УДК 581.1
ВСЕРОССИЙСКИЙ СИМПОЗИУМ “РАСТЕНИЕ И СТРЕСС”
(9–12 ноября, 2010 г., Москва)

Всероссийский симпозиум “Растение и стресс” (“Plants under Environmental Stress”) состоялся в Москве на базе Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН. В нем приняли участие 237 физиологов из 5 стран: России (208), Украины (13), Беларуси (12), Молдовы (2) и Польши (2). Россия была представлена физиологами растений из 25 городов, изучающими как абиотический, так и биотический стрессы. За 4 дня работы симпозиума было заслушано 8 пленарных и 58 секционных докладов.
Физиология стресса в последние два десятилетия стала одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений в области экспериментальной биологии растений. Это обусловлено как актуализацией проблемы влияния на растения климатических и антропогенных воздействий, так и значительными успехами, связанными с выяснением функций конкретных генов и белков, участвующих в адаптивных реакциях, а также механизмов внутриклеточной трансдукции стрессорных сигналов. Всероссийский симпозиум в значительной степени отражал именно эти тенденции развития экологической физиологии растений.
Открыл симпозиум директор ИФР РАН чл.-корр. РАН Вл.В. Кузнецов, который очертил наиболее актуальные и перспективные направления исследований в области стресса и адаптации растений.
На 13 заседаниях было заслушано 64 устных доклада, еще несколько десятков сообщений было представлено на стендовых сессиях. Основная часть докладов была посвящена анализу новейших достижений в области физиологии, биохимии, молекулярной биологии и биотехнологии в контексте изучения стресса и адаптации растений. Значительное место в программе симпозиума заняли также работы, посвященные физиологическим аспектам фиторемедиации, которые в последние годы весьма динамично развиваются в России и других странах.
Одной из центральных тем симпозиума была проблема изучения передачи стрессорных сигналов у растений. И.Е. Мошковым с соавт. (ИФР РАН) был представлен доклад о механизмах передачи этиленового сигнала и об участии в этом процессе белка CTR1. Докладчиком на основании собственных результатов предложена гипотеза о том, что CTR1, будучи центральным компонентом линейного пути передачи этиленового сигнала, выполняет функцию не МАР3-киназы, как считалось ранее, а скаффолд-белка.
Системы регуляции генной экспрессии цианобактерий, включая сенсорные гистидинкиназы и регуляторы ответа, серин-треониновые протеинкиназы эукариотического типа, были охарактеризованы в докладе Д.А. Лося с соавт. (ИФР РАН).
Участию митохондрий в формировании стрессорных сигналов были посвящены два доклада сотрудников Сибирского института физиологии и биохимии растений (СИФИБР) СО РАН (Иркутск). В.К. Войниковым была озвучена гипотеза о функционировании митохондриального сигналинга при температурных стрессах, который включает в себя взаимодействие информационной и энергетической систем клетки. При этом сигнал формируется за счет изменения редокс-состояния митохондриальных мембран. Как развитие идеи о сигнальном значении изменений потенциала мембран митохондрий прозвучал доклад А.В. Степанова, представившего работу, в которой показана возможность регуляции экспрессии генов у арабидопсиса экзогенной салициловой кислотой за счет изменения потенциала на внутренней митохондриальной мембране. Об участии салициловой кислоты в регуляции альтернативной оксидазы митохондрий речь шла в докладе Н.С. Белозеровой с соавт. (ИФР РАН). Еще несколько докладов было посвящено роли активных форм кислорода (АФК), ионов кальция и конкретных ферментных систем в реализации эффектов салициловой кислоты, в том числе в индуцировании ею устойчивости растений к стрессорам (Ю.Е. Колупаев с соавт., Харьковский национальный аграрный университет, Украина; И.В. Максимов с соавт., Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН и др.).
Роль АФК-генерирующих ферментных систем апопласта в активации различных сигнальных путей, стартовые компоненты которых находятся в плазмалемме, обсуждалась в докладе Ф.В. Минибаевой (Казанский институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН).
Выяснению ферментативных мишеней действия экзогенного оксида азота и роли АФК в реализации его эффектов (в частности, повышения теплоустойчивости растительных клеток) был посвящен доклад Ю.В. Карпца с соавт. (Харьковский национальный аграрный университет, Украина).
О.А. Тимофеевой с соавт. (Казанский государственный университет) была предложена схема участия кальциевой сигнальной системы и цитоскелетных структур в механизме регуляции активности лектинов при формировании адаптивных реакций растений.
Результаты исследования микроРНК-опосредованной регуляции экспрессии гена супероксиддисмутазы (СОД) у гликофитов и галофитов были продемонстрированы в докладе П.П. Пашковского с соавт. (ИФР РАН).
