Современные представления о действии ауксина. Механизмы трансдукции ауксинового сигнала и физиологическое действие

Гипотеза ауксинового транспорта основывается на том, что активация роста почек и ветвление побегов зависят от интенсивности скорости ауксина (Bangerth, 1989; Leyser, 2002). Ауксин, который синтезируется в верхушечных почках побегов, загружается в полярный транспортный поток и транспортируется базипетально по стеблю. Если этот поток полностью загружен, это ограничивает отток ауксина из почек и, соответственно, тормозит их развитие. Действительно, ветвящиеся мутанты растений арабидопсиса демонстрируют повышенную скорость транспорта ауксина по сравнению с диким типом и более высокую активность экспрессии PIN1 (Bennett et al., 2006).

Сравнительно недавно было показано, что стриголактоны или их производные действуют как эндогенные репрессоры ветвления побегов (Umehara et al., 2008; Xie et al., 2010). Стриголактоны группа терпеноидных соединений с гормоноподобными свойствами. Первоначально они были идентифицированы как компоненты корневых экссудатов, которые способны стимулировать ветвление арбускулярной микоризы симбиотических грибов (Akiyama et al., 2005), а также вызывать прорастание паразитических растений родов Striga и Orobanche (Bouwmeester et al., 2003). Несколько позже было выявлено свойство стриголактонов контролировать ветвление побегов (Xie et al., 2010). Стриголактоны ингибируют прорастание пазушных почек, однако, только в присутствии ауксина в главном побеге. В этом случае стриголактоны выполняют роль сигнальных мессенджеров, которые опосредованно через модуляцию ауксинового транспорта регулируют ветвление побега. Стриголактоны замедляют базипетальный транспорт ауксина, тем самым препятствуя транспорту ауксина из пазушных почек, что, в свою очередь, угнетает их развитие (Crawford et al., 2010).

Гипотеза переходного состояния почек постулирует, что почки проходят несколько стадий развития, которые характеризуются разной степенью чувствительности к гормональным сигналам (Stafstrom, Sussex, 1992; Morris et al., 2005). Согласно этой гипотезе, существует, по крайней мере, три стадии развития почки: 1) покоя, 2) переходная и 3) устойчивого роста. По сути, эта теория фокусирует внимание на состоянии почек и на их компетентности отвечать на соответствующие сигналы, а не объясняет непосредственно механизм выхода из состояния покоя.

Все рассмотренные гипотезы механизма апикального доминирования возникли на основе экспериментальных данных, которые были получены при использовании различных объектов исследования. Различия в морфологии и анатомии растений разных видов растений требовали применения различной экспериментальной методологии, что привело к возникновению альтернативных точек зрения на природу явления (Dun et al., 2006). По всей видимости, вряд ли существуют принципиально различные механизмы ветвления. Вероятно, видимые противоречия возникли из-за ограниченности принятых во внимание факторов, которые влияют на прорастание почек и, в конечном итоге, на контроль архитектуры побега. С другой стороны, многие положения трех гипотез не противоречат, а, скорее, дополняют друг друга. Так, концентрация ауксина в тканях может напрямую зависеть от интенсивности его полярного транспорта, а соответствующим образом воспринимать ауксиновый или цитокининовый сигнал может только подготовленный к этому компонентный орган. Конечно, существует множество нюансов, которые могут привести к низкой активности ауксина при его значительной концентрации. Это может произойти за счет активности неканонических PIN переносчиков, которые под действием определенных факторов закачивают гормон в люмен эндоплазматического ретикулума, где ИУК может быть инактивирована путем образования конъюгированных форм или разрушена. Также важно учитывать чувствительность гормональных механизмов к трофическим соединениям. Недостаточное снабжение растворимыми углеводами растущих кончиков побегов способствует подавлению роста пазушных почек. Более того, растворимые углеводы, например, сахароза и фруктоза, являются не только источником углерода и энергии, но могут действовать как гормоноподобные соединения, запускающие различные процессы, в том числе, изменять уровень экспрессии ряда генов (Gupta, Kaur, 2005).

Исходя из сказанного, пока нельзя сказать точно, насколько механизм апикального доминирования уникален у разных видов растений. Вместе с тем, можно предположить, что в процессах апикального доминирования ауксин выполняет одну из ведущих ролей.

Эмбриогенез. Развитие индивидуального растения начинается с формирования зиготы, или в результате вегетативного размножения путем отделения органа или его части от материнского организма. Любой их этих механизмов начинается с активной пролиферации клеток с последующей их дифференциацией. Основная разница, в плане развития, заключается в том, что зигота тотипотентная клетка, дающая начало абсолютно всем видам клеток и тканей. При вегетативном размножении, как правило, задействуются плюрипотентные клетки, которые по умолчанию развиваются в определенные органы, однако при специфических условиях, например, при воздействии внешних факторов, которые способствуют изменению гормонального баланса, могут быть перепрограммированы на иной тип развития. В любом случае дифференциации клеток предшествует возникновение в клеточной массе, или даже в отдельной клетке зиготе, продольной оси «побег-корень», а затем радиальной оси, определяющей центр и периферию осевых органов (Goldberg et al., 1994; Jurgens, 1995). Ось «побег-корень» важна для возникновения основных источников регуляторов и формирования основных каналов их транспорта. Специализация вновь образованных клеток зависит от их положения в формирующемся зародыше или органе. Так называемый «эффект положения» определяется суммарным воздействием регуляторов, доступных клетке. В результате такого влияния в каждой клетке реализуется определенная часть генетической программы, которая способствует ее дифференциации и приобретению специфических функций. При вегетативном размножении зачаток дочернего организма находится под влиянием градиентных полей регуляторов, сформировавшихся в материнском растении, а в зиготе ось «побег-корень» заранее определена полярностью яйцеклетки (Laux, Jurgens, 1997).

Основным регулятором, контролирующим морфогенетические преобразования в процессе эмбриогенеза, является ауксин. На самых начальных стадиях развития зародыша выявляются зоны повышенной концентрации ауксина, которые в эксперименте могут быть визуализированы благодаря экспрессии репортерного гена DR5 (Friml et al., 2003), а также начинают формироваться каналы ауксиновых потоков путем неравномерного распределения PIN-подобных переносчиков на плазматических мембранах клеток зародыша (Moller, Weijers, 2009).

В яйцеклетке ядро смещено в одну сторону цитоплазмы, а другая часть занята большой вакуолью (рис. 11).

