Транскрипционная активность генов, вовлеченных в биосинтез антоцианов и флавонолов у Quercus robur L. в условиях засухи
Зыбинская П. А.
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный
центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения
Российской академии наук», Волгоград, Россия
Аннотация. Антоцианы и флавонолы играют важную роль в защите растений от абиотических стрессов, выполняя фотозащитные и антиоксидантные функции. Однако молекулярные механизмы регуляции их биосинтеза у дуба черешчатого (Quercus robur L.) при водном дефиците остаются малоизученными. В связи с этим целью исследования являлась оценка транскрипционной активности генов, вовлеченных в биосинтез антоцианов и флавонолов у Q. robur в условиях дефицита влаги. Методом секвенирования транскриптомов на платформе Oxford Nanopore было выявлено значительное повышение экспрессии ключевого гена биосинтеза антоцианов ANS (в 7 раз), а
также генов общего флавоноидного пути CHS, F3H, F3’H и F3’5’H. Параллельно с помощью неинвазивного измерения в листьях Q. robur было установлено достоверное снижение содержания антоцианов в листьях при одновременном увеличении содержания флавонолов. В то же время, экспрессия генов, кодирующих ферменты модификации (AGT) и транспорта (GST) антоцианов, существенно не отличалась в контрольной и экспериментальной группах. Результаты исследования могут свидетельствовать об активации биосинтеза антоцианов в ответ на засуху у Q. robur, однако, сопоставление с данными исследования спектральных характеристик лиcтовых пластинок Q. robur позволяет предположить, что максимальная транскрипционная активность генов антоцианового пути может приходиться на более ранние стадии воздействия стресса. Кроме того, увеличение содержания флавонолов в листьях Q. robur в ответ на засуху может говорить о компенсации недостатка антоцианов. Полученные данные важны для понимания молекулярно-генетических механизмов засухоустойчивости Q. robur и выявления генов-мишеней для селекции и применения геномных технологий.
Ключевые слова. Антоцианы; флавонолы; транскрипционная активность генов; Quercus robur L.; засуха.
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № FNFE-2025-0013 «Управление экспрессией генов, вовлеченных в процесс адаптации к неблагоприятным факторам внешней среды, для улучшения хозяйственно-ценных признаков древесно-кустарниковых и культурных растений, используемых в агролесомелиорации».
Цитирование. Зыбинская П. А. Транскрипционная активность генов, вовлеченных в биосинтез антоцианов и флавонолов у Quercus robur L. в условиях засухи.
