Субклеточное распределение олигосахаридов семейства раффинозы и других метаболитов в летних и зимних листьях живучки ползучей (Lamiaceae)

У живучки ползучей олигосахариды семейства раффинозы накапливались зимой. Стахиоза, вербаскоза и более высокие олигомеры семейства раффинозы обнаруживались исключительно в вакуолях, тогда как четверть раффинозы локализовалась в строме. Вечнозелёное растение семейства яснотковых Ajuga reptans L. способно расти при низкой температуре. В холодный период углеводный обмен изменяется: например, накапливаются олигосахариды семейства раффинозы. Кроме того, A. reptans транспортирует эти олигосахариды по флоэме. В настоящем исследовании изучали субклеточные концентрации метаболитов в летних и зимних листьях A. reptans, чтобы получить дополнительные сведения о регуляторных механизмах холодовой акклиматизации и функциях олигосахаридов семейства раффинозы. Субклеточные концентрации метаболитов определяли методом неводного фракционирования. Объёмы субклеточных компартментов в летних и зимних листьях анализировали с помощью морфометрических измерений. Содержание метаболитов значительно различалось в летних и зимних листьях. Зимой содержание растворимых метаболитов увеличивалось до десяти раз, тогда как содержание крахмала снижалось. В зимних листьях субклеточное распределение углеводов смещалось из цитоплазмы в вакуоли и хлоропласты. Несмотря на это, концентрация метаболитов во всех компартментах зимних листьев была выше, чем в летних, поскольку общее содержание метаболитов зимой значительно увеличивалось. Разные олигосахариды характеризовались различным субклеточным распределением. Стахиоза, вербаскоза и более высокие олигомеры семейства раффинозы обнаруживались почти исключительно в вакуолях, тогда как четверть раффинозы локализовалась в строме. По-видимому, субклеточное распределение олигосахаридов семейства раффинозы различается, поскольку зимой они выполняют разные функции в метаболизме растения. Раффиноза может участвовать в защите мембран хлоропластов при замораживании, тогда как более высокие олигомеры семейства раффинозы, вероятно, защищают мембраны вакуолей. Кроме того, высокое содержание этих олигосахаридов в зимних листьях может быть обусловлено сниженным потреблением ассимилятов.