Россия
УДК 581.1 Физиология растений
УДК 574.24 Экологическая физиология организмов. Реакции организма на изменение факторов среды
Исследовали сезонные изменения содержания белков-дегидринов, оводненности и температуры замерзания воды в лишайнике Lobaria pulmonaria (лобария легочная). Впервые идентифицировано два дегидрина с мол. массой 40 и 43 кДа. Они присутствовали в талломах в течение всего года, что свидетельствует о конститутивной экспрессии данных белков. Наименьшее их содержание отмечали в наиболее благоприятный для роста весенний период. Показано увеличение содержания этих белков при десикации талломов в дневные часы летом и их повышенный уровень при переходе к холодному времени года. Содержание воды варьировало в пределах 45–70 % сырой массы лишайников. Температура кристаллизации воды в талломах изменялась в зависимости от сезона и составляла минус 10–11о С в наиболее холодный период. При снижении температуры фазовому переходу «вода – лед» подвергалось от 25 до 45 % всей содержащейся в талломах воды. Высказано предположение о существовании связи уровня дегидринов с оводненностью и температурой замерзания воды, и об их участии в формировании фракции сильно связанной воды.
Lobaria pulmonaria, таллом, белки-дегидрины, содержание воды, температура замерзания воды
1. Complexity of the lichen symbiosis revealed by metagenome and transcriptome analysis of Xanthoria parietina / G. Tagirdzhanova, K. Scharnag, N. Sahu [et al.] // Current Biology. – 2025. – Vol. 35. – P. 799–817. – DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.12.041
2. Oliver, M. J. Desiccation-tolerance of plant tissues: a mechanistic overview / M. J. Oliver, J. D. Bewley // Horticultural Reviews. John Wiley & Sons, 1996. – P. 171–213. – DOI:https://doi.org/10.1002/9780470650608.ch3
3. Kappen, L. Opportunistic growth and desiccation tolerance: the ecological success of poikilohydrous autotrophs / L. Kappen, F. Valladares // Handbook of Functional Plant Ecology / eds. F. Pugnaire, F. Valladares. – New York : Marcel Dekker, 1999. – P. 9–80.
4. Пыстина, Т. Н. Лишайники таёжных лесов Европейского северо-востока: подзоны южной и средней тайги / Т. Н. Пыстина. – Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2003. – 239 с.
5. Функциональная экология лишайника Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. в таежной зоне на европейском северо-востоке России / Т. К. Головко, И. В. Далькэ, О. В. Дымова [и др.] // Известия Коми научного центра УрО РАН. – 2018.– № 3 (35). – С. 23–33. – DOI:https://doi.org/10.19110/1994-5655-2018-3-23-33
6. Photosynthetic and respiratory capacity of foliose lichen Lobaria pulmonaria throughout the annual cycle / M. A. Shelyakin, I. G. Zakhozhiy, I. V. Dalke [et al.] // Russian Journal of Plant Physiology. – 2021. – Vol. 68. – P. 1048 – 1058. – DOI:https://doi.org/10.1134/S1021443721060182
7. Plant dehydrins and stress tolerance: versatile proteins for complex mechanisms / M. Hanin, F. Brini, C. Ebel [et al.] // Plant Signal. Behav. – 2011. – Vol. 6. – P. 1503–1509. – DOI:https://doi.org/10.4161/psb.6.10.17088
8. Campbell, S. A. Dehydrins: genes, proteins, and associations with phenotypic traits / S. A. Campbell, T. J. Close // New Phytol. – 1997. – Vol. 137 – P. 61–74. – DOI:https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.1997.00831.x
9. Yu, Z. Structural and functional dynamics of dehydrins: A plant protector protein under abiotic stress / Z. Yu, X. Wang, L. Zhang // Int J Mol Sci. – 2018 – Vol. 19. – P. 3420. – DOI:https://doi.org/10.3390/ijms19113420.
10. RcDhn5, a cold acclimation responsive dehydrin from Rhododendron catawbiense rescues enzyme activity from dehydration effects in vitro and enhances freezing tolerance in RcDhn5 overexpressing Arabidopsis plants / Y. Peng, J. L. Reyes, H. Wei [et al.] // Physiol. Plant. – 2008. Vol. 134. – P. 583–597. – DOI:https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2008.01164.x
11. Cuevas-Velazquez, C. L. Dissecting the cryoprotection mechanisms for dehydrins / C. L. Cuevas-Velazquez, D. F. Rendón-Luna, A. A. Covarrubias // Front. Plant Sci. – 2014. – Vol. 5. – P. 1–6. – DOI:https://doi.org/10.3389/fpls.2014.00583
12. Дегидрины, ассоциированные с формированием морозоустойчивости березы плосколистной / А. Г. Пономарев, Т. Д. Татаринова, А. А. Перк [и др.] // Физиология растений. – 2014. – Т. 61. – С. 114–120. – DOI:https://doi.org/10.7868/S0015330313060092
13. Связь дегидринов с адаптацией лиственницы Каяндера к условиям криолитозоны Якутии / Т. Д. Татаринова, А. А. Перк, А. Г. Пономарев [и др.] // Физиология растений. – 2023. – Т. 70. – С. 537–546. – DOI:https://doi.org/10.31857/S001533032360016X
14. Close, T. J. Dehydrins: emergence of a biochemical role of a family of plant dehydration proteins / T. J. Close // Physiol. Plant. – 1996. – Vol. 97. – P. 795–803.