Рис. 11. Ранние этапы эмбриогенеза Arabidopsis. По: Moller, Weijers (2009), с изменениями. 1 зигота со смещенным в сторону одного из полюсов ядром; 2 зародыш после первого деления (ак - апикальная клетка; бк - базальная клетка); 3 2-клеточная стадия; 4 квадрант (4-клеточная стадия); 5 октант (8-клеточная стадия); 6 16-клеточная стадия; 7 глобулярная стадия; 8 ранняя сердцевидная (переходная) стадия. Серым цветом выделены зоны ауксинового максимума. Стрелками показаны направления транспорта ауксина

[Fig. 11. Early stages of Arabidopsis embryogenesis. By: Moller, Weijers (2009), modified. 1 zygote with a nucleus displaced towards one of the poles; 2 embryo after the first division (ак apical cell; бк basal cell); 3 2cell stage; 4 quadrant (4-cell stage); 5 octant (8-cell stage); 6 16-cell stage; 7 globular stage; 8 early heartshaped (transitional) stage. Areas of auxin maximum are highlighted in gray. The arrows show the directions of auxin transport]

Такое расположение компартментов сохраняется в оплодотворенной яйцеклетке и способствует формированию оси, вдоль которой зигота начинает удлиняться. Первое деление зиготы асимметричное и, по сути, дифференциальное, поскольку приводит к образованию двух неравноценных клеток с соответствующей специализацией. Меньшую округлую клетку называют апикальной, а большую по размеру удлиненную вакуолизированную клетку базальной (Goldberg et al., 1994; Jurgens, 1995). В апикальной клетке наблюдается повышенный уровень ауксина, который, вероятно, поддерживается за счет активности ауксиновой пермеазы PIN7, накапливающейся на мембране базальной клетки, обращенной в сторону апикальной (Moller, Weijers, 2009). В апикальной клетке начинает экспрессироваться переносчик PIN1, который, начиная с этого этапа и до 16-клеточной стадии, не имеет полярного распределения и равномерно размещен по плазматической мембране. Апикальная клетка в дальнейшем начинает делиться в разных направлениях в зависимости от этапа развития (рис. 11). Базальная клетка делится исключительно трансверсально, формируя суспензор, который поддерживает зародыш и снабжает его питательными веществами (Jenik et al., 2007).

Сначала апикальная клетка подвергается двум циклам продольных делений, формируя квадрант, в клетках которого PIN 1 распределен равномерно. В клетках формирующегося суспензора продолжает экспрессироваться PIN7, который локализован полярно на стороне плазмалеммы, обращенной в сторону проэмбрио (Moller, Weijers, 2009).

Затем все клетки квадранта делятся в поперечном направлении, образуя восьмиклеточную стадию проэмбрио. Периклинальное деление клеток октанта приводит к формированию 16-клеточной дерматогенной стадии эмбриона. Внешний слой зародыша дает начало протодерме. После следующего цикла синхронных делений формируется 32-клеточная глобулярная стадия. На этой стадии начинают экспрессироваться гены TAR1 и YUCCA (YUC1, 4, 10, 11), кодирующие ключевые ферменты

биосинтеза ауксина, катализирующих два последовательных этапа преобразования триптофана в индолил-3-уксусную кислоту: триптофан-аминотрансферазу и четыре изофермента флавиновой монооксигеназы YUCCA (Cheng et al., 2006, 2007). Поскольку зародыш становится источником ауксина, это приводит к существенному перераспределению переносчиков гормона. Пермеазы PIN1 в клетках глобулы начинают полярно распределяться на плазматической мембране. Во внутренних клетках глобулы PIN1 накапливаются на базальной стороне клеток, а во внешних протодермальных клетках они расположены апикально. Благодаря изменению локализации PIN1 и формированию нисходящего потока ауксина, максимум ауксина смещается в верхнюю клетку суспензора. Внутренние клетки глобулы, образующие базипетальный ауксиновый канал, называют преваскулярными, поскольку они дают начало проводящей ткани. На этом этапе в клетках суспензора полярность PIN7 пермеазы меняется с апикальной на базальную.

Одним из важных механизмов, ведущих к формированию зачаточного корня, является спецификация верхней клетки суспензора в гипофизу. Этот механизм существенно зависит от транскрипционного активатора MONOPTEROS (MP)/ARF5 и двух bHLH транскрипционных факторов TARGET OF MP 5 (TMO5) и TMO7. Гены, кодирующие все эти факторы, экспрессируются не в самом предшественнике гипофизы, а в соседних с ним преваскулярных клетках глобулы (Schlereth et al., 2010). Активатор ARF5 в этих клетках в отсутствии ауксинового сигнала связан с репрессором BDL/IAA12, который взаимодействует также с транскрипционным корепрессором TOPLESS (TPL) (Long et al., 2006; Szemenyei et al., 2008). Под действием ауксина инициируется 26S-зависимый протеолиз BDL/IAA12, в результате чего ARF5 высвобождается от репрессора, образует гомодимерную пару и стимулирует экспрессию PIN1. Таким образом, основная задача данного механизма наладить поток ауксина в предшественник гипофизы. Кроме того, относительно небольшой транскрипционный фактор TMO7, который синтезируется в преваскулярных клетках, транспортируется в предшественник гипофизы, где наряду с ауксином участвует в регуляции формирования гипофизы (Schlereth et al., 2010).

Гипофиза, примыкающая к зародышу, морфологически отличается от других клеток суспензора. После спецификации она делится асимметрично в трансверсальном направлении с образованием клеток, которые вовлекаются в формирование зародыша. Верхняя линзоподобная клетка впоследствии даст начало покоящемуся центру, а нижняя сформирует клетки предшественники корневого чехлика. В гипофизе инициируется экспрессия переносчика PIN4, который распределяется на мембране равномерно. После деления гипофизы PIN4 продолжает синтезироваться в апикальной дочерней клетке, которая имеет отношение к формированию покоящегося центра (Moller, Weijers, 2009). Впоследствии в кончике сформировавшегося корня пермеаза PIN4 будет иметь решающее значение для создания ауксинового максимума, необходимого для поддержания покоящегося центра (Friml et al., 2002). Формирование покоящегося центра требует активности ряда поздних генов ауксинового ответа PLETHORA, кодирующих транскрипционные факторы AP2-типа, необходимые для контроля деления клеток-производных гипофизы. Экспрессия генов PLETHORA зависит от активности MONOPTEROS (MP)/ARF5 (Aida et al., 2004; Galinha et al., 2007). Как минимум два из этих факторов, PLETHORA1 (PLT1) и PLT2 экспрессируются на поздней глобулярной стадии и сохраняют активность на сердцевидной стадии (Moller, Weijers, 2009).

