Световая регуляция функционирования сукцинатдегидрогеназы в листьях растений

• Автор: Федорин, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Введение

Глава 1, Обзор литературы

1.1. Фоторецепторные системы растений

1.1.1. Структура и свойства фитохрома

1.1.2. Механизм передачи фитохромного сигнала

1.1.3. Реализация фитохромного сигнала в клетке

1.1.4. Влияние света на темновое дыхание .

1.1.4.1. Влияние света на активность цикла трикарбоновых кислот

1.2. Общая характеристика сукцинатдегидрогеназной системы

1.2.1. Метаболические пути, в которых участвует сукцинатдегидрогеназа

1.2.2. Структура белковой молекулы сукцинатдегидрогеназы

1.2.3. Генетическая детерминация сукцинатдегидрогеназы
1.3. Молекулярные аспекты регуляции сукцинатдегидрогеназы
1.3.1. Регуляция работы фермента интермедиатами клетки
1.3.2. Регуляция сукцинатдегидрогеназны светом .
1.3.3. Регуляция сукцинатдегидрогеназы на генетическом уровне Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Цели и задачи
2.2 Объекты исследования
2.2.1 Объекты исследования
2.2.2 Постановка эксперимента по созданию светового режима
2.2.3 Определение активности фермента
2.2.5 Схема очистки сукцинатдегидрогеназы из зеленых листьев кукурузы
2.2.6 Электрофоретическое исследование очищенного препарата фермента
2.2.7 Экстракция суммарной РНК из листьев растений
2.2.8 Проведение обратной транскрипции
2.2.9 Подбор специфических праймеров
2.2. Проведение полимеразной цепной реакции
2.2. Секвенирование ПЦРпродукта
2.2. Проведение Нозерн дотгибридизации
2.2. Проведение ПЦР в реальном времени
2.2. Статистическая обработка данных
2.3 Результаты и их обсуждение
2.3.1 Действие гетерогенного света на активность сукцинатдегидрогеназы
2.3.1.1 Влияние гетерогенного света на активность сукцинатдегидрогеназы в листьях кукурузы
2.3.1.2 Изменение активности сукцинатдегидрогеназы листьев кукурузы при смене светового режима
2.3.1.3 Активность сукцинатдегидрогеназы в листьях кукурузы, экспонируемой в условиях темнотасвет
2.3.1.4 Динамика активности сукцинатдегидрогеназы в листьях кукурузы при деэтиоляции растений
2.3.2. Очистка и физикохимические свойства СДГ
2.3.2.1 Влияние белого света на активность изолированного препарата фермента сукцинатдегидрогеназы
2.3.2.2 Очистка фермента из листьев кукурузы
2.3.2.3 Действие гетерогенного света на изолированную молекулу сукцинатдегидрогеназы
2.3.2.4 Влияние АТФ на активность изолированной сукцинатдегидрогеназы
2.3.2.5 Действие АДФ на активность сукцинатдегидрогеназы
2.3.2.6 Влияние различных солей на активность сукцинатдегидрогеназы
2.3.2.7 Влияние хлорида калия на активность
сукцинатдегидрогеназы
2.3.3 Роль фитохромной системы в регуляции активности сукцинатдегидрогеназы в растениях в условиях различного светового режима
2.3.3.1 Влияние КС и ДКС на активность сукцинатдегидрогеназы в листьях кукурузы
2.3.3.2 Влияние КС и ДКС на функционирование сукцинатдегидрогеназной системы в листьях арабидопсиса дикого типа
2.3.3.3 Влияние КС и ДКС на сукцинатдегидрогеназу в листьях арабидопсиса, мутантного по гену фитохрома А
2.3.3.4 Влияние КС и ДКС на сукцинатдегидрогеназу листьев арабидопсиса мутантный по гену фитохрома В
2.3.4 Механизм регуляции активности сукцинатдегидрогеназы фитохромной системой
2.3.4.1 Идентификация гена, кодирующего субъединицу А сукцинатдегидрогеназы в листьях кукурузы
2.З.4.2. Секвенирование продукта, полученного методом пцр с 1 генспецифицескими праймерами
2.3.4.3 Механизм регуляции экспрессии сукцинатдегидрогеназы
2.3.4.3.1 Изменение количества мрнк гена 8с1к при разных 3 световых режимах
2.3.4.3.2 Изменение экспрессии сукцинатдегидрогеназы в 6 листьях арабидопсиса при разных световых режимах
2.3.4.3.3 Уровень экспрессии сукцинатдегидрогеназы в листьях 2 кукурузы в разных условия освещения
Заключение
Выводы
Литература


Полученные данные по экспрессии СДГ при изменении светового режима создают условия для решения проблем, связанных с повышением продуктивности и урожайности, а также устойчивости растений к неблагоприятным факторам. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных, региональных и университетских конференциях. Физиологические и молекулярногенетические аспекты сохранения биоразнообразия Вологда, , Научнопрактической конференции Регуляция продуктивного процесса сельскохозяйственных растений Орел, , Материалы I IX Международной конференции молодых ботаников СанктПетербург, межрегиональных конференциях, посвященных памяти Землянухина Организация и регуляция физиологобиохимических процессов Воронеж, , , , , , ежегодной научной сессии отчетной конференции преподавателей и сотрудников Воронежского государственного университета ,. Публикации. Основные результаты настоящей диссертационной работы изложены в публикациях статьях и 7 тезисах. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 3 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, заключения, выводов, списка литературы 9 источников. Иллюстрационный материал включает рисунков и 6 таблиц. ГЛАВА 1. Растения являются фотоавтотрофами и поэтому особенно чувствительны к окружающей их световой среде. Они обладают разнообразными рецепторами света способными согласовывать свое развитие с интенсивностью света, его направлением, спектральным составом и периодичностью . На сегодняшний день известно три класса растительных фоторецепторов фитохромы рецепторы красногодальнего красного света, криптохромы и фототропин, воспринимающие синий свет . Многие световые эффекты вызваны совместным действием нескольких фоторецепторов. Работы, приведшие к открытию регуляции роста растений с помощью красного света через фитохромную систему, были выполнены в е годы американскими исследователями X. Бортвиком vi и С. Хендриксом i. Выделение и идентификацию этого пигмента впервые осуществил Галетой в году. Распространение фитохрома в основном ограничено царством растений, хотя есть косвенные доказательства присутствия его в грибах. Наличие фитохрома показано для двух родов голосеменных пинус и гинкго 6. Имеются косвенные доказательства по наличию у организмов низкоэнергетических реакций на кратковременный красный свет наличия фитохрома у представителей грибов, водорослей, мхов, папоротников, голосеменных и цветковых растений . Фитохром обнаруживается во всех растительных тканях, включая листья, стебли, корни, плоды, семена, колеоптили, мезокотили, почки, цветочные органы . Наибольшее количество фоторецептора обнаруживается в клетках меристемы. Фитохром представляет собой белок апопротеин, к которому присоединен поглощающий свет пигмент. Молекулярная масса белка фитохрома равна 0 кДа. Он состоит из двух одинаковых субъединиц 5 кДа, соединенных дисульфидным мостиком. К каждой из субъединиц ковалентно присоединен линейный тетрапиррольный хромофор фитохромобилин через тиоэфирную связь с консервативным цистеиновым остатком на конце. Область Сконца охватывает две связанные гистидиновые области и две последовательности, гомологичные области I . Области присутствуют в различных молекулах трансдукции сигнала, которые воспринимают окружающие условия, такие как свет, уровень кислорода и окислительновосстановительный потенциал 9. К настоящему времени выделены гены, кодирующие фитохром как у однодольных, так и у двудольных растений. У ii i, растения с относительно малым размером генома всего 0 млн. Полипептиды и идентичны приблизительно на и более близко связаны с , чем с или приблизительно ая идентичность. Копии , и других генов присутствуют в большинстве высших растениях . На сегодняшний день известны 3 формы фитохрома нативный 0 кДа, малый деградированный кДа, и большой, частично деградированный кДа. Две последние формы представляет собой не сам фитохром, а продукты его протеолитической деградации, происходящие в ходе выделения хромопротеида из растительной ткани. Фитохромы образуют два класса по отношению к свету, известные как тип 1 и тип II.