Изучено цитотоксическое действие угнетающих фотосинтез и вызывающих развитие окислительного стресса гербицидов флуородифена и диурона на гетеротрофные растительные клетки. С помощью флюоресцентных зондов FDA, PI, H₂DCF-DA и JC-1 проанализирована динамика гибели клеток Arabidopsis thaliana L. в культуре, а также оценены изменения уровня АФК в клетках и электрохимического трансмембранного потенциала на внутренней митохондриальной мембране (Δμ_Н⁺). Полученные результаты свидетельствуют, что цитотоксическое действие гербицидов может быть не связано с развитием окислительного стресса в клетках и зависит от особенностей метаболизма клетки-мишени.

Федяева Анна Валерьевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, e-mail: fedyaeva.anna@mail.ru 

Ли И, аспирант, Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского, Россия, 664038, Иркутская область, Иркутский район, п. Молодёжный, e-mail: li05161020@163.com 

Любушкина Ирина Викторовна, кандидат биологических наук, научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132; доцент, Иркутский государственный университет, Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1, e-mail: ostrov1873@yandex.ru 

Федосеева Ирина Владимировна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, e-mail: fedoseeva@sifibr.irk.ru 

Сидоров Александр Владимирович, ведущий инженер, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132; ассистент, Иркутский государственный медицинский университет, Россия, 664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1, e-mail: a_v_sidorov@mail.ru 

Рихванов Евгений Геннадьевич, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, e-mail: eugene@sifibr.irk.ru

Изучение цитотоксичности гербицидов диурона и флуородифена с использованием гетеротрофной сус-пензионной культуры клеток Arabidopsis thaliana L. / А. В. Федяева, Ли И, И. В. Любушкина, И. В. Федосеева, А. В. Сидоров, Е. Г. Рихванов // Известия Иркутского государственного университета. Серия Биология. Экология. 2019. Т. 30. С. 16–31. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2019.30.16

Захаренко В. А. Гербициды. М. : Агропромиздат. 1990. 240 с.

Куликова Н. А., Лебедева Г. Ф. Гербициды и экологические аспекты их применения. М. : Либроком, 2010. 152 с.

Митохондриальная ретроградная регуляция экспрессии HSP101 Arabidopsis thaliana при тепловом стрессе и действии амиодарона / Д. В. Пятрикас, Е. Г. Рихванов, И. В. Федосеева, Н. Н. Варакина, Т. М. Русалева, Е. Л. Таусон, А. В. Степанов, Г. Б. Боровский, В. К. Войников // Физиология растений. 2014. Т. 61, № 1. С. 88–98. https://doi.org/10.7868/S0015330314010114

Сафаров М. Г. Гербициды: 2,4-Д // Соросовский образовательный журнал. 2001. Т. 7, № 9. С. 57–62.

Тепловой шок индуцирует продукцию активных форм кислорода и повышает потенциал на внутренней митохондриальной мембране в клетках озимой пшеницы / А. В. Федяева, А. В. Степанов, И. В. Любушкина, Т. П. Побежимова, Е. Г. Рихванов // Биохимия. 2014. Т.79, №11. С. 1476–1486. https://doi.org/10.1134/S0006297914110078

Brain R.A., Cedergreen N. Biomarkers in aquatic plants: selection and utility // Rev. Environ. Contam. Toxicol. 2009. Vol. 198. P. 49–109. https://doi.org/10.1007/978-0-387-09647-6_2

Comparative effects of the herbicides dicamba, 2, 4-D and paraquat on non-green potato tuber calli / F. P. Peixoto, J. Gomes-Laranjo, J. A. Vicente, V. M. Madeira // J. Plant Physiol. 2008. Vol. 165. P. 1125–1133. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2007.12.013

Di Rago J. P., Colson A. M. Molecular basis for resistance to antimycin and diuron, Q-cycle inhibitors acting at the Qi site in the mitochondrial ubiquinol-cytochrome c reductase in Saccharomyces cerevisiae // J. Biol. Chem. 1988. Vol. 263, N 25. P. 12564–12570.

Dual effect of amiodarone on mitochondrial respiration. Initial protonophoric uncoupling effect followed by inhibition of the respiratory chain at the levels of complex I and complex II / B. Fromenty, C. Fisch, A. Berson, P. Letteron, D. Larrey, D. Pessayre // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1990. Vol. 255, N 3. P. 1377–1384.

