Также NO задействован в трансдукции гормональных сигналов, регуляции клеточного цикла растительной клетки, процессах дифференциации и морфогенеза растений и адаптации к стрессорам. Большой ма ссив экспериментальных данных, свидетельствующих о способности оксида азота повышать устойчивость растений к стрессорам различной природы, получен путем обработки растительных объектов донорами NO. Известно более 300 соединений, принадлежащих к около 15 классам, которые могут выступать донорами оксида азота. Сейчас самым распространенным донором NO, который используется как для научных исследований, так и в практических целях, является нитропруссид натрия (НПН). В обзоре анализируются данные литературы о влиянии НПН и других доноров оксида азота на устойчивость растений к гипо - и гипертермии, засухе, солевому стрессу, воздействию тяжелых металлов. Рассматриваются сведения о модификации донорами NO антиоксидантной системы, их влияние на накопление совместимых осмолитов, состояние устьиц и другие физиолого-биохимические процессы, важные для устойчивости растений к неблагоприятным факторам.