Физиология растений, 2024, № 1

Российская академия наук
ФИЗИОЛОГИЯ 
РАСТЕНИЙ
Том 71 № 1 2024 Январь – Февраль
Основан в 1954 г. акад. А.Л. Курсановым 
Выходит 6 раз в год
ISSN: 0015-3303
Главный редактор
Вл.В. Кузнецов (Москва)
Жуpнал издается под pуководcтвом Отделения биологичеcкиx наук РАН 
Редакционная коллегия:
С.И. Аллахвердиев (Москва), К. Аппенрос (Йена, Германия),
Н.П. Битюцкий (Санкт-Петербург), А.А. Булычев (Москва),
И.Д. Волотовский (Минск, Беларусь), П.Ю. Воронин (Москва),
И.В. Голденкова-Павлова (зам. гл. редактора, Москва),
Е.В. Дейнеко (Новосибирск), К. Дюма (Лион, Франция),
Ю.Н. Журавлёв (Владивосток), Ю.В. Иванов (Москва),
А.У. Игамбердиев (Сент-Джонс, Канада), О.В. Карпова (Москва),
В.Д. Креславский (Пущино), В.В. Кузнецов (Москва),
Н.А. Ламан (Минск, Беларусь), Т.Х. Максимов (Якутск),
А.В. Носов (Москва), А.М. Носов (Москва),
Р. Оельмюллер (Йена, Германия), Б. Панис (Левен, Бельгия),
Х. Притчард (Кью, Великобритания),
Г.А. Романов (Москва), П.К. Сакцина (Гуэлф, Канада).
И.В. Серегин (зам. гл. редактора, Москва),
В.П. Сингх (Аллахабад, Индия), А.Е. Соловченко (Москва),
Х. Счат (Вагенинген, Нидерланды),
А.Ф. Титов (Петрозаводск), Т. Томо (Токио, Япония),
М.С. Трофимова (Москва), Э.Е. Хавкин (Москва),
М.А. Холл (Абериствис, Великобритания),
В.Е. Цыганов (Санкт-Петербург), Т. Шмюллинг (Берлин, Германия)
Заведующая редакцией Пименова Елена Анатольевна
Адрес редакции: 
127276 Москва, Ботаническая ул., 35, 
тел. 8 (499) 678-54-35;
эл. почта: fizrast@mail.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала «Физиология
 
растений» (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 71, номер 1, 2024
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Индуцированный бактериальным элиситором FLG22 эндоцитоз  
в иммунной реакции клеток корней Arabidopsis thaliana 
Л. А. Халилова, А. С. Воронков	
3
Оценка способности клонов плюсовых деревьев Picea abies (l.) H. Karst.  
из среднетаежной подзоны Карелии к соматическому эмбриогенезу
Р. В. Игнатенко, О. В. Чирва, М. А. Ершова,  
Н. А. Галибина, И. А. Теслюк	
14
Возрастные и адаптивные изменения показателей про-/антиоксидантного  
метаболизма и дыхания листьев зимне-зеленого травянистого растения Ajuga reptans L.  
в природных условиях таежной зоны
М. А. Шелякин, Е. В. Силина, Т. К. Головко	
22
Характеристика нового гена монодегидроаскорбатредуктазы у кукурузы (Zea mays L.)  
и его роль в ответе на стрессы
М. А. Филюшин, Д. Х. Архестова, Е. З. Кочиева, А. В. Щенникова	
34
Предполагаемые молекулярные аспекты функционирования дегидрогеназы  
полуальдегида янтарной кислоты в листьях пшеницы (Triticum aestivum L.)  