На глобулярной стадии эмбриогенеза начинается дифференциация зачатков элементов проводящей сосудистой системы. Одним из первых генов, инициирующих дифференциацию клеток-предшественников проводящей системы, является LONESOME HIGHWAY (LHW), кодирующий транскрипционный фактор bHLH типа. Этот ген экспрессируется в преваскулярных клетках, дающих начало перициклу и проводящей ткани. Фактор транскрипции LHW необходим для активации асимметричного деления клеток-предшественников, приводящего к появлению инициалей сосудов. Также фактор LHW требуется для корректной экспрессии генов PIN-FORMED 1 (PIN1), MONOPTEROS (MP) и ATHB-8, вовлеченных в установление ауксинового потока в ткани (Ohashi-Ito et al., 2013).

На ранней сердцевидной стадии, которую также называют переходной, в верхней части зародыша происходит перелокализация PIN1, из-за чего формируются каналы ауксинового потока, позволяющие фокусировать гормон в двух участках, равноудаленных от апикальной точки (Benkova et al., 2003). Две зоны ауксинового максимума стимулируют разрастание ткани в определенных направлениях, инициируя образование будущих семядолей. В результате этого радиальная симметрия зародыша меняется на двустороннюю. Между развивающими семядолями начинает формироваться апикальная меристема стебля, которая окончательно формируется на стадии торпедо (Mayer et al., 2018. (рис. 12).

Рис. 12. Стадия торпедо эмбриогенеза Arabidopsis. По Moller, Weijers (2009), с изменениями

[Fig. 12. Stage of Arabidopsis embryogenesis torpedo. By: Moller, Weijers (2009), modified]

Инициация апикальной меристемы стебля контролируется геном SHOOT MERISTEMLESS (STM), а образование двух отдельных семядолей генами CUP-SHAPED COTYLEDON1 (CUC1) и CUC2 (Aida et al.,1998). Формирование семядолей контролируется также геном DORNR0SCHEN (DRN), кодирующим транскрипционный фактор AP2 -типа (Chandler et al., 2007; Cole et al., 2009). Активность DRN непосредственно связана с действием ауксина. Экспрессия DRN, начиная с 2клеточной и до 16-клеточной стадии, наблюдается во всех клетках эмбриона, а затем ограничивается двумя сайтами апикальной части зародыша, в которых впоследствии инициируется образование примордиев семядолей, а затем регистрируется только в кончиках развивающихся семядолей.

На поздней сердцевидной стадии в клетках предшественниках корневого чехлика начинается экспрессия пермеазы PIN3 (Moller, Weijers, 2009), необходимой для латерального перераспределения ауксина.

Формирование проводящей ткани. Образование проводящей ткани контролируется комплексом регуляторов, среди которых ауксин выполняет ведущую роль (Aloni, 2013). Давно было замечено, что образование сосудов зависит от источника ауксина, в качестве которого выступают, как правило, верхушечные почки и молодые листья. Удаление развивающегося органа, например листа, приводит к предотвращению и даже полной остановке образования сосудистой ткани, тогда как применение экзогенного ауксина по месту удаления органа восстанавливает эту функцию (Sachs, 1981, 1991). Применение ингибиторов ауксина показывает, что образование ксилемы ограничивается участками, близкими к источнику ауксина (Mattsson et al., 1999). Мутанты pinl, у которых нарушен отток ауксина, показывают формирование массивных областей ксилемной ткани в проростках Arabidopsis thaliana вследствие замедления оттока ауксина из верхушечной части растений (Galweiler et al., 1998) (рис. 13). Базируясь на многочисленных результатах исследований, Сакс сформулировал гипотезу канализированного транспорта ауксина для объяснения основного принципа процесса формирования проводящей ткани у растений (Sachs, 1981). Как известно, данная гипотеза была подтверждена после открытия множественных переносчиков ауксина, в том числе пермеаз семейства PIN. Ауксиновый сигнал в индивидуальной клетке контролирует локализацию PIN транспортеров, что обеспечивает направленный отток ауксина из клетки. Известны как внутриклеточные механизмы распределения переносчиков ауксина на плазмалемме клеток, например, с участием киназ и фосфатаз (Adamowski, Friml, 2015), так и межклеточные с участием внешнего рецептора ауксина ABP1 (Wabnik, et al., 2010) (рис. 1). Поляризация ауксинового потока в отдельных клетках синхронизируется с поляризацией ткани, органа и растения в целом (Sauer et al., 2006), и, как результат, формируется направленный поток ауксина по растительному организму, который, в свою очередь, определяет образование элементов проводящей ткани (Sachs et al., 2000). Установленная в процессе эмбрионального развития полярность растительного организма достаточно стабильная, тем не менее, она может демонстрировать лабильность в случае локальных повреждений проводящей ткани. Прерывание нисходящего потока ауксина приводит к его накоплению по месту повреждения и пассивной диффузии в зоны меньшей концентрации по любому альтернативно возможному пути (Gersani, Sachs, 1984). Пассивный ток ауксина по компетентным клеткам способствует перераспределению переносчиков в них и формированию нового направленного потока гормона, который будет стимулировать образование новых проводящих элементов. В листьях покрытосеменных растений образуется сложная сеть проводящей ткани, при этом существует множество участков в этой сети без выраженной полярности (Sachs, 1975). Сакс объясняет это тем, что на первой стадии детерминации ориентации клеток большее значение имеет определение оси потока, а не его направление (Sachs, 2000). Существенное значение для дифференциации проводящих элементов имеют также радиальные взаимоотношения. Это выражается во взаимном расположении флоэмы и ксилемы в осевых и боковых органах. При регенерации поврежденных тканей растений ксилема не образуется без соседней флоэмы (Sachs, 2000).

В целом механизм дифференциации клеток, в том числе клеток проводящей ткани, требует направленного градиентного потока ауксина, причем как осевого, так и радиального. Точная концентрация ауксина в индивидуальных клетках с учетом полярности потока гормона определяет их дифференциацию. Начальные этапы дифференциации в тотипотентных тканях зародыша, по-видимому, в большей степени связаны с механизмами восприятия ауксина рецепторами определенной чувствительности, что подтверждается наличием у растений избыточного количества рецепторов с перекрывающимися свойствами (Parry et al., 2009). Рецепторы, имеющие различное сродство к гормону и запускающие процесс перед ачи сигнала при разных концентрациях ауксина, вероятно, стимулируют разные сигнальные механизмы, которые могут привести даже однородные по свойствам соседние клетки к разным состояниям. Благодаря эпигенетическим процессам ремоделирования хроматина, с каждым этапом дифференциации различия между клетками усугубляются, поскольку в каждой группе клеток реализуется специфическая часть генетической программы (Bender, 2004; Turner, 2002). Со временем различные линии клеток будут отличаться по набору сигнальных компонентов, от которых будет зависеть экспрессия генов, кодирующих продукты, определяющие, в конечном итоге, функциональную активность клетки.

