Роль синего света в регуляции роста, морфогенеза и баланса эндогенных фитогормонов Arabidopsis thaliana (L. ) Heynh

• Автор: Тищенко, Светлана Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

ВВЕДЕНИЕ

1. РОЛЬ СИНЕГО СВЕТА В РЕГУЛЯЦИИ РОСТА И МОРФОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ

1.1. Реакции растений на свет и фоторецепторы

1.2. Развитие представлений о рецепции синего света

1.3. Молекулярногенетическая модель в исследованиях восприятия синего света

1.4.Фоторецепторы синего света

1.4.1. Фоторецептор 1

1.4.2. Фоторецептор 2

1.4.3. Фоторецептор фототропизма

1.5. Предполагаемые механизмы преобразования светового сигнала в морфогенетические реакции
2. ФИТОГОРМОИЫ РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА И МОРФОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ
2.1. Природные регуляторы роста растений
2.2. Брассиностероиды стероидные гормоньi растений
2.3. Фоторегуляция ростовых процессов и эндогенные фитогормоны
3. ОБЪЕКТ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Объект исследования
3.2. Выращивание на белом свету
3.3. Морфологические измерения
3.4. Определение фотосинтетических пигментов
3.5. Постановка экспериментов с использованием синего света и экзогенного брассинолида
3.6.Определение эндогенных фитогормонов
3.6.1. Выделение фитогормонов
3.6.2. Количественное определение фитогормонов
4. РОС 1 И ФОТОСИНТНТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ii i . ДИКОГО ТИПА И МУТАНТА Иу4 ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ НА БЕЛОМ СВЕТУ
4.1. Особенности роста арабидопсиса дикого типа и мутанта
4.2. Особенности фотосинтетического аппарата арабидопсиса дикого типа I ,ег и мутанта
4.3. Гормональный баланс листьев арабидопсиса дикою типа Тег и мутанта Ъу
5. ВЛИЯНИЕ СИНЕГО СВЕТА НА РОСТ И ГОРМОНАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОРОСТКОВ ii i . ДИКОГО ТИПА И МУТАНТА
5.1. Гормональный баланс прорастающих семян арабидопсиса дикого типа и мутанта
5.2. Влияние синего света на рост проростков арабидопсиса дикого типа и мутанта Иу
5.3 Влияние синего света на гормональный баланс проростков арабидопсиса дикого типа и мутанта
6. ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОГО БРАССИНОЛИДА НА РОСТ И ГОРМОНАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПРОРОСТКОВ ii i ДИКОГО ТИПА И МУТАНТА
6.1. Влияние экзогенного брассинолида на гормональный баланс
прорастающих семян арабидопсиса дикого типа и мутанта
6.2. Влияние экзогенного брассинолида и синего света на рост проростков арабидопсиса дикого типа и мутанта
6.3. Влияние брассинолида и синего света на гормональный баланс проростков арабидопсиса дикого типа и мутанта
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Все разнообразные ответы растения на свет опосредованы несколькими типами фоторецепторов, преимущественно фитохромами и криптохромами. Фоторецепторы представлены в растениях семействами гомологов, которые функционируют идентичным или подобным образом. Сложность ответа растения может быть результатом того, что разные члены генного семейства фоторецепторов имеют разные уровни экспрессии, различную локализацию, и различную доступность для промежуточных учас тников в цепи передачи световых сигналов. Кроме того, вероятно, существует сложное взаимодействие между различными типами фоторецепторов и путями передачи их сигналов , . Специфические ответы на синий свет обнаружены у живых организмов, стоящих на самых разных ступенях эволюционной лестницы. Реакции на синий свет можно наблюдать у фотосинтезирующих бактерий, морских водорослей, грибов, папоротников, высших растений, а так же у насекомых и млекопитающих Воскресенская, , , , . Начиная со времен Дарвина известно, что растения определенно реагируют на синий свет. Множество реакций, таких как фототропизм, ингибирование роста гипокотиля, открывание устьиц, стимуляция растяжения листа и индукция экспрессии генов во многих случаях индуцируются воздействием синего света Воскресенская, Кефели, i, , . Очевидно, что должны существовать особые фоторецепторы, поглощающие синий свет и опосредующие эти реакции. Первоначально для выяснения этого вопроса применялись только физиологические и биохимические методы. Первые исследования фототропизма проводились еще Чарльзом и Фрэнсисом Дарвинами, и были опубликованы в их классическом труде v i i . i . Первый детализированный спектр действия фототропизма был приведен в г. Спектр захватывал только синюю и зеленую области, в синей области была показана пара пиков и затем резкое сокращение действия при длине волны более чем 0 нм , , цит. i, . Затем, изучая фототропические реакции, использовали кончики колеоптилей овса, содержащие Было обнаружено подобие спектра действия, полученного для фототропизма, со спектром поглощения , , , цит. i, . В пользу этого предположения свидетельствовали и результаты недавних исследований, показывающих корреляцию между чувствительностью к синему свету колеоптиля кукурузы в фототропической реакции и уровнем ксантофилла зеаксантина i, i, . Было обнаружено, что в спектре действия фототропизма в ближней ультрафиолетовой области, где Тогда на роль возможных фоторецепторов синего света был предложен флавин или флавопротеин, поскольку флавины, по крайней мере в окисленной форме, поглощают свет как в ближней УФ области, гак и в синей области спектра i, , , , , . Это предположение было подкреплено экспериментами по фотоинактивации ауксина, медиированной рибофлавином. Была разработана гипотеза об опосредованном флавином дифференциальном разрушении ауксина между освещенными и теневыми сторонами растущего органа растения , , цит. i, . i . Холодного Вента о латеральном перераспределении ауксина под воздействием одностороннего светового раздражения , . Другой потенциально возможный механизм действия был предложен после того, как было показано, что синий свет может индуцировать уменьшение цитохрома типа в плазматической мембране клеток растения i viv и i vi. Полагают, что эта реакция управляется фотовозбужденным флавопротеином , , . При изучении грибов, одноклеточных морских водорослей и фотосинтетических бактерий были представлены доказательства, что птерины можно рассматривать в качестве возможных потенциальных хромофоров для восприятия синего света , , . УФА синий свет. Тем не менее, на протяжении нескольких десятков лет, использование для поисков фоторецептора только лишь биохимических подходов не дали какихлибо прогрессивных результатов. Идентификация и первоначальное описание фоторецептора синего света было осуществлено совсем недавно в результате использования нового молекулярногенетического подхода.