15. Dehydration rate and time of desiccation affect recovery of the lichenic algae Trebouxia erici: alternative and classical protective mechanisms / F. Gasulla, P. Gómez de Nova, A. Esteban-Carrasco [et al.] // Planta. – 2009. – Vol. 231. – P. 195–208. – DOI:https://doi.org/10.1007/s00425-009-1019-y
16. Advances in understanding of desiccation tolerance of lichens and lichen-forming algae / F. Gasulla, E. M. del Campo, L. M. Casano [et al.] // Plants. – 2021. – Vol. 10. – P. 807. – DOI:https://doi.org/10.3390/plants10040807
17. Yoshimura, I. The genus Lobaria of Eastern Asia / I. Yoshimura // J. Hatt. Bot. Lab. – 1971. – N 34. – P. 231–264.
18. Атлас Республики Коми по климату и гидрологии / отв. ред. А. И. Таскаев. – М.: Издательский дом «Дрофа»; Издательство «ДиК», 1997. – 115 с.
19. Timmons, T. M. Protein blotting and immunodetection / T. M. Timmons, B. S. Dunbar // Meth. Enzymol. – 1990. – Vol. 182. – P. 679–688.
20. Quantitative analysis of differential dehydrin regulation in pine and spruce seedlings under water deficit / A. V. Kartashov, I. E. Zlobin, P. P. Pashkovskiy [et al.] // Plant Physiol. Biochem. – 2021. – Vol. 162. – P. 237–246.
21. Малышев, Р. В. Определение свободной и связанной воды в растительных тканях с различным осмотическим давлением, сравнительный анализ метода высушивания над водоотнимающей средой и дифференциальной сканирующей калориметрии / Р. В. Малышев // Успехи современной биологии. – 2021 – Т. 141 – С. 164–171. – DOI:https://doi.org/10.31857/S004213242102006X
22. Стрессовые белки-дегидрины в хвое Pinus sylvestris L. в условиях экстремального климата Якутии / Т. Д. Татаринова, А. А. Перк, В. В. Бубякина [и др.] // Доклады Академии наук. – 2017. – Т. 473, № 2. – С. 233–236. – DOI:https://doi.org/10.7868/S0869565217080242
23. Особенности стрессовых белков-дегидринов березы Betula L. в условиях криолитозоны / Т. Д. Татаринова, А. А. Перк, А. Г. Пономарев [и др.] // Сибирский лесной журнал. – 2020. – № 2. – С. 21–30. – DOI:https://doi.org/10.15372/SJFS20200203
24. Дегидрины в адаптации сосны обыкновенной и ели сибирской к условиям произрастания в период вегетации / Н. Е. Коротаева, М. В. Иванова, Г. Г. Суворова, [и др.] // Сибирский лесной журнал. – 2020. – № 6. – С. 54–63 – DOI:https://doi.org/10.15372/SJFS20200605
25. Taxonomic revision and species delimitation of coccoid green algae currently assigned to the genus Dictyochloropsis (Trebouxiophyceae, Chlorophyta) / P. Škaloud, T. Friedl, C. Hallmann [et al.] // J Phycol. – 2016. – Vol. 52. – P. 599–617. – DOI:https://doi.org/10.1111/jpy.12422
26. Strimbeck, G. R. Order in chaos: Lesser-conserved and repeat structures in dehydrins / G. R. Strimbeck // Biomolecules. – 2025. – Vol. 15. – P. 137. – DOI:https://doi.org/10.3390/biom15010137
27. Close, T. J. An osmotic stress protein of cyanobacteria is immunologically related to plant dehydrins / T. J. Close, P. J. Lammers // Plant Physiol. – 1993. – Vol. 101. – P. 773 –779. – DOI:https://doi.org/10.1104/pp.101.3.773
28. Abba, S. A dehydration-inducible gene in the truffle Tuber borchii identifies a novel group of dehydrins / S. Abba, S. Ghignone, P. Bonfante // BMC Genomics. – 2006. – Vol. 7 – P. 39. – DOI:https://doi.org/10.1186/1471-2164-7-39
29. Dehydrin-like proteins in the necrotrophic fungus Alternaria brassicicola have a role in plant pathogenesis and stress response/ S. Pochon, P. Simoneau, S. Pigné [et al.] // PLoS One. – 2013. – Vol. 8. – P. e75143. – DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pone.0075143
30. Schroeter, B. Water relations in lichens at subzero temperatures: structural changes and carbon dioxide exchange in the lichen Umbilicaria aprina from continental Antarctica / B. Schroeter, C. Scheidegger // New Phytol. – 1995. – Vol. 131. – P. 273–285. – DOI:https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1995.tb05729.x
31. Harańczyk, H. Deep dehydration of Umbilicaria aprina thalli observed by proton NMR and sorption isotherm / H. Harańczyk, M. Bacior, M. A. Olech // Antarctic Science. – 2008. – Vol. 20. – P. 527–535. – DOI:https://doi.org/10.1017/S0954102008001363
32. Алаудинова, Е. В. Экологические особенности низкотемпературной адаптации лесообразующих хвойных видов Сибири: структурно-химические изменения меристем почек: автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Е. В. Алаудинова. – Красноярск, 2011. – 36 с.
