CC BY
76
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХОМИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 581.1
М. Ф. Шишова, К. Опперман, М. Пахлер, Ф. Шталь, Г. Шерер
ОРГАНОСПЕЦИФИЧНАЯ ЭКСПРЕССИЯ РАННИХ АУКСИН-ЗАВИСИМЫХ ГЕНОВ ПРОРОСТКОВ АРАБИДОПСИСА*
Введение
Интенсификация исследований по выявлению генов, изменяющих экспрессию при смене онтогенетических программ развития и в ответ на стрессовые воздействия, началась после секвенирования генома арабидопсиса и создания обширных баз данных экспрессии генов растений риса, тополя, томата, а также мха Physcomitrella patens и ряда водорослей [1-4]. Использование метода чип-технологии позволяет сравнить интенсивность экспрессии большого числа генов и выявить ее изменения при действии как внешних, так и внутренних сигналов [5-8]. С помощью этого метода были охарактеризованы гены, участвующие в формировании устойчивости к недостатку фосфатов, меди и азота [9-11], в развитии симбиотических или защитных реакций при взаимодействии с микроорганизмами [12, 13] и т. д. Особый интерес вызывают данные, полученные с помощью указанной методики, и позволяющие оценить гены перекрестно-регулируемые разными факторами [14-16].
В целом ряде работ проанализировано изменение экспрессии генов при действии фитогормона ауксина на растения арабидопсиса [5, 16, 17]. Использование микрочипов, позволяющих диагностировать активность всего генома, выявило накопление транскриптов более 200 генов, в том числе представителей групп Aux/IAA, SAUR, ARF и GH3, в первые 1-3 ч после гормональной обработки [5]. Тем не менее способность усиливать экспрессию была характерна лишь для 25-30% генов исследованных групп в ходе кратковременного ауксинового воздействия. Сходный феномен разной отзывчивости генов перечисленных генных семейств был отмечен еще в ряде исследований [17-20].
Причиной могут служить различия во временной и тканевой специализации экспрессии генов при действии фитогормона. Проведенное нами исследование представляет собой сравнительный анализ экспрессии ряда ауксин-индуцируемых генов в корнях и побегах проростков арабидопсиса после часового действии ауксина (ин-долилуксусной кислоты, ИУК). Работа проведена с использованием специально разработанных биочипов, позволяющих оценить экспрессию ограниченного числа генов, относящихся к семействам Aux/IAA, SAUR, ARF, GH3.
* Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант №10-04-01035-а) и Совместной программы «Михаил Ломоносов II» Министерства образования и науки РФ и DAAD (РНП. 2. 2. 2. 3.16191).
© М. Ф. Шишова, К. Опперман, М. Пахлер, Ф. Шталь, Г. Шерер, 2011
Материалы и методы исследования
Растительный материал. Семена арабидопсиса поверхностно стерилизовали, выдерживали 1-2 суток в холодильнике, затем переносили в шестилуночные планшеты из расчета 20-25 растений на лунку, содержащую 5 мл среды Мурасиге—Скуга с пониженным (1%) содержанием сахарозы. Проростки выращивали на свету (световой период — 19 ч) при постоянном перемешивании (80 об/мин).
Десятидневные проростки арабидопсиса на 1 ч помещали в раствор индолил-3-уксусной кислоты (ИУК, 10 мкМ), приготовленный на среде выращивания. Для контрольных растений среду выращивания заменяли на новую. Контрольные и опытные (после обработки раствором ИУК) растения быстро делили на побеги и корни. Растительный материал помещали в пробирки, содержащие гранулы для лучшей последующей гомогенизации, и хранили при температуре -70° С. Эксперимент имел двукратную биологическую повторность.
Выделение РНК. Пробы растительных тканей (150-200 мкг) гомогенизировали на установке FastPrep EP 120 (Thermo Savant BI0101) за 60-90 с при добавлении 1 мл реагента Trizol. Гомогенат центрифугировали при 12 000 g, супернатант смешивали с хлороформом и посредством фазового разделения получали водную фракцию, обогащенную РНК. К этой фракции добавляли изопропанол для осаждения РНК. Выявленный осадок промывали 70%-ным этанолом. Конечный осадок вначале высушивали в токе воздуха, а затем растворяли в воде, входящей в состав набора и специально очищенной от возможных загрязнений нуклеиновыми кислотами. Определение количества РНК в пробе проводили на спектрофотометре NanoDrop ND-1000. Количество РНК в пробе варьировало от 500 до 4500 нг. Качество полученного образца анализировали с помощью анализатора Agilent 2100 (Bioanalyzer, RNA Chip).
