Лектины как активные компоненты адаптивных реакций озимой пшеницы к неблагоприятным условиям среды

• Автор: Тимофеева, Ольга Арнольдовна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 287 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 .Лектины растений.

1.1.1 .Общие сведения о лектинах

1.1.2.Физиологическая роль лектинов в растении

1.1.3.Гормональная регуляция содержания лектинов в растениях

1.2.Ответные реакции растений на биогенный стресс.

1.2.2. Влияние микоплазменной инфекции на растения

1.2.3. Роль салициловой кислоты в реакциях патогенеза у растений

1.3.Физиологические механизмы низкотемпературной адаптации растений.

1.3.1. Рецепция температурного сигнала
1.3.2. Стрессовый фитогормон АБК и его роль в адаптации растений к низкой положи гельной температуре
1.3.3. Кальциевая сигнальная система и ее роль в регуляции стабильности
цитоскелета
1.4. Кортикальный цитоскелет, плазмалемма и клеточная стенка как
единый структурный поверхностный аппарат клетки.
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.2 Схема опытов
2.3 Выделение лектинов
2.4.Определение активности лектинов.
2.5.Определение митотического индекса.
2.6.Приготовление реагента Ярива
2.7.Определение морозоустойчивости растений.
2.8.Электрофоретическое разделение белков.
2.9.Регуляторы роста
2Модификация компонентов цптоскелета в клетках растений.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Активность лектинов при действии на растения низких температур .
3.1.1. Сравнение лектиновой активности в проростках озимой пшеницы контрастных по холодоустойчивости сортов
3.1.2. Изменения активности лектинову разных сортов озимой пшеницы в процессе низкотемпературной адаптации.
3.1.3. Фракционный состав лектинов клеточной стенки.
3.1.4.Изменение состава лектинов клеточной стенки в процессе низкотемпературного закаливания растений.
3.2. Активность лектинов при действии на растения микоплазменной
инфекции в условиях оптимальных температур и гипотермии.
3.2.1 Влияние инфицирования микоплазмами на активность лектинов растений пшеницы, выращенных в оптимальных условиях
2.2.2. Изменения активности лектинов при инфицировании растений микоплазмами в условиях гипотермии.
3.3. Роль гормонов п их структурных аналогов в регуляции активности лектинов.
3.3. 1. Влияние АБК на активность лектинов озимой пшеницы
и показатель морозоустойчивости ЬТ
3.3.2. Действие картолипа па активность лектинов.
3.3.3.Влияние картолипа и АБК на митотический индекс и относительную длительность.фаз митоза.
3.3.4. Влияние салициловой кислоты на активность лектинов и морозоустойчивость растений озимой пшеницы.
3.3.5. Влияние салициловой1 кислоты на активность лектинов в.
проростках озимой пшеницы при действии микоплазменной инфекции
3.4. Активность и состав лектинов клеточной стенки при действии ингибиторов кальциевой сигнальной системы
3.5. Цитоскелстзависимыс изменения активности лектинов
3.5.1. Влияние модификаторов микротрубочек на активность лектинов
3.5.2. Влияние АБК на оризалининдуцированные изменения активности лектинов
3.5.3. Влияние картолина на активность лектинов обработанных оризалином растений
3.5.4. Влияние цитохалазина Б на активность лектинов.
3.5.5. АБКзависимые изменения активности лектинов у обработанных цитохалазином Б растений.
3.5.6. Са зависимые изменения активности лектинов
при действии оризалина.
3.6. Влияние оризалина на митотический индекс и
относительную длительность фаз митоза
