Модификация тепловым шоком мутагенного действия N-нитрозо-N-метилмочевины у хлорофилльных мутантов подсолнечника

• Автор: Маркин, Николай Викторович
• Шифр специальности: 03.00.04, 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 122 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Хлорофилльные мутанты как генетические модели.

1.2. Механизм мутагенного действия НнитрозоЫметилмочевины

1.3. Реакция клеток на тепловой шок.

1.4. Ьелки теплового шока растений и их функции.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования.

2.2. Модификация цитогенетического действия ХнитрозоХмстилмоче

вины тепловым шоком.
2.3. Модификация генетического действия ЫнитрозоГметилмочевины тепловым шоком
2.4. Выделение хлоропластов из листовой ткани.
2.5. Исследование интенсивности процессов перекисного окисления
липидов и активности антиоксидантных ферментов
2.5.1. Определение содержания матонового диальдегида
2.5.2. Определение активности каталазы
2.5.3. Определение суммарной пероксидазной активности.
2.5 4 Определение суммарной супероксиддисмутазной активности
2.5.5.0пределение количества общего белка.
2.6. Определение содержания хлорофиллов и каротиноидов
2.7. Экстракция и фракционирование суммарных белков хлоропластов
при помощи электрофореза в ПААГ.
2.8. Статистическая обработка результатов исследования
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Модификация генетического действия ЫнитрозоЫметилмочевины
на проростки подсолнечника тепловым шоком.
3.1.1. Выживаемость, рост и частота хлорофилльных аномалий у растений
первого поколения.
3.1.2. Частота и спектр хлорофилльных мутаций у растений второго
поколения.
3.2. Исследование генетической природы некоторых полученных мутантов подсолнечника.
3.3. Морфофизиологическая характеристика мутантов подсолнечника
3.4. Сравнительный анализ интенсивности процессов перекисного окисления липидов и активности антиоксидантных ферментов у подсолнечника
в норме и после теплового шока.
3.5. Электрофоретический анализ суммарных белков хлоропластов подсолнечника в норме и после теплового шока
3.6. Модификация цитогенетического действия ЫнитрозоМметилмочевины тепловым шоком
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Целесообразно их использование для решения проблем теории мутагенеза, генетики фотосинтеза и экологической генетики. Пластомные мутанты подсолнечника могут быть использованы как исходный материал селекции для получения форм, устойчивых к неблагоприятным факторам среды, возбудителям заболеваний. Мутации, затрагивающие структуру и функцию хлоропластов, описаны у многих видов растений. Прежде всего, это разнообразные по фенотипу хлорофилльныс мутации ядерные и пластомные, в зависимости от места локализации. При исследовании ядерных хлорофилльных мутаций обнаружено большое количество генов ядра, контролирующих биосинтез пигментов и других компонентов пластид. Мутационные изменения этих генов препятствует развитию функционально нормальных пластид, вследствие чего наблюдаются различные хлорофилльные аномалии i . i, ii, . Например, у ячменя идентифицировано ядерных генов, контролирующих развитие хлоропластов. Из них генов i, генов x, генов viii и др. Большинство генов является структурными, но некоторые оказались регуляторными i . i, ii, . Обширные работы по всестороннему исследованию хлорофилльных мутантов арабидопсиса провл Г1. Усманов Усманов, . Ему удалось локализовать во всех пяти группах сцепления различных мутаций. Второй тип хлорофилльных мутаций представляют мутации в органельной ДНК. Пластидные хлорофилльные мутации описаны более чем у видов растений , . Всестороннее исследование мутантов проведено у ii ii , . v , , , i Самсонова, Беттхер, , i ii vi . ii i . , , i i. , , i . , , , и др. Мутации данною класса, как правило, связаны с хлорофилл недостаточностью хотя известно несколько хлорофиллсохраняющих мутантов высших растений. i . Данные ультраструктурного анализа подтверждают фенотипические наблюдения пластиды в зрелых семенах мутантов, в отличие от исходной линии, имеют хорошо развитую систему внутренних мембран . Совокупные данные позволяют предположить, что у мутантов данного типа нарушены определенные этапы синтезараспада хлорофиллов. Центральную роль в регуляции биосинзеза хлорофилла играют процессы синтеза аминолевулиновой кислоты I первого специфического предшественника пигментов. Использование циклогексимида и хлорамфеникола показало, что Iсинтетаза и 1дегидраза синтезируются на рибосомах цитоплазмы i, i, . У iii был получен двойной мутант i 1 , у которого нарушение регуляции синтеза хлорофилла обусловлено мутацией в хлоропластной ДНК Чекунова, Чунаев, . Мутация обуславливает увеличение активности ферментных систем синтеза I, повышение содержания протохлорофиллида и хлорофиллида по сравнению с диким штаммом Чекунова и др. В качестве пластидного фактора в синтезе I принимает участие тРНК глутамина i . Впервые локализация гена тРНК глутамина в хлоропластной ДНК была показана на ячмене . Мутация у iii может оказывать влияние на уровень данной тРНК в хлоропластах Чекунова и др. Повышенное содержание тРНК глутамина может индуцировать увеличение числа полиферментных комплексов, участвующих в синтезе порфиринов. Недостаток или отсутствие тРНК глутамина, например, при ядерной рецессивной мутации i у ячменя полностью отсутствуют хлоропластная тРНК глутамина и рРНК, блокирует синтез АЛК, а, следовательно, и хлорофилла. Уровень тРНК глутамина рассматривают также как возможную инициирующую точку в ряду сигналов, которые оказывают влияние на транскрипцию определенных ядерных генов . Ьлагодаря разнообразным биохимическим исследованиям фотосинтстичсских мутантов была накоплена информация о биосинтезе пигментов и механизмах фотосинтеза , , i, .