Анализ экспрессии. Пробы РНК использовали для синтеза кДНК в присутствии меченных флуоресцентными зондами нуклеотидных аналогов с помощью детекцион-ного набора (MICROMAX™, TSATM Labeling and Detection Kit), позволяющего работать с концентрациями РНК начиная с 0,5 мкг суммарной РНК. В результате получали 2 пробы кДНК: меченную флуоресцеином (FL) и меченную биотином (B). Очищенную пробу кДНК наносили на биочипы индивидуального дизайна, которые были подготовлены следующим образом. Олигонуклеотиды генов интереса (таблица) наносили на слайды (CSS-100 Silylated Slides (Aldehyde), nuclease-free slides for DNA MicroArrays) с помощью чип-принтера (СЫр printer), затем проводили процедуру фиксации. Для этого биочипы последовательно помещали на 3 мин под ультрафиолетовый свет (254 нм), на 2 ч — в термостат при 80 °С, на 24 ч — оставляли при комнатной температуре. После этого обрабатывали растворами додецилсульфата натрия и боратного буфера разной концентрации, промывали дистиллированной водой и высушивали в токе воздуха. Для окончательной фиксации биочипы помещали на 45 мин в раствор, содержащий додецилсульфат натрия и бычий сывороточный альбумин, далее многократно промывали дистиллированной водой и высушивали.
Гибридизацию проводили в течение ночи при температуре 42 °С на шейкере (Thermomixer Comfort, Eppendorf). На один чип обычно наносили кДНК-FL и кДНК-В, которые получены из двух разных проб РНК. Результаты гибридизации идентифицировали с помощью репортерных флуоресцентных молекул-конъюгатов (Cyanine 3 и Cyanine 5). Интенсивность флуоресценции измеряли чип-ридером Gene Pix 4000 B.
Название локуса Название гена Название олигонуклеотида Название локуса Название гена Название олигонуклеотида
Семейство IAAs Семейство ARF
AT4G14560 IAA1 А014114_01 AT1G30330 ARF6 А002947_01
AT3G23030 IAA2 At30014648 AT5G20730 ARF7 А025271_01
AT1G04240 IAA3 А024273_01 AT5G37020 ARF8 А005390_01
AT5G43700 IAA4 А005739_01 AT1G19220 ARF19 А002609_01
AT1G15580 IAA5 А004621_01 Семейство GH3
AT1G52830 IAA6 А003878_01
AT3G23050 IAA7 А020788_01 AT2G14960 GH3-1 А023475_01
AT2G22670 IAA8 А019771_01 AT4G37390 GH3-2 At30021951
AT5G65670 IAA9 А020101_01 AT2G23170 GH3-3 А024407_01
AT4G28640 IAA11 А015358_01 AT4G27260 GH3-5 А022381_01
AT1G04550 IAA12 At30000405 Другие
AT2G33310 IAA13 А006068_01
AT4G14550 IAA14 А014039_01 AT1G78100 Белок семейства F-box А001328_01
AT3G15540 IAA19 А005177_01 AT5G47370 Ядерный транскрипционный фактор, содержащий homebox-leucine zip домен АО 17113 01
Семейство SAUR AT2G32870 Белок, похожий на убиквитин-специфичную протеа-зу-12 А007353_01
AT4G34770 SAUR-1 А022512_01 AT5G04340 Предполагаемый транскрипционный фактор с цинковыми пальцами А004978_01
AT2G21200 SAUR-7 А007722_01 AT1G74650 Предполагаемый транскрипционный фактор А002018_01
AT4G36110 SAUR-9 А013133_01 AT1G27730 Предполагаемый репрессор транскрипционного фактора с цинковыми А024557_01
AT2G18010 SAUR-10 At30008646 AT4G22780 Белок, подобный EF-1 транскрипционному фактору А014406_01
AT4G38840 SAUR-14 А014205_01 AT5G58340 MYB-транскрипционный фактор А023121_01
AT4G13790 SAUR-25 А013791_01 AT5G11050 MYB-транскрипционный фактор А019204_01
AT2G37030 SAUR-46 А006326_01
AT4G38850 SAUR-AC1 А022438_01
Полученные данные анализировали с помощью специальной компьютерной программы Gene Pix Pro 6.0™. Флуоресценция каждой точки нормализовалась по отношению к фоновому свечению слайда. Отношение флуоресценции Cyanine 3 и Cyanine 5 рассчитывали для каждого гена. Учитывая трехкратную повторность нанесения олигонуклеотидов на биочипе, для каждого гена оценивали 12 значений интенсивности флуоресценции. Выявление различий экспрессии проводили при сравнении массивов данных с помощью f-критерия (при 95%-ном уровне значимости). В работе обсуждаются относительные изменения экспрессии, превышающие двукратные.