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Многочисленные данные, полученные с использованием мутантных ризобий и трансгенных растений, подтвердили участие эндогенных лектинов в рекогниции и связывании азотофиксирующих бактерий. Аналогичные данные получены и для трансгенных растений лотоса, экспрессирующих ген лектина сои i, вступающих в успешные симбиотические отношения со специфическимдля сои штаммом ii. Инокуляция растений люпина инфицирующим iiv . Гак, активность агглютининов, из клубеньков растений, обработанных строгим симбионтом люпина штаммом 9 в несколько раз превышала данный показатель в растениях, инокулированных неактивным штаммом. Причем уровень азотофиксацни был прямо пропорционален степени лещиновой активности. Повидимому, лектины вовлекаются не только в процессы узнавания при взаимодействии корней бобовых растений с симбионтными клубеньковыми бактериями, но также могут принимать участие в функционировании азотофиксирующей системы. Вероятно, лектины участвуют в транспорте углеводов, синтезированных в процессе фотосинтеза, к центрам связывания молекулярного азота в клубеньках Малнчснко и др. Кроме того, азотофиксирующая активность зрелых клубеньков может быть связана с влиянием лектина хозяина па синтез ферментов и продуктов азотного метаболизма в самой бактериальной клетке и усилением ее азотофиксирующей активности. В настоящее время сформировалось представление о лещине пшеницы как о сигнальной молекуле в ассоциации пшеницаазоспирилла. Рецепция агглютинина зародышей пшеницы на поверхности ii i 5 приводит к перестройке метаболизма, важной для формирования эффективного растительнобактериального симбиоза Антонюк, Игнатов, . Так, было показано, что добавление АЗП вызывало усиление биосинтетических процессов в клетках . ИУК Антонюк и др. Кроме того, под воздействием АЗП обнаружено усиление гемагглютинации клеток . Предполагается, что наблюдаемое усиление гемагглютинации связано с индукцией под влиянием АЗП гемаггл юти пина азоспириллы поверхностного белка этой бактерии, являющегося в соответствии с рядом экспериментальных данных рецептором АЗП Соболева и др. I подвергается сомнению участие лекгинов в механизмах фитоиммунитста. В основе распознавания растением фитопатогенов лежит специфическое взаимодействие рецепторов плазматической мембраны с углеводным лигандом поверхности микроорганизмов Шакирова, i, i, ii, i, , V , . Следует подчеркнуть избирательность данного взаимодействия, в зависимости от вирулентности патогенов. Слабую рецепцию вирулентных штаммов ii i лсктипом кукурузы связывают с выделением ими в окружающую среду экстрацеллюлярного полисахарида. Электропиомикроскопические исследования показали, что при инфильтрации листьев картофеля вирулентные штаммы бактерий рода i также продуцируют растворимый экзополисахарид, ингибирующий агглютинацию бактерий, в то время как авирулеитные штаммы связываются с поверхностью клеток растения i, , , что индуцирует СВЧгпбель клеток и синтез фитоалексинов. Ямалесва, Ямалеев, . В литературе имеются данные о влиянии различных лектинов двудольных растений на образование фитоалексина гороха пизатина. КонА, ФГА, ФНА лекпш арахиса, ФСА лектин гороха индуцировали синтез пизатина в тканях эпикотиля гороха. Причем индукция синтеза пизатина КонА блокировалась супрессором, производным патогена гороха . КонА синтеза пизатина в тканях гороха с активацией сигнальных путей . С другой стороны, обработка растений элиситорами вызывает существенное возрастание уровня экспрессии гена лектинподобного белка в растениях арабидопсиса . Таким образом, по крайней мере у бобовых, лектины выполняют двойственную функцию, с одной стороны, участвуют в осуществлении симбиоза с клубеньковыми бактерями, а с другой защищают растение от проникновения патогенных микроорганизмов , i, . В настоящее время предложена модель функционированиг лектинов в этих двух диаметрально противоположных процессах . Согласно литературным данным, многие лектины обладают антифунгальиой активностью, благодаря способности взаимодействовать с углеводами, экспонированными па поверхности клеточной стенки грибов. В экспериментах i vi АЗП ингибировал прорастание спор и рост гифов i vii и i i i .