Развитие корней. Ауксин первоначально был идентифицирован как корнеобразующий гормон. Существует множество доказательств, которые показывают значение ауксина в формировании корня на разных этапах онтогенеза, начиная от процессов дифференциации в эмбриогенезе и заканчивая формированием пространственной архитектуры корня взрослого растения, что зависит как от генетической программы, так и от взаимодействия растения с окружающей средой. Существенное значение в этом имеют установление градиентов ауксина, которые важны для поддержания функции покоящегося центра. В покоящемся центре и окружающих его клетках развивающихся и зрелых корневых меристем был идентифицирован переносчик ауксина PIN4 (Friml et al., 2002). По своей структуре и свойствам PIN4 близок к другим PIN -подобным белкам и рассматривается как один из регуляторных компонентов полярного транспорта ауксина. Вместе с тем, PIN4 экспрессируется в покоящемся центре и окружающих его клетках, формируя своеобразный канал, обеспечивающий фокусирование градиентного потока ауксина и формирование зоны ауксинового максимума. Эта зона формируется ниже покоящегося центра в инициалях корневого чехлика. Белок PIN4 локализуется на сторонах клеточных мембран, обращенных в сторону ауксинового максимума. Исследования показывают, что градиент концентраций ауксина важен для определения дальнейшего развития меристематических клеток. Так клетки, находящиеся выше ауксинового максимума, приобретают свойства клеток покоящегося центра, а возле максимума свойства инициалей корневого чехлика. В зародышевых тканях наблюдается аналогичный механизм контроля поддержания градиентного уровня ауксина, необходимого для корректного эмбриогенеза. По-видимому, PIN4 является переносчиком ауксина, который выполняет ведущую роль в морфогенезе корня. Другие переносчики (PIN-подобные и AUX1) облегчают полярный и латеральный транспорт ауксина в корнях и в большей степени влияют на гравитропическую реакцию органа (Friml et al., 2002).

Рис. 13. Образцы формирования проводящей ткани у растений Arabidopsis thaliana. Микрофотографии поперечных срезов цветоноса под верхним листом. Диаметр срезов от 1 до 2 мм. По Galweiler et al. (1998), с изменениями, фрагмент. А растение дикого типа; Б мутант Atpin1::134; В растение дикого типа, растущее в присутствии ингибитора транспорта ауксина 1-нафтилфталамовой кислоты (15 мМ).

[Fig. 13. Samples of conductive tissue formation in Arabidopsis thaliana plants. Micrographs of cross sections of the peduncle under the top leaf. The diameter of the slices is from 1 to 2 mm. By: Galweiler et al. (1998), modified, fragment. A wild-type plant; B mutant Atpin1::134; C a wild-type plant growing in the presence of the auxin transport inhibitor 1naphthylphthalamic acid (15 mM).]

Формирование боковых корней. Закладка примордиев боковых корней у растений происходит за пределами апикальной меристемы корней за счет деления клеток перицикла. Перицикл состоит из клеток двух типов, так называемых клеток ксилемного и флоэмного полюсов, то есть клеток, которые соседствуют с ксилемой и флоэмой соответственно (рис. 14). Клетки перицикла отличаются от большинства специализированных клеток морфологически и способностью к делению. Для клеток перицикла типично наличие мелких вакуолей, плотной цитоплазмы и существенного количества рибосом, что характерно для клеток меристем (Parizot et al., 2008; Himanen et al., 2004). Клеточный цикл клеток ксилемного полюса перицикла (КПП) не согласуется с клеточным циклом окружающих клеток. Так, клетки КПП пребывают в фазе S2 более продолжительное время, по сравнению с клетками флоэмного полюса перицикла (ФШ1). Это обеспечивает клеткам КПП «полумеристематические» свойства. Вместе с тем, клетки перицикла являются плюрипотентными и могут дать начало любым тканям, что зависит от типа получаемого сигнала. Под действием ауксина, они переходят к делению и приобретают соответствующую компетентность формировать боковые корни (Du, Scheres, 2018). Однако обработка цитокинином способствует перепрограммированию клеток перицикла на формирование побегов.

Рис. 14. Схема анатомического строения первичного корня Arabidopsis thaliana. По: Du, Scheres, (2018), с изменениями

[Fig. 14. Diagram of the anatomical structure of the Arabidopsis thaliana primary root. By: Du, Scheres, 2018, modified]

У большинства видов растений зачатки боковых корней формируются клетками ксилемного полюса перицицикла. Вероятно, это определяется возможностью эффективного снабжения развивающихся примордиев через ксилему водой и питательными веществами. Однако у моркови и многих злаковых растений, например, пшеницы и риса, зачатки боковых корней формируются клетками флоэмного полюса перицикла.

Механизм образования боковых корней осуществляется в четыре этапа, каждый из которых характерен для определенной зоны корня (Du, Scheres, 2018):

1) позиционирование, или прайминг (positioning or priming) определяет пространственное распределение зачатков боковых корней вдоль основного корня (базальная меристема, или транзитная зона, в которой сохраняется способность клеток к пролиферации, но уже наблюдается рост клеток в длину и ширину);

2) инициация (initiation) включает активацию ядерной миграции в клетках-основательницах бокового корня и заканчивается первым асимметричным делением клеток-основательниц (ранняя зона дифференциации);

3) разрастание (outgrowth) формирование паттерна тканей будущего бокового корня, включая меристему, вдоль оси, перпендикулярной оси основного корня (зона дифференциации);

4) появление (emergence) прохождение боковых корней через слои клеток боковых тканей основного корня и выход их наружу (зона дифференциации).

Позиционирование. В переходной зоне (базальной меристеме) и зоне элонгации корня, которые в совокупности можно назвать зоной осцилляции, происходят периодические изменения концентрации ауксина с периодичностью 15 ч, что, в конечном итоге, отражается в регулярном расстоянии между боковыми корнями вдоль оси корня. В пределах зоны осцилляции в клетках перицикла, граничащих с протоксилемой, наблюдается циклическое изменение экспрессии ауксин-чувствительных генов с той же периодичностью 15 ч (De Smet et al., 2007). Источником ауксина являются внешние клетки латеральной зоны корневого чехлика, в которых осуществляется конверсия индолил-3маслянной кислоты (ИМК) в ИУК (De Rybel et al., 2012; Xuan et al., 2015). Направленный транспорт ИМК в эти клетки опосредуется специфическими ABC переносчиками

PLEIOTROPIC DRUG RESISTANCE 8 (PDR8) и PDR9 (Strader, Bartel, 2009). В клетках чехлика ИМК поступает в пероксисомы с помощью переносчика PEROXISOMAL ABC

TRANSPORTER1 (PXA1) (Zolman et al., 2001), где подвергается Р-окислению (Strader et al., 2010). Внешние клетки корневого чехлика подвергаются периодической программируемой смерти, которая сопровождается активацией образования свободного ауксина из ИМК, его высвобождением и накоплением в примыкающих клетках эпидермиса с последующим транспортом ИУК в окружающие клетки, в том числе, клетки перицикла (Xuan et al., 2016) (рис. 15).

Анализ экспрессии генов в зоне осцилляции показал, что динамический паттерн экспрессии проявляют тысячи генов (MorenoRisueno et al., 2010). Изменение активности экспрессии происходит в фазе или в противофазе с изменением концентрации ИУК. Это указывает на то, что ауксин вызывает широкомасштабный ответ в клетках зоны осцилляции. Однако не все ауксин-чувствительные гены проявляют периодическую экспрессию, поэтому предполагают, что ауксин не является единственным фактором осцилляций (Moreno Risueno et al., 2010; Van Norman et al., 2013). Вместе с тем, внутренние источники ауксина и каналы ауксинового потока, создаваемые мембранными переносчиками ауксина, оказывают существенное влияние на инициацию примордиев боковых корней (De Rybel et al., 2012; Xuan et al., 2015).

Осцилляции активности экспрессии генов приводят к появлению в перицикле компетентных клеток, в которых образуются специфические регуляторы, запускающие программу закладки примордиев боковых корней. Так, под действием ауксина стимулируется сигнальный каскад с участием транскрипционных факторов IAA28 и набора ARF (5, 6, 7, 8, 19), через который контролируется экспрессия ауксин регулируемого фактора транскрипции GATA23, считающегося первым молекулярным маркером клеток-основательниц боковых корней (De Rybel et al., 2010).

Несмотря на то, что значительная группа клеток оказывается в области повышенной концентрации ауксина, только две из них, расположенных одна над другой вдоль оси корня, специфицируются как клетки-основательницы бокового корня (Van Norman et al., 2013). Это указывает на существование механизма, ограничивающего формирование примордиев боковых корней. Относительно недавно было идентифицировано значительное количество пептидных регуляторов малого размера, которые вовлечены в процесс формирования боковых корней. Например, CLE-LIKE (CLEL)/GOLVEN (GLV)/ROOT GROWTH FACTOR (RGF) (Whitford et al. 2012; Meng et al., 2012; Fernandez et al., 2015), INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION (IDA) (Kumpf et al., 2013), CTERMINALLY ENCODED PEPTIDEs (CEPs) (Roberts et al., 2016; Delay et al., 2013), CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING

REGION (CLE) (Araya et al., 2014), AUXINRESPONSIVE ENDOGENOUS POLYPEPTIDE 1 (AREP1) (Yang et al., 2014), RAPID ALKALINIZATION FACTOR (RALF) (Pearce et al., 2001; Srivastava et al., 2009; Bergonci et al., 2014; Atkinson et al., 2013) и другие. Синтез пептидного регулятора RALFL34 контролируется ауксином, но при этом ген RALFL34 не является геном раннего ответа на воздействие гормона. Он экспрессируется в клетках основательницах бокового корня непосредственно перед стадией ассиметричного деления (Murphy et al., 2016). Низкомолекулярный пептид RALFL34 диффундирует в окружающие клетки и репрессирует в них соответствующие гены, не давая возможности образования дополнительных точек ветвления корня. Также антагонистом ауксина в формировании архитектуры корня является цитокинин. Существенная продукция цитокинина путем активации экспрессии ISOPENTENYL TRANSFERASE (IPT) ключевого гена его синтеза, как было показано, специфически осуществляется в области, примыкающей к базальной меристеме корня (Bielach et al., 2012). Значение локально синтезированного цитокинина состоит в ограничении образования зачатков боковых корней в зоне элонгации. Таким образом, взаимодействие регуляторов-антагонистов способствует образованию примордиев боковых корней на определенном удалении друг от друга.

Рис. 15. Локализация начальных этапов формирования боковых корней у Arabidopsis thaliana. По: Du, Scheres (2018), с изменениями. Ткани: эп эпидерма; к - кора; эн - эндодерма; п - перицикл; пк - протоксилема; мк - метаксилема

[Fig 15. Localization of the initial stages of lateral root formation in Arabidopsis thaliana. By: Du, Scheres (2018), modified. Tissues: эп epidermis; к bark; эн endoderm; пк pericycle; pc protoxylem; мк metaxylem.]

внутриклеточный трансдукция ауксин регулируемый ген растение

Инициация. Две смежные клетки-основательницы бокового корня, которые в результате роста корня оказываются в зоне ранней дифференциации, вступают в следующую фазу формирования бокового корня. В клетках-основательницах создается и поддерживается ауксиновый максимум за счет поглощения гормона с участием переносчика AUX1 (Laskowski et al., 2008) и активации синтеза ИУК. Взаимодействие двух растительно специфических B3 транскрипционных факторов FUSCA3 (FUS3) и LEAFY COTYLEDON2 (LEC2) приводит к активации экспрессии гена YUCCA4 (Tang et al., 2017), кодирующего один из ключевых ферментов биосинтеза ауксина флавиновую монооксигеназу, конвертирующую индолил-3пируват в ауксин (Zhao et al., 2001; Yamamoto et al., 2007). В условиях ауксинового максимума происходит деградация лабильного белка SOLITARY-ROOT (SLR)/IAA14, что позволяет дерепрессировать транскрипционные факторы ARF7 и ARF19, которые необходимы для активации ряда ауксин-регулируемых генов (Fukaki et al., 2002; Okushima et al., 2005; Wilmoth et al., 2005). Кроме того, усиление ауксинового сигнала достигается путем фосфорилирования факторов ARF7 и ARF19 киназой BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE2 (BIN2), что способствует ослаблению их взаимодействия с транскрипционными репрессорами Aux/IAA (Cho et al., 2014). Каскад ауксин-регуляторных сигналов приводит к изменению формы ядер и стимулирует их миграцию в клетках-основательницах (рис. 15). Изначально веретенообразные ядра начинают округляться и перемещаются в сторону общей клеточной стенки, расположенной между двумя клетками. Одновременно с миграцией ядер клетки начинают утолщаться. В это время в ближайших к клеткам-основательницам клетках эндодермы активируется экспрессия гена PIN3. Переносчик PIN3 накапливается на внутренней стороне эндодермальных клеток, формируя поток ауксина в направлении точки ветвления корня (Marhavy et al., 2013). Также в клетках эндодермы важным процессом является ауксин зависимая деградация транскрипционного репрессора SHOOT HYPOCOTYL2 (SHY2)/IAA3, которая индуцирует механизм, позволяющий клеткам эндодермы уменьшать объем под механическим действием утолщающихся клеток основательниц (Vermeer et al., 2014).

Существенными регуляторными компонентами ауксинового сигнала являются белки LBD. Димер, состоящий из LBD18 и LBD33, связывается непосредственно с промотором гена E2Fa, который кодирует транскрипционный активатор генов клеточного деления (Berckmans et al., 2011). Миграция ядер, как было показано, требует участия белка LBD16 (Goh et al., 2012), а первое асимметричное деление осуществляется при определенном уровне активности белка GLV6 (Fernandez et al., 2015). По окончании смещения ядер следует асимметричное деление клеток, которое завершается в течение 4-7 часов после инициации миграции. В результате деления образуются две короткие клетки, фланкированные двумя длинными (De Rybel et al., 2010; Von Wangenheim et al., 2016; Du, Scheres, 2018). Для коротких клеток характерно повышенное содержание ауксина (рис. 16).

Разрастание (outgrowth). Две короткие центральные клетки, образованные в результате асимметричного деления клеток-основательниц определяют центр будущего примордия и обеспечивают его основную клеточную массу (Von Wangenheim et al., 2016) (рис. 15, 16). Последующие циклы делений представляют собой менее детерминированный в отношении направления деления процесс и включают в себя антиклинальные и периклинальные деления, которые могут осуществляться в любом порядке. В дальнейшем деления происходят в разных направлениях (антиклинальные, периклинальные и тангентальные). Направление деления каждой конкретной клетки зависит скорее от ее пространственного расположения в формирующемся примордии, вместе с тем, выполняется ряд общих правил: клетка делится преимущественно по меньшему диаметру; два последовательных деления имеют обычно разную ориентацию; периклинальные деления клеток внешнего слоя, как правило, инициируют периклинальные деления клеток в нижележащем слое (Von Wangenheim et al., 2016).

По мере увеличения размера примордия, в нем формируется автономно функционирующая меристема. Обычно этот процесс инициируется, когда зачаток состоит, по крайне мере, из 3-5 слоев клеток (Laskowski et al., 1995). Образованию меристемы предшествует создание в примордии ауксинового максимума, который достигается благодаря перелокализации PIN1 и, возможно, других PIN-подобных переносчиков ауксина, за счет чего формируется направленный ауксиновый канал. Перераспределение PIN1 осуществляется через эндосомы и является цитокининин-регулируемым процессом (Marhavy et al., 2014). Впоследствии ауксиновый максимум в примордии способствует образованию меристемы и покоящегося центра.

Рис. 16. Изменения анатомического строения в зоне образования бокового корня у Arabidopsis thaliana. Серым цветом показаны повышенные уровни ауксина в клетках, темно серым выделены ауксиновые максимумы. По: Du, Scheres (2018), с изменениями. Ткани: п перицикл; эн эндодерма; к кора; эп эпидерма

[Fig. 16. Changes in the anatomical structure in the zone of lateral root formation in Arabidopsis thaliana. Increased levels of auxin in cells are shown in gray, auxin maxima are highlighted in dark gray. By: Du, Scheres, 2018, modified. Tissue: п pericycle; эн endoderm; к bark; эп epidermis]

Увеличение зачатка бокового корня происходит до определенных размеров. Существует механизм, определяющий границы развивающегося примордия. В этом процессе задействован ген PUCHI, который активируется в ауксиновом сигнале после ARF7/ARF19 и взаимодействует с генами LBD16 и LBD18 (Kang et al., 2013). Первоначально ген PUCHI экспрессируется во всех клетках зачатка, но по достижению критической массы клеток только лишь во внешнем слое, ограничивая дальнейшее радиальное разрастание примордия (Hirota et al., 2007). После того, как границы примордия окончательно определяются, в окружающих клетках активируется экспрессия гена AtMYB36, который также вовлекается в контроль границ зачатка бокового корня путем контроля гомеостаза активных форм кислорода (Fernandez-Marcos et al., 2017).

Появление (emergence). Последняя стадия образования бокового корня осуществляется благодаря тесному взаимодействию примордия с окружающими тканями, через которые он продвигается. Прежде всего, развивающийся примордий сталкивается с эндодермой (рис. 16). Ранее отмечалось, что еще в период инициации образования бокового корня в клетках эндодермы активируется ауксин-зависимая деградация транскрипционного репрессора SHOOT HYPOCOTYL2 (SHY2)/IAA3, индуцирующая уменьшение объема клеток эндодермы под действием механического давления увеличивающихся в размере клеток-основательниц (Vermeer et al., 2014). Дальнейшее увеличение примордия приводит к уплощению клеток эндодермы. Когда их объем достигает минимума, а участки плазматической мембраны с радиально внутренней и внешней сторон плотно смыкаются друг с другом без нарушения целостности мембраны, клетки отмирают (Vermeer et al., 2014). Следует отметить, что отмирание клеток не приводит к нарушению обобщенной цепи поясков Каспари, которые продолжают функционировать в качестве диффузионного барьера (Vermeer, Geldner, 2015). Со временем слой клеток эндодермы прорывается растущим примордием, который проникает в коровый слой. Клетки коры и эпидермиса практически не меняют форму под влиянием примордия. Они, скорее, расталкиваются в результате потери межклеточной адгезии (Von Wangenheim et al., 2016). Ткани, окружающие формирующийся примордий, снабжаются ауксином, поступающим из наземных частей растения, начиная с этапа инициации образования бокового корня (Peret et al., 2013). На более поздних стадиях, по мере формирования в примордии собственной меристемы, ауксин поступает в окружающие ткани из апекса примордия, направляемый пермеазой LIKE-AUXIN3 (LAX3). Как правило, экспрессия гена LAX3 ограничивается двумя слоями клеток тканей, окружающих примордий. Это достаточно важно, поскольку накопление ауксина за счет активности переносчика LAX3 стимулирует в этих клетках экспрессию специфических генов, которые кодируют продукты ремоделирования клеточной стенки. Данный процесс направлен на ослабление связи между клетками эпидермиса и коры, благодаря чему растущий примордий может успешно продвигаться через окружающие ткани и выходить на поверхность (Swarup et al., 2008). Показано, что под ауксиновым контролем находятся гены а-экспонсинов EXP14 и EXP17 негидролитических ферментов, которые ослабляют водородные связи между компонентами клеточной стенки, главным образом, между микрофибриллами целлюлозы и молекулами гемицеллюлоз (Kim, Lee, 2013; Lee, Kim, 2013). Принципиально важными компонентами деструкции межклеточных взаимодействий являются полигалактуроназы, расщепляющие пектиновые вещества срединной пластинки. Однако контроль их синтеза осуществляется через низкомолекулярный регуляторный пептид IDA (INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION), который через рецепторы HAESA (HAE) и HAESA-LIKE2 (HSL2) запускает сигнальный каскад, приводящий к экспрессии ряда генов PG, кодирующих полигалактуроназы (Kumpf et al., 2013).

Выводы

Ауксин является центральным регулятором, контролирующим жизнедеятельность растений на протяжении всего онтогенеза, включая процессы развития, размножения и адаптации. Это первый из обнаруженных и наиболее хорошо изученный растительный гормон, о котором в научной литературе можно найти массу материала. Автор в предоставленной лекции попытался собрать наиболее известные и значимые факты об истории открытия, метаболизме, транспорте, рецепции, внутриклеточном сигналлинге и функциях ауксина. Лекционный материал не является исчерпывающим, и много нового нам еще предстоит узнать об этом гормоне в будущем.

Литература

1. Гудвин Т., Мерсер Э. 1986. Введение в биохимию растений. Т. 1. Москва: 393 с.

2. Дерфлинг К. 1985. Гормоны растений. Системный подход. Москва: Мир, 304 с.

3. Джамеев В.Ю. 2020. Современные представления о действии ауксина. 1. История открытия, метаболизм, транспорт. Вісн. Харків. нац. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія. 3 (51): 98-123.

4. Шишова М.Ф., Пахлер М., Шталь Ф., Шерер Г. 2014. Экспрессия ранних ауксинзависимых генов в корнях проростков арабидопсиса. Экологическая генетика. 12 (2): 35-46.

5. Aida M., Beis D., Heidstra R., Willemsen V., Blilou I., Galinha C., Nussaume L., Noh Y.S., Amasino R., Scheres B. 2004. The PLETHORA genes mediate patterning of the Arabidopsis root stem cell niche. Cell 119: 109-120.

6. Aida M., Ishida T., Tasaka M. 1999. Shoot apical meristem and cotyledon formation during Arabidopsis embryogenesis: Interaction among the cupshaped cotyledon and shoot meristemless genes. Development. 126: 15631570.

7. Akiyama K., Matsuzaki K., Hayashi H. 2005. Plant sesquiterpenes induce hyphal branching in arbuscular mycorrhizal fungi. Nature. 435: 824-827.

8. Aloni R. 2013. Role of hormones in controlling vascular differentiation and the mechanism of lateral root initiation. Planta. 238 (5): 819-830.

9. Araya T., Miyamoto M., Wibowo J., Suzuki A., Kojima S., Tsuchiya Y.N., Sawa S., Fukuda H., von Wiren N., Takahashi H. 2014. CLE-CLAVATA1 peptide-receptor signaling module regulates the expansion of plant root systems in a nitrogendependent manner. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 11: 2029-2034.

10. Atkinson N.J., Lilley C.J., Urwin P.E. 2013. Identification of genes involved in the response of Arabidopsis to simultaneous biotic and abiotic stresses. Plant Physiol. 162: 2028-2041.

11. Baldwin K., Strohm A., Masson P. 2013. Gravity sensing and signal transduction in vascular plant primary roots. Amer. J. Bot. 100: 126-142.

12. Bangerth F. 1989. Dominance among fruits/sinks and the search for a correlative signal. Physiol Plant. 76: 608-614.

13. Barbier-Brygoo H., Ephritikhine G., Klambt D., Maurel С., Palme K., Schel J., Guern J. 1991. Perception of the auxin signal at the plasma membrane of tobacco mesophyll protoplasts. Plant J. 1 (1): 83-93.

14. Bender J. 2004. DNA methylation and epigenetics. Annu. Rev. Plant Biol. 55: 41-68.

15. Benkova E., Michniewicz M., Sauer M., Teichmann T., Seifertova D., Jurgens G., Friml J. 2003. Local, effluxdependent auxin gradients as a common module for plant organ formation. Cell. 115: 591-602.

16. Bennett M.J., Marchant A., Green H.G., May S.T., Ward S.P., Millner P.A., Walker A.R., Schulz B., Feldmann K.A. 1996. Arabidopsis AUX1 gene: a permease-like regulator of root gravitropism. Science. 273: 948-950.

17. Bennett T., Sieberer T., Willett B., Booker J., Luschnig C., Leyser O. 2006. The Arabidopsis MAX pathway controls shoot branching by regulating auxin transport. Curr Opin Plant Biol. 16: 553-563.

18. Berckmans B., Vassileva V., Schmid S.P., Maes S., Parizot B., Naramoto S., Magyar Z., Kamei C.L.A., Koncz C., Bogre L., Persiau G., De Jaeger G., Friml J., Simon R., Beeckman T., De Veylder L. 2011. Auxin-dependent cell cycle reactivation through transcriptional regulation of Arabidopsis E2Fa by lateral organ boundary proteins. The Plant Cell. 23: 3671-3683.

19. Bergonci T., Ribeiro B., Ceciliato P.H., GuerreroAbad J.C., Silva-Filho M.C., Moura D.S. 2014. Arabidopsis thaliana RALF1 opposes brassinosteroid effects on root cell elongation and lateral root formation. J. Exp. Bot. 65: 2219-2230.

20. Beveridge C.A. 2006. Axillary bud outgrowth: sending a message. Curr. Opin. Plant Biol. 9: 35-40.

21. Bielach A., Podlesakova K., Marhavy P., Duclercq J., Cuesta C., Muller B., Grunewald W., Tarkowski P., Benkova E. 2012. Spatiotemporal regulation of lateral root organogenesis in Arabidopsis by cytokinin. Plant Cell. 24: 3967-3981.

