Ta'lim innovatsiyasi va integratsiyasi

НЕОБЫЧНЫЙ МИР ГОРМОНОПОДОБНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В РАСТЕНИЯХ: МЕТАБОЛИЗМ ЗА ПРЕДЕЛАМИ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ.

Шерманов Бекназар Ортикович

Keywords: Ключевые слова: абсцизовая кислота, ферментация, нитевидные грибы, гиббереллины, гормоны растений, вторичные метаболиты.

---

Abstract

Аннотация. Гормоны растений - это класс органических веществ, которые
синтезируются в процессе метаболизма растений. Они оказывают очевидное
физиологическое воздействие на рост растений при очень низких
концентрациях. В целом, гормоны растений в основном делятся на 5 категорий:
ауксины, цитокинины, этилен, гиббереллины (ГА) и абсцизовая кислота (АБК).
С углублением исследований были найдены и идентифицированы некоторые
новые гормоны растений, такие как брассиностероид и салицилаты. Продукты
растительных гормонов в основном получают путем экстракции растений,
химического синтеза, а также микробной ферментации. Однако крайне низкий
выход в растениях и относительно сложная химическая структура ограничивают
развитие двух первых подходов. Поэтому больше внимания уделяется
микробному ферментативному производству. В этом комментарии обсуждаются
разработки и технологические достижения двух важных растительных гормонов
(ГА и АБА). Сначала представлены открытие, штаммы-продуценты, технологии
ферментации и механизмы их накопления. Кроме того, обсуждаются успехи в
массовом промышленном производстве. Наконец, в свете текущего прогресса,
проблем и тенденций в этой области предлагаются рекомендации для будущих
исследований в области производства ГА и АБА. Учитывая широкое
использование растительных гормонов в сельском хозяйстве, мы считаем, что
микробное производство растительных гормонов ждет блестящее будущее.

---

References

Hertig AT. Allen and Doisy's 'an ovarian hormone'. J Am Med Asso

;250(19):2684-2688; http://dx.doi.org/ 10.1001/jama.1983.03340190086042

[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Atkinson AB. С тех пор до наших дней: уроки развития нашего понимания

гипофиза. Ulster Med J 2010;79(2):89-94; PMID:21116427 [PMC free article]

[PubMed] [Google Scholar].

Thimann KV. Пятьдесят лет исследований гормонов растений. Plant Physiol

;54(4):450-453; PMID:16658908; http://dx.doi.org/ 10.1104/pp.54.4.450

[PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

McSteen P, Zhao Y. Растительные гормоны и сигнализация. общие темы и

новые разработки. Dev Cell 2008;14:467-473; PMID:18410724;

http://dx.doi.org/ 10.1016/j.devcel.2008.03.013 [PubMed] [CrossRef] [Google

Scholar].

Arshad M, Frankenberger WT Jr. Микробное производство растительных

гормонов. Plant Soil 1991;133(1):1-8; http://dx.doi.org/ 10.1007/BF00011893

[CrossRef] [Google Scholar].

Ballingall AM. Использование гормональных гербицидов для управления

устойчивостью и борьбы с трудноискоренимыми сорняками на зерновых

культурах в Великобритании (с особым упором на Шотландию). Julius-

Kühn-Archiv 2014;443:268-272. [Google Scholar]

Lu Q, Zhang W, Gao J, Lu M, Zhang L, Li J. Simultaneous determination of plant

hormones in peach based on dispersive liquid-liquid microextraction coupled with

liquid chromatography-ion trap mass spectrometry. J Chromatogr B 2015;992:8-

; http://dx.doi.org/ 10.1016/j.jchromb.2015.04.014 [PubMed] [CrossRef]

[Google Scholar].

Kang J, Yim S, Choi H, Kim A, Lee KP, Lopez-Molina L, Martinoia E, Lee Y.

Транспортеры абсцизовой кислоты взаимодействуют для контроля

прорастания семян. Nat Commun 2015;6(8): 113; PMID:26334616;

http://dx.doi.org/ 10.1038/ncomms9113 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef]

[Google Scholar].

Mer LN. Двадцать лет исследований гиббереллинов. Nat Prod Rep

;20(1):49-69; PMID:12636083; http://dx.doi.org/ 10.1039/b007744p

[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Adato I, Gazit S. Роль этилена в развитии и созревании плодов авокадо: I.

fruit drop. J Exp Bot 2014;28(3):636-643; http://dx.doi.org/ 10.1093/jxb/28.3.636

[CrossRef] [Google Scholar].

Lu Y, Xu J. Phytohormones in microalgae: a new opportunity for microalgal

biotechnology? Trends Plant Sci 2015;20(5):273-282; PMID:25697753;

http://dx.doi.org/ 10.1016/j.tplants.2015.01.006 [PubMed] [CrossRef] [Google

Scholar].

Wang C, Liu Y, Li SS, Han GZ Insights into the origin and evolution of the plant

hormone signaling machinery.[J]. PlantPhysiology, 2015, 167(3):872-886. [PMC

freearticle] [PubMed] [Google Scholar].

Тараховская Е.Р., Маслов Ю.И., Шишова М.Ф. Фитогормоны в водорослях.

Russ J Plant Physl 2007;54(2):163-170; http://dx.doi.org/

1134/S1021443707020021 [CrossRef] [Google Scholar].

Rademacher W. Gibberellin formation in microorganisms. Plant Growth Regul

;15(15):303-314; http://dx.doi.org/ 10.1007/BF00029903 [CrossRef]

[Google Scholar].

Lu LZ, Lao XZ, Zheng Y. Производство абсцизовой кислоты путем

ферментации и ее применение. Amino Acids BiotResour 2011;33(2):23-26.