при солевом стрессе
Д. Н. Федорин, А. С. Бородин, А. Т. Епринцев	
45
Адаптация галофитов литорали к условиям приморских территорий Белого моря:  
участие жирнокислотного состава липидов
Е. Ф. Марковская, А. А. Зорина, Е. Н. Гуляева,  
А. А. Стародубцева, А. А. Кособрюхов	
51
Влияние мелатонина и обезвоживания на уровень ПОЛ и дыхание  
зародышей семян гороха, рост проростков и окислительную активность  
митохондрий эпикотилей 
И. П. Генерозова, С. В. Васильев, П. А. Буцанец, А. Г. Шугаев	
59
Устойчивость растений Sisymbrium lipskyi к цинку  
и их фиторемедиационный потенциал
И. В. Дроздова, И. Б. Калимова, А. И. Беляева,  
Г. А. Пожванов, Н. В. Алексеева-Попова	
70
Катионная пероксидаза сорго и ее участие в защите растения  
в условиях загрязнения
Е. В. Щербакова, Е. В. Дубровская, Н. Н. Позднякова,  
А. А. Галицкая, О. В. Турковская	
81
Фенольные соединения и биологическая активность экстрактов каллусов  
и нативных растений солодки
А. А. Ермошин, И. С. Киселёва, Б. А. Галишев, М. В. Улитко	
91

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Применение бромкрезолового зеленого для спектрофотометрического  
определения содержания алкалоидов на примере руты душистой
А. И. Валиева, А. Н. Акулов	
101

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, 2024, том 71, № 1, с. 3–13 
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 581.1
ИНДУЦИРОВАННЫЙ БАКТЕРИАЛЬНЫМ ЭЛИСИТОРОМ FLG22 
ЭНДОЦИТОЗ В ИММУННОЙ РЕАКЦИИ КЛЕТОК 
КОРНЕЙ Arabidopsis thaliana
© 2024 г.  Л. А. Халиловаa, *, А. С. Воронковa
aФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии растений 
им. К.А. Тимирязева Российской академии наук, Москва, Россия
*e-mail: lhalilova@mail.ru
Поступила в редакцию 31.08.2023 г.
После доработки 03.10.2023 г.
Принята к публикации 04.10.2023 г.
Разнообразные молекулы патогенного происхождения, такие как бактериальный флагеллин 
(flg22), распознаются растениями через рецепторы плазматической мембраны и индуцируют как 
местные, так и системные иммунные реакции. При этом везикулярный транспорт является ключевым в обеспечении быстрого и точного реагирования. При взаимодействии с патогенами, локализованными на поверхности клеток, иммунные рецепторы подвергаются эндоцитозу по общему 
эндосомальному пути. Какой из везикулярных путей патогены используют для проникновения 
в ткани и какое значение имеет в этом процессе flot1 остается не до конца изученным. Данное исследование посвящено влиянию биотических факторов стресса на иммунную реакцию растений 
Arabidopsis thaliana дикого типа и его нокаут-мутанта Atflot1ko. Изучены процессы эндоцитоза под 
действием разных агентов: 1-нафталинлуксусной кислоты и метил-ß-циклодекстрина. С помощью трансмиссионной электронной микроскопии выявлены различия в ответных реакциях клеток на стресс, индуцированный flg22. Показано, что биотический стресс у нокаут-мутантов активирует секреторный путь (экзоцитоз), необходимый для защиты клеток от действиях патогена на 
поверхности клетки, тогда как у растений дикого типа активируется эндоцитоз, направленный на 
перемещение патогена в вакуоль. Полученные данные показали, что обработка мутантов Atflot1ko 
бактериальным пептидом сохраняет активность работы комплекса Гольджи и способность этой 
структуры формировать ранние эндосомы, принимающие непосредственное участие в транспорте защитных белков к месту проникновения патогена.
Ключевые слова: Arabidopsis thaliana, бактериальный пептид, биотический стресс, иммунный ответ, клатрин-зависимый эндоцитоз, патогены, рецепторы мембраны, флотилин, экзоцитоз, flg22
DOI: 10.31857/S0015330324010011, EDN: NWQHLL
ВВЕДЕНИЕ
Растения, как и все другие живые организмы, 
неразрывно связаны со средой обитания. Однако, в силу прикрепленного образа жизни, их зависимость от окружающей среды значительно 
выше, чем у подвижных форм, и они постоянно 
вынуждены приспосабливаться к ее изменениям. В природе растения постоянно подвержены 
комбинированному стрессу, который условно 
можно разделить на абиотическую и биотическую составляющие [1]. В настоящее время адаптация к абиотическим факторам среды изучена 
Сокращения: ЭР – эндоплазматический ретикулум; ПМ – плазматическая мембрана; ПП  – переплазматическое пространство; ПЭ/МВТ – поздние эндосомы/мультивезикулярные тела; 
КЗЭ/КНЗЭ  – клатрин зависимый и клатрин независимый 
эндоцитоз; РЭ – ранние эндосомы; КГ – комплекс Гольджи; 
ТГС – транс Гольджи сеть.
значительно полнее, чем к биотическим, вследствие простоты модуляции воздействия отдельных абиотических стрессоров в лабораторных 
условиях [1]. Растительные организмы для изучения окружающей среды используют рецепторы своих клеток. Известно, что растения имеют 
врожденные поверхностные и внутриклеточные 
иммунные рецепторы, способные обнаруживать 
присутствие микробных патогенов и запускают 
защитные реакции для прекращения или ограничения их роста [2]. Таким образом, очевидно, что 
изучение механизмов рецепции и ответных реакций организма растений на биотические стрессоры является крайне важной задачей для оценки 
адаптационного потенциала растений в целом.
