Гормональная регуляция уровня дегидринов в растениях пшеницы в условиях обезвоживания

• Автор: Ключникова, Екатерина Олеговна
• Шифр специальности: 03.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Дегидрины как обширный класс II LEA белков и их роль в устойчивости растений к обезвоживанию

1.1. Роль LEA белков в жизни растений

1.1.1. Классификация LEA белков

LEA-белки класса I

LEA белки класса III

LEA белки класса IV

LEA белки класса V
Атипичные LEA белки
1.2. Дегидрины - LEA белки класса II
Первичная структура
Вторичная и третичная структура
1.2.1. Структурные особенности дегидринов и их функции
Тип YnSK2
Тип KnS
Тип SKn
Тип Кп
Тип У2КП
1.2.2. Распространение дегидринов
1.2.2.1. Локализация дегидринов в растениях
Внутриклеточная локализация дегидринов
Локализация дегидринов в растительных тканях в норме и при стрессе
1.3. Роль дегидринов в защитных реакциях растений
1.3.1. Сигнальная регуляция транскрипции генов дегидринов
1.3.2. Молекулярные механизмы защитного действия дегидринов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Объект исследования
2.2 Постановка лабораторных опытов
2 .3 Анализ ростовых процессов
2.3.1 Определение митотической активности меристематических 44 клеток корней проростков пшеницы
2.4. Экстрагирование АБК
2.5. Определение содержания АБК методом ИФА
2.6. Определение концентрация пролина
2.7. Определение содержания кадмия в растительных тканях
2.8. Компьютерный анализ нуклеотидных последовательностей
2.9. Полимеразная цепная реакция
2.10. Выделение и очистка РНК из растений
2.11. Реакция обратной транскрипции РНК и полуколичественный 49 анализ транскрипции генов
2.12. Электрофорез фрагментов ДНК в агарозном геле
2.13. Экстракция белков из растительного материала
2.14. Определение концентрации белков
2.15. Электрофорез белков в денатурирующих условиях
2.16. Вестерн-блоттинг
2.17. Определение молекулярной массы белков
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Подбор праймеров к генам дегидринов пшеницы, имеющихся в 54 Г енбанке
3.2. Регуляция транскрипционной активности гена ТАОНМ дегидрина в 58 проростках пшеницы
3.2.1. Гормональная регуляция транскрипции ТА ОНА' гена дегидрина

3.2.2. Регуляции транскрипции ТАИНЫ гена дегидрина в растениях
пшеницы, подвергнутых стрессу
Низкотемпературный стресс
Воздействие токсических ионов кадмия
3.3. Иммуноблоттинг дегидринов пшеницы
3.3.1. Роль эндогенной АБК в регуляции холод-индуцируемого 76 накопления дегидринов в проростках пшеницы
3.3.2. Анализ уровня дегидринов в проростках пшеницы в условиях 81 кадмиевого стресса
3.3.3. Влияние салициловой кислоты на содержание дегидринов в 84 проростках пшеницы, подвергнутых кадмиевому стрессу
3.3.4. Влияние 24-эпибрассинолида на уровень дегидринов в 91 растениях пшеницы в норме и при кадмиевом стрессе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

промоторов генов LEA белков, в том числе дегидринов, приводит к запуску транскрипции этих генов (Shinozaki, Yamaguchi-Shinozaki, 2007; Hanin et al., 2011).
АВА-независимые сигнальные пути включают функционирование гомологичных A.thaliana DREB2A и DREB2B транс-факторов - активаторов транскрипции, которые также проявляют способность взаимодействовать с CRT/DRE/LTRE г/нс-регуляторными элементами промоторов генов дегидринов и индуцировать их экспрессию (Аллагулова и др., 2003; Shinozaki, Yamaguchi-Shinozaki, 2007; Kosova et al., 2010; Hanin et al., 2011).
1.3.2. Молекулярные механизмы защитного действия дегидринов
Несмотря на интенсивное почти 30-летнее исследование дегидринов разнообразие их функций все еще далеки от ясности. В основном физиологическое значение дегидринов связывают с проявлением ими защитных функций в условиях абиотических стрессов, вызывающих нарушение водного режима, на что указывают данные об усилении экспрессии дегидринов при обезвоживании клеток и локализации дегидринов на клеточном и тканевом уровне (Аллагулова и др., 2003; Rorat, 2006; Нага, 2010; Eriksson, et al., 2011).
Как и многие нативнонеупорядоченные белки, дегидрины выполняют свои функции, меняя при встрече с молекулами-партнерами, свою вторичную структуру от неупорядоченного состояния до частичной или полной спирализации (Нага, 2010; Tompa, Kovacs, 2010; Hanin, 2011). Такие конформационные изменения, обеспечивающие многофункциональность и структурную пластичность дегидринов, также иногда называют "работой по совместительству" (moonlighting) (Tompa et al., 2005; Tompa, Kovacs, 2010). Например, связывание с анионными фосфолипидами дегидрина кукурузы DHN1 сопровождается спирализацией белка (Koag et al., 2009). Аналогичные структурные перестройки наблюдаются и при взаимодействии CuCOR15 дегидрина китайского мандарина с ионами Zn2' и с нуклеиновыми кислотами (Нага et al., 2009). Способность связываться с различными макромолекулами,