Результаты исследования
Анализ экспрессии генов-интереса (см. таблицу), отобранных по литературным данным, показал различия в их отзывчивости на внесение фитогормона (ИУК, 10 мкМ). На рис. 1 приведены данные об ауксин-индуцированной экспрессии генов семейства IAA. Можно видеть, что после часового воздействия гормона гены IAA1, IAA3,
I I Корень | Побег
Рис. 1. Экспрессия генов семейства Aux/IAA в корне и побеге проростков арабидопсиса после
часового воздействия ИУК (10 мкМ)
IAA5, IAA11 и IAA19 характеризовались увеличением экспрессии в корнях, тогда как гены IAA2, IAA4, IAA7, IAA8 и IAA9 — в побегах. Гены IAA6, IAA12 и IAA13 были неотзывчивы к оказанному воздействию гормона. В ряде случаев (IAA2, IAA8 и IAA9 в корнях и IAA14 в побегах) действие ауксина снижало накопление продуктов экспрессии более чем в 2 раза.
Слабо отзывчивыми к гормональному воздействию (изменение не превышало порогового — двукратного) оказались гены, кодирующие ARF-транскрипционные факторы (рис. 2). Для исследованных генов этой группы была отмечена общая тенденция снижения экспрессии в корнях (особенно для гена ARF8) и ее усиление в побегах.
Несколько иным был профиль экспрессии группы GH3 (рис. 3). Из четырех исследованных генов все характеризовались усилением экспрессии разной интенсивности.
I I Корень
Побег
Рис. 2. Экспрессия генов семейства ЛЕГ в корне и побеге проростков арабидопсиса после часового воздействия ИУК (10 мкМ)
& 2 и
П в 0
£-2
-А
п
— 1
1—1— ги; 1 ■
СНЗ-1 ОНЗ-2 СНЗ-З ОНЗ-5 I I Корень Н Побег
Рис. 3. Экспрессия генов семейства ОИ3 в корне и побеге проростков арабидопсиса после часового воздействия ИУК (10 мкМ)
Наибольший отклик, как в побегах, так и в корнях проростка, был отмечен для гена ОИ3-3.
Незначительное гормон-индуцированное изменение экспрессии (не более 2-кратного) было выявлено для генов семейства БЛиЯ в корнях проростков (рис. 4). В побегах экспрессия генов БЛиЯ10 и БЛиЯ14 увеличивалась более чем в 4 и 5 раз, а генов БЛиЯ7 и БЛиЯ25 снижалась более чем в 4 и 3 раза соответственно.
8
6
§ 4
& 2
I 0
я
о
* -2 -4 -6
1 я 1 1
1 1 П п г1
1 II и | и
ч 1
1 1
ялт-! злт-7 элт-я Блия-ю злт-и йАт-25 шт-4б шт-ла I I Корень Н Побег
Рис. 4. Экспрессия генов семейства БЛиЕ в корне и побеге проростков арабидопсиса после часового воздействия ИУК (10 мкМ)
Одновременно с хорошо изученными представителями групп «раннего ауксино-вого ответа» нами был проанализирован еще ряд генов, предположительно кодирующих транскрипционные факторы или белки, имеющие сходство с белками-транс-
АТ5в47370 АТ2в32870 АТ5в04340 АТ5в58340 АТ5в11050 АТЮ78100 АТЮ74650 АТЮ27730 АТ4в22780 I I Корень Н Побег
Рис. 5. Экспрессия ауксин-зависимых генов в корне и побеге проростков арабидопсиса после
часового воздействия ИУК (10 мкМ)
дукторами гормонального сигнала (см. таблицу). На рис. 5 можно видеть, что эта группа генов также была достаточно вариабельной по направленности и интенсивности изменения экспрессии. Накопление продуктов генов ЛТ5047370, ЛТ2032870, ЛТ5011050, ЛТ1027730 усиливалось, а ЛТ5С04340 — резко снижалось в побегах. В корнях значительное усиление экспрессии было характерно только для гена ЛТ1078100, а уменьшение — для ЛТ1027730.
Обсуждение результатов исследования
Исследования последних десятилетий убедительно доказали возможность изменения экспрессии целого ряда генов в ответ на действие фитогормона ауксина. Усиление экспрессии может быть зарегистрировано уже через 5-15 мин после начала воздействия гормона и протекает оно без участия ауксин-индуцированного синтеза белков [21-23]. Эти гены принято относить к группе ранних ауксин-регулируемых генов или группе генов первичного ответа. К их числу можно отнести гены таких семейств, как Aux/IAA (auxin/indoleacetic acid), SAUR (small auxin-up RNA), ARF (auxin responsive factor) и GH3 (Gretchenhagen-3). Тем не менее ряд данных указывает, что максимальное число транскриптов вышеуказанных групп генов накапливается через час после начала действия ауксина [5].
