Влияние некоторых стресс - факторов на аденилатциклазную сигнальную систему растений, содержание и секрецию циклонуклеотидов

• Автор: Лазарева, Людмила Валерьевна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 121 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Сигнальные системы клеток
1.1.1. Аденилатциклазная система; секреция цАМФ клетками растений
1.1.2. Гуанилатциклазная система
1.2. Низкотемпературный стресс у растений
1.3. Биогенный стресс у растений
1.3.1. Молекулярные механизмы взаимодействия “хозяин-патоген”
1.3.2. Микоплазмы: морфология, особенности строения, образ жизни
1.3.3. Фосфорилирование белков клеток хозяина при их инфицировании
патогенами
ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.2. Подготовка образцов
2.3. Определение цАМФ
2.4. Определение цГМФ
2.5. Определение протеинкиназной активности, поглощения
гамма-иР-ортофосфата и уровня фосфорилирования белков in vivo
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Содержание эндогенного цАМФ в семенах скерды кровельной в разные фазы клеточного цикла
3.2. Действие низкотемпературного стресса на содержание цАМФ в клетках растений; влияние АБК и Са2+
3.3. Влияние различных условий на содержание цГМФ в клетках растений
3.4. Секреция циклических нуклеотидов клетками растений, влияние гормонов и
гипотермии
3.5.Влияние микоплазмснной инфекции на содержание цАМФ и его выход в
среду
3.6. Влияние микоплазменной инфекции на протеинкиназную активность и фосфорилирование белков листьев гороха
3.7. Влияние освещенности на микоплазма - индуцированную протеинкиназную
активность и профиль фосфорилированных белков растений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Одна из важных проблем биологии - изучение роли сигнальных систем в механизмах адаптации растений к различного рода биогенным и абиогенным стрессовым воздействиям. Данные литературы свидетельствуют о том; что любой стрессор вызывает в клетках растений неспецифические ответные реакции. Например, низкотемпературное воздействие кроме специфических белков криопроекторов (COR -proteins) индуцирует .синтез других белков, среди которых находятся и патоген-индуцируемые белки, например, хитиназы - ферменты, разрушающие клеточную систему микроорганизмов, инфицирующих растения. Очевидно, клетки растений синтезируют эти соединения «впрок», так как часто вследствие механического повреждения кристаллами льда при низкой температуре клетки разрываются, вслед за этим растения могут инфицироваться различными патогенами. Ответная реакция растений на изменение внешних условий через сигнальные системы предполагают неспецифическую ответную реакцию клеток. Роль аденилатциклазной. сигнальной системы в адаптивных реакциях растений до сих пор остается невыясненной. В качестве стрессоров нами использовалось действие на растения низкой положительной температуры и инфицирование микоплазмами.
Цель и задачи исследования. Целью работы было изучение роли аденилатциклазной сигнальной системы в адаптивных реакциях растений к абиотическим и биотическим стрессорам (гипотермии и инфицированию растений микоплазмами).
В задачи исследования входило:
1. определить содержание циклических нуклеотидов: цАМФ и цГМФ в тканях растений и их секрецию в среду;
2. изучить влияние гипотермии и обычно сопровождающего низкие температуры стрессового фитогормона абсцизовой кислоты на содержание циклических нуклеотидов в клетках растений и их секрецию;
3. изучить влияние микоплазменной инфекции (микоплазмами Acholeplasma laidlawii 118) на цАМФ - и Са2+ - зависимую протеинкиназную активность и уровень фосфорилированности белков растений.
Научная новизна. Показаны изменения содержания эндогенного цАМФ в семенах скерды кровельной в разные фазы клеточного цикла: Gl/S, S и G2. Гипотермия

получены лишь в отношении некоторых видов; большинство же микоплазм являются условными патогенами, т.е. проявляют свои патогенные свойства по отношению к макроорганизму лишь, при условии иммунодифицита, постоянного или временного, вызванного бактериальными или вирусными инфекциями. Эти микоплазмы находятся в тесной связи с клетками макроорганизма, но до определённого момента не вызывают заболевания. Описана также группа сапрофитных штаммов, свободно живущих во внешней среде. Вместе с тем, ряд микоплазм считают однозначно патогенными. Вызываемые ими заболевания представляют серьёзную проблему для медицины и сельского хозяйства. Диагностика микоплазменных инфекций во всех случаях представляет значительные трудности, тем более, что микоплазмы . чаще всего развиваются на фоне бактериальных и вирусных инфекций.
Молекулярные взаимодействия при контакте патогена с организмом-хозяином были нами описаны выше, хотя эти механизмы до конца ещё остаются невыясненными, особенно по отношению к растениям. Патогенное воздействие микоплазм определяется способностью этих микроорганизмов прикрепляться к клеткам хозяина. В этом процессе участвуют гликопротеины микоплазм, а также специальные органеллы. обнаруженные у некоторых видов микоплазм (М. §аШ5ерйсит, М. риЬпошя, М. а11). В распространении микоплазм в организме важны их активные движения (ВгесЙ, 1979). В процессе репликации микоплазмы используют в клетках макроорганизма аминокислоты, жирные кислоты - предшественники макромолекул, в том числе и ДНК. Образующиеся продукты обмена (аммоний, кислые продукты, пероксидаза, блокирующая метаболиты) нарушают нормальную функцию клеток макроорганизма. Это состояние было названо окислительным стрессом клетки - хозяина (КаЬапе, 1984). Вслед за этим снижается синтез белков, нуклеиновых кислот, реактивность клетки. В цитоплазме образуются вакуоли. Происходит набухание ядря клетки и наступает геномная перестройка - хромосомные аберрации. В животных клетках показано снижение уровня интерферона, что приводит к снижению защитной функции ткани (Коромыслов, 1987). Для растительных тканей показано изменение различных полипептидных синтезов и появление специфических полипептидов в клетках. Так, например, было выявлено, что заражение растений гороха (Р1зшп Бабушп) микоплазмой А. Ы<11ауп 118 дало увеличение содержания белка, в частности полипептидов 83 кД и появление новых фракций белков 19 и 38 кД в инфицированных растениях (Тарчевский и др., 1994). Кроме этого показано увеличение АТФазной активности при воздействии высокотемпературного стресса на инфицированные мнкоплазмами растения.