У растений представлено два основных типа 
везикулярного транспорта: 1) секреторный путь, 
который транспортирует вновь синтезированные 
3

ХАЛИЛОВА, ВОРОНКОВ
полисахариды [17]. Когда рецепторный белок 
распознает одну такую микробную молекулу, 
активируется и образуется комплекс с другими белками  – корецепторами. Затем белковый 
комплекс посылает сигнал в клетку, чтобы вызвать иммунный ответ. Flg22 представляет собой 
фрагмент бактериального флагеллина, который, 
связываясь с флагеллин-чувствительным рецептором 2 (FLS2) [18], индуцирует взаимодействие 
последнего с его корецептором – BRI1-ассоциированной киназой 1 (BAK1) [19, 20] и запускает эндоцитоз FLS2 [16]. В результате данных 
процессов активируется консорциум защитных 
механизмов, в том числе и иммунный ответ растений [19, 21]. FLS2 функционирует как важный 
рецептор клеточной поверхности в иммунитете растений против бактериальной инфекции и 
запускает защитные силы растений после стимуляции бактериальным флагеллином или производным от флагеллина пептидом flg22  [21]. 
Нарушение интернализации FLS2 коррелирует с измененными ответами flg22 [16, 19, 22]. 
FLS2-рецепторы ПМ постоянно подвергаются 
РОЭ и возвращаются обратно в плазмалемму через ранние эндосомы/транс Гольджи сети (ТГС) 
(секреторный путь) [23, 24]. Лиганд-активированные рецепторы сортируются в ТГС и транспортируются в поздние эндосомы/мультивезикулярные тела (ПЭ/МВТ) [16, 25, 26]. Деградация 
таких FLS2-эндосом происходит внутри вакуолей, поскольку убиквитинированные белки, удаляемые с ПМ путем эндоцитоза, сортируются 
в ТГС и отправляются в МВТ и далее в вакуоль 
для дальнейшей деградации [27, 28]. Таким образом, распознавание flg22 растениями и быстрый 
локальный иммунный ответ ослабляют рост бактерий и могут индуцировать системную устойчивость к последующей инфекции [29].
Цель работы – анализ изменений, происходящих в клетках корней растений A. thaliana в 
ответ на биотический стресс, индуцированный 
бактериальным пептидом flg22, и выявление 
участия флотилинов и белков микродоменов 
ПМ в иммунном ответе растений.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
белки из эндоплазматического ретикулума (ЭР) в 
плазматическую мембрану (ПМ) или переплазматическое пространство (ПП); 2) эндоцитарный путь (клатрин-зависимый и независимый), 
который перебрасывает поверхностно локализованные белки ПM через ранние эндосомы, а также интернализирует груз в вакуоль через поздние 
эндосомы/мультивезикулярные тела (ПЭ/МВТ). 
Процесс мембранного трафика по обоим путям 
включает отпочковывание везикул от донорской 
мембраны и последующий транспорт, привязывание и слияние везикул с мембраной-мишенью [3]. Клатрин-опосредованный (зависимый) 
эндоцитозный путь (КЗЭ) является основным 
и наиболее изученным в клетках растений [4]. 
К клатриновому пути относится и рецептор-опосредованный эндоцитоз (РОЭ), который играет 
важную роль в развитии, росте и защите клеток 
от патогенов, регулируя уровни и распределение 
рецепторов клеточной поверхности [5–7], однако такой эндоцитоз у растений мало изучен. 
Другой, клатрин-независимый (КНЗЭ), путь 
эндоцитоза в клетках растений связан с рафтами (участками ПМ, обогащенными стеринами 
и сфинголипидами), которые включают в себя 
специфические мембранные белки, такие как 
флотилин 1 (Flot1) [8]. Известно, что абиотический стресс индуцирует КНЗЭ в клетках растений, и флотилины в составе микродоменов ПМ 
участвуют в образовании ранних эндосом на 
транс-стороне комплекса Гольджи (КГ) [8, 9]. 
Нами также было показано, что нокаут-мутация 
flot1 в условиях абиотического стресса приводит 
к деформации КГ и, как следствие, к дефекту 
образования ранних эндосом в клетках корней 
Arabidopsis thaliana [10].
