УДК 581.1

ДЕГИДРИНЫ, АССОЦИИРОВАННЫЕ С ФОРМИРОВАНИЕМ МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТИ БЕРЕЗЫ ПЛОСКОЛИСТНОЙ

© 2013 г. А. Г. Пономарев, Т. Д. Татаринова, А. А. Перк, И. В. Васильева, 

В. В. Бубякина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН, Якутск

Поступила в редакцию 28.12.2012 г.

Впервые изучены сезонные изменения содержания дегидринов в почках березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.), произрастающей в экстремально холодных климатических условиях Восточной Сибири (Центральная Якутия), с помощью ДДС-электрофореза в ПААГ и иммуноблоттинга. Обнаружены несколько полипептидов, включая предполагаемые запасные белки, содержание которых было выше зимой по сравнению с их содержанием в другие периоды года. Во время периода покоя у растений установлен внутривидовой полиморфизм дегидринов. При этом выявлены две группы дегидринов: дегидрины с мол. м. 56(73 кД, которые обнаруживались круглогодично, но их содержание снижалось летом, и дегидрины с мол. м. 15(21 кД, очевидно, связанные с формированием морозоустойчивости, поскольку они отсутствовали летом и имели высокий уровень зимой. При низких зимних температурах максимальный уровень дегидринов совпадал с минимальным содержанием воды в почках, что сопровождалось повышением морозоустойчивости растений до максимальных значений.

 

Ключевые слова: Betula platyphylla - криолитозона Якутии - морозоустойчивость - дегидрины - сезонная динамика - внутривидовой полиморфизм

 

------------------------------------

Адрес для корреспонденции: Пономарев Анатолий Гаврильевич. 677980 Якутск, пр-т Ленина, 41. Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН. Электронная почта: anaponomarev@yandex.ru

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Растения Якутии способны выживать в условиях экстремально низких температур и летней засухи. Резко-континентальный климат региона характеризуется большими амплитудами колебания абсолютных максимумов и минимумов температур, которые достигают 99(104°С; при этом зимняя температура может доходить до (68°С [1, с. 95]. Такая суровость климата является уникальной для всего Северного полушария, что также определяет редкую встречаемость древесных растений среди жизненных форм Севера.

Береза плосколистная (Betula platyphylla Sukacz.) является основным лесообразующим лиственным видом в Центральной Якутии. Она занимает примерно 2% лесопокрытой территории Якутии и участвует вместе с хвойными видами в формировании экосистем, стабилизирующих многолетнемерзлые грунты. Адаптационный потенциал березы не уступает таковому лиственницы Каяндера (Larix cajanderi Mayr) - самому морозоустойчивому в мире древесному виду, доминанту восточно-сибирской тайги [2]. Вместе с данным видом береза проникает на самый север Евразии. Ее экологическая пластичность непосредственно связана с генетическим полиморфизмом, наблюдаемым также и на уровне полиморфизма ряда белков [3, c. 3-5, 149], создающим мобилизационный резерв вида, обеспечивая оптимальную приспособленность отдельных популяций в каждый конкретный момент времени.

Развитие морозоустойчивости древесных растений запускается коротким фотопериодом и низкой температурой. Холодовая акклимация растений ассоциируется со специфическими генами, индукция экспрессии которых приводит к изменению метаболизма и физиологических функций, затрагивая уровни фитогормонов и антиоксидантов, осмолитов и защитных белков, в том числе и шаперонов, а также белков с неизвестными пока функциями [4, 5]. Среди защитных белков повышенный интерес вызывают дегидрины, которые представляют собой группу II белков позднего эмбриогенеза. Они накапливаются в тканях растений в ответ на осмотический стресс, вызванный дефицитом воды, низкой температурой и высокой засоленностью [6, 7]. 