В ряде исследований для выяснения роли определенных защитных систем в адаптации растений к стрессорам были использованы трансгенные растения. Так, в докладе М.С. Синькевича (ИФР РАН) были представлены данные об активности антиоксидантных ферментов у растений картофеля, трансформированных геном дрожжевой инвертазы и накапливающих вследствие этого большее количество сахаров в листьях. Такие растения отличались от растений дикого типа меньшей активностью СОД, что, по мнению автора, связано с возросшим вкладом сахаров как низкомолекулярных антиоксидантов в детоксикацию АФК.
В работе А.Б. Липатниковой с соавт. (ИФР РАН) было показано, что введение гена вакуолярного Na+/H+-антипортера ячменя в растения картофеля повышает их солеустойчивость. Анализу вклада Na+/H+-антипортеров и Cl–-транспортеров в солеустойчивость растений были посвящены обстоятельные доклады А.В. Бабакова с соавт. (Всероссийский НИИ сельскохозяйственной биотехнологии РАСХН, Москва) и Ю.В. Балнокина (ИФР РАН).
В нескольких сообщениях было уделено основное внимание функционированию белков-шаперонов у растений в условиях стресса. Так, в докладе Н.П. Юриной (Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, Москва) сообщалось о том, что повышенное содержание белка HSP70B в клетках является одним из основных факторов, определяющих термотолерантность различных штаммов водоросли Chlorella vulgaris. В сообщении А.А. Зориной с соавт. (ИФР РАН и биофак МГУ им. М.В. Ломоносова) были представлены результаты, свидетельствующие об участии серин-треониновых протеинкиназ в фосфорилировании шаперонина GroES y цианобактерий Synechocystis sp. PCC 6803. При этом было продемонстрировано, что мутанты по соответствующим протеинкиназам оказались не способны фосфорилировать GroES.
В работе А.Л. Гринина с соавт. (ИФР РАН) была показана способность пролина восстанавливать активность малатдегидрогеназы, подавленную действием хлорида натрия или сульфата меди. По мнению авторов, эти результаты дают основания рассматривать пролин в качестве химического шаперона.
Ряд устных докладов был посвящен функционированию гормональной системы растений при стрессе. Об участии брассиностероидов в формировании ранних реакций растений на действие низких температур, а также индукции неспецифической устойчивости экзогенными брассиностероидами сообщалось в докладах В.А. Хрипача с соавт. (Институт биоорганической химии НАН Беларуси, Минск) и О.Л. Канделинской с соавт. (Институт экспериментальной ботаники НАН Беларуси, Минск). В докладе Н.П. Веденичевой с соавт. (Институт ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины, Киев и ИФР РАН) была показана различная направленность изменений количества отдельных форм цитокининов у хрустальной травки, что указывает на их различную роль в обеспечении солеустойчивости растений. Возможность регуляции экзогенными фитогормонами адаптивных реакций растений овса и пшеницы на действие засухи и переувлажнения была показана в докладе Е.Ю. Бахтенко (Вологодский государственный педагогический университет). О механизмах участия цитокининов в поддержании роста растений при засухе шла речь в докладе Г.Р. Кудояровой (Институт биологии Уфимского научного центра РАН).
Наряду с обсуждением общих механизмов устойчивости, много докладов было посвящено проблемам адаптации растений к конкретным стрессорам, вопросам специализированной устойчивости и взаимодействию стрессоров. Результаты исследований сезонного изменения жирнокислотного состава и активности десатураз у травянистых растений, произрастающих на берегах Байкала, были представлены в докладе И.А. Грасковой с соавт. (СИФИБР СО РАН). Отдельные вопросы адаптации к низкотемпературному стрессу рассматривались в работах, представленных Н.С. Мамушиной с соавт. (Ботанический институт РАН, С.-Петербург) и О.В. Антипиной (ИФР РАН). Адаптация фотосинтетического аппарата растений к световому стрессу была темой докладов польских ученых (K. Strzalka et al., Ягелонский университет, Краков; W.I. Gruszecki, Университет М. Кюри-Складовской, Люблин). Об адаптивном значении термальной диссипации световой энергии в листьях растений, произрастающих в условиях избыточной инсоляции, говорилось в докладе Т.К. Головко с соавт. (Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар).
Роль клеточных стенок в устойчивости растений к механическому стрессу была освещена в докладе Т.А. Горшковой с соавт. (Институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН). О влиянии магнитного поля на липидный состав растений шла речь в докладе Ю.И. Новицкого (ИФР РАН). Сравнительному анализу влияния теплового шока и кадмия на экспрессию пластидных генов был посвящен доклад Е.А. Лысенко и др. (ИФР РАН).
Эффекты кросс-адаптации растений картофеля к действию низких температур и заражению картофельной цистообразующей нематодой были показаны в докладе В.В. Лавровой с соавт. (Институт биологии Карельского НЦ РАН, Петрозаводск). Результаты исследования нового семейства защитных пептидов, участвующих в реакциях растений на биотические стрессоры, были темой сообщения А.А. Василевского (Институт биоорганической химии РАН, Москва).