У большинства исследованных растений семейства Aux/IAA являются мультиген-ными (у арабидопсиса [24], сои [25], гороха [26], томата [27], табака [28] и др.). У белков Aux/IAAs молекулярная масса составляет 20-36 кДа, локализованы они в ядре, являются коротко живущими и имеют несколько консервативных доменов [29, 30]. Доказано их участие в трансдукции ауксинового сигнала, воспринятого цитоплазматическим рецептором TIR1 [31, 32].
Полученные в настоящей работе результаты свидетельствуют о том, что гены семейства Aux/IAA могут в значительной степени отличаться друг от друга по своей отзывчивости на гормональное воздействие. На основании приведенных нами экспериментов к числу генов, стимулируемых в корнях проростка арабидопсиса, можно
отнести IAA1, IAA3, IAA5, IAA11 и IAA19. Ранее наибольшее накопление транскриптов гена IAA1 было отмечено в корнях, соцветиях и цветках арабидопсиса [33]. Нарушения в убиквитировании белка IAA1 приводит к значительным морфофизиологическим изменениям, в том числе инициации закладки боковых корней, развития гипокотилей, проводящей системы побега, что свидетельствует о нарушении трансдукции ауксино-вого сигнала [33-35]. Ряд данных указывает на то, что белок IAA1 участвует в регуляции экспрессии генов IAA3 и IAA5 [36], оказывая влияние на интенсивность аук-синового сигнала. Близкое по величине усиление экспрессии было характерно и для гена IAA19. Несмотря на сходство сиквенсов IAA5 и IAA19, они тем не менее обладают различными паттернами экспрессии [37]. Нарушения в кодировании гена IAA19 (msg2) приводит к агравитропному и афототропному развитию гипокотилей, снижению числа латеральных корней [24]. Накопление РНК IAA19 находится под контролем не только ауксина, но и света, причем эти факторы оказывают прямо противоположное действие [38]. Полученные результаты свидетельствуют, что большинство исследованных нами генов характеризовалось преимущественно корнеспецифичной экспрессией. Значимое усиление экспрессии в побеге было отмечено только для гена IAA9, что согласуется с данными о важной роли данного гена в морфогенезе листьев [39].
Согласно современным представлениям, быстрая деградация белков Aux/IAA приводит к высвобождению транскрипционных факторов ARF, что обеспечивает усиление экспрессии ауксин-индуцируемых генов [40, 41]. К числу этих генов относятся и гены, кодирующие белки Aux/IAA, что позволяет системе вернуться к исходному состоянию. Тем самым характер гормон-зависимого физиологического ответа клетки может определяться скоростью убиквитирования белков Aux/IAA, а также специфичностью взаимодействия с соответствующим ARF-фактором [42]. В нашей работе слабое, близкое к пороговому, усиление экспрессии ряда ARF-генов было выявлено только в побеге проростков. В корнях, напротив, экспрессия исследованных генов тормозилась, особенно гена ARF8. Ранее было показано, что увеличение экспрессии генов ARF6 и ARF8 приводит к инициации закладки боковых корней [43]. В то же время нарушения в кодировании гена ARF8 приводят к снижению экспрессии нескольких генов GH3, а следовательно, к регуляции уровня свободной ИУК [44].
У арабидопсиса идентифицировано 20 генов — представителей группы GH3 [23]. Основываясь на структурных особенностях и субстратной специфичности кодируемых белков, гены GH3 подразделяют на три группы [45]. Большинство генов группы II, к которым относятся исследованные нами представители семейства GH3, кодируют ферменты ИУК-аминосинтетазы, отвечающие за конъюгацию ауксина с аминокислотами. Наряду с точкой зрения об избыточности кодирования ферментов катаболизма гормона, накоплен целый ряд данных о значительных изменениях фенотипа при усилении экспрессии генов семейства GH3 [46, 47]. Выявленный феномен может быть обусловлен не только изменением гормонального баланса в тканях и органах растения, но и нарушением трансдукции ауксинового сигнала посредством модуляции экспрессии генов Aux/IAA, что было продемонстрировано на проростках арабидопсиса для GH3.5 [48]. В наших экспериментах все исследованные представители этой группы характеризуются усилением накопления продуктов транскрипции. Наибольшей чувствительностью отличался ген GH3.3. Для всех протестированных генов была характерна несколько большая интенсивность экспрессии в корнях. Это согласуется с имеющимися данными о корнеспецифичной экспрессии генов GH3.2 и GH3.5 [47, 48].
