Сезонная динамика белков меристематических тканей почек хвойных

• Автор: Шимова, Юлия Сергеевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 152 с. : ил

Содержание

Введение
1. Аналитический обзор
2. Методы проведения экспериментов
2.1 Методика отбора проб и подготовки образцов
2.2 Определение содержания растворимых и нерастворимых
компонентов клетки
2.3 Методика оценки представительности проб
2.4 Определение содержания белка
2.5 Экстракция интегральных и периферических белков
клеточных мембран
2.6 Гель-хроматография белков
2.7 Электрофоретическое исследование белков
2.8 Методика выделения липидов из растительной ткани
2.9 Дифференциальная сканирующая микрокалориметрия
2.10 Эмульсионная методика изучения переохлаждения воды
и водных растворов
2.11 Определение содержания углеводов
2.12 Определение содержания свободных аминокислот
3. Результаты и их обсуждение
3.1 Белки меристематических тканей почек
3.2 Электрофоретическое исследование белков
3.3 Физико-химические свойства белков
Выводы
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Северным лесам принадлежит важная роль в сохранении и оздоровлении окружающей среды, а также в поддержании стабильного состояния биосферы, которое имеет большое значение и в связи с развитием промышленности, освоением природных ресурсов и новых территорий. Для сохранения лесов, увеличения их продуктивности, а также для распространения в регионы с более холодным климатом необходимы дальнейшие исследования процессов жизнедеятельности древесных растений, их зависимости от различных факторов внешней среды.
Низкие температуры являются одним из главных факторов, ограничивающих продуктивность и географическое распространение растений на планете. Известно, что на 64 % территории суши растения испытывают губительное воздействие отрицательных температур. В связи с этим, изучение биохимических, физиологических и физико-химических механизмов низкотемпературной адаптации живых тканей и органов хвойных древесных растений, как наиболее морозостойких является актуальным и необходимым для понимания механизмов сохранения жизнеспособности при низких температурах также и других видов древесных растений.
Вместе с тем, палеонтологические данные свидетельствуют о том, что современные виды древесных и кустарниковых растений, произрастающие в умеренных и холодных климатических зонах Европы, Азии и Америки, являются потомками тропических растений. В результате изменения климата, растения в процессе эволюции приобрели наследственно закрепленные морфофизиологические особенности и разную степень адаптации к новым условиям, позволяющим не только расти и развиваться в условиях значительного дефицита тепла, но и адаптироваться к низким отрицательным температурам и к образующемуся в их тканях льду.
Хвойные древесные растения, к которым относятся лиственница, ель, пихта, сосна обыкновенная и сосна сибирская (кедр), являются основными

лесообразующими породами Сибири. В достаточно суровых климатических условиях их меристемы, аккумулируя органические вещества, способны создавать значительную биомассу. Однако в Сибири меристематические ткани большую часть года в условиях действия пониженных и низких зимних температур остаются неактивными. Уже к концу августа ростовые процессы завершаются: заканчивается дифференциация последних ксилемных производных, формирование меристематических тканей почек. Основным направлением метаболизма меристем в этот период становится обеспечение жизнеспособности при низких температурах и создание потенциала для вегетации в следующем году. Постепенно растения входят в состояние глубокого, а затем и вынужденного покоя. В зимний период меристемы почек хвойных, произрастающих в северных районах, выживают при снижении температуры вплоть до минус 70 °С. С точки зрения теории состояния организмов, живые клетки и ткани зимующих растений в осенне-зимний период находятся в состоянии гипобиоза - временного обратимого снижения интенсивности процессов жизнедеятельности. Состояние гипобиоза живых тканей зимующих древесных растений достигается в результате сложной биохимической адаптации, включающей блокирование процессов жизнедеятельности, формирование устойчивой структуры клеточных мембран, накопление в клетках веществ, обладающих криопротекторными свойствами, снижение в клетках содержания воды или перераспределение в сторону ее связанных форм и другие процессы. Таким образом, целью адаптации к низким температурам, в первую очередь, является такое изменение состояния воды в клетках, при котором обеспечивается минимизация опасных для клетки последствий ее внутри- и внеклеточной кристаллизации, в том числе, и связанного с этими процессами обезвоживания клеток и клеточных структур. При этом, клетки и ткани наиболее морозостойких растений в определенных условиях при достаточно низких температурах (- 196 °С и ниже) могут перейти в состояние анабиоза, т.е. в состояние с полной остановкой процессов жизнедеятельности. В состоянии анабиоза при сверхнизких температурах клетки и ткани

ских тканях почек, то есть определение представительности проб исследуемых тканей, было установлено в результате эксперимента, для проведения которого были выбраны модельные деревья одного возраста, произраставшие в одинаковых условиях. Побеги последнего года отбирали с различных мест кроны каждого дерева в количестве, достаточном для проведения пяти параллельных опытов и выделяли меристематические ткани почек. В полученных препаратах определяли содержание общего белка. При этом проводили не менее пяти параллельных определений, относительная ошибка опытов не превышала 5 % .
Полученные результаты позволили подсчитать средние значения содержания общих белков для целого дерева (X). Нахождение количества деревьев, которое является достаточным, чтобы с вероятностью 95 % определить содержание указанных компонентов в меристематических тканях почек хвойных разных пород, отклоняющееся от среднего значения не более, чем на 5 %, проводили следующим образом. Для каждой исследуемой выборки (X), Хг, Хз,...Хп, где Хп - содержание определяемых компонентов в препаратах исследуемой ткани дерева, 1, 2, 3,...п - порядковые номера деревьев) определяли статистические характеристики и устанавливали достоверность выборок.
При этом предполагалось, что все выборки взяты из одной популяции в которой они нормально распределены.
Значение критерия Стыодента 1раСч. определяли по [162] как:
где X, У - средние значения содержания определяемых компонентов при повторном определении; п х, п у - количество параллельных определений, равно 5;
Б х, Я у2 - выборочные дисперсии.
Поскольку в исследованных случаях |1расч| < 1 о,05 , можно считать, что выборка принадлежит одной популяции.

(2.1)