Doklady Biological SciencesDoklady Biological SciencesДоклады Российской академии наук. Науки о жизни2686-73893034-5057The Russian Academy of Sciences68407110.31857/S2686738925020168ArticlesСтатьиResearch ArticlePhysiological effect of 24-epibrassinolide and its conjugate with succinic acid on the resistance of rapeseed plants to chloride salinityВлияние 24-эпибрассинолида и его конъюгата с янтарной кислотой на устойчивость растений рапса к хлоридному засолениюKolomeichukL. V.КоломейчукЛ. В.
Russian Federation
kolomeychuklv@mail.ruLitvinovskayaR. P.ЛитвиновскаяР. П.
Belarus
kolomeychuklv@mail.ruKhripachV. А.ХрипачВ. А.
Belarus
kolomeychuklv@mail.ruKuznetsovV. V.КузнецовВ. В.
Russian Federation

Corresponding Member of the RAS

член-корреспондент РАН

kolomeychuklv@mail.ruEfimovaМ. V.ЕфимоваМ. В.
Russian Federation
kolomeychuklv@mail.ruNational research Tomsk State UniversityНациональный исследовательский Томский государственный университетInstitute of Bioorganic Chemistry, National Academy of Sciences of BelarusИнститут биоорганической химии НАН БеларусиTimiryazev Institute of Plant Physiology, Russian Academy of SciencesИнститут физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук1504202552112602671206202512062025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-7389/article/view/684071

It has been shown for the first time that exogenous 24-epibrassinolide (EBL) and a conjugate synthesized on its basis, which is 2,3,22,23-tetraester of EBL and succinic acid, at a concentration of 10 nM almost equally mitigate the negative effects of salt stress (150 mM NaCl) on rapeseed plants, maintaining photosynthetic activity and growth parameters. Specificity of the action of the studied compounds in regulating the resistance of rapeseed plants to NaCl is noted. EBL against the background of chloride salinity increases the content of carotenoids, superoxide dismutase and peroxidase activity, while conjugate EBL increases only peroxidase activity. Pretreatment of plants for 4 hours before stress was more effective than the introduction of the studied regulators simultaneously with the stressor.

Впервые показано, что экзогенный 24-эпибрассинолид (ЭБЛ) и синтезированный на его основе конъюгат, представляющий собой 2,3,22,23-тетраэфир ЭБЛ и янтарной кислоты, в концентрации 10 нМ практически в равной степени смягчают негативные последствия солевого стресса (150 мМ NaCl) на растения рапса, поддерживая их фотосинтетическую активность и ростовые параметры. Отмечена специфичность действия исследуемых соединений в регуляции устойчивости растений рапса к NaCl. ЭБЛ на фоне хлоридного засоления повышает содержание каротиноидов, активность супероксиддисмутазы и пероксидазы, в то время как конъюгат ЭБЛ повышает только активность пероксидазы. Предобработка растений в течение 4-х часов перед стрессом была эффективнее, чем внесение исследуемых регуляторов одновременно со стрессором.

