Биохимия стресса и формирования устойчивости у картофеля при повреждении колорадским жуком

• Автор: Цветкова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Биохимические механизмы устойчивости растений картофеля к неблагоприятным факторам окружающей природной среды обзор

1.1. Избыточная и недостаточная влажность. Осмотический

1.2. Воздействие повышенной и пониженной температуры

1.3. Повреждение вредителями

1.3.1. Механическая защита листьев картофеля

1.3.2. Участие вторичных метаболитов в формировании устойчивости к вредителям

1.3.3. Иммунологическая реакция растений картофеля

1.3.4. Участие факторов белковой природы в формировании комплекса устойчивости растений к болезням и вредителям

1.3.5. Устойчивость трансгенных растений картофеля

1.3.6. Сравнительная оценка степени устойчивости растений картофеля к листорьзущим насекомым
Г лава 2. Материалы и методы
2.1. Материалы
2.1.1. Характеристики исследованных образцов растений картофеля
2.1.2. Жизненный цикл и характеристики популяций колорадского жука
2.1.3. Методика постановки эксперимента
2.2. Методы
2.2.1. Исследование белков картофеля методом электрофореза
в полиакриламидном геле
2.2.1.1. Получение экстракта нативных водорастворимых
белков из тканей картофеля
2.2.1.2. Электрофоретический анализ нативных белков из клубней картофеля
2.2.1.3. Электрофоретический анализ денатурированных
белков из клубней и листьев картофеля
2.2.1.4. Электрофоретический анализ белковингибиторов протеиназ из клубней и листьев картофеля
2.2.1.5. Обработка и фотодокументирование результатов электрофореза
2.2.2. Количественная оценка содержания гликоалкалоидов в клубнях и листьях картофеля
2.2.3. Количественная оценка активности ингибиторов протеиназ из клубней и листьев картофеля
2.2.4. Определение содержания адреналина у имаго колорадского жука
Глава 3. Динамика содержания гликоалкалоидов в листьях и
клубнях картофеля и с связь с устойчивостью к колорадскому жуку
3.1. Результаты
3.2. Обсуждение
Глава 4. Стрессовые белки как факторы устойчивости растений картофеля к колорадскому жуку
4.1. Результаты
4.2. Обсуждение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Каким образом происходит формирование и регуляция комплекса устойчивости активно вегетирующих растений картофеля до настоящего времени не известно, однако, намечен ряд возможных механизмов. Далее мы перейдем к более подробному рассмотрению природы таких механизмов устойчивости у различных видов и сортов картофеля. Избыточная и недостаточная влажность. Оптимальный уровень содержания влаги в почве важный афономический фактор, во многом определяющий урожайность картофеля. Вместе с тем, биологическое действие этого фактора на растения, чаше всего, оказывается двояким. В частности, избыточная влажность, с одной стороны, затрудняет терморегуляцию растений путем испарения влаги с поверхности листа, с другой стороны, подвергает растения осмотическому шоку вследствие изменения концентрации солей в клеточном соке. Характер воздействия повышенной температуры и механизмы адаптации к ней, происходящие в растении, мы рассмотрим ниже, в специальном разделе нашего обзора. Сейчас более подробно остановимся на явлении осмотического шока. Исследование физнологобиохнмичсской природы адаптации растений к неблагоприятным факторам среды, в основном, проводят на культурах клеток и растений i vi. Хочачка, Сомеро. i, , . Сразу следует указать на то, что природная конформационная устойчивость белков к действию электролитов или модификация белков и ферментов i viv для придания молекуле полипептида устойчивости к действию высоких концентраций солей характерны лишь для узкого круга видов растснийгалофитов, т. Хочачка, Сомеро . Поскольку картофель не относится к галофильным растениям, данный механизм осмоустойчивости, по видимому, для него не характерен, и как правило, не учитывается при исследовании природы адаптации картофеля к повышенному содержанию солей в почве и селекции картофеля на осмоустойчивость. Напротив, такие явления как компартментация избытка растворенных веществ внутри клеток или выведение их из клетки значительно чаще встречаются у растительных организмов, и более подробно обсуждаются в литературе . i . i, i, . В результате удаления избытка ионов из цитоплазмы путем активного транспорта, ферменты основного обмена не испытывают прямого воздействия солей, и растение целиком становится осмоустойчивым. Функционирование механизмов компартментацни или выведения избытка солей из клетки контролируется рядом генов, специфичных для транспорта прежде всего ионов К и СГ. i, i, , , , , нам неизвестны публикации о такого рода механизме адаптации и значимости его для формирования осмоустойчивости у картофеля. Кроме компартментации ионов и исключения их из фотоассимилирующих и репродуктивных органов растения, в растительной клетке существует еще один механизм осмоустойчивости, который состоит в накоплении цитоплазмой нетоксичных для ферментов низкомолекулярных соединений пролин, бетаины, нолиолы, глицерин, сахара и пр. Полезное физиологическое значение ннзкомолекулярных метаболитов, способных быстро накапливаться в клетке в экстремальных условиях, определяются рядом присущих им физикохимических свойств и нетокснчностью в высоких концентрациях до I i, , . Это можно хорошо видеть на примере иролина, наиболее изученного к настоящему времени осмопротектора. Пролин в растительной клетке выступает как протектор стерической структуры биополимеров и гидратационой сферы белков, регулятор активности воды и компонент осморауляторных механизмов, регулятор эластических свойств протоплазмы в составе пролин и оксипролинсодсржащих гликопептидов, и наконец, как источник энергии и азота в постстрессовын период Шевякова и др. Кузнецов, Шсвякова, . Динамика концентрации пролина в растительной клетке, подвергнутой воздействию повышенной концентрации солей, и в процессе реадаптации к оптимазьным условиям, а также пути биосинтеза и биодеградацин пролниа наиболее подробно были изучены на культурах солеустойчивых линий одноклеточных водорослей и клеток высших растений излюбленных объектах исследования физиологов и биохимиков растений.