ენდოგენური ნახშირწყალ–დამკავშირებელი ცილების და ფიტოჰორმონების რეგულატორული როლი კოლეოპტილეს უჯრედების გაჭიმვით ზრდაში

ავტორი: მარიამ გაიდამაშვილი
თანაავტორები: ე.ხურციძე
საკვანძო სიტყვები: ნახშირწყალ–დამკავშირებელი ცილები, ფიტოჰორმონები, კოლეოპტილე, გაჭიმვით ზრდა
ანოტაცია:

ფიტოჰორმონების გავლენის შესწავლა მცენარეთა ცხოველქმედების რეგულაციაში წარმოადგენს მცენარეთა ფიზიოლოგიის ერთ-ერთ მნიშვნელოვან მიმართულებას. ინტერესი ამ პროცესისადმი განპირობებულია იმით, რომ ჰორმონალურ-ინჰიბიტორული ბალანსი განაპირობებს მთლიანი მცენარის ფიზიოლოგიური და მორფო-გენეტიკური პროცესების მიმდინარეობას. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ უახლესი ლიტერატურული მონაცემებით დღემდე ცნობილი ფიტოჰორმონისაგან (აუქსინები, გიბერელინები, ციტოკინინები, ეთილენი, აბსციზის მჟავა, ჟასმინის მჟავა, ბრასინოლიდები) განსხვავებით აღმოჩენილია ჰორმონთა კიდევ ახალი კლასი, რომელიც მოიცავს მცირე ზომის პოლიპეპტიდური ბუნების სასიგნალო მოლეკულებს. დღეს შეიძლება უკვე ითქვას, რომ ინფორმაციის მატარებელი ფიზიოლოგიურად აქტიური პოლიპეპტიდები - სრულიად ახალი მიმართულებაა მცენარეთა ფიზიოლოგიაში, განსაკუთრებით კი დაცვის, განაყოფიერების, ზრდისა და განვითარების სფეროებში. ზემოაღნიშნულ ფიტოჰორმონებს შორის, მცენარეული ზრდის ჰორმონების ყველაზე დიდ კლასს აუქსინები წარმოადგენენ, რომლებსაც ძირითადად მცენარეულ უჯრედებზე პლეიოტროპული მოქმედება ახასიათებთ, მაგრამ აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ სამეცნიერო ლიტერატურაში ძალიან მწირია მონაცემები ზრდისა და დიფერენცირების პროცესებში აუქსინების მონაწილეობის კონკრეტული მექანიზმების შესახებ. დღესდღეობით ნათელი ხდება, რომ ზემოაღნიშნული ფიზიოლოგიური პროცესების მართვაში მთავარ ფუნქციას ასრულებენ ნახშირწყალ შემცველი ბიომოლეკულები და მათთან სპეციფიკურად დამკავშირებელი ცილები–ლექტინები. ლიტერატურაში დაგროვილ მონაცემებზე დაყრდნობით, შეიძლება გაივლოს ანალოგია მცენარეული და ცხოველური წარმოშობის ჰორმონების ბუნებასა და მათი მოქმედების მოლეკულურ მექანიზმებს შორის. ამასთანავე უნდა აღინიშნოს, რომ ცხოველურ ორგანიზმებში გამოვლენილი ფაქტიურად ყველა ჰორმონი და მათი სპეციფიკური რეცეპტორები წარმოადგენენ გლიკოპროტეინებს, რომელთა დიდი ნაწილი ლექტინური ბუნებისაა. ამდენად მცენარეული ლექტინების _ მცენარეული ჰორმონების კუთხით განხილვა მეტად საინტერესოა და მცენარეთა ფიზიოლოგიაში სრულიად ახალ მიმართულებას წარმოადგენს. ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, ჩვენთვის განსაკუთრებულ ინტერესს წარმოადგენდა შეგვესწავლა ენდოგენური აუქსინების, ზრდის ინჰიბიტორების აქტივობასა და ლექტინების შემცველობას შორის ურთიერთდამოკიდებულება, თუთის (Morus alba var. Gruzia L.) ფოთლებსა და ყვავი¬ლედებში ონტოგენეზის სხვადასხვა, კენწრული კვირტის, ყვავილობის წინა, ყვავილობის და სიმწიფის, ფაზებში. ნაჩვენები იქნა, რომ თუთის მზარდ ფოთლებსა და ყვავილედებში, ენდოგენურ აუქსინების აქტივობასა და ლექტინების შემცველობას შორის არსებობს დადებითი კორელაციური დამოკიდებულება, კერძოდ მასტუმულირებელ ნაერთთა მაქსიმალური აქტივობა (300-225%) აღინიშნება ფოთლებისა და ყვავილედის ზრდის პერიოდში, ხოლო მომდევნო ფაზებში ადგილი აქვს მათი შემცვე¬ლობის თანდათანობით კლებას (180-150%). ამასთანავე, ლექტინური აქტივობა ჰემაგლუტინაციურ ერთეულებში, უფრო მაღალია (524288) აპიკალურ ფოთლებსა და ყვავილედებში, აქტიური ზრდის პერიოდში, ხოლო ფოთლების ზრდის და ნაყოფის ფორმირების პროცესების დასრულების შემდეგ, ლექტინური აქტივობა მცირდება (64). თუთის თესლებიდან გასუფთავებული GGal-სპეციფიკური ლექტინი (MNL) 50 მკგ/მლ კონცენტრაციით, იწვევს ხორბლის კოლეოპტილების გაჭიმვით ზრდის მკვეთრ სტიმულირებას, რაც აუქსინით გამოწვეული ზრდის ეფექტის მსგავსია (250%) და 2.5–ჯერ აღემატება საკონტროლო შედეგს. ამასთანავე უნდა აღინიშნოს, რომ ნახშირწყლით ინჰიბირებული MNL ნეგატიურ გავლენას ახდენს ხორბლის კოლეოპტილების ელონგაციაზე, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ Gal–სპეციფიკური ლექტინის მონაწილეობა გაჭიმვით ზრდის პროცესში ხორციელდება შაქრის დამკავშირებელი ცენტრების საშუალებით. შედეგებზე დაყრდნობით, შემოთავაზებულია თუთის (Morus alba var. gruzia L.) Gal-სპეციფიკური leqtiniს (MNL) მონაწილეობა მცენარეთა ზრდისა და განვითარების პროცესებში. მიღებული მონაცემები მნიშვნელოვანია ლექტინების ფიზიოლოგიური როლის დადგენის და მცენარეული უჯრედების გაჭიმვით ზრდის პროცესების მოლეკულური მექანიზმების კვლევისათვის. ამავე დროს ენდოგენური ნახშირწყალ–დამკავშირებელი ცილები, მცენარის ფიზიოლოგიურად აქტიური ზონების ზრდის და ელონგაციის ინიციაციის უნარის გამო, შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც კვლევის ინსტრუმენტები სოფლის მეურნეობაში, პოტენციურად არატოქსიური ზრდის–მასტიმულირებელი აგენტების სახით.