В число уже перечисленных ауксин-регулируемых генных семейств входит группа SAUR. У арабидопсиса она насчитывает 78 генов, характеризующихся крайне корот-коживущей мРНК [49]. Нестабильность мРНК определяется наличием особого DST (downstream) домена [50]. Белки SAUR имеют ядерную локализацию и время жизни около 7 мин. Нарушения в кодировании представителей этого семейства не приводят к изменению фенотипа исследуемых растений. В связи с этим физиологическая роль данных белков до сих пор не ясна, однако экспрессия SAUR-генов регистрируется в тканях, характеризующихся интенсивным ростом растяжением [51, 52]. В нашем исследовании часовое воздействие ИУК лишь незначительно меняло экспрессию тестируемых генов. Более чем двукратные изменения экспрессии были зарегистрированы в побегах: усиление для генов SAUR10 и SAUR14 и уменьшение для генов SAUR7 и SAUR25. К сожалению, в настоящее время отсутствуют данные, позволяющие предположить, каким образом перечисленные гены или кодируемые ими белки принимают участие в передаче ауксинового сигнала. Для некоторых белков SAUR была показана способность связываться с кальмодулином, что указывает на их возможное участие в работе Са2+/кальмодулиновой сигнальной системы [53, 54]. В то же время усиление экспрессии гена SAUR39 приводило к снижению синтеза ИУК и транспорта гормона, а также подавлению развития как корня, так и побега у растений риса [55].
Помимо генов семейств Aux/IAA, SAUR, ARF и GH3, в ряде исследований было показано усиление экспрессии других генов под действием ауксина [5, 16, 17, 56]. Нами были отобраны гены, отличающиеся наибольшей отзывчивостью к фитогормону (см. таблицу). Подавляющее большинство генов этой группы кодируют транскрипционные факторы. Полученные результаты не позволяют выявить общую закономерность ауксин-индуцированного изменения экспрессии. Накопление транскриптов в побегах характерно для генов AT5G47370, AT5G58340, AT1G27730, AT5G11050 в отличие от гена AT5G04340, экспрессия которого снижалась более чем в 6 раз. Наряду с транскрипционными факторами нами протестировано изменение экспрессии генов, кодирующих белки, которые, предположительно, принимают участие в трансдукционных каскадах гормонального сигнала. Накопление гена AT2G32870, кодирующего убикви-тин-специфичную протеазу, было зарегистрировано в побегах, тогда как продут гена AT1G78100, кодирующего F-box, содержащий белок, накапливался в корнях. Оба белка относятся к общей системе деградации белков, которая задействована в трансдук-ции целого ряда гормональных сигналов, в том числе ауксинового, цитокининового, гиббереллинового и др.
Заключение
Итак, следует отметить, что использование чип-технологии на основе применения индивидуальных чипов позволяет сконцентрироваться на выявлении паттернов экспрессии ограниченного числа генов в ходе развития или при действии различных факторов, в том числе ауксина. Полученные данные отличаются от имеющихся в литературе данных о характере экспрессии тестируемых генов у целого проростка. Выявленная органоспецифичная экспрессия семейств Aux/IAA, SAUR, ARF и GH3, а также ряда генов, кодирующих транскрипционные факторы или белки-трансдукторы ауксинового сигнала, указывает на различия путей формирования адаптивного физиологического ответа в корнях и побегах проростка арабидопсиса.
Авторы выражают признательность проф. Л. Н. Мироновой за консультации при подготовке статьи.
Литература
1. Lilly J. W., Maul J. E., Stern D. The Chlamidomonas reinhardtii organellar genomes respond transcriptionally and post-transcriptionally to abiotic stimuli // Plant Cell. 2002. Vol. 14. Р. 2681-2706.
2. Genevestigator transcriptome meta-analysis and biomarker search using rice and barley gene expression databases / Zimmermann P., Laule O., Schmitz J., Hruz T., Bleuler S., Gruissem W. // Mol. Plant. 2008. Vol. 1. Р. 851-857.
3. Genome analysis and genetic enhancement of tomato / Gupta V., Mathur S., Solanke A. U., Sharma M. K., Kumar R., Vyas S., Khurana P., Khurana J. P., Tyagi A. K., Sharma A. K. // Crit. Rev. Biotechnol. 2009. Vol. 29. Р. 152-181.
4. Microarray estimation of genomic inter-strain variability in the genus Ectocarpus (Phaeophyceae) / Dittami S. M., Proux C., Rousvoal S., Peters A. F., Cock J. M., Coppee J. Y., Boyen C., Tonon T. // BMC Mol. Biol. 2011. Vol. 13. Р. 12-22.
5. Redman J. C., Haas B. J., Tanimoto G., Town C. D. Development and evaluation of an Arabidopsis whole genome Affymetrix probe array // Plant Journal. 2004. Vol. 38. Р. 545-561.