Дегидрины представляют собой высокогидрофильные белки, которые содержат консервативные К-, Y- и S-сегменты [8]. Эксперименты in vitro показали, что дегидрины выполняют множество функций (шаперонную, криопротекторную, антифризную, радикал-собирающую, ион-связывающую) [7]. Есть также прямые свидетельства о защитной роли дегидринов [9]. Исследования древесных растений умеренных зон показали, что у них содержание дегидринов является высоким в течение зимы и низким в течение активного роста. Предполагается, что дегидрины участвуют в защите клеток у зимующих деревьев, когда идет отток воды из цитоплазмы и формируется экстраклеточный лед [5]. Дегидрины могут быть использованы в качестве непрямых стресс-маркеров, в том числе и маркеров морозоустойчивости [7]. Ряд дегидринов, выделенных из отдельных органов березы, мы идентифицировали ранее [10, 11].

Целью настоящей работы явилось выявление особенностей внутривидового полиморфизма и сезонной динамики дегидринов, ассоциированных с формированием криотолерантности почек - наиболее устойчивого органа B. platyphylla в уникальных климатических условиях Центральной Якутии. Такие исследования растений криолитозоны Евразии ранее не проводились. 

 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

 

Сбор полевых материалов осуществляли в 2009 г. ежемесячно на постоянных пробных площадях в лесопарковой зоне на территории Ботанического сада Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, расположенного на второй надпойменной террасе долины р. Лены в 7 км к западу от Якутска (62°15ʹ с.ш., 129°37ʹ в.д.). Возраст берез - 40-50 лет. Использовали почки березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.), собранные в первой половине дня. Показатели климата были близки к значениям, наблюдаемым в Центральной Якутии в последние десятилетия. Средняя температура воздуха за май(сентябрь 2009 г. составляла 14.2°С, сумма осадков - 142 мм. Минимальная зарегистрированная температура достигала (44°С (февраль).

У растений, отмеченных как Ya3, Ya4 и Ya6, была подробно изучена сезонная динамика белков. Для исследования полиморфизма дегидринов образцы собирали в ноябре с 14 индивидуальных деревьев (Ya1-Ya14). 

Для выделения суммарных белков почки березы (1.5 г) измельчали в ступке в жидком азоте в присутствии нерастворимого поливинилпирролидона (2.5 % по отношению к объему буфера; "Serva", Германия) и буфера (20 мл), содержавшего 0.1 М Tрис−HCl, рН 7.5, 12 мМ 2-меркаптоэтанол, 1% ДДС, 10 мМ ЭДТА, 3 мМ фенилметилсульфонилфторид [12]. Гомогенат центрифугировали 20 мин при 50 000 g. К супернатанту, профильтрованному через капроновую ткань, добавляли поливинилпирролидон (2.5%) и снова центрифугировали 20 мин при 50 000 g. Все процедуры проводили при 4°С. Белки осаждали пятью объемами ацетона при (20°С. Содержание белка определяли методом Lowry с соавт. [13] с помощью набора ("Bio-Rad", США). Электрофорез проводили в 12.5% ПААГ с ДДС [14] с использованием маркеров молекулярной массы ("Fermentas", Литва) и последующим окрашиванием белков Кумасси R-250. На треки наносили равное количество белка (15 мкг). Белки из ПААГ переносили на ПВДФ (поливинилиденфторид) мембрану ("Bio-Rad"). Данные сканирования мембран обрабатывали с помощью программы ImageJ 1.41o/Java 1.50_09 (США).

Дегидрины идентифицировали с помощью поликлональных антител против их консервативного К-сегмента в разведении 1 : 500 ("Agrisera", Швеция). Дегидрины визуализировали при помощи антикроличьих антител, конъюгированных со щелочной фосфатазой в разведении 1 : 2500 ("Sigma", США). В качестве хромогенных субстратов использовали 5-бромо-4-хлоро-3-индолилфосфат и нитротетразолий синий ("AppliChem", Германия).

Содержание воды в почках определяли взвешиванием после сбора образцов (свежая масса, FW). Сухой вес (DW) оценивали после высушивания тканей при температуре 105°C до постоянного веса. Содержание воды вычисляли по формуле:

[(FW ( DW)/FW] ( 100%.

На рис. 4 представлены средние значения (n = 3) и их стандартные ошибки.

Температуру воздуха в районе Якутска отслеживали по сайту URL http://www.wunderground.com. 

