Механизмы действия регулятора роста растений стифуна и его протекторные свойства в условиях кадмиевого стресса

• Автор: Лубянов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1 Физиологические и биохимические аспекты токсического действия тяжелых металлов и его модификация биологически активными соединениями у высших растений

1.1.1 Роль тяжелых металлов в жизни живых организмов 7

1.1.2 Механизмы детоксикации тяжелых металлов.

1.2.1 Участие регуляторов роста в формировании ответных реакций растений на действие тяжелых металлов.

1.2.2 Влияние регуляторов роста на аккумуляцию тяжелых металлов.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1 Объекты исследования1.

2.2 Постановка опытов.

2.3 Оценка параметров роста растений
2.4 Оценка частоты аберраций хромосом в анафазетелофазе митоза в клетках корневой меристемы i i
2.5 Морфометрическое определение количества и размера ядрышек.
2.6 Определение содержания фитогормонов в растениях.
2.7 Анализ содержания свободных аминокислот в растениях.
2.8 Определение локализации кадмия в тканях растений при действии биорегуляторов с использованием гистохимического метода.
2.9 Оценка содержания кадмия в растениях методом атомноабсорбционной спсктрофотометрии.
2. Оценка экспрессии гена фитохелатинсинтазы риса.
2. Статистическая обработка результатов.
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Глава 3. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГОГЕНЕТИЧЕСКИЕ
АСПЕКТЫ ДЕЙСТВИЯ СТИФУНА НА КУЛЬТУРНЫЕ РАСТЕНИЯ.
3.1 Влияние стифуна на морфометрические параметры растений
3.2 Цитологический анализ ростовых процессов при действии стифуна.
3.3 Влияние стифуна на баланс фитогормонов растений пшеницы.
3.4 Морфологические характеристики ядрышек меристематических клеток пшеницы при действии стифуна
3.5 Содержание свободных аминокислот у растений пшеницы при действии стифуна.
3.6 Влияние стифуна на цитогенетические показатели клеток корневой меристемы
лукабатуна.
Глава 4 1ГРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА СТИФУНА В УСЛОВИЯХ КАДМИЕВОГО СТРЕССА.
4.1 Морфометрические параметры растений при применении биорегуляторов в условиях токсического действия кадмия
4.2 Стабилизирующее действие стифуна на митотическую активность клеток
пшеницы и параметры ядрышек при действии ацетата кадмия.
4.3 Цитогенетическая оценка действия кадмия на растениях лукабатуна при
применении регуляторов роста
4.4 Гормональный статус растений пшеницы при применении стифуна в условиях стрессового действия кадмия
4.5 Гистохимическая оценка распределения кадмия в тканях растений кукурузы и риса при действии регуляторов роста
4.6 Аккумуляция кадмия у растений кукурузы, пшеницы, риса при применении
регуляторов роста.
4.7. Влияние регуляторов роста на экспрессию гена фитохелатинсинтазы
риса при действии ацетата кадмия.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Увеличенная потребность в серосодержащих метаболитах отражается и в повышенной активности ассимилирующих сульфаты ферментов, и в увеличивающейся экспрессии генов, кодирующих эти белки, что, повидимому, является общим ответом в растениях, подвергнутых воздействию i . В пластидах происходит ассимиляция сульфатов в , который далее участвует в метаболизме и может служить донором для синтеза и различных коферментов и вторичных метаболитов, либо может быть непосредственно включен в белки или пептиды iv, , способные хелатировать ТМ, в частности, . Таким образом, и соединения могут играть важную роль в формировании устойчивости растений к действию ТМ. Известно, что аминокислоты i, , , , , обладают способностью связывать металлы . При действии ТМ изменяется содержание свободных аминокислот в растениях и их соотношение ii, I, . АК Мельничук, . ТМ, времени воздействия, вида растения, исследуемого органа. В ответах растений на действие были выявлены генотипические различия по содержанию свободных аминокислот . Действие ТМ приводит к увеличению накопления в растениях Серегин, Иванов, i, , , i , что может служить биомаркером ТМ стресса . Накопление в тканях растений может являться результатом 1 уменьшения деградации 2 увеличения биосинтеза 3 уменьшения синтеза белка или утилизации 4 гидролиза белков , , , цит. При действии ТМ на растения сои в течение сут уровень пролииа при действии 0 мкМ существенно снижался, тогда как при действии i 0 мкМ возрастал ii, , . Токсическое действие Си приводило к возрастанию содержания нерастворимых белков и общего белка, чему сопутствовало снижение концентраций свободных аминокислот в корнях 4х недельных растений подсолнечника, при этом содержание растворимых, нерастворимых белков и общего белка в стебле, растворимых белков в корнях, и общего белка в листьях практически не изменялось . Обработка семян гороха в концентрации, обладающей стимулирующим эффектом, увеличивала гидролиз запасных белков и приводила к более интенсивному использованию продуктов гидролиза для нового биосинтеза Мельничук, , было также показано снижение содержания общего белка при действии в зависимости от концентрации в проростках подсолнечника до i, , и в корнях сои до ii, , . На растениях пшеницы было показано, что общее содержание полиаминов агматин, путресцин, спермин, спермидин, тирамин, кадаверин и их соотношение зависит от используемой концентрации . Специфическая роль полиаминов в растениях в условиях стресса, вызываемого тяжелыми металлами, еще не выяснена, но весьма вероятно, что они могут эффективно стабилизировать и защищать мембранные системы от токсических эффектов ионов металлов , i, . Серегин, Иванов, i . Активность этих ферментов увеличивается при низких концентрациях и снижается при высоких концентрациях металлов . При длительном воздействии на растения кукурузы в листьях наблюдалось возрастание активности аскорбатпероксидазы АПО, тогда как при действии i незначительное возрастание при концентрации 1 мМ и снижение при 5 мМ Лукаткин и др. При действии ТМ изменяется активность ферментов, участвующих в синтезе серосодержащих защитных соединений. При действии возрастала активность аденозин5фосфосульфатсульфотрапсферазы и глутатионсинтетазы . ФХС Серегин, . Синтез глутатиона из глутамата, цисгеина и глицина является АТФзависимым, двухстадийным процессом Серегин, . ГлуЦис из глутамата и цистеина катализируется углутамилцистеинсинтетазой ЕС 6. Серегин, . Глутатионсинтетаза ЕС 6. ГлуЦис и Гли Серегин, . При действии ТМ происходит изменение пула . Так, в арабидопсисе и ячмене с увеличением концентрации наблюдалось уменьшение уровня Xi, iv, , . В то же время при действии на растения риса и люпина исследователи отмечали возрастание концентрации V . Увеличение уровня II в растениях люпина происходило при высоких концентрациях , тогда как при действии более низких концентрациях пул изменялся незначительно V . Эффект на содержание в растениях ячменя зависел не только от концентрации, но и от времени воздействия , . Были обнаружены также генотипические различия между чувствительным и устойчивыми сортами, которые состояли в большем снижении содержания уровня у чувствительного генотипа. Исследователи отмечали в использованных постановках опытов.