6. Arabidopsis transcriptome analysis under drought, cold, high-salinity and ABA treatment conditions using a tiling array / Matsui A., Ishida J., Morosawa T., Mochizuki Y., Kaminuma E., Endo T. A., Okamoto M., Nambara E., Nakajima M., Kawashima M., Satou M., Kim J., Kobayashi N., Toyoda T., Shinozaki K., Seki M. // Plant Cell Physiol. 2008. Vol. 49. Р. 1135-1149.
7. Global expression analysis of the brown alga Ectocarpus siliculosus (Phaeophyceae) reveals large-scale reprogramming of the transcriptome in response to abiotic stress / Dittami S. M., Scornet D., Petit J. L., Segurens B., Da Silva C., Corre E., Dondrup M., Glatting K. H., Konig R., Sterck L., Rouze P., Van de Peer Y., Cock J. M., Boyen C., Tonon T. // Genome Biol. 2009. Vol. 10. R66.
8. Comparative transcriptomics of drought responses in Populus: a meta-analysis of genome-wide expression profiling in mature leaves and root apices across two genotypes / Cohen D., Bogeat-Tri-boulot M. B., Tisserant E., Balzergue S., Martin-Magniette M. L., Lelandais G., Ningre N., Renou J. P., Tamby J. P., Le Thiec D., Hummel I. // BMC Genomics. 2010. Vol. 11. Р. 630-643.
9. Gene expression and sensitivity in response to copper stress in rice leaves / Sudo E., Itouga M., Yoshida-Hatanaka K., Ono Y., Sakakibara H. // J. Exp. Bot. 2008. Vol. 59. Р. 3465-3474.
10. Predictive network modeling of the high-resolution dynamic plant transcriptome in response to nitrate / Krouk G., Mirowski P., Lecun Y., Shasha D. E., Coruzzi G. M. // Genome Biol. 2010. Vol. 11. R123.
11. Coexpression-based clustering of Arabidopsis root genes predicts functional modules in early phosphate deficiency signalling / Lin W. D., Liao Y. Y., Yang T. J., Pan C. Y., Buckhout T. J., Schmidt W. // Plant Physiol. 2011. Vol. 155. Р. 1383-1402.
12. Transcriptional profiling of indica rice cultivar IET8585 (Ajaya) infected with bacterial leaf blight pathogen Xanthomonas oryzae pv oryzae / Kottapalli K. R., Rakwal R., Satoh K., Shibato J., Kottapalli P., Iwahashi H., Kikuchi S. // Plant Physiol. Biochem. 2007. Vol. 45. Р. 834-850.
13. Microarray analysis and functional tests suggest the involvement of expansins in the early stages of symbiosis of the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices on tomato (Solanum lycopersi-cum) / Dermatsev V., Weingarten-Baror C., Resnick N., Gadkar V., Wininger S., Kolotilin I., Mayzlish-Gati E., Zilberstein A., Koltai H., Kapulnik Y. // Mol. Plant Pathol. 2010. Vol. 11. Р. 121-135.
14. Nemhauser J. L., Hong F., Chory J. Different plant hormones regulate similar processes through largely nonoverlapping transcriptional responses // Cell. 2006. Vol. 126. Р. 467-475.
15. Arabidopsis hormone database: a comprehensive genetic and phenotypic information database for plant hormone research in Arabidopsis / Peng Z. Y., Zhou X., Li L., Yu X., Li H., Jiang Z., Cao G.,
Bai M., Wang X., Jiang C., Lu H., Hou X., Qu L., Wang Z., Zuo J., Fu X., Su Z., Li S., Guo H. // Nucl. Acids Res. 2009. Vol. 37 (Database issue): D975-982.
16. Prediction of transcriptional regulatory elements for plant hormone responses based on microarray data / Yamamoto Y. Y., Yoshioka Y., Hyakumachi M., Maruyama K., Yamaguchi-Shinozaki K., Tokizawa M., Koyama H. // BMC Plant Biol. 2011. Vol. 24. P. 11-39.
17. The auxin-induced transcriptome for etiolated Arabidopsis seedlings using a structure/function approach / Pufky J., Qiu Y., Rao M. V., Hurban P., Jones A. M. // Funct. Integr. Genomics. 2003. Vol. 3. P. 135-143.
18. Hagen G., Guilfoyle T. J. Rapid induction of selective transcription by auxins // Mol. Cell Biol. 1985. Vol. 5. P. 1197-1203.
19. A gradient of auxin and auxin-dependent transcription precedes tropic growth responses / Es-mon C. A., Tinsley A. G., Ljung K., Sandberg G., Hearne L. B., Liscum E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. Vol. 103. P. 236-241.
20. Comprehensive transcriptome analysis of auxin responses in Arabidopsis / Paponov I. A., Pa-ponov M., Teale W, Menges M., Chakrabortee S., Murray J. A., Palme K. // Mol. Plant. 2008. Vol. 1. P. 321-337.
