Реферат: Материалы постерного доклада Кривобок А. С., Беляк А.М., Бибиковой Т. Н. «Временные фазы развития боковых корней Arabidopsis thaliana» предоставляемые для участия в X международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений», Беларусь, г. Минск 23-25 октября 2024 года В своей работе с Arabidopsis thaliana мы проанализировали боковые корни длиной от 0,4 до 70,0 мм (III-VI стадия развития по классификации Дж. Кисса) с точки зрения развития их клеточной структуры, изменения пространственной ориентации и скорости роста, а также отклика на экзогенную аппликацию гормона ауксина. Опираясь на длину БК и время развития корня было обнаружено, что в стационарных условиях БК арабидопсиса представлены одним фенотипом, который имеет стандартную программу развития, состоящую из нескольких периодов. Для каждого периода свойственны свои отличительные процессы: от становления меристемы до инициации БК третьего порядка. Показано, что скорость роста БК A. thaliana растёт по мере удлинения корня, ускорение роста продолжается и после достижения VI стадии развития по Дж. Киссу. Максимальные зафиксированное значение скорости роста БК составило более 10 мкм/мин. Установлено, что поперечное деление меристематических клеток удлиняет меристему БК (LRAM), в то время как продольные деления клеток меристемы БК наращивают диаметр БК. В течение нашего наблюдения длина меристемы БК увеличилась более чем 10 раз: от 40µм (первые сутки после прорезывания БК из ГК, длина БК от 0,4 мм) до 500µм (7-8 сутки после прорезывания БК из ГК, длина БК от 50 мм), а диаметр БК увеличился в 2 раза с 90 до 180 µм. Основанием для ускоренного роста БК является как увеличение темпов деления клеток в меристеме, так и интенсивность растяжения клеток за границами меристемы. Однако, для различных периодов роста корня соотношение скоростей этих процессов неодинаково. В период с 3 до 7 суток скорость роста БК за счёт растяжения клеток выходит на стационарный уровень, не составляя вклад в ускорение роста БК. Максимальная зарегистрированная длина кортикальных клеток (CL) составила порядка 220 μм и наблюдалась у БК длиной более 20 мм. Показано, что угол наклона кончика БК по отношению к вектору гравитации (GSA), в процессе длительного роста БК не стабилизируется в области близких к 0 значений, соответствуя закономерностям, установленным ранее для БК длиной до 10 мм, а продолжает меняться. GSA БК длиной от 20 мм повышается до значений 15-20˚ на фоне общего увеличения дисперсии измеряемой величины. Следствием этого процесса является распространение корневой системы в горизонтальном направлении. Экзогенная аппликация ауксина (IAA) в концентрациях 10, 100 и 1000нМ позволила выявить три последовательные фазы роста БК, в ходе которых повышается чувствительность БК к ингибирующему действию ауксина: БК длиной до 1мм, БК длиной от 1 до 20 мм и БК длиной более 20 мм. Установление более точных границ перехода БК от одной фазы роста к другой стало возможным при использовании времени роста БК после его прорезывания из ГК в качестве опорной характеристики роста БК. MCP -анализ изменений скорости роста (r) БК во времени (T) выявил несколько наиболее вероятных областей для нахождения точек перегиба функции r(T), которые совпадают с некоторыми известными границами между стадиями роста БК, а также подтверждают обнаруженное нами различие между БК короче и длиннее 20 мм. Для области значений r(T) при T=40±5, высокая вероятность нахождения точки перегиба функции r(T) совпадает с границей между IV и V стадией роста, а также с наиболее вероятными точками перегиба функций GSA(T), CL(T) и LRAM(T). В области значений r(T) при T=100±15, вероятность нахождения второй точки перегиба функции r(T) совпадает с границей между V и VI стадией роста, а также с областью перегиба функции GSA(T) и с наиболее вероятным периодом для остановки роста БК. Все перечисленные в этот период изменения происходят на фоне повышения чувствительности БК к ауксину. При T=145±15 ч вероятно расположение третьей точки перегиба для функции r(T), а также для функций GSA(T) и CL(T). Выводы. Существенные изменения в БК происходят в строго определённые периоды его развития и сопряжены с изменением уровня ауксина и/или других растительных гормонов: Спустя 40 часов после прорезывания БК из ГК при переходе от IV к V стадии развития, темпы сокращения GSA БК снижаются, меристема БК переходит к равноускоренному темпу роста, повышается чувствительность БК к ингибирующему воздействию экзогенного ауксина. Спустя 100 часов после прорезывания БК из ГК при переходе от V к VI стадии развития на фоне зрелой колумеллы БК меняет характер изменения GSA в пользу его увеличения. В неблагоприятных условиях этот период является наиболее вероятным для остановки роста БК. Спустя 145 часов после прорезывания БК из ГК, при длине БК более 20 мм, его чувствительность к ингибирующему воздействию экзогенного ауксина становится максимальной. Часть клеток кортекса достигают своей предельной длины, наступает период начала прорезывания БК третьего порядка.

Библиографическая ссылка: Бибикова Т.Н. , Кривобок А.С. , Беляк А.М.
Временные фазы развития боковых корней A. thaliana
X Международная научная конференция «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» 23-25 окт. 2024