Сигнальные функции жирных кислот и их производных в формировании защитных ответов растений на стрессы

• Автор: Савченко, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 03.01.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Биосинтез оксилипинов и пути переноса сигналов оксилипинов в
растениях
1.1.1 Метаболиты алленоксидсинтазной ветви пути биосинтеза
оксилипинов
1.1.2 Метаболиты гидропероксидлиазной ветви пути биосинтеза оксилипинов
1.1.3 Биосинтез оксилипинов дивинилэфирсинтазной и
пероксигеназной ветвей пути биосинтеза оксилипинов
1.1.4 Фитопростаны
1.1.5 Активные Формы Электрофилов
1.2 Участие оксилипинов в регулировании ответных реакций растений на биотические стрессы
1.2.1 Роль жасмонатов в адаптации растений к биотическим стрессам
1.2.2 Роль других оксилипинов в адаптации растений к биотическим
стрессам
1.3 Участие оксилипинов в регулировании ответных реакций растений на абиотические стрессы
1.3.1 Механические повреждения (раневой стресс)
1.3.2 Ответ на субоптимальный световой режим
1.3.3 Субоптимальный водный режим и избыток солей
1.3.4 Воздействие низких и высоких температур
1.3.5 Действие озона, тяжелых металлов, дефицита питательных элементов
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования

2.2 Условия выращивания растений
2.3 Обработка растений и сбор растительных тканей
2.4 Выделение тотальной РНК
2.5 Синтез кДНК
2.6 Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР)
2.7 Анализ экспрессии генов
2.8 Создание трансгенных растений
2.9 Анализ жирнокислотного состава листьев растений
2.10 Экстракция растительных гормонов
2.11 Экстракция эндогенных метаболитов гидропероксидлиазной ветви
2.12 Сбор и анализ выделяемых растениями летучих соединений
2.13 Газохромато-масс-спектрометрический анализ
2.14 Воздействие биотических стрессов
2.15 Тест на выживаемость растений в условиях засухи
2.16 Анализ экспрессии репортерного гена люциферазы светлячка
2.17 Вестерн-блот анализ
2.18 Метод конфокальной микроскопии
2.19 Измерение апертуры листьев
2.20 Статистический анализ
Глава 3. Исследование сигнальных функций арахидоновой кислоты у
покрытосеменных растений
3.1 Анализ жирнокислотного состава трансгенных растений арабидопсиса, экспрессирующих гены С18-Д9-элонгазы, С20-Д8-десатуразы и С20-Д5-десатуразы
3.2 Исследование устойчивости трансгенных растений к биотическим
стрессам
3.3 Изучение влияние арахидоновой кислоты на содержание гормонов и экспрессию генов биосинтеза жасмоновой кислоты и салициловой
кислоты
3.4 Изучение влияния арахидоновой кислоты на экспрессию генов общего (неспецифического) стрессового ответа

Глава 4. Дифференциальная регуляция аллеиоксидсинтазной и
гидропероксидлиазной ветвей пути биосинтеза оксилипинов
при взаимодействии растений с насекомыми
4.1 Анализ летучих соединений гидропероксидлиазной ветви, выделяемых растениями после повреждения насекомыми
4.2 Изучение влияния повреждения растительных тканей насекомыми на транскрипцию генов пути биосинтеза оксилипинов
4.3 Изучение влияния Летучих Соединений Зеленых Листьев на
устойчивость растений к насекомым ^
Глава 5. Изучение роли оксилипинов алленоксидсинтазной и
гидропероксидлиазной ветвей в устойчивости растений к
засухе
5.1 Изучение влияния механического повреждения и засухи на содержание оксилипинов в растении
5.2 Создание растений с измененным профилем оксилипинов
5.3 Анализ засухоустойчивости растений с измененным оксилипиновым
профилем
5.4 Изучение действия оксилипинов на апертуру устьиц
Заключение
Выводы
Список основных работ, опубликованных по материалам диссертации
Список литературы

первую очередь, фитоалексинов. Обработка растений фитопростанами PPAi и РРВц обладающих наибольшей биологической активностью, очень быстро, в течение пяти минут, приводит к активации сигнальной системы MAP-киназы, чего не наблюдается при действии жасмонатов, а в течение 1-3 часов изменяются уровни экспрессии многих генов первичного и вторичного метаболизма. Среди наиболее сильно индуцируемых генов - ген внеклеточной инвертазы L1N6, регулирующий уровень углеводов, ген фенилаланин-аммоний-лиазы (PAL), фермента, ответственного за образование фенилаланина -предшественника многих вторичных метаболитов, и ген глутатион-сульфотрансферазы (GST), фермента, способного связывать Активные Формы Электрофилов, включая фитопростаны (Thoma et al., 2003). Анализ изменений транскриптома арабидопсиса в ответ на экзогенную обработку фитопростанами РРА] и PPBi обнаружил индукцию 157 генов и подавление экспрессии 211 генов. Значительная часть индуцируемых генов кодирует белки, вовлеченные в процессы детоксикации, ответы на стрессы и синтез вторичных метаболитов (Loeffler et al., 2005; Mueller et ai., 2008; Thoma et al., 2003). Среди генов, экспрессия которых подавляется фитопростанами, обнаруживаются гены, связанные с делением клеток и ростом растения. Интересно, что в некоторых случаях фитопростаны взаимодействуют с компонентами путей передачи сигналов жасмонатов, а иногда действуют независимо от них. Так, РРАц также как и ОФДК, при ингибировании роста корня действует через рецептор жасмоната - COI1, а в других случаях передача сигнала не зависит от COI1 (Mueller et al., 2008).
1.3.1 Механические повреждения (раневой стресс)
Механические повреждения растительных тканей происходят в результате действия многих абиотических факторов, таких как ветер, дождь, град, или биотических, таких как поедание травоядными животными, насекомыми-фитофагами или поражения патогенами. Выживание, зачастую, зависит от способности растительного организма своевременно реагировать на нарушение целостности тканей и органов и восстанавливаться после повреждения для предотвращения потери воды и проникновения патогенов через поврежденные участки. Неудивительно, что механические повреждения сопровождаются глубокими изменениями профиля экспрессируемых генов. Можно сказать без преувеличения, что метаболиты алленоксидсинтазной ветви являются главными регуляторами, изменяющими экспрессионный профиль генов в ответ на механическое повреждение (Cheong et al., 2002). Механическое повреждение растений и