ПМ образует первичный интерфейс эукариотических клеток для обнаружения потенциально вторгающихся патогенов. Распознавание 
ассоциированных с микробами молекулярных 
паттернов (microbe-associated molecular patterns, 
MAMPs) на ее поверхности опосредуется рецепторами 
распознавания 
образов 
(pattern 
recognition receptors, PRRs) – важнейшими компонентами врожденной иммунной системы растений. Охарактеризован широкий спектр различных PRR для консервативных микробных 
паттернов, включая более 10 с известными лигандами [11, 12] A. thaliana широко используется 
в качестве модельной растительной системы для 
изучения взаимодействия растения с патогенами в целом. Яркими примерами трансмембранных рецепторных киназ являются иммунные 
рецепторы флагеллина 2 (FLS2). FLS2 представляет собой PRR, который обнаруживает консервативные молекулярные паттерны, связанные с 
микробами или патогенами (pathogen-associated 
molecular patterns, PAMPs) [13, 14], такими как 
грибковый хитин [15], флагеллин [16], липоОбъект исследования. Работа выполнена на 
растениях Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. дикого 
типа (ДТ) (экотип Col-0) и его нокаут-мутанте Atflot1ko (SALK_205125C). Данные о вставке 
и характеристика мутанта были опубликованы нами ранее [30]. Пятидневные проростки 
A.  thaliana ДТ и Atflot1ko как для FM-окрашивания, так и для трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) были выращены на 
агаризованой ½ МС-среде с 0.5% сахарозой при 
температуре 23 ± 2°С, относительной влажности 
воздуха 70 ± 5%, фотопериоде 16 ч/сут и интенФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ         том 71          № 1          2024

	
ИНДУЦИРОВАННЫЙ БАКТЕРИАЛЬНЫМ ЭЛИСИТОРОМ FLG22 ЭНДОЦИТОЗ	
5
реносили в 96% этанол – 1 ч; 100% этанол : 100% 
ацетон – 1 : 1 (об/об) – 1 ч; 100% ацетон – 1 ч 
и далее в смесь эпоксидной смолы (“Fluka”, cat. 
№ 2920114, Германия) и ацетона в соотношении 
1 : 8, 1 : 4, 1 : 1 (об/об). После полимеризации 
образцов с помощью ультрамикротома Om U3 
(“Reihert”, Австрия) были получены ультратонкие срезы. Для  просмотра в ТЭМ LIBRA 120 
(“Carl Zeiss”, Германия) срезы помещали на сетки и контрастировали 1% уранилацетатом.
Статистический анализ. Для  статистического анализа использовали факторный дисперсионный анализ с апостериорным критерием HSD для неравных выборок в программе 
STATISTICA10 (StatSoft). На  графиках представлены средние значения и их стандартные 
отклонения, разными буквами указаны достоверно отличающиеся величины при P < 0.05 
или 0.001.
РЕЗУЛЬТАТЫ
сивности света 80 мкмоль квантов ФАР/м2 с, 
полученного от люминесцентных ламп ЛБ-80 
(“Philips”, Польша).
FM4-64 окрашивание. В  ходе эксперимента 5-дневные проростки инкубировали в 1 мл 
жидкой ½ MС-среде (без 0.5% сахарозы, рН 5.8). 
Для изучения динамики поглощения FM4-64 через 5, 15, 30, 45, 60 мин отбирали растения для детекции сигнала маркера. В контрольном варианте 
опыта проростки инкубировали с эндоцитозным 
красителем FM4-64 (2 мкМ) при комнатной температуре в течение 1 ч. В опытном варианте в среду инкубации одновременно с красителем вносили 10 мкМ flg22 (GenScript, #RP19986, США). 
Через 1 ч проростки переносили на предметное 
стекло и визуализировали с помощью микроскопа Axio-Imager Z2 (“Carl Zeiss”, Германия). Изображения получали с помощью монохромной 
высокочувствительной камеры AxioCamMRm 
(“Carl Zeiss”, Германия) в программе AxioVision 
4.8. Флуоресценцию FM4-64 (красный псевдоцвет) детектировали, используя наборы фильтров 
№ 14 (λex 510–560 нм, λem > 590 нм; “Carl Zeiss”, 
Германия). Средняя интенсивность пикселей 
цитозольной стороны клеток, исключая плазматическую мембрану, были измерены с помощью 
программы ZEN Blue (“Carl Zeiss”, Германия). 
Для анализа использовали не менее 50 снимков 
в каждом варианте опыта.
Обработка корней НУК и MßЦД. 5-дневные проростки в течение 30 мин инкубировали 
в 1 мл жидкой ½ MС-среде (без 0.5% сахарозы, 
рН 5.8) с добавлением 100 мкМ НУК (“Sigma”, 
#N1641, Великобритания). Далее корни переносили в инкубирующий раствор с добавлением 2 мкМ FM4-64 и 10 мкМ flg22 при комнатной температуре и продолжали инкубацию еще 
60 мин. При одновременной предобработке проростков НУК и MßЦД в раствор ½ MС-среды добавляли 100 мкМ НУК и 10 мМ MßЦД (“Sigma”, 
#128446-36-6, Китай). Далее все так же, как при 
обработке НУК. Обработка изображений была 
такая же, как при окрашивании FM4-64.
