Метаболизм клеточной стенки в ответ на абиотический стресс

Обзор посвящён реакциям клеточной стенки растений на ряд абиотических стрессов, включая засуху, затопление, жару, холод, засоление, тяжёлые металлы, свет и загрязнители воздуха. Обсуждаются эффекты стресса на метаболизм клеточной стенки на физиологическом (морфогенетическом), транскриптомном, протеомном и биохимическом уровнях. Анализ большого массива данных показывает, что ответ растения чрезвычайно сложен. Общий эффект большинства абиотических стрессов часто зависит от вида растения, генотипа, возраста растения, времени воздействия стресса и его интенсивности. Это показывает, насколько трудно выделить единый паттерн ответа клеточной стенки, который мог бы обеспечивать адаптацию и/или устойчивость к абиотическому стрессу. Однако в большинстве случаев можно выделить два основных механизма: (i) повышение уровня белков ксилоглюканэндотрансглюкозилазы/гидролазы (XTH) и экспансинов, ассоциированное с увеличением степени разветвлённости рамногалактуронана I, что поддерживает пластичность клеточной стенки, и (ii) утолщение клеточной стенки за счёт укрепления вторичной стенки вследствие отложения гемицеллюлозы и лигнина. В совокупности эти результаты показывают необходимость крупномасштабных исследований с использованием междисциплинарных подходов, чтобы расшифровать последствия стресса для клеточной стенки. Это поможет выявить ключевые компоненты, на которые можно воздействовать для повышения продукции биомассы в стрессовых условиях.