Обработка перекисью водорода как прайминг, модулирующий устойчивость к абиотическому оксидативному стрессу: сведения о детоксикации и нейтрализации реактивных форм кислорода

Растения постоянно подвергаются различным абиотическим стрессам, которые негативно влияют на рост и продуктивность во всем мире. В процессе эволюции растения развили сложные механизмы распознавания внешних сигналов, позволяющие им адекватно реагировать на условия окружающей среды, хотя степень приспособляемости или устойчивости к конкретным стрессам различается у разных видов. При абиотических и/или биотических стрессах повышается образование реактивных форм кислорода (ROS; перекись водорода, H2O2; супероксид, O2•–; гидроксильный радикал, OH•; и синглетный кислород, 1O2), что может вызывать окислительное повреждение макромолекул и клеточных структур растений, приводя к ингибированию роста и развития или к гибели. Среди различных ROS свободно диффундирующая и относительно длительно существующая H2O2 выступает центральным элементом в путях передачи стрессовых сигналов, которые затем могут активировать множественные акклиматизационные ответы, усиливающие сопротивляемость различным абиотическим и биотическим стрессорам. Чтобы использовать H2O2 в качестве сигнальной молекулы, необходимо поддерживать нетоксические уровни посредством тонкого баланса между образованием H2O2 и его нейтрализацией. Ряд недавних исследований показал, что прайминг H2O2 может повышать устойчивость к абиотическим стрессам путем модуляции детоксикации ROS и регуляции множества стресс-ответных путей и экспрессии генов. Несмотря на важность H2O2-прайминга, мало что известно о том, каким образом этот процесс улучшает стрессовую устойчивость растений. Понимание механизмов, лежащих в основе индуцированной H2O2-праймингом абиотической стрессовой толерантности, будет ценным для разработки биотехнологических стратегий повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к абиотическим факторам. В данном обзоре приведён обзор современных знаний о возможных механизмах, связанных с индуцированной H2O2 абиотической оксидативной стрессоустойчивостью у растений, с особым акцентом на антиоксидантный метаболизм.