Fufezan C., Rutherford A.W., Krieger-Liszkay A. Singlet oxygen production in herbicide-treated photosystem II // FEBS Letters. 2002. Vol. 532. P. 407–410. https://doi.org/10.1016/s0014-5793(02)03724-9

Geigenberger P., Fernie A. R. Metabolic control of redox and redox control of metabolism in plants // Antioxidants & Redox Sign. 2014. Vol. 21, N 9. P.1389–1421. https://doi.org/10.1089/ars.2014.6018

Herbicides and Environment / A. Jurado, M. Fernandes, R. Videira, F. Peixoto, J. Vicente // Kortekamp A.E., (ed.) Croatia, China. 2011. pp. 3–44. https://doi.org/10.5772/12976

Involvement of chloroplasts in the programmed death of plant cells / V. D. Samuilov, E. M. Lagunova, E. V. Dzyubinskaya, D. S. Izyumov, D. B. Kiselevsky, Ya. V. Makarova // Biochemystry (Moscow). 2002. Vol. 67, N 6. P. 627–634. https://doi.org/10.1023/a:1016138003183

Lundegårdh B.H. The influence of diuron [3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea] on the respiratory and photosynthetic systems of plants // Proceed. Nat. Acad. Sci. 1965. Vol. 53, N 4. P. 703–710.

Mandavilli B. S., Aggeler R. J., Chambers K. M. Tools to measure cell health and cytotoxicity using high content imaging and analysis // Methods Mol. Biol. 2018. Vol. 1683. P. 33–46. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7357-6_3

McCabe P. F., Leaver C. J. Programmed cell death in cell cultures // Plant Mol. Biol. 2000. Vol. 44. P. 359–368. https://doi.org/10.1023/a:1026500810877

Methods to monitor ROS production by fluorescence microscopy and fluorometry / A. Wojtala, M. Bonora, D. Malinska, P. Pinton, J. Duszynski, M.R. Wieckowski // Methods Enzymol. 2014. Vol. 542. P. 243–262. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-416618-9.00013-3

Mitochondria are important determinants of the aging of seeds / E. Ratajczak, A. Małecka, I. Ciereszko, A.M. Staszak // Int. J. Mol. Sci. 2019. Vol. 20, 1568. https://doi.org/10.3390/ijms20071568

Mitochondrial membrane potential: a novel biomarker of oxidative environmental stress / M. Vayssier-Taussat, S. E. Kreps, C. Adrie, J. Dall'Ava, D. Christiani, B. S. Polla // Environ Health Perspect. 2002. Vol. 110, N 3. P. 301–305. https://doi.org/10.1289/ehp.02110301

Relation between mitochondrial membrane potential and ROS formation / J. M. Suski, M. Lebiedzinska, M. Bonora, P. Pinton, J. Duszynski, M. R. Wieckowski // Mitochondrial Bioenergetics: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. 2018. Vol. 1782. P. 357–381. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7831-1_22

Retzlaff K., Boger P. An endoplasmatic plant enzyme has protoporphyrinogen IX oxidase activity // Pestic. Biochem. Physiol. 1996. Vol. 54. P. 105–114.

Role of mitochondria in the pheromone- and amiodarone-induced programmed death of yeast / A. I. Pozniakovsky, D. A. Knorre, O. V. Markova, A. A. Hyman, V. P. Skulachev, F. F. Severin // J. Cell Biol. 2005. Vol. 168, N 2. P. 257–269. https://doi.org/10.1083/jcb.200408145

Schwarzländer M., Finkemeier I. Mitochondrial energy and redox signaling in plants // Antioxidants & Redox Signaling. 2013. Vol. 18, N 16. P. 2122–2144. https://doi.org/10.1089/ars.2012.5104

The metabolic effects of diuron in the rat liver / M. da Silva Simões, L. Bracht, A. V. Parizotto, J. F. Comar, R. M. Peralta, A. Bracht // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2017. Vol. 54. P. 53–61. https://doi.org/10.1016/j.etap.2017.06.024

Tobacco plants over-expressing the sweet orange tau glutathione transferases (CsGSTUs) acquire tolerance to the diphenyl ether herbicide fluorodifen and to salt and drought stresses / L. Lo Cicero, P. Madesis, A. Tsaftaris, A. R. Lo Piero // Phytochemistry. 2015. Vol. 116. P. 69–77. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2015.03.004

Toxicity of diuron in human cancer cells / M. Huovinen, J. Loikkanen, J. Naarala, K. Vähäkangas // Toxicol In Vitro. 2015. Vol. 29. P. 1577–1586. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2015.06.013

Triosephosphate isomerases in italian ryegrass (Lolium multiflorum): characterization and susceptibility to herbicides / D. Del Buono, B. Prinsi, L. Espen, L. Scarponi // J. Agric. Food Chem. 2009. Vol. 57. P. 7924–7930. https://doi.org/10.1021/jf901681q

Truernit E., Haseloff J. A simple way to identify non-viable cells within living plant tissue using confocal microscopy // Plant Methods. 2008. Vol. 4, N 15. https://doi.org/10.1186/1746-4811-4-15