А.П. Дмитриевым с соавт. (Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Киев) были представлены результаты, свидетельствующие о влиянии радиации на взаимодействия в системе растение–патоген (изменения в популяциях возбудителей болезней и метаболические изменения у растений) и необходимости организации мониторинга над микроэволюционными процессами у фитопатогенных микроорганизмов в Чернобыльской зоне отчуждения. Влияние ассоциативных микроорганизмов на устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессорам было освещено в докладе Н.С. Захарченко (Филиал Института биоорганической химии РАН, Пущино). О способности капель воды на поверхности листьев индуцировать локальную и системную устойчивость растений огурца шла речь в сообщении Т.С. Захаренковой с соавт. (Институт фитопатологии РАСХН, Большие Вязёмы Московской обл.).
Одно из заседаний симпозиума полностью было посвящено механизмам адаптации растений к действию тяжелых металлов. Рассматривались филогенетические аспекты гипераккумуляции тяжелых металлов высшими растениями (Н.В. Алексеева-Попова, Ботанический институт РАН, С.-Петербург), анатомо-морфологические аспекты адаптации (И.С. Киселева с соавт., Уральский государственный университет, Екатеринбург), влияние тяжелых металлов на функционирование антиоксидантных систем растений (А.С. Лукаткин с соавт., Мордовский государственный университет, Саранск; М.Г. Малева с соавт., Уральский государственный университет, Екатеринбург; Т.А. Артюшенко, В.Н. Гришко, Криворожский ботанический сад НАН Украины; А.Р. Гарифзянов, Тульский государственный педагогический университет), вопросы распределения тяжелых металлов по органам и тканям, их хелатирование (И.В. Серегин, А.Д. Кожевникова, ИФР РАН; Н.М. Казина с соавт., Институт биологии Карельского НЦ РАН; Н.Г. Осмоловская с соавт., С.-Петербургский государственный университет).
В ряде докладов были представлены методические вопросы изучения стрессорного состояния, адаптации, а также поиска молекулярных маркеров для экспресс-диагностики устойчивости растений (А.В. Носов с соавт., ИФР РАН; М.С. Вишневская с соавт., Всероссийский институт растениеводства РАСХН, С.-Петербург; В.В. Швартау с соавт., Институт физиологии растений и генетики НАН Украины, Киев; А.П. Даскалюк с соавт., Институт генетики и физиологии растений АН Молдовы, Кишинев; В.Б. Иванов и Быстрова Е.И., ИФР РАН; И.Н. Ктиторова с соавт., Агрофизический НИИ РАСХН, С.-Петербург).
К сожалению, объем рубрики “Хроника” не позволяет упомянуть все доклады, представленные на симпозиуме. В частности, нет возможности рассказать подробно о содержании стендовых сообщений. Их тематика была разнообразной и актуальной и полностью соответствовала мировым тенденциям в области стрессовой физиологии растений.
При организации симпозиума и составлении его научной программы приоритет был отдан молодым ученым. Так, из 64 устных докладов 25 было сделано молодыми сотрудниками. Следует отметить, что ими были представлены интересные экспериментальные данные, выполненные на современном методическом уровне. Подобные выступления молодежи на столь представительных мероприятиях придают им больше уверенности, служат хорошей школой и стимулом к дальнейшим исследованиям.
Рассмотрению стендовых докладов были посвящены две сессии, где было представлено свыше 50 прекрасно оформленных постеров с интересными и ценными данными. По результатам стендовых сессий три постера молодых ученых были отмечены сертификатами как лучшие стендовые доклады.
Проведенный симпозиум показал, что проблемы стресса, адаптации и выживания растений к различным неблагоприятным факторам внешней среды в настоящее время представляет стабильно развивающуюся область физиологии растений, для решения которой привлекаются молекулярные, биохимические, биофизические и физиологические подходы и методы исследования. Внимание к этой проблеме объясняется тем, что она имеет важное не только теоретическое, но и прикладное значение. Чрезвычайно актуальными остаются вопросы, связанные с повышением устойчивости сельскохозяйственных культур к неблагоприятным условиям их произрастания, а также использованием экологически безопасных технологий очистки загрязненных территорий с помощью фиторемедиации.
В заключение следует отметить высокий уровень организации симпозиума, чрезвычайно насыщенную программу, которая была полностью выполнена. Прозвучали все заявленные устные доклады, были проведены две обстоятельные стендовые сессии. Симпозиум проходил в творческой, доброжелательной атмосфере, что позволило многим участникам из разных городов и стран установить личные контакты. К моменту проведения симпозиума был издан сборник тезисов, который размещен на сайте ИФР РАН (http://www.ippras.ru). На заключительном заседании симпозиума было предложено посвятить один из ближайших номеров журнала “Физиология растений” проблемам стресса, которые активно обсуждались на симпозиуме.
Организационный комитет симпозиума и администрация ИФР РАН выражает глубокую признательность Российскому фонду фундаментальных исследований за финансовую поддержку симпозиума (грант № 10-04-06130-г).

© 2011 г. Ю. Е. Колупаев, Т. И. Трунова, И. Е. Мошков