Особенности ветвления корней у растений мутантных линий ahk2-5, ahk3-7, ers1-2, ein2-1, ctr1-1 и eto1-1 Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2013. Вып. 4
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 575:581.144.2:581.133.8:582.683.2

С.Г. Хаблак

ОСОБЕННОСТИ ВЕТВЛЕНИЯ КОРНЕЙ У РАСТЕНИЙ МУТАНТНЫХ ЛИНИЙ ahk2-5,  
ahk3-7, ers1-2, ein2-1, ctr1-1 И eto1-1 ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH.

Изучено строение корневых систем у растений мутантных линий ahk2-5, ahk3-7, ers1-2, ein2-1, ctr1-1 и eto1-1
Arabidopsis thaliana. Установлено, что мутации ahk2-5 и ahk3-7 генов AHK2 и AHK3 вызывают в корневой системе увеличение числа и длины боковых корней разных порядков ветвления. По характеру влияния на степень 
разветвления корней мутации, которые относятся к метаболизму или чувствительны к этилену, разделены на 
две группы: мутации, уменьшающие степень ветвления корней, и мутации, повышающие порядок ветвления 
корней. В первую группу входят мутации ctr1-1 и eto1-1. Ко второй группе относятся мутации ers1-2 и ein2-1.

Ключевые слова: Arabidopsis thaliana, корневая система, мутантная линия, ветвление корней.

Корни растений способны образовывать разветвлённую корневую систему. Ветвление является 

важной биологической особенностью корней, обеспечивающей сильное увеличение общей их поглощающей поверхности. Оно позволяет растению формировать корневую систему, которая способна 
эффективно всасывать питательные вещества и воду из почвы. Развитие большой массы боковых 
корней с волосками эпиблемы играет важную роль в приспособлении растений к различным почвенным условиям [1]. 

Регулирование ветвления корней является важным адаптивным механизмом, обеспечивающим

приспособление растений к среде обитания, что позволяет им реагировать на изменяющиеся условия 
окружающей среды и выживать в различных экологических нишах [2]. Выяснение молекулярногенетических механизмов, вызывающих у растений увеличение степени разветвления корней, имеет 
существенное значение в повышении отзывчивости сельскохозяйственных культур на элементы питания и к их адаптации к стрессам минерального питания.

Регулирование ветвления корней у растений находится под генетическим контролем. В на
стоящее время вопросы генетики ветвления корней растений изучены очень слабо. Проблема генетического контроля ветвления корней растений тесно связана с работой эндогенной интегральной регуляторной фитогормональной системы. 

Исследованиями последних лет удалось установить, что активность эндогенных регуляторов 

роста тесно связана с функцией генетического аппарата растительной клетки, с одной стороны, и с 
процессами дифференцировки и ростом самих клеток – с другой [3; 4]. 

В то же время изучению эндогенных механизмов контроля роста и развития корневой системы 

у растений практически не уделяется внимание. Одной из причин этого являются определенные технические трудности, связанные с изучением подземных органов вообще [5]. В литературе крайне 
мало сведений о влиянии эндогенной интегральной регуляторной фитогормональной системы на 
регуляцию генетической программы развития корневой системы. 

Имеющиеся немногочисленные сведения об участии гормонов в регуляции генетического кон
троля морфогенеза корневой системы у растений базируются, главным образом, на косвенных данных по влиянию на развитие корней экзогенных гормонов [6; 7]. Существенную роль в гормональной 
регуляции развития корневой системы у растений в основном отводят двум классам фитогормонов: 
цитокининам и этилену. 

Цитокинины – фитогормоны, являющиеся производными 6-аминопурина, которые синтезиру
ются путем конденсации аденозин-5-монофосфата и изопентенилпирофосфата [8]. Эти гормоны 
влияют на многие аспекты жизни растений, включающие прорастание семян, дифференцировку хлоропластов, индукцию стеблевого морфогенеза, образование корней, участие в регуляции транспорта 
метаболитов в растении, регуляцию функциональной активности надземных органов растения и задержку старения [9]. 

Этилен (С2Н4) является фитогормоном-ингибитором, который влияет на многие аспекты жизни 

растений [10]. Он тормозит полярный транспорт ауксина, ингибирует деление клеток, ускоряет созревание и опадение плодов, вызывает старение листьев и цветков, участвует в ответе растений на 
различные стрессовые факторы, а также подавляет рост корней в корневой системе, но способствует
образованию придаточных корней на стебле [11].