Эксперименты проводили в трехкратной биологической повторности.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ 

 

При сравнении 14 экземпляров B. platyphylla берез выявили полиморфизм дегидринов в период покоя растений (рис. 1). Были идентифицированы две группы дегидринов. В первую группу объединили дегидрины с низкими мол. м. - 15(21 кД; ко второй группе отнесли дегидрины с мол. м. в области 56(73 кД. Дегидрин с мол. м. 17 кД в достаточном количестве представлен у всех исследованных берез; другой мажорный дегидрин (18 кД) встречался у 5 экземпляров. Более редкими являлись 15 и 21 кД-дегидрины. Относительно высокомолекулярные дегидрины имели множество форм (не менее 15). Причем мажорные 66 и 69 кД-дегидрины были выявлены у большинства берез, тогда как другие мажорные белки - лишь у отдельных экземпляров.

Для того, чтобы выявить связь дегидринов с морозоустойчивостью растений, необходимо было изучить их сезонную динамику. Мы проанализировали образцы с трех растений - Ya3, Ya4, Ya6 (рис. 2). Дегидрины березы Ya3 обладали более высокой вариабельностью в низкомолекулярной области. Найдены мажорные 17, 18, 21 кД-дегидрины и минорный 15 кД-дегидрин. Меньшим полиморфизмом в этой области характеризовались березы Ya4 и Ya6, у которых был выявлен только мажорный 17-кД дегидрин. Среди более высокомолекулярных полипептидов зимой у всех берез идентифицировали дегидрин с мол. м. 69 кД, у берез Ya3 иYa6 - 66 кД-полипептид. 

Общие особенности сезонной динамики можно сформулировать как падение уровня дегидринов после выхода растений из покоя (период набухания почек), их минимальное содержание или отсутствие во время сезона активного роста и дальнейший подъем содержания дегидринов с конца лета (август). Дегидрины достигали относительно стационарного уровня в конце фенологической осени - в Центральной Якутии это октябрь. Причем динамика дегидринов с более высокими мол. м. (56(73 кД) была несколько отличной от таковой для низкомолекулярных дегидринов (15(21 кД). Группа белков с мол. м. 56(73 кД имела более сглаженную сезонную вариабельность, присутствовала во все сезоны и не исчезала полностью летом, хотя ее количество падало во время сезона активного роста.

У березы Ya3 в период подготовки к покою (август) увеличивался уровень мажорных 66 и 69 кД-дегидринов. Во время формирования новых почек (июль) содержание этих белков уменьшалось. Аналогичная картина изменений уровня 69 кД-дегидрина наблюдалась и у березы Ya4. У березы Ya6 обнаружили наиболее сложную картину изменений уровня дегидринов. В мае происходило уменьшение мажорных 66 и 69 кД-дегидринов. Дегидрин с мол. м. 66 кД почти исчез в июле-августе и далее снова наблюдался его рост до относительно постоянного уровня в сентябре. Уровень 69 кД-дегидрина стабилизировался в октябре. Еще один мажорный 64 кД-дегидрин идентифицировался только в августе.

Группа низкомолекулярных дегидринов имела четко выраженную динамику, исчезая полностью весной (апрель-май). Она не обнаруживалась в течение летних месяцев и появлялась вновь в начале цикла подготовки к покою. Наблюдались индивидуальные сдвиги в появлении и исчезновении низкомолекулярных дегидринов. У берез Ya3 и Ya4 низкомолекулярные дегидрины исчезали в мае; в то время как таковые у березы Ya6 отсутствовали уже в апреле. У березы Ya3 низкомолекулярные дегидрины были обнаружены в сентябре, тогда как эти полипептиды у берез Ya4 и Ya6 появлялись на месяц раньше.

Спектры суммарных белков были проанализированы на примере берез Ya3, Ya4 и Ya6, но явных различий между ними не обнаружено. Поэтому в качестве примера приведены данные для березы Ya3 (рис. 3). Одной из характерных черт спектра суммарных белков являлись сдвоенные полосы белков с мол. м. 26(27 и 49(51 кД. Причем выраженной сезонной динамикой с максимальным содержанием во время покоя и исчезновением в середине ростового сезона (июль) характеризовались белки с мол. м. 26(27 кД. Белки с мол. м. 49(51 кД присутствовали круглогодично, но во время периода покоя отмечали их повышенное содержание. Мажорные полипептиды с мол. м. 17 и 42 кД также имели сходную сезонную вариабельность. Некоторые полипептиды (с мол. м. 60, 68 и 79 кД), вероятно, ассоциированные с ростом и развитием растений, обнаруживались преимущественно в летний период.