Трансмиссионная электронная микроскопия. 
Изучение ультраструктуры клеток корней проростков A. thaliana ДТ и Atflot1ko проводили с помощью ТЭМ. Образцы подготавливали в соответствии со стандартной методикой [9]. Кусочки 
корней (2–3 мм) были вырезаны на расстоянии 
1–2 мм от кончика корня. Образцы предварительно инкубировали в 10 мкм flg22 в течение 1 ч 
и далее фиксировали в 2.5% растворе глутарового альдегида в течение 3 ч с постфиксацией в 
1% OsO4 при 4°С в течение суток. Фиксирующие 
растворы готовили на основе 0.05 М какодилатного буфера, рН 7.2. После фиксации образцы 
обезвоживали в спиртах (30 и 40% – 2 раза по 
15 мин; 50 и 60% – 2 раза по 30 мин; 70% – на 
ночь при 4°С). На следующий день образцы пеДинамика поглощения FM4-64. Чтобы получить общее представление об участии флотилинов в иммунном ответе растений, мы исследовали эндоцитоз в клетках корней 5-дневных 
проростков растений A. thaliana ДТ и его нокаут-мутанта (Atflot1ko).
Известно, что в процессе эндоцитоза FM4-64 
интернализуется в ПМ клетки. На  рис. 1 показана динамика поглощения зонда клетками 
корней в зоне растяжения у растений A. thaliana 
ДТ и Atflot1ko. Ранее нами было продемонстрированно, что в исследуемой зоне корней у ДТ и 
нокаут-мутанта в условиях засоления (100 мМ 
NaCl) через 30 мин инкубации проростков в растворе FM4-64 интенсивность флуоресценции у 
растений нокаут-мутанта была выше, чем у ДТ, 
в 2 раза [10].
В данной работе 5-дневные проростки исследуемых линий растений подвергались действию 
биотического фактора стресса. Растения были 
предобработаны бактериальным пептидом flg22 
в течение 1 ч, и затем мы оценивали динамику 
поглощения и сигнал флуоресценции маркера 
клетками корня. Полученные результаты показали, что интенсивность FM4-64 у нокаут-мутанта через 1 ч после обработки пептидом сохранялась высокой и была более чем в 2 раза выше, 
чем у ДТ (рис. 1; 2а, г). При этом максимум флуоресценции эндоцитозного маркера приходился 
на 30 мин, как и при действии абиотического 
стресса. Динамика поглощения FM4-64 клетками корней показала, что интенсивность флуоресценции зонда в клетках нокаут-мутанта сохранялась высокой на всем промежутке времени 
по сравнению с ДТ.
Для изучения роли флотилинов в иммунном 
ответе растений мы проанализировали flg22-инФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ          том 71          № 1          2024

ХАЛИЛОВА, ВОРОНКОВ
3000
A
2500
B
B
2
B
2000
**
**
**
**
1500
a
1000
*
C
b
b
bc1
500
c
Интенсивность FM4-64, отн. ед.
D d
0
0
45
60
5
15
30
Время, мин
Рис. 1. Динамика конститутивного поглощения 
эндоцитозного маркера FM4-64 клетками корней 5-дневных проростков растений A. thaliana. 
FM4-64 – 2 мкМ, 1 – дикий тип, 2 – нокаут-мутант 
AtFlot1ko (SALK_205125C). Значения сравнивали независимо для каждой временной точки (* – Р < 0.05, 
** – Р < 0.001) и в каждом варианте на протяжении 
всего времени эксперимента (разными латинскими 
буквами обозначены статистически достоверные 
значения при Р < 0.05).
дуцированную иммунную реакцию клеток растений ДТ и Atflot1ko. Известно, что флотилины 
входят в состав нанодоменов ПМ и в условиях 
засоления участвуют в КНЗЭ [8]. Ранее нами 
было показано, что внесение в среду инкубации 
проростков ДТ и нокаут-мутанта 100 мМ NaCl 
не оказало влияния на интенсивность флуоресценции FM4-64 по сравнению с условиями отсутствия NaCl в среде [10]. В отличие от абиотического стресса, действие биотических факторов 
среды значительно увеличивало интенсивность 
флуоресценции FM4-64. Обработка проростков 
исследуемых линий растений flg22 в течение 1 ч 
приводила к увеличению интенсивности поглощения FM4-64 почти в 2.5 раза в клетках корней 
ДТ и в 1.5 раза у нокаут-мутанта (рис. 2б, д; 3), 
тем самым демонстрируя активацию эндоцитоза 
в клетках корней.
Действие 10 мМ НУК, ингибитора КЗЭ на 
проростки, обработанные пептидом flg22, не 
оказало ингибирующего действия на эндоцитоз 
в клетках корней дикого типа, лишь отмечалось 
небольшое, статистически недостоверное снижение флуоресценции FM4-64. При этом в клетI
II
III
ДТ
Atflot1ko
Рис. 2. Интенсивность флуоресценции FM4-64 в клетках корней 5-дневных проростков растений A. thaliana дикого 
типа (ДТ) (а, б, в) и нокаут-мутанта (AtFlot1ko) (г, д, е). I – контроль (а, г), II – 10 мкМ flg22 (б, д), III – 10 мкМ flg22 + 
+ 100 мкМ НУК + 10 мМ MßЦД (в, е). Пунктирной рамкой отмечена область корня, используемая для морфометрического расчета интенсивности сигнала FM. Масштаб – 40 мкм.
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ         том 71          № 1          2024

	
ИНДУЦИРОВАННЫЙ БАКТЕРИАЛЬНЫМ ЭЛИСИТОРОМ FLG22 ЭНДОЦИТОЗ	
7
ках корней Atflot1ko наблюдалось снижение сигнала флуоресценции в 2 раза (рис. 3). Внесение 
в среду инкубации 100 мкМ МßЦД, агента, вымывающего стерины из ПМ, приводило к резкому снижению сигнала флуоресценции зонда в 
6 и 8 раз соответственно в клетках корней ДТ и 
нокаут-мутанта, предварительно обработанных 
флагеллином, по сравнению с контролем (обработка flg22) (рис. 3). При одновременной обработке корней исследуемых линий растений НУК 
и МßЦД наблюдалось снижение сигнала FM464 в клетках корней нокаут-мутанта в 2 раза по 
сравнению с ДТ (рис. 2в, е; 3). При этом ингибирование эндоцитоза у ДТ и нокаут-мутанта 
сохранялось.
Изучение ультраструктуры клеток. Сравнение ультраструктуры клеток корней 5-дневных проростков растений A. thaliana ДТ и его 
нокаут-мутанта, выращенных в контрольных 
условиях, было показано нами ранее. Клетка 
имела типичное для растительной клетки строение [30]. Изучение структуры клеток корней 
исследуемых растений в условиях биотического стресса (действие бактериального пептида – 
flg22) показало, что реакция иммунного ответа 
растений отличается от реакции клеток на абиотический стресс (рис. 4а–в). В клетках корней 
ДТ, обработанных пептидом, ПМ формировала 
инвагинации, часть которых образовывала парамуральные тела (ПМТ), заполненные мелкими везикулами и мембранным материалом 
(рис. 4б, в), что, в свою очередь, указывало на 
активацию процесса эндоцитоза. В  ПП экзосомы (Экз) встречались крайне редко (рис. 4в), 
4000
a
3000
2
b
b
2000
bc
c
1000
1
d
e
Интенсивность FM4-64, отн. ед.
e
ef f
0
FM +
+ НУК
FM +
+ flg22
FM +
FM +
+ flg22+
+ MβЦД
FM +
+ flg22+
+ НУК+
+ MβЦД
Рис. 3. Интенсивность флуоресценции FM4-64 
клетками корней 5-дневных проростков растений A.  thaliana. 1  – дикий тип, 2  – нокаут-мутант 
AtFlot1ko (SALK_205125C). Проростки были предобработаны 10 мкМ flg22 в течение 1 ч. FM4-64 – 
2 мкМ, НУК – 100 мкМ, МβЦД – 10 мМ. Разными 
латинскими буквами обозначены статистически достоверные значения при Р < 0.05.
поздние эндосомы/мультивезикулярные тела 
(ПЭ/МВТ), встречающиеся в цитоплазме, имели небольшие размеры (рис. 4a, б – вставка, в – 
вставка). ЭР  преимущественно гранулярного 
типа был плохо развит и представлен короткими трубочками (рис. 4а). КГ в клетках встречались крайне редко в виде плотно упакованных 
цистерн, на транс-стороне которых формировались единичные ранние эндосомы (РЭ), что говорило о неактивном состоянии данных структур. В цитоплазме свободно плавающих РЭ не 
наблюдалось, общая везикуляция и вакуолизация компартмента была снижена.
Предобработка проростков ДТ flg22 и одновременное внесение в среду инкубации НУК и 
МßЦД привели к ингибированию эндоцитоза в 
клетках корней ДТ (рис. 4г–е). В ПП наблюдалось отсутствие экзосом, ПМ плотно прилегала к клеточной стенке (КС) и не образовывала 
инвагинации и ПМТ. В цитоплазме встречались 
ПЭ/МВТ крупных размеров (рис. 4е – вставка). 
КГ был хорошо развит, на его транс-стороне активно формировались РЭ. Ингибирование эндоцитоза и формирование многочисленного количества ранних эндосом, свободно плавающих 
в цитоплазме, приводило к ее сильной везикуляции в данных условиях. ЭР был хорошо развит 
и представлен длинными трубчатыми тяжами 
(рис. 4г–е). На концах таких трубочек формировались вздутия, которые затем отшнуровывались 
и превращались также в эндосомы (рис. 4г, д). 
Мелкие везикулы, наблюдаемые в цитоплазме, 
чаще всего сливались с тонопластом, придавая 
мембране извилистую форму (рис. 4г). В данных 
условиях обработки корней ДТ мы наблюдали 
активацию секреторного пути и направление 
транспорта веществ в секреторных пузырьках к 
центральной вакуоли.
Ультраструктура клеток корней проростков 
нокаут-мутантов, обработанных flg22, имела 
иную картину. Между ПП и ПМ скапливались 
экзосомы разных размеров и формы (рис. 4ж, 
з – вставка, и – вставка), чередуясь с участками 
ПМ, плотно прилегающей к КС. ЭР гранулярного типа был хорошо развит и имел вид длинных трубчатых тяжей (рис. 4ж–и). КГ встречался 
также редко, как и у ДТ в аналогичных условиях, 
однако на транс-стороне данных структур РЭ 
формировались чаще и имели более крупные 
размеры (100–200 нм), чем у ДТ (50–120 нм). 
(рис. 4ж). Поздние эндосомы мелких размеров 
(рис. 4ж – вставка), изредка сливались с тонопластом и выбрасывали свое содержимое (везикулы) в вакуоль, такое слияние мембран также 
приводило к усилению извилистости тонопласта 
(рис. 4ж – вставка), как и у ДТ. Таким образом, 
при данных условиях мы наблюдали активацию 
канонического пути экзоцитоза (секреция веществ к поверхности клеток).
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ          том 71          № 1          2024

ХАЛИЛОВА, ВОРОНКОВ
Рис. 4. Ультраструктура клеток корней 5-дневных проростков A. thaliana дикого типа и его нокаут-мутанта (AtFlot1ko): 
а–в – дикий тип, 10 мкМ flg22; г–е – дикий тип, 100 мкМ НУК + 10 мМ MßЦД); ж–и – AtFlot1ko, 10 мкМ flg22; 
к–м – AtFlot1ko, 100 мкМ НУК + 10 мМ MßЦД. ЭР – эндоплазматический ретикулум; ПМТ – парамуральное тело; 
В – вакуоль; белая звездочка – транс-Гольджи сеть/ранние эндосомы; черная звездочка – поздняя эндосома/мультивезикулярное тело; белая стрелка – экзосомы. Масштаб – 1 мкм.
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ         том 71          № 1          2024

	
ИНДУЦИРОВАННЫЙ БАКТЕРИАЛЬНЫМ ЭЛИСИТОРОМ FLG22 ЭНДОЦИТОЗ	
9
Предобработка 
проростков 
бактериальным элиситором и одновременное действие на 
них НУК и МßЦД привели к тому, что в клетках корней нокаут-мутанта в ПП экзосомы не 
обнаруживались и ПМ плотно прилегала к КС. 
Визуально увеличилось количество КГ и число диктиосом в них. На транс-стороне КГ и на 
концах диктиосом образовывалось множество 
мелких секреторных везикул, которые сливались с тонопластом (рис. 4к, л). В  цитоплазме 
встречались мелкие ПЭ/МВТ (рис. 4м). Однако, 
количество и размеры образующихся эндосом в 
клетках корней нокаут-мутанта были значительно меньше, чем у растений ДТ, что подтверждает 
наше предположение об участии флотилинов в 
процессах образования РЭ.
ОБСУЖДЕНИЕ
Для изучения роли флотилинов в иммунитете растений мы проанализировали flg22-индуцированный иммунный ответ в клетках корней 
проростков растений A. thaliana ДТ и его нокаут-мутанта Atflot1ko. Наши исследования показали, что при обработке растений нокаут-мутанта бактериальным flg22 сигнал флуоресценции 
маркера FM4-64 в клетках увеличивался по сравнению с ДТ, подтверждая данные о поглощении 
зонда клетками через КЗЭ [31] (рис.  2б,  д;  3). 
Тем  самым мы подтвердили полученные нами 
ранее данные о наличии у нокаут-мутанта только 
клатрин-зависимого пути эндоцитоза. В предыдущей нашей работе было показано отсутствие 
реакции клеток как у растений ДТ, так и у нокаут-мутанта на действие абиотического стресса (100 мМ NaCl) [10]. Полученные результаты 
говорят о запуске иммунного ответа в клетках 
корней исследуемых растений при биотическом 
стрессе.
Обработка проростков ДТ ингибитором 
КЗЭ (НУК) не оказала влияния на интернализацию окрашенного FM4-64 мембранного материала клетками корней в условиях биотического стресса, тогда как у растений нокаут-мутанта 
наблюдалось количественное снижение сигнала зонда. В  предыдущих исследованиях мы 
показали, что у исследуемого мутанта отсутствует клатрин-независимый путь эндоцитоза. 
Так,  обработка мутантных проростков ауксином (НУК) в условиях абиотического стресса 
на 15% ингибировала КЗЭ [10], тогда как интенсивность флуоресценции FM4-64 в условиях 
биотического стресса при внесении НУК в среду инкубации снижалась на 50%. Таким образом, в условиях обработки растений пептидом 
ингибирование КЗЭ в клетках корней нокаут-мутантов сильнее выражено, чем в условиях 
засоления, в связи с этим мы можем утверждать, 
что такой путь эндоцитоза для патогенов является доминирующим и, вероятно, в данном случае речь идет о рецепторопосредованном пути 
эндоцитоза, зависимом от клатрина. При этом 
полное его ингибирование могло бы привести 
к нарушению транспортных функций в целом. 
Снижение сигнала FM4-64 у нокаут-мутанта в 2 раза, возможно, объясняется частичной 
блокировкой КЗ-пути эндоцитоза, тогда как 
отсутствие реакции на действие ингибитора у 
ДТ говорит об активации КНЗ-пути, в котором 
участвуют флотилины. Было показано, что в 
условиях абиотического стресса (100 мМ NaCl) 
обработка проростков растений нокаут-мутанта A. thaliana НУК так же приводила к снижению флуоресценции до 35%, тогда как интенсивность сигнала FM4-64 в этих условиях в 
клетках ДТ, так же, как и при действии flg22, не 
изменялась [10]. Таким образом можно предположить, что в условиях стресса (как абиотического, так и биотического) в клетках растений 
нокаут-мутанта транспорт веществ с поверхности клетки преимущественно осуществляется 
по КЗ-пути эндоцитоза, а у дикого типа стресс 
активирует КНЗЭ с участием флотилинов.
Обогащенные стеринами рафты, содержащие специфические домены, могут играть важную роль в передаче сигналов, индуцированных молекулярными паттернами патогенов, 
тем самым влияя на эндоцитоз белков ПМ у 
растений [32, 33]. Yu с соавт. [34] показали, что 
обработка flg22 может усиливать эндоцитоз GFPFlot1 с поверхности клеток, а Cui с соавт.  [35] 
обнаружили, что FLS2-GFP колокализуется с 
эндосомами AtFlot1-mCherry (маркер богатых 
стеринами доменов), что подтверждает полученные нами результаты. В микродоменах ПМ содержатся рецепторы FLS2, которые, связываясь 
с flg22-пептидом, запускают рецептор-опосредованный (клатрин-зависимый) эндоцитоз с образованием FLS2-эндосом [36]. В наших исследованиях обработка проростков МβЦД агентом, 
вымывающим стерины из микродоменов ПМ, 
показала значительное ингибирование эндоцитоза (КЗЭ и КНЗЭ) как в клетках корней ДТ, так 
и у нокаут-мутанта (рис. 2). Полученные результаты подтверждают, что мембранные стерины, 
входящие в состав микродоменов ПМ, играют 
важную роль в запуске рецептор-опосредованного эндоцитоза, указывая на их вовлечение в 
интернализацию FLS2-эндосом, индуцированных flg22-пептидом. Одновременное внесение в 
среду инкубации НУК и МβЦД привело к статистически достоверному снижению флуоресценции зонда (в 2 раза) в клетках предобработанных 
flg22 проростков Atflot1ko (рис. 2, 3). Таким образом, мы можем утверждать, что одновременное 
действие трех факторов (flg22, НУК и МβЦД) 
в условиях биотического стресса максимально 
блокирует процессы эндоцитоза у нокаут-мутанФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ          том 71          № 1          2024