The effect of plant cytokinin hormones on the production of ethylene, nitric oxide, and protein nitrotyrosine in ageing tobacco leaves

0079981 - ÚEB 2007 RIV NL eng J - Článek v odborném periodiku
Wilhelmová, Naděžda - Fuksová, H. - Srbová, M. - Miková, D. - Mýtinová, Zuzana - Procházková, Dagmar - Vytášek, R. - Wilhelm, J.
The effect of plant cytokinin hormones on the production of ethylene, nitric oxide, and protein nitrotyrosine in ageing tobacco leaves.
[Vliv rostlinných hormonů cytokininů na produkci ethylenu, oxidu dusnatého a nitrotyrosinu v proteinech během stárnutí listů tabáku.]
Biofactors. Roč. 27, - (2006), s. 203-211. ISSN 0951-6433. E-ISSN 1872-8081
Grant CEP: GA ČR GA522/03/0312
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z50380511
Klíčová slova: Ageing * cytokinin * ethylene * leaf ageing * nitric oxide * reactive nitrogen species
Kód oboru RIV: CE - Biochemie
Impakt faktor: 1.095, rok: 2006

In the present study we employed transgenic plants with genetically increased or decreased levels of cytokinins. We investigated the effects of cytokinin level on the production of ethylene, a plant hormone with suggested role in senescence, and the production of nitric oxide, potentially important signalling and regulatory molecule. The production of these gases was followed in the course of leaf development and senescence. The production of ethylene and nitric oxide is under genetic control of other genes than those involved in regulation of senescence. The difference in basic ethylene and NO levels in different tobacco cultivars was higher than their changes in senescence. Our results do not indicate a direct link between ethylene production and cytokinin levels. In accordance with the previous studies we observed a decreased production of NO in senescent leaves. Low cytokinins level was associated with increased NO production during leaf development. Protein nitrotyrosine proved to be a better indicator of the reactive nitrogen species than measurement of NO production. Higher nitrotyrosine concentrations were found in insoluble proteins than in the soluble ones, pointing to membrane proteins as the primary target of the reactive nitrogen species. In plants with elevated cytokinin levels the content of nitrated proteins decreased both in soluble and insoluble fraction. This finding indicate an antioxidative function of cytokinins against reactive nitrogen species.

Studovali jsme transgenní rostliny s geneticky zvýšenou nebo sníženou hladinou cytokininů. Sledovali jsme vliv hladiny cytokininů na produkci ethylenu, rostlinného hormonu s úlohou při stárnutí, a oxidu dusnatého, důležité signální a regulační molekule. Vývoj těchto plynů jsme pozorovali během stárnutí listů. Produkce ethylenu a oxidu dusnatého jsou řízeny jinými geny než těmi, které regulují senescenci. Rozdíly v hladinách ethylenu a NO mezi jednotlivými kultivary tabáku byly větší než změny vyvolané stárnutím. Naše výsledky neukazují na přímý vztah mezi produkcí ethylenu a hladinou cytokininů. V souhlase s předchozími studiemi jsme zjistili pokles vývoje NO v senescentních listech. Snížená hladina cytokininů byla spojena se zvýšenou tvorbou NO. Proteinový nitrotyrosin se ukázal být lepším indikátorem stanovení reaktivních forem dusíku než měření vývoje NO. V nerozpustných proteinech jsme nalezli větší koncentrace nitrotyrosinu ve srovnání s rozpustnými, z čehož usuzujeme, že membránové proteiny jsou hlavním cílem reaktivních forem dusíku. V rostlinách se zvýšenou koncentrací cytokininů obsah nitrotyrosinu poklesl v obou frakcích, rozpustné i nerozpustné. Z toho usuzujeme na antioxidační funkce cytokininů proti volným dusíkatým radikálům.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0144480