Механизмы индуцирования устойчивости пшеницы к грибным патогенам

• Автор: Яруллина, Любовь Георгиевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 277 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.
Глава I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМАХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАТОГЕНОВ И РАСТЕНИЙ ОБЗОР
ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1.рирода устойчивости растений к фитопатогенам

1.2. Активные формы кислорода и их функции при патогенезе.

1.3. Защитная роль лигнина при инфицировании патогенными микроорганизмами

1.4. Синтез РЯбелков универсальная защитная реакция растений

1.5. Индуцирование естественных механизмов устойчивости растений ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований.

2.1.1. Инфицирование растений пшеницы грибными патогенами с различным типом питания.
2.1.2. Препараты, используемые для обработки растений.
2.1.3. Фиксация растительного материала.
2.2. Методы исследований
2.2.1. Выделение оксалатоксидазы различной локализации в клетке и определение ее активности.
2.2.2. Получение экстрактов свободной и связанной с клеточными стенками пероксидазы
2.2.3. Определение активности пероксидазы.
2.2.4. Электрофоретическое разделение белков
2.2.5. Оценка активности фенилаланинаммиаклиазы ФАЛ и тирозинаммиаклиазы ТАЛ.
2.2.6. Определение содержания белка.
2.2.7. Хемилюминесцентное определение содержания перекиси водорода Н2О2 в среде инкубации проростков пшеницы
2.2.8. Использование 3,3диаминабензидина для выявления генерации Н2 в растительных тканях
2.2.9. Определение активности окисления фенольных соединений проростками пшеницы.
2.2 Определение содержания лигнина в растительных тканях.
2.2 Экстракция фитогормонов и количесвенный анализ ИУК, АБК и цитокининов в растительном материале
2.2 Определение активности иротеиназ и их белковых ингибиторов
2 Определение активности иротеиназ, расщепляющих субстрат ЫабензоилОЬаргинин4нитроанилид БАПