The Role of Omics and System Biology in Understanding the Response of Abiotic Stress Reactions in Plants

Abstract

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева», Москва, Россия, minikondr39@mail.ru Аннотация. Обсуждается роль омической и системной биологии в раскрытии механизмов устойчивости растений к неблагоприятному воздействию абиотических факторов среды. Подчёркивается особая роль технологий Omics (транскриптомики, протеомики, метаболомики), а также взаимодействий ДНК-белок, белок-белок в обеспечении понимания функций генов при их влиянии на фенотипические изменения в конкретном биологическом контексте. Глобальный анализ данных, полученных с помощью технологий Omics, должен интегрироваться на базе биоинформатики. Выявлена специфика ответных реакций растений на абиотические стрессы, так как реакция молекулярных механизмов растений включает взаимодействия со многими обменными процессами. Растения, испытывающие воздействие засухи, в большей степени индуцируют процессы, необходимые для осмотической корректировки и защите от АФК и фотоингибирования, тогда как действие засоления в большей степени активирует реакции, связанные с энергетическим обменом, переносом ионов, синтезом и обменом белков. Отмечается, что, хотя имеются определённые достижения в исследовании действия стрессирующих факторов на молекулярном, субклеточном, клеточном уровнях, их явно недостаточно при выявлении эффекта абиотического стресса на уровне целого растения и в растительных сообществах, что является прерогативой системного подхода в биологии.