Brassica napusbrassinosteroids24-epibrassinolidesuccinic acidconjugatechloride salinitystressenzymatic and non-enzymatic antioxidantsBrassica napusбрассиностероиды24-эпибрассинолидянтарная кислотаконъюгатхлоридное засолениестрессферментативные и неферментативные антиоксидантыРоссийский научный фондRussian Science Foundation23-44-10019Белоруссий республиканский фонд фундаментальных исследованийBelarusian Republican Foundation for Fundamental ResearchX23РНФ-087Wu, X. Gong, D. Zhao, K. Chen, D. Dong, Y. Gao, Y. Wang, Q. Hao, G. Research and Development Trends in Plant Growth Regulators. // Adv. Agrochem, 2024, vol. 3(1) pp. 99–106.Waadt, R., Seller, C.A., Hsu, P.K., Takahashi, Y., Munemasa, S., Schroeder, J. I. Plant hormone regulation of abiotic stress responses. // Nat Rev Mol Cell Biol, 2022, 23(10), pp. 680–694.Al-Taey, D.K., Al-Musawi, Z.J., Kadium, S. M. A., Abbas, A. K., Alsaffar, M. F., Mahmood, S. S. Brassinolides’ Function and Involvement in Salt Stress Response: A Review. // In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2024, vol. 1371(4), P. 042032.Garrido-Auñón, F., Puente-Moreno, J., García-Pastor, M.E., Serrano, M., Valero, D. Brassinosteroids: An Innovative Compound Family That Could Affect the Growth, Ripening, Quality, and Postharvest Storage of Fleshy Fruits. // Plants, 2024, vol. 13(21), P. 3082.Zajączkowska M., Pacholczak A. Effect of brassinosteroids on rooting of the ornamental deciduous shrubs. // Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus, 2024, vol. 23(1), pp. 51–62.Yang, Y., Chu, C., Qian, Q., Tong, H. Leveraging brassinosteroids towards the next Green Revolution. // Trends in Plant Science, 2024, vol. 29(1), pp. 86–98.Litvinovskaya, R.P., Minin M.E., Raiman, G.A., Zhilitskaya, A.L., Kurtikova, K.G., Kozharnovich, Derevyanchuk, M.V., Kravets, V.S., Khripach V.A., Indolyl-3-acetoxy derivatives of brassinosteroids: synthesis and growth-regulating activity. // Chem Nat Compd, 2013, Vol. 49, pp. 478–485.Litvinovskaya, R.P., Vayner, A.A., Zhylitskaya, H.A., Kolupaev, Yu.E., Savachka, A.P., Khripach V.A., Synthesis and stress-protective action on plants of brassinosteroid conjugates with salicylic acid. // Chem Nat Compd., 2016, Vol. 52, pp. 452–457.Арчибасова, Я.В., Литвиновская, Р.П., Влияние эпибрассинолида и его конъюгатов с серной кислотой на рост и солеустойчивость Helianthus annuus L. // Вісник харківського національного аграрного університету. Серія біологія (The bulletin of kharkiv national agrarian university. Series biology), 2021, T. 2(53), сс. 41–52.Хомюк, Я.В., Артемук, Е.Г., Литвиновская, Р.П. Влияние эпикастастерона и его конъюгатов с кислотами на морфометрические и физиолого-биохимические параметры Trifolium prаtense L. // Веснік Брэсцкага ўніверсітэта. Серыя 5. Біялогія. Навукі аб зямлі, 2022, № 2/20, сс. 52–62.Литвиновская, Р.П., Манжелесова, Н.Е., Савочка, О.П., Хрипач, В.А. Синтез тетрагемисукцинатов брассиностероидов и их влияние на начальный рост растений ярового ячменя. // Биоорганическая химия, 2022, T. 48(3), pp. 352–356.Lichtenthaler, H.K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. // Meth. Enzymol., 1987, vol., 148, pp. 350–382.Bates, L.S., Waldran, R.P., Teare, I.D., Rapid determination of free proline for water stress studies. // Plant and Soil, 1973, vol. 39, pp. 205–208. https://doi.org/10.1007/BF00018060Buege J.A., Aust S.D. Microsomal lipid peroxidation // Methods Enzymol. 1978. V. 52. P. 302–310.Beauchamp, Ch., Fridovich, I. Superoxide dismutase improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. // Anal. Biochem., 1971, vol. 44, pp. 276–287.Ridge, I., Osborne, D.J. Role peroxidase when hydroxyprolin-rich protein in plant cell wall is increased by ethylene. // Nature New Biol, 1971. vol. 229, 205–208Esen, A. A simple method for quantitative, semiquantitative, and qualitative assay of protein. // Anal. Biochem., 1978, vol. 89., pp. 264–273.Garcia-Caparros, P., De Filippis, L., Gul, A., Hasanuzzaman, M., Ozturk, M., Altay, V., Lao, M. T. Oxidative stress and antioxidant metabolism under adverse environmental conditions: a review. // The Botanical Review, 2021, vol. 87, pp. 421–466.Hasanuzzaman, M., Bhuyan, M. B., Zulfiqar, F., Raza, A., Mohsin, S. M., Mahmud, J. A., Fyjita M., Fotopoulos, V. Reactive oxygen species and antioxidant defense in plants under abiotic stress: Revisiting the crucial role of a universal defense regulator. // Antioxidants, 2020, vol. 9(8), p.681.