По средним многолетним наблюдениям сокодвижение, означающее начало периода роста у берез Якутии, происходит в мае, хотя точный момент времени может несколько отличаться (в начале, середине или конце месяца). Короткий вегетационный период у растений Севера уравновешивается их интенсивным ростом в первой половине лета. В середине июля содержание воды достигало своего пика при формировании новых почек (59% от сырого веса) (рис. 4). В дальнейшем уменьшение длины дня и температуры воздуха вызывало остановку роста растений и включало процесс дегидратации, при котором происходило снижение содержания воды до 39% от сырой массы к концу зимы. С процессами обезвоживания в августе коррелировало появление низкомолекулярных дегидринов. Среди них наибольший интерес представлял встречающийся у всех берез мажорный дегидрин с мол. м. 17 кД (рис. 1 и 4). Динамика этого дегидрина, рассчитанного у трех разных берез по относительной денситометрической плотности, имела сходную картину, отличаясь только количеством. Его увеличение совпадало с началом осеннего изменения окрашивания листьев в августе. С появлением постоянного снежного покрова в Центральной Якутии (середина октября) количество этого дегидрина в почках достигало своих стационарных величин и оставалось постоянным в течение зимы, сохраняясь вплоть до апреля-мая.

ОБСУЖДЕНИЕ

 

Ранее были получены доказательства того, что дегидрины и кодирующие их гены участвуют в адаптации древесных растений к условиям перезимовки в условиях умеренного климата [5]. Изучение сезонной вариабельности экспрессии генов дегидринов и содержания этих белков у различных видов древесных показало их высокий уровень зимой и низкий летом во время интенсивного роста. Большинство дегидринов древесных растений индуцируется в ответ на низкую температуру, а некоторые из них - также и на короткий день. Мы изучили популяцию берез Якутии, которая состоит из очень холодоустойчивых генотипов. В почках 14 берез B. platyphylla в зимний период группа дегидринов с мол. м. 15(21 кД представлена 4 изоформами, а группа дегидринов с мол. м. 56(73 кД - не менее, чем 15 изоформами (рис. 1). 

Ранее было описано большее число изоформ пероксидаз берез в период зимнего покоя по сравнению с периодом активного роста [3, с. 149]. Насколько нам известно, данных по внутривидовому полиморфизму дегидринов у древесных растений мало. Не выявлена внутривидовая вариабельность дегидринов, выделенных из зимующих листьев трех видов Rhododendron [15]. Напротив, на основании сравнительного изучения генов дегидринов обнаружена их бόльшая аллельная вариабельность у разных экземпляров дуба Quercus petraea [16]. Пока не ясно, как сказываются особенности выявленного нами полиморфизма дегидринов на адаптационной пластичности якутских берез.

Ранее сезонная динамика дегидринов была изучена в почках B. pubescens, произрастающей в Финляндии [17]. У этих берез в зимний период отмечались мажорные дегидрины с мол. м. 24, 30 и 33 кД. В Финляндии процесс накопления дегидринов завершался в ноябре [17], в Якутии - в начале октября (рис. 2). Есть также данные исследования двух генов дегидринов B. pubescens в Фенноскандии. Экспрессия BpuDhn1 происходила в осенний период, а BpuDhn2 - в самые холодные месяцы зимы [18]. В контролируемых условиях при замораживании-оттаивании саженцев финской березы B. pendula в состоянии покоя показано, что во время оттаивания запускался синтез транскриптов дегидрина BpLTI36 для обеспечения надлежащего уровня морозоустойчивости в период частых колебаний температур [19]. Хотя экспрессия генов дегидринов в нашей работе не исследовалась, можно предположить, что поскольку зимой температура воздуха в Центральной Якутии постоянно держится в пределах низких отрицательных значений, у берез отсутствует возможность активного метаболизма, включая изменение состава белков. В этом они отличаются от растений умеренных зон, которые подвергаются неоднократным циклам замораживания-оттаивания, например, в Финляндии зимой колебания температуры происходят в пределах от (30ºС до +5ºС [19].