[Google Scholar].

Zhang H, Liu J, He W. Скрининг грибов, продуцирующих абсцизовую

кислоту, и оптимизация условий их ферментации. Industrial Microbiol

;38(1):49-52. [Google Scholar].

Bömke C, Tudzynski B. Diversity, regulation, and evolution of the gibberellin

biosynthetic pathway in fungi compared to plants and bacteria. Phytochem

;70(15-16):1876-93; http://dx.doi.org/ 10.1016/j.phytochem.2009.05.020

[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Куросава Э. Экспериментальные исследования природы вещества,

выделяемого грибком "баканэ". Lancet Infect Dis 2003;3(3):125-126;

PMID:12614725; http://dx.doi.org/ 10.1016/S1473-3099(03)00539-5 [PubMed]

[CrossRef] [Google Scholar].

Ябута Т., Кобе К., Хаяси Т. Биохимические исследования гриба "баканаэ" на

рисе. I. Фузариновая кислота, новый продукт гриба 'Bakanae'. Zeitschrift Für

Pflanzenkrankheiten 1934;1059-1068 [Google Scholar]

Takahashi N, Kitamura H, Kawarada A, Seta Y, Takai M, Tamura S, Sumiki Y.

Изолирование гиббереллинов и их свойства. Bull Agric Chem Soc

;19:267-277. [Google Scholar].

Csukasi F, Merchante C, Valpuesta V. Модификация уровней растительных

гормонов и сигнализации как инструмент в биотехнологии растений.

Biotechnol J 2009;4(9):1293-1304; PMID:19585532; http://dx.doi.org/

1002/biot.200800286 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Lale G, Jogdand VV, Gadre RV. Морфологические мутанты

Gibberellafujikuroi для усиленного производства гибберелловой кислоты. J

Appl Microbiol 2006;100:65-72; PMID:16405686; http://dx.doi.org/

1111/j.1365-2672.2005.02754.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Lu ZX, Xie ZC, Kumakura M. Производство гибберелловой кислоты в

Gibberellafujikuroi, прикрепленной к полимерным волокнистым носителям.

Process Biochem 1995;30(7):661-665; http://dx.doi.org/ 10.1016/0032-

(94)00042-5 [CrossRef] [Google Scholar].

Eleazar ME, Dendooven L, Magaña IP, Parra R, De la Torre M. Optimization of

gibberellic acid production by immobilized Gibberellafujikuroi, mycelium in

fluidized bioreactors. J Biotechnol 2000;76:147-155; PMID:10656329;

http://dx.doi.org/ 10.1016/S0168-1656(99)00182-0 [PubMed] [CrossRef]

[Google Scholar].

Davies PJ. Гормоны растений: их природа, возникновение и функции. Plant

Hormones 2009;1-11. [Google Scholar].

Cornforth JW, Milborrow BV, Ryback G, Wareing PF. Изолирование дормина

сикомора и его идентичность с абсцизином II. Tetrahedron 1966;22(01):603-610; http://dx.doi.org/ 10.1016/S0040-4020(01)90962-7 [CrossRef] [Google

Scholar].

Rudnicki R, Borecka H, Pieniaek J. Abscisic acid in Penicillium italicum. Planta

;86(2):195-196; PMID:24515793; http://dx.doi.org/ 10.1007/BF00379827

[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Assante G, Merlini L, Nasini G. (+)-Abscisic acid, a metabolite of the fungus

Cercosporarosicola. Experientia 1977;33(12):1556-1557; http://dx.doi.org/

1007/BF01933993 [CrossRef] [Google Scholar].

Griffin DH, Walton DC. Регуляция образования абсцизовой кислоты в

Mycosphaerella (Cercospora) rosicola фосфатом. Mycologia 1982;74(4):614-

; http://dx.doi.org/ 10.2307/3792749 [CrossRef] [Google Scholar].

Hui Z, Shang SH, Liu J, He W, Liu XD, Xie XZ. Скрининг грибов,

продуцирующих абсцизовую кислоту, и изучение условий их ферментации.

J Shenyang Institute Chem Technol 2007;21(3):170-173. [Google Scholar].

Dörffling K, Petersen W, Sprecher E, Urbasch I, Hanssen HP. Abscisic acid in

phytopathogenic fungi of the genera Botrytis, Ceratocystis, Fusarium, and

Rhizoctonia. Zeitschrift Für Naturforschung C 2014;39(6):683-684. [Google

Scholar].

Marumo S, Katayama M, Komori E, Ozaki Y, Natsume M, Kondo S. Microbial

production of abscisic acid by Botrytis Cinerea. Agricultural Biol Chem

;46(7):1967-1968. [Google Scholar].

Gkdere M, Ate S. Экстрактивная ферментация гибберелловой кислоты с

использованием свободной и иммобилизованной Gibberellafujikuroi. Prep

BiochemBiotechnol 2014;44(1):80-89; PMID:24117154; http://dx.doi.org/

1080/10826068.2013.792275 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Rios-Iribe EY, Flores-Cotera LB, Chávira MM, Gonzalez-Alatorre G, Escamilla-

Silva EM. Индуктивный эффект, производимый смесью источников

углерода в производстве гибберелловой кислоты Gibberellafujikuroi. World J

MicrobBiotechnol 2011;27(6):1499-1505; http://dx.doi.org/ 10.1007/s11274-

-0603-4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].

Lale G, Jogdand VV, Gadre RV. Морфологические мутанты

Gibberellafujikuroi для усиленного производства гибберелловой кислоты. J

Appl Microbiol 2006;100(1):65-72; PMID:16405686; http://dx.doi.org/

1111/j.1365-2672.2005.02754.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar].