Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в растениях Mesembryanthemun crystallinum L. в условиях засоления и при действии меди и цинка

• Автор: Абдеева, Анна Рамильевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механизмы адаптации растений к засолению.

1.2. Механизмы адаптации растений к действию тяжелых металлов.

2.1. Структура аквапоринов.

2.2. Номенклатура аквапоринов растений.

2.3. Регуляция водной проницаемости мембран.

2.4. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов как способ регуляции их активности.

2.5. Функции аквапоринов.

2.6. Молекулярные и клеточные аспекты экспрессии аквапоринов

в ответ на засоление.
2.7. Чувствительность аквапоринов к тяжелым металлам.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исследования.
2.2. Выращивание хрустальной травки в водной культуре.
2.3. Условия проведения опытов.
2.4. Определение общего содержания воды в листьях.
2.5. Определение интенсивности транспирации.
2.6. Определение осмотического потенциала.
2.7. Определение содержания свободного пролина.
2.8. Измерение и буферной емкости.
2.9. Определение содержания ионов тяжелых металлов в тканях растений.
2 Определение содержания ионов хлора в тканях растений.
2 Оценка интенсивности экспрессии генов аквапоринов.
2 Получение микросомальных мембран.
2 Определение содержания аквапоринов.
2 Математическая обработка данных.
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть
3.1. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в различных органах и в суточной динамике.
3.2. Адаптация растений хрустальной травки к засолению.
3.2.1. Изменение водного статуса растений при засолении.
3.2.2. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в ответ
на засоление.
3.2.3. Экспрессия генов аквапоринов в растениях хрустальной травки при индукции водосберегающего механизма САМтипа фотосинтеза в условиях солевого шока.
3.3. Адаптация растений хрустальной травки к действию токсичных концентраций меди и цинка.
3.3.1. Изменение водного статуса растений при действии высоких концентраций меди и цинка.
3.3.2. Аккумуляция меди и цинка.
3.3.3. Дифференциальная экспрессия генов аквапоринов в ответ
на действие меди и цинка.
3.3.4. Изменение содержания аквапоринов в ответ на действие меди и цинка.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При этом поддерживается осмотическое равновесие между клеткой и средой, а также создатся благоприятное микроокружение для функционирования биополимеров. Важными осмолитами у растений являются органические кислоты оксалат и малат. У хрустальной травки в ответ на осмотический стресс накапливаются циклические сахароспирты пиннитол и ононитол , , . Многие растения синтезируют и аккумулируют маннитол. Хотя маннитол только частичноснижает накопление неорганических ионов в цитозоле, его протекторный эффект может быть достаточным для обеспечения преимущества в росте у трансформированных растений и их солеустойчивости . . Протекторная и осморегуляторная роль сорбипгола была показана для растений ii, у которых прогрессирующее засоление от 0 до 0 мМ приводило к восьми и 0кратному увеличению концентрации в побегах и корнях, соответственно . Аккумуляция пролина при водном дефиците является одним из наиболее универсальных ответов живыхорганизмовна стресс Шевякова, . Второе поколение трансгенных растений риса с vсинтезом пирролин5карбоксилатсинтетазы и повышенной аккумуляцией пролина показывали даже увеличение биомассы при солевом и водном стрессе . Содержание глицинбетаина коррелирует с солеустойчивостыо кукурузы, ячменя, и других зерновых культур i i, . Различные стрессоры, в том числе и повышенные концентрации , вызывают аккумуляцию полиаминов, особенно путресцина. Полиамины не только способствуют солеустойчивости растений i i, , но и участвуют в стабилизации мембран и ДНК митохондрий и хлоропластов. Под действием солевого стресса возрастает образование активных форм кислорода АФК. Помимо первоначальной потери воды, солевой шок вызывает изменение барьерных свойств плазмалеммы. , , нарушая тем самым энергетический баланс клетки. Клетки должны поддерживать высокий уровень К от 0 до 0 мМ, ионы которого так же играют важную роль в поддержании тургора. Чтобы обеспечить выживание и развитие при засолении, галофиты и гликофиты используют ряд механизмов, таких как поглощение ионов и их аккумуляцию в вакуоли . В результате первичного транспорта создатся градиент электрохимического потенциала С Г, генерируемого СГ АТФазой, которая, в свою очередь, используется антипортером во вторичном активном транспорте для экспорта из цитоплазмы в вакуоль , . В литературе , описаны различные изменения, происходящие в плазмалемме и тонопласте клеток растений при засолении, которые касаются, прежде всего, изменений белковолипидного состава и увеличения количества ВГАТФазьь тонопласта в листьях при воздействии I. При сильном солевом воздействии в растениях могут распадаться белки до аминокислот с последующим образованием промежуточных продуктов азотного обмена аммиака, аминов, и др. Строгонов и др. Шевякова, . Засоление так же влияет на уровень Са2, который повышается в цитозоле. СаАТФазы, стабилизирующие уровень Са , локализованы в эндоплазматическом ретикулуме, плазмалемме и тонопласте. Включение сигналлинга осмотического стресса осуществляется за счет изменений тургора. Кальцийсвязывающий . 3, воспринимает и передаетсигнал. 3 взаимодействует с 2, кодирующим серинтреонин протеинкиназу, и активирует его. 3 и 2 регулируют экспрессию гена солеустойчивости 1, кодирующего. 7 антипортера плазмалеммы. Большое количество генов обеспечивают солеустойчивость растений. Например, в растениях1 М. Меуег . Гены, отвечающие изменением своей экспрессии при стрессе, делятся на гены раннего и гены позднего ответа. Гены раннего ответа, которые экспрессируются при засолении,сами кодируют белки, вовлеченные в регуляцию других генов. В основном этими белками являются трансфакторы и протеинкиназы. Засоление индуцирует синтез многих белков, таких как осмотин, гермин, I, группа3 белков группа2 белков, , пероксидаза, гистидинобогащенный белок и т.