Известно о наличии кислого 36 кД-дегидрина, индуцируемого низкой температурой в листьях финской березы B. pendula [20], который в почках наших растений не обнаруживался. Наиболее близким к дегидрину с мол. м. 24 кД финской березы B. pubescens [17] являлся дегидрин с мол. м. 21 кД, встречающийся только у некоторых якутских берез B. platyphylla, например, у Ya3. Дегидрины финской березы B. pubescens идентифицировали с помощью гетерологических антител против засухоспецифического полипептида dsp 16 из Craterostigma plantagineum [17], в то время как мы использовали поликлональные антитела против консервативного К-сегмента дегидринов. Наблюдаемые различия в молекулярных массах могут быть связаны с тканевой и видовой спецификой растений, а также с особенностями использовавшихся антител. Кроме того, это может быть отражением более суровых условий перезимовки берез Якутии. Было бы интересно провести сравнительный анализ с соответствующими антителами и установить степень полиморфизма дегидринов между финскими и сибирскими популяциями.

Физиологическую роль дегидринов связывают с противостоянием дегидратации, так как они накапливаются в различных тканях растений во время обезвоживания [21]. В период зимнего сезонного стресса наблюдался значительный синтез дегидринов у растений, вероятно, вызванный снижением содержания воды [17]. Дегидрины накапливались при уменьшении содержания воды в тканях Cornus sericea во время подготовки к зиме [22]. У берез B. pubescens Фенноскандии содержание воды находилось в пределах от 50(57% сырого веса во время сезона роста и снижалось до 35(40% такового зимой [18]. 

Эти показатели сходны с представленными нами данными (рис. 4). Стабильно высокий уровень дегидринов с мол. м. 15(21 и 56(73 кД у B. platyphylla Якутии приходился на период покоя во время наиболее низких зимних температур и малого содержания влаги в тканях, когда морозоустойчивость достигала максимальных значений. Подтверждением является косвенная оценка уровня морозоустойчивости, измеренная нами по тканевой проницаемости с помощью оценки выхода электролитов, а также с применением игольчатых электродов в побегах центрально- и южноякутской популяций берез [23, 24]. Малая тканевая проницаемость связана с высокой морозоустойчивостью растений. Центральноякутские березы имели более низкую проницаемость тканей по сравнению с южноякутскими. Это коррелирует с минимальными температурами воздуха, которые зимой в Центральной Якутии в среднем бывают на 10°С ниже по сравнению с Южной Якутией.

Впервые в березах Якутии были обнаружены низкомолекулярные дегидрины с мол. м. 15(21 кД со стабильно высоким содержанием в период покоя, что позволяет использовать эту группу дегидринов в качестве маркеров морозоустойчивости. Ранее другими авторами на основании изучения криотолерантности и уровня дегидринов были предложены в качестве маркеров холодоустойчивости некоторые дегидрины двух видов винограда (Vitis vinifera, V. riparia) [25], ряда сортов пшеницы (Triticum aestivum) [26] и ячменя (Hordeum vulgare) [27]. Можно предположить, что высокий уровень дегидринов с мол. м. 15(21 кД будет наблюдаться у берез более северных регионов, подверженных действию экстремально низких температур. Повсеместное наличие 17-кД дегидрина у якутских берез может указывать на его более древний и эволюционно консервативный характер по сравнению с другими полипептидами, наблюдаемыми в той же области молекулярных масс.

Не исключается, что обнаруженные нами в спектре суммарных белков якутской березы полипептиды с мол. м. 26 и 27 кД имеют отношение к запасным белкам. Например, белки с мол. м. 30 и 31 кД были найдены в белковых тельцах хранения B. pubescens Финляндии [28]. У других видов растений также описаны запасные белки со сходными молекулярными массами [29].

В настоящей работе впервые выявлен внутривидовой полиморфизм дегидринов березы B. platyphylla в экстремально холодных климатических условиях Центральной Якутии. Насколько нам известно, группа низкомолекулярных дегидринов с мол. м. 15(21 кД со стабильно высоким содержанием в период покоя была обнаружена впервые, причем только дегидрин с мол. м. 17 кД встречался у всех экземпляров берез. Предполагается, что эта группа белков ассоциирована с морозоустойчивостью B. platyphylla.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках научного проекта № 09-04-98556 р_восток_а.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Сергеев Г.М. Климат // Атлас сельского хозяйства Якутской АССР. Москва: ГУГК, 1989. С. 92-96.

2.Уткин А.И. Леса Республики Саха (Якутия) - феномен таежного пояса Северной Евразии // Хвойные бореальной зоны. 2006. Вып. 3. С. 7-14.

3.Ветчинникова Л.В. Береза: вопросы изменчивости (морфо-физиологические и биохимические аспекты). Москва: Наука, 2004. 183 c.

4.Thomashow M.F. Plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1999. V. 50. P. 571-599.

5.Welling A., Palva E.T. Molecular control of cold acclimation in trees // Physiol. Plant. 2006. V. 127. P. 167-181.

6.Svensson J., Ismail A.M., Palva E.T., Close T.J. Dehydrins // Cell and Molecular Responses to Stress / Eds. Storey K.B., Storey J.M. Amsterdam: Elsevier, 2002. P. 155-171.

7.Kosova K., Prasil I.T., Vitamvas P. Role of dehydrins in plant stress response // Handbook of Plant and Crop Stress / Ed. Pessarakli M. Tucson: CRC, 2010. P. 239-285.

8.Campbell S.A., Close T.J. Dehydrins: genes, proteins, and associations with phenotypic traits // New Phytol. 1997. V. 137. P. 61-74.

9.Peng Y., Reyes J.L., Wei H., Yang Y., Karlson D., Covarrubias A.A., Krebs S.L., Fessehaie A., Arora R. 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 // Physiol. Plant. 2008. V. 134. P. 583-597. 

10.Бубякина В.В., Татаринова Т.Д., Пономарев А.Г., Перк А.А., Соломонов Н.Г. Особенности сезонной динамики дегидринов Betula platyphylla Sukacz., ассоциированные с формированием морозоустойчивости в условиях криолитозоны // Докл. АН. 2011. Т. 439. С. 844-847.

11.Петров К.А., Софронова В.Е., Бубякина В.В., Перк А.А., Татаринова Т.Д., Пономарев А.Г., Чепалов В.А., Охлопкова Ж.М., Васильева И.В., Максимов Т.Х. Древесные растения Якутии и низкотемпературный стресс // Физиология растений. 2011. Т. 58. С. 866-874.

12.Korotaeva N.E., Oskorbina M.V., Kopytova L.D., Suvorova G.G., Borovskii G.B., Voinikov V.K. Variations in the content of stress proteins in the needles of common pine (Pinus sylvestris L.) within an annual cycle // J. For. Res. 2012. V. 17. P. 89(97. 

13.Lowry O.H., Rosenbrough N.G., Farr A.L., Randall R.G. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. V. 193. P. 265-275.

14.Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 // Nature. 1970. V. 227. P. 680-685.

15.Marian C.O., Krebs S.L., Arora R. Dehydrin variability among Rhododendron species: a 25-kDa dehydrin is conserved and associated with cold acclimation across diverse species // New Phytol. 2003. V. 161. P. 773-780.

16.Vornam B., Gailing O., Derory J., Plomion C., Kremer A., Finkeldey R. Characterization and natural variation of a dehydrin gene in Quercus petraea (Matt.) Liebl. // Plant Biol. 2011. V. 13. P. 881-887.

17.Rinne P., Welling A., Kaikuranta P. Onset of freezing tolerance in birch (Betula pubescens Ehrh.) involves LEA proteins and osmoregulation and is impaired in an ABA-deficient genotype // Plant Cell Environ. 1998. V. 21. P. 601-611.

18.Welling A., Rinne P., Vihera-Aarnio A., Kontunen-Soppela S., Heino P., Palva E.T. Photoperiod and temperature differentially regulate the expression of two dehydrin genes during overwintering of birch (Betula pubescens Ehrh.) // J. Exp. Bot. 2004. V. 55. P. 507-516.

19.Welling A., Palva E.T. Involvement of CBF transcription factors in winter hardiness in birch // Plant Physiol. 2008. V. 147. P. 1199-1211.