22. Boer D.R., Freire-Rios A., van den Berg W.A.M., Saaki T., Manfield I.W., Kepinski S., LopezVidrieo I., Franco-Zorrilla J.M., de Vries S.C., Solano R., Weijers D., Coll M. 2014. Structural basis for DNA binding specificity by the auxin-dependent ARF transcription factors. Cell. 156: 577-589.

23. Boss W.F., Im Y.J. 2012. Phosphoinositide signaling. Annu. Rev. Plant Biol. 63: 409-429.

24. Bouvier F., Isner J., Dogbo O., Camara B. 2005. Oxidative tailoring of carotenoids: a prospect towards novel functions in plants. Trends Plant Sci. 10: 187194.

25. Bouwmeester H.J., Matusova R., Zhongkui S., Beale

26. M.H. 2003. Secondary metabolite signalling in hostparasitic plant interactions. Curr. Opin. Plant Biol. 6: 358-364.

27. Briskin D.P. The plasma membrane H+-ATPase of higher plant cells. Biochim. Biophys. Acta. 1990. 2: 95-109.

28. Catala C., Rose J.K.C., York W.S., Albersheim P., Darvill A.G., Bennett A.B. 2001. Characterization of a tomato xyloglucan endotransglycosylase gene that is down-regulated by auxin in etiolated hypocotyls. Plant Physiol. 127: 1180-1192.

29. Chandler J.W., Cole M., Flier A., Grewe B., Werr W. 2007. The AP2 transcription factors

30. DORNROSCHEN and DORNROSCHEN-LIKE redundantly control Arabidopsis embryo patterning via interaction with PHAVOLUTA. Development. 134: 1653-1662.

31. Chen J.G., Ullah H., Young J.C., Sussman M.R., Jones А.M. 2001. ABP1 is required for organized cell elongation and division in Arabidopsis embryogenesis. Genes Dev. 15 (7): 902-911.

32. Cheng Y., Dai X., Zhao Y. 2006. Auxin biosynthesis by the YUCCA flavin monooxygenases controls the formation of floral organs and vascular tissues in Arabidopsis. Genes Dev. 20: 1790-1799.

33. Cheng Y., Dai X., Zhao Y. 2007. Auxin synthesized by the YUCCA flavin monooxygenases is essential for embryogenesis and leaf formation in Arabidopsis. Plant Cell. 19: 2430-2439.

34. Cho H.T., Kende H. 1997. Expression of expansin genes is correlated with growth in deepwater rice. Plant Cell. 9 (9): 1661-1671.

35. Cho H., Ryu H., Rho S., Hill K., Smith S., Audenaert D., Park J., Han S., Beeckman T., Bennett M.J., Hwang D., De Smet I., Hwang I. 2014. A secreted peptide acts on BIN2-mediated phosphorylation of ARFs to potentiate auxin response during lateral root development. Nature. Cell Biol. 16: 66-76.

36. Cole M., Chandler J., Weijers D., Jacobs B., Comelli P., Werr W. 2009. DORNROSCHEN is a direct target of the auxin response factor MONOPTEROS in the Arabidopsis embryo. Development. 136: 1643-1651.

37. Cosgrove D.J. 1997. Relaxation in a high-stress environment: the molecular bases of extensible cell walls and cell enlargement. Plant Cell. 9: 1031-1041.

38. Cosgrove D.J. 2005. Growth of the plant cell wall. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 6 (11): 850-861.

39. Cosgrove D.J. 2018. Diffuse Growth of Plant Cell. Walls. Plant Physiol. 176: 16-27.

40. Crawford S., Shinohara N., Sieberer T., Williamson L., George G., Hepworth J., Muller D., Domagalska M.A., Leyser O. 2010. Strigolactones enhance competition between shoot branches by dampening auxin transport. Development. 137: 2905-2913.

41. Delay C., Imin N., Djordjevic M.A. 2013. CEP genes regulate root and shoot development in response to environmental cues and are specific to seed plants. J. Exp. Bot. 64: 5383-5394.

42. De Rybel B., Audenaert D., Xuan W., Overvoorde P., Strader L.C., Kepinski S., Hoye R., Brisbois R., Parizot B., Vanneste S., Liu X., Gilday A., Graham I.A., Nguyen L., Jansen L., Njo M.F., Inze D., Barte B., Beeckman T. 2012. A role for the root cap in root branching revealed by the non-auxin probe naxillin. Nature. Chem. Biol. 8: 798-805.

43. De Rybel B., Vassileva V., Parizot B., Demeulenaere M., Grunewald W., Audenaert D., Van Campenhout J., Overvoorde P., Jansen L., Vanneste S., Moller B., Wilson M., Holman T., Van Isterdael G., Brunoud G., Vuylsteke M., Vernoux T., De Veylder L., Inze D., Weijers D., Bennett M.J., Beeckman T. 2010. A novel aux/IAA28 signaling cascade activates GATA23-dependent specification of lateral root founder cell identity. Current Biol. 20, 1697-1706.

44. De Smet I., Tetsumura T., De Rybel B., Frey N.F., Laplaze L., Casimiro I., Swarup R., Naudts M., Vanneste S., Audenaert D., Audenaert D., Inze D., Bennett M.J., Beeckman T. 2007. Auxin-dependent regulation of lateral root positioning in the basal meristem of Arabidopsis. Development. 134: 681-690.

45. Diekmann,W.,Venis, M.A., and Robinson, D.G. Auxins induce clustering of the auxin-binding protein at the surface of maize coleoptile protoplasts. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1995. 92: 3425-3429.

46. Dinesh D.C., Kovermann M., Gopalswamy M., Hellmuth A., Villalobos L.I.A.C., Lilie H., Balbach J., Abel S. 2015. Solution structure of the PsIAA4 oligomerization domain reveals interaction modes for transcription factors in early auxin response. Proc Natl Acad. Sci. USA. 112: 6230-6235.

47. Du Y., Scheres B. 2018. Lateral root formation and the multiple roles of auxin. J. Exp. Bot. 69. 2: 155-167.

48. Dun E.A., Ferguson B.J., Beveridge C.A. 2006. Apical dominance and shoot branching. Divergent opinions or divergent mechanisms? Plant Physiol. 142: 812819.

49. Farcot E., Lavedrine C., Vernoux T. 2015. A modular analysis of the auxin signalling network. PLoS One. 10: e0122231.

50. Fernandez A., Drozdzecki A., Hoogewijs K., Vassileva V., Madder A., Beeckman T., Hilson P. 2015. The GLV6/RGF8/CLEL2 peptide regulates early pericycle divisions during lateral root initiation. J. Exp.Bot. 66: 5245-5256.