Гидролитические ферменты и их белковые ингибиторы в регуляции защитного ответа растений пшеницы на инфицирование грибными патогенами

• Автор: Ахатова, Альбина Рашитовна
• Шифр специальности: 03.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ГИДРОЛИТИЧЕСКИЕ ФЕРМЕНТЫ И ИХ ИНГИБИТОРЫ КАК КОМПОНЕНТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ «РАСТЕНИЕ - ПАТОГЕН» (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Гидролитические ферменты фитопатогенных микроорганизмов и их роль в патогенезе

1.2. Белковые ингибиторы растений как регуляторы активности чужеродных гидролаз

1.2.1. Ингибиторы протеиназ

1.2.2. Ингибиторы амилаз

1.2.3. Ингибиторы пектиназ

1.2.4. Ингибиторы целлюлаз

1.3. Использование сигнальных молекул и элиситоров хитиновой природы для регуляции активности ингибиторов гидролаз
1.3.1. Салициловая кислота
1.3.2. Жасмоновая кислота
1.3.3. Хитин и его производные
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объекты исследований
2.1.1. Характеристика возбудителей болезней
2.1.1.1. Септориоз пшеницы (Septoria nodomm Berk.)
2.1.1.2. Корневые гнили злаковых (Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoenaker)
2.1.1.3. Твердая головня пшеницы (Tilletia caries (DC.) Tul.)
2.1.2. Индукторы устойчивости и способы их применения
2.1.3. Условия проведения экспериментов
2.2. Методы биохимических исследований

2.2.1. Получение белковых экстрактов
2.2.2. Определение активности протеш!аз (субстрат БАПНА)
2.2.3. Определение активности ингибиторов протеиназ (субстрат БАПНА)
2.2.4. Определение активности гидролаз и их ингибиторов методом агарозных пластин
2.2.5. Количественное определение белка
2.2.6. Определение содержания Н2О
2.3. Цитохимические исследования
2.4. Молекулярно-биологические методы
2.4.1. Выделение и очистка РНК из растений
2.4.2. Измерение концентрации РНК
2.4.3. Реакция от-ПЦР на основе матричной РНК и полуколичественный анализ экспрессии генов
2.4.4. Полимеразная цепная реакция ДНК
2.4.5. Олигонуклеотидные праймеры, использованные в ПЦР
2.4.6. Электрофорез нуклеиновых кислот после ПЦР в ПААГ и агарозе
2.5. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Активность гидролаз и их белковых ингибиторов в растениях пшеницы при инфицировании некротрофным грибом Bipolaris sorokiniana и обработке сигнальными молекулами
3.1.1. Влияние сигнальных молекул на активность гидролаз и их белковых ингибиторов в листьях пшеницы при инфицировании В. sorokiniana
3.1.2. Защитное действие биопрепаратов на основе Bacillus thuringiensis и Bacillus subtilis против корневой гнили
3.2. Активность гидролаз и их белковых ингибиторов в растениях пшеницы при инфицировании биотрофным грибом Tilletia caries и обработке сигнальными молекулами

3.3. Активность гидролаз и их белковых ингибиторов в растениях пшеницы при инфицировании гемибиотрофным грибом Бер1ог1а пос1огит и обработке сигнальными молекулами
3.3.1. Сравнительный анализ активности гидролаз и их ингибиторов в растениях пшеницы различных по устойчивости сортов при септориозе
3.3.2. Динамика активности гидролаз и их ингибиторов в листьях пшеницы, зараженных штаммами 5. пос1огит различной агрессивности и обработанных СК и ЖК
3.4. Использование элиситоров для индукции активности ингибиторов гидролаз и повышения устойчивости растений пшеницы к возбудителям болезней с различной стратегией питания
3.4.1. Влияние хитоолигосахаридов с различной степенью ацетилирования на активность ингибиторов протеиназ и экспрессию гена ингибитора протеиназы Е
293132.1 в патосистеме «ТгШсит аезйуит - ШроШпз зогоЫтапа»
3.4.2. Влияние хитоолигосахаридов с различной степенью ацетилирования на активность ингибиторов протеиназ и экспрессию гена ингибитора протеиназы Еи
293132.1 в патосистеме «ТгШсит аеяИуит — БерШпа пос/огит»
3.5. Сравнительная оценка экспрессии гена ингибитора протеиназы ЕЙ 293132.1 в
листьях пшеницы в связи с устойчивостью к БерШ-'ш пос!ог11т
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

соединениями - регуляторами метаболизма (Ибрагимов и др., 2003; Шпирная, 2006; Yang et al., 2011; Nagorskaya et al., 2013).
Возможность регуляции уровня ингибиторов гидролитических ферментов патогенных микроорганизмов в тканях растений извне, раскрывает перспективные подходы к поиску защитных препаратов, индуцирующих естественные механизмы резистентности растений. Активация генов ингибиторов гидролаз при обработке такими препаратами будет содействовать увеличению резистентности растений к грибным и бактериальным фитопатогенам. В пользу данного высказывания говорят и результаты опытов по переносу генов этих молекул (Keresa et al., 2008; Ming et al., 2009; Хадеева, 2009; Gatehouse, 2011).
1.3.1. Салициловая кислота
Салициловая кислота - одно из наиболее активно изучаемых в последнее время соединений, сочетающее в себе свойства сигнального интермедиата и гормона (Васюкова, Озерецковская, 2007; Белозерова и др., 2011). Салициловая (орто-гидроксибензойная) кислота относится к группе фенольных соединений растений. В очищенном виде СК впервые была выделена из растений Salix piria в 1838 году. СК выявлена в вегетативных и репродуктивных органах более десятка растений (Ассаф, 2011).
Разные виды и разные сорта одного и того же вида растений обладают различным уровнем конститутивной СК. К примеру, в растениях табака (Nicotiana tabacum), огурца (Cucumis sativus L.) и арабидопсиса (Arabidopsis thaliana L.) содержится конститутивное количество СК (Васюкова, Озерецковская, 2007). В тоже время, у картофеля (Solanum tuberosum L.), сои (Vicia faba L.) и томата (Licopersicum esxulentum Mill.) уровень салицилата на порядок выше, чем у Cucumis sativus, Arabidopsis thaliana и Nicotiana tabacum (Sendon et al., 2011).
Наряду с видовыми выявлены и межсортовые различия растений по содержанию СК. Так, в листьях устойчивого к Meloidogina incognita сорта томатов Сольвейг содержится больше конститутивной СК, чем СК в