21. Abel S., Theologis A. Early genes and auxin action // Plant Physiol. 1996. Vol. 111. P. 9-17.
22. Guilfoyle T. J. Auxin-regulated genes and promoters // Biochemistry and Molecular Biology of Plant Hormones / ed. by P. J. J. Hooykaas, M. A. Hall, K. R. Libbenga. Elsevier; Amsterdam, 1999. P. 423-459.
23. Hagen G., Guilfoyle T. Auxin-responsive gene expression: genes, promoters and regulatory factors // Plant Mol. Biol. 2002. Vol. 49. P. 373-385.
24. Liscum E., Reed J. W. Genetics of Aux/IAA and ARF action in plant growth and development // Plant Mol. Biol. 2002. Vol. 49. P. 387-400.
25. Ainley W. M., Walker J. C., Nagao R. T., Key J. L. Sequence and characterization of two auxin-regulated genes from soybean // J. Biol. Chem. 1988. Vol. 263. P. 10658-10666.
26. Structural characterization of the early indoleacetic acid-inducible genes, PS-IAA4/5 and PS-IAA6, of pea (Pisum sativum L. ) / Oeller P. W, Keller J. A., Parks J. E., Silbert J. E., Theologis A. // J. Mol. Biol. 1993. Vol. 233. P. 789-798.
27. Nebenftihr A., White T. J., Lomax T. L. The diageotropica mutation alters auxin induction of a subset of the Aux/IAA gene family in tomato // Plant Mol. Biol. 2000. Vol. 44. P. 73-84.
28. Molecular cloning and expression of the early auxin-responsive Aux/IAA gene family in Nico-tiana tabacum / Dargeviciute A., Roux C., Decreux A., Sitbon F., Perrot-Rechenmann C. // Plant Cell Physiol. 1998. Vol. 39. P. 993-1002.
29. Abel S., Nguyen M. D., Theologis A. The PS-IAA4/5-like family of early auxin-inducible mRNAs in Arabidopsis thaliana // J. Mol. Biol. 1995. Vol. 251. P. 533-549.
30. Abel S., Theologis A. A polymorphic bipartite motif signals nuclear targeting of early auxin-in-ducible proteins related to PS-IAA4 from pea (Pisum sativum) // Plant J. 1995. Vol. 8. P. 87-96.
31. Dharmasiri N., Estelle M. Auxin signaling and regulated protein degradation // Trends Plant Sci. 2004. Vol. 9. P. 302-308.
32. Hao G. -F., Yang G. -F. The role of Phe82 and Phe351 in auxin-induced substrate perception by TIR1 ubiquitin ligase: A novel insight from molecular dynamics simulations // PLoS ONE 2010. N 5: e10742. doi:10.1371.
33. The IAA1 protein is encoded by AXR5 and is a substrate of SCF(TIR1) / Yang X., Lee S., So J. H., Dharmasiri S., Dharmasiri N., Ge L., Jensen C., Hangarter R., Hobbie L., Estelle M. // Plant J. 2004. Vol. 40. P. 772-782.
34. Park J. Y., Kim H. J., Kim J. Mutation in domain II of IAA1 confers diverse auxin-related phenotypes and represses auxin-activated expression of Aux/IAA genes in steroid regulator-inducible system // Plant Journal. 2002. Vol. 32. P. 669-683.
35. Ku S. J., Park J. Y., Ha S. B., Kim J. Overexpression of IAA1 with domain II mutation impairs cell elongation and cell division in inflorescences and leaves of Arabidopsis // J. Plant Physiol. 2009. Vol. 166. P. 548-553.
36. Tian Q., Uhlir N. J., Reed J. W. Arabidopsis SHY2/IAA3 inhibits auxin-regulated gene expression // Plant Cell. 2002. Vol. 14. Р. 301-319.
37. Functional genomic analysis of the AUXIN/INDOLE-3-ACETIC ACID gene family members in Arabidopsis thaliana / Overvoorde P. J., Okushima Y., Alonso J. M., Chan A., Chang C., Ecker J. R., Hughes B., Liu A., Onodera C., Quach H., Smith A., Yu G., Theologis A. // Plant Cell. 2005. Vol. 17. Р. 3282-3300.
38. Specificity and similarity of functions of the Aux/IAA genes in auxin signaling of Arabidopsis revealed by promoter-exchange experiments among MSG2/IAA19, AXR2/IAA7, and SLR/IAA14 / Muto H., Watahiki M. K., Nakamoto D., Kinjo M., Yamamoto K. T. // Plant Physiol. 2007. Vol. 144. Р. 187-196.
39. The tomato Aux/IAA transcription factor IAA9 is involved in fruit development and leaf morphogenesis / Wang H., Jones B., Li Z., Prasse P., Delalande C., Regad P., Chaabouni S., Latche A., Pech J. C., Bouzayen M. // Plant Cell. 2005. Vol. 17. Р. 2676-2692.
40. Mockaitis K., Estelle M. Auxin receptors and plant development: a new signaling paradigm // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2008. Vol. 24. Р. 55-80.
41. Vanneste S., Friml J. Auxin: a trigger for change in plant development // Cell. 2009. Vol. 136. Р. 1005-1006.
42. Developmental specificity of auxin response by pairs of ARP and Aux/IAA transcriptional regulators / Weijers D., Benkova E., Jager K. E, Schlereth A., Hamann T. // EMBO J. 2005. Vol. 24. Р. 1874-1885.
43. Phenotypic plasticity of adventitious rooting in Arabidopsis is controlled by complex regulation of AUXIN RESPONSE FACTOR transcripts and microRNA abundance / Gutierrez L., Bussell J. D., Pa-curar D. I., Schwambach J., Pacurar M., Bellini C. // Plant Cell. 2009. Vol. 21. Р. 3119-3132.
44. Disruption and overexpression of auxin response factor 8 gene of Arabidopsis affect hypocotyl elongation and root growth habit, indicating its possible involvement in auxin homeostasis in light condition / Tian C. E., Muto H., Higuchi K., Matamura T., Tatematsu K., Koshiba T., Yamamoto K. T. // Plant J. 2004. Vol. 40. Р. 333-343.
45. Characterization of an Arabidopsis enzyme family that conjugates amino acids to indole-3-acetic acid / Staswick P. E., Serban B., Rowe M., Tiryaki I., Maldonado M. T., Maldonado M. C., Suza W. // Plant Cell. 2005. Vol. 17. Р. 616-627.
46. DFL1, an auxin-responsive GH3 gene homologue, negatively regulates shoot cell elongation and lateral root formation, and positively regulates the light response of hypocotyl length / Nakazawa M., Yabe N., Ichikawa T., Yamamoto Y. Y., Yoshizumi T., Hasunuma K., Matsui M. // Plant J. 2001. Vol. 25. Р. 213-221.
47. Ydk1-D, an auxin-responsive GH3 mutant that is involved in hypocotyl and root elongation / Takase T., Nakazawa M., Ishikawa A., Kawashima M., Ichikawa T., Takahashi N., Shimada H., Ma-nabe K., Matsui M. // Plant Journal. 2004. Vol. 37. Р. 471-483.
48. Arabidopsis GH3.5 regulates salicylic acid-dependent and both NPR1 -dependent and independent defense responses / Zhang Z., Wang M., Li Z., Li Q., He Z. // Plant Signaling and Behavior. 2008. Vol. 3. Р. 537-542.
49. Franco A. R., Gee M. A., Guilfoyle T. J. Induction and superinduction of auxin-responsive mRNAs with auxin and protein synthesis inhibitors // J. Biol. Chem. 1990. Vol. 265. Р. 15845-15849.
50. Gil P., Green P. J. Multiple regions of the Arabidopsis SAUR-AC1 gene control transcript abundance: the 3' untranslated region functions as an mRNA instability determinant // EMBO J. 1996. Vol. 15. Р. 1678-1686.
51. Transcription, organization, and sequence of an auxin-regulated gene cluster in soybean / McClure B. A., Hagen G., Brown C. S., Gee M. A., Guilfoyle T. J. // Plant Cell. 1989. Vol. 1. Р. 229-239.
52. Gee M. A., Hagen G., Guilfoyle T. J. Tissue-specific and organ-specific expression of soybean auxin-responsive transcripts GH3 and SAURs // Plant Cell. 1991. Vol. 3. Р. 419-430.
53. Yang T., Poovaiah B. W. Molecular and biochemical evidence for the involvement of calcium/calmodulin in auxin action // J. Biol. Chem. 2000. Vol. 275. Р. 3137-3143.
54. Knauss S., Rohrmeier T., Lehle L. The auxin-induced maize gene ZmSAUR2 encodes a short-lived nuclear protein expressed in elongating tissues // J. Biol. Chem. 2003. Vol. 278. Р. 23936-23943.
55. Kant S., Bi Y. M., Zhu T., Rothstein S. J. SAUR39, a small auxin-up RNA gene, acts as a negative regulator of auxin synthesis and transport in rice // Plant Physiol. 2009. Vol. 151. Р. 691-701.
56. Comprehensive comparison of auxin-regulated and brassinosteroid-regulated genes in Arabi-dopsis / Goda H., Sawa S., Asami T., Fujioka S., Shimada Y., Yoshida S. // Plant Physiol. 2004. Vol. 134. Р. 1555-1573.
Статья поступила в редакцию 17 марта 2011 г.
