Клеточная структура и характер накопления запасных белков и углеводов в эндосперме кукурузы с различной плотностью зерна

• Автор: Филичкин, Сергей Андреевич
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 137 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРУII

. Запасающие образования эндосперма кукурузы и их основана свойства . II

1.1.1 Балковые телаII

1.1.1.1 Ультраструктура

1.1.1.2 Биохимический состав .

IЛ.1.3 Возникновение и формирование. . . ...4 Плавучая плотность.

1.1.2 Крахмальные гранулы

1.1.2.1 Структура и онтогенез

1.1.2.2 Химический состав я синтез. .

1.1.2.3 Удельная масса .
1.2 Изменение физических, структурных и биохимических свойств эндосперма кукурузы
под действием гена опак2 .
1.2.1 Физикомеханические свойства . . .
1.2.2 Структура и ультраструктура .
1.2.3 Белки и свободные аминокислоты. .
1.2.4 Крахмал и крахмальные гранулы . .
1.3 Улучшение структуры и физических свойств опак2 эндосперма
1.4 Заключение по аналитическому обзору .
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Растительный материал
2.2 Подготовка препаратов для световой и электронной микроскопии
2.3 Определение плотности запасающих клеточных образований
2.4 Выделение фракций белков.
2.5 Изоэлектрофокусирование зеина .
2.6 Определение крахмала и амилозы . .
2.7 Аминокислотный состав
2.8 Измерение удельной массы зерна и
эндосперма
2.9 Статистическая обработка результатов .
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Изменение клеточной структуры и ультраструктуры эндосперма под действием гена
опак2.
3.1.1 Морфология клеток в различных
гистологических слоях эндосперма
нормальной и опак2 кукурузы .
3.1.2 Ультраструктура клеток нормальной и мутантной кукурузы
3.2 Определение компонентного состава проламинов кукурузы с различной плотностью зерна.
3.3 Измерение плотности запасающих образований эндосперма
3.3.1 Белковые тела.
3.3.2 Крахмальные гранулы .
3.4 Биохимический состав различающихся по плотности гистологических зон эндосперма высокОЛИзиновой и обычной кукурузы .
3.5 Зависимость между биохимическим составом эндосперма линий, гибридов и мутантов кукурузы и удельной массой зерна . .
3.5.1 Содержание лизина и белка
3.5.2 Фракционный состав белков
3.5.3 Содержание крахмала и амилозы . .
3.6 Статистический анализ результатов
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
швода И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Лимитирующим фактором признака плотности зерна является накопление гранул крахмала , имеющих максимальную среди запасающих образований плотность, величина которой не зависит от соотношения в крахмале амилозы и амилопектина. Глютелиновые белки играют незначительную роль при формировании плотного эндосперма. Мучнистая часть эндосперма нормальной кукурузы отличается от роговидной по клеточной структуре, содержанию и изоэлектрическим спектрам проламинов, количеству лизина и крахмала. Причиной снижения плотности опак2 кукурузы является торможение накопления крахмальных гранул и белковых тел в клетках субалейроновой зоны эндосперма. Изоэлектрические спектры зеина опак2 кукурузы отличаются от обычной, однако прямо не маркируют высоколизиновые формы с плотным зерном. Повышение плотности зерна опак2 кукурузы может быть достигнуто путем отбора форм с увеличенным абсолютным содержанием крахмала в эндосперме. Плотность зерна кукурузы является сложным количественным признаком, который лимитируется накоплением крахмала. При этом изменение в крахмале соотношения амилозы и амилопектина не оказывает влияния на плотность ни самих крахмальных гранул ни эндосперма в целом. Проламины являются единственной белковой фракцией, накопление которой существенно увеличивает плотность эндосперма. Однако, в отдельных случаях двойные мутанты опак2шугари2,опак2вэкси увеличение плотности зерна связано только с усилением относительно опак2 накоплением крахмала. Проламины крахмалоносного эндосперма кукурузы локализованы в белковых те. Белковые тела окружены одиночной мембраной, с цитоплазматической стороной которой ассоциированны полирибоеомы. Белки, извлеченные из белковых тел развивающегося эндосперма, состоят из тех же компонентов, что и проламины зрелой зерновки. Эндосперм обычной кукурузы состоит из двух типов ткани, различающихся по плотности, содержанию лизина, крахмала, проламинов и изоэлектротеским спектрам последних, активности рибонуклеазы. В эндосперме опак2 кукурузы такая дифференциация тканей отсутствует. Снижение плотности опак2 кукурузы происходит в результате торможения накопления крахмала крахмальных гранул и проламинов белковых тел в клетках субалейроновой зоны эндосперма. Мучнистая консистенция и тусклый эндосперм опак2 кукурузы являются следствием образования полостей при высыхании белков глютелинового матрикса. Изоэлектрический компонентный состав проламинов опак2 кукурузы отличается от обычной, однако непосредственно не маркирует высоколизиновые формы с плотным зерном. Принципиальный путь повышения плотности опак2 зерна заключается в отборе форм с увеличенным содержанием крахмала на эндосперм без снижения объема последнего при сохранении оптимального уровня белка 8. Плотность зерна это масса вещества, заключенная в единице его объема. Следовательно, плотность эндосперма определяется, с одной стороны, пространственной упаковкой клеточных структур, с другой собственной плотностью этих структур. В развивающемся эндосперме кукурузы содержится ряд клеточных органелл и структурных образований, однако к моменту созревания доминирующую по массе и количеству долю составляют лишь некоторые из них. Сюда относятся, в первую очередь, крахмальные гранулы и белковые тела. Масса крахмала, сосредоточенного в крахмальных зернах, составляет до от массы эндосперма. До половины из . Запасные белки и полисахариды гетерогенны по своему составу я могут состоять из нескольких субфракций или компонентов, содержание которых широко варьирует на фоне различных генотипов. При этом по вопросам влияния накопления отдельных фракций или компонентов запасающих веществ на собственную плотность запасающих образований и эндосперм в целом в литературе имеются лишь отрывочные сведения. Учитывая это, мы попытались обобщить литературные данные о структуре и биохимическом составе запасающих образований в эндосперма культурных злаков и, особенно, кукурузы опак2 с точки зрения потенциальной роли этих структур в формировании эндосперма с высокой плотностью.