20.Puhakainen T., Li Ch., Boije-Malm M., Kangasjärvi J., Heino P., Palva E.T. Short day potentiation of low temperature-induced gene expression of a C-repeat-binding factor-controlled gene during cold acclimation in silver birch // Plant Physiol. 2004. V. 136. P. 4299-4307.

21.Ingram J., Bartels D. The molecular basis of dehydration tolerance // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1996. V. 47. P. 377-403. 

22.Karlson D.T., Fujino T., Kimura S., Baba K., Itoh T., Ashworth E.N. Novel plasmodesmata association of dehydrin like proteins in cold-acclimated Red-osier dogwood (Cornus sericea) // Tree Physiol. 2003. V. 23. P. 759-767.

23.Пономарев А.Г., Татаринова Т.Д., Перк А.А., Бубякина В.В., Алексеев В.А. Физиолого-биохимические характеристики Betula platyphylla в связи с условиями произрастания на многолетней мерзлоте // Вестн. Моск. гос. ун-та леса - Лесной вестник. 2009. № 2. С. 12-16.

24.Перк А.А., Пономарев А.Г., Татаринова Т.Д., Бубякина В.В. Физиолого-биохимические характеристики Betula platyphylla в условиях Центральной и Южной Якутии // Изв. Самарск. науч. центра РАН. 2011. Т. 13. С. 874-877.

25.Xiao H., Nassuth A. Stress- and development-induced expression of spliced and unspliced transcripts from two highly similar dehydrin 1 genes in V. riparia and V. vinifera // Plant Cell Rep. 2006. V. 25. P. 968-977.

26.Vitamvas P., Saalbach G., Prasil I.T., Capkova V., Opatrna J., Jahoor A. WCS120 protein family and proteins soluble upon boiling in cold-acclimated winter wheat // J. Plant Physiol. 2007. V. 164. P. 1197-1207.

27.Kosova K., Holkova L., Prasil I.T., Prasilova P., Bradacova M., Vitamvas P., Capkova V. Expression of dehydrin 5 during the development of frost tolerance in barley (Hordeum vulgare) // J. Plant Physiol. 2008. V. 165. P. 1142-1151.

28.Rinne P., Kaikuranta P., van der Plas L., van der Schoot C. Dehydrins in cold-acclimated apices of birch (Betula pubescens Ehrh.): production, localization and potential role in rescuing enzyme function during dehydration // Planta. 1999. V. 209. P. 377-388.

29.Sauter J., van Cleve B. Biochemical, immunochemical, and ultra-structural studies of protein storage in poplar (Populus ( canadensis "robusta") wood // Planta. 1990. V. 183. P. 92-100.

 

ПОДПИСИ К РИСУНКАМ

 

Рис. 1.Спектры дегидринов в почках B. platyphylla в период покоя (ноябрь 2009 г.). 

а - березы Ya1-Ya7, б - березы Ya8-Ya14. Белки разделяли с помощью SDS-PAGE и переносили на ПВДФ (поливинилиденфторид) мембрану. Дегидрины обнаружены с помощью антител, полученных против консервативного K-сегмента. Слева указаны молекулярные массы стандартов, справа - молекулярные массы дегидринов.

 

Рис. 2.Спектры дегидринов в почках трех берез B. platyphylla с января по декабрь 2009 г. 

а - Ya3, б - Ya4, в - Ya6. Слева указаны молекулярные массы стандартов, справа - молекулярные массы дегидринов.

 

Рис. 3.Спектры суммарных белков в почках березы Ya3 с января по декабрь 2009 г. Белки разделяли с помощью SDS-PAGE. Слева указаны молекулярные массы стандартов, справа - молекулярные массы некоторых полипептидов с сезонной динамикой.

 

Рис. 4.Содержание воды и 17-кД дегидрина в почках трех берез.

1 - содержание воды (%); 2-4 - содержание дегидрина 17 кД (отн. ед.) у Ya3 (2), Ya4 (3), Ya6 (4); 5 - средние, 6 - минимальные температуры (°С) воздуха с января по декабрь 2009 г. Денситометрическая плотность 17-кД дегидрина у березы Ya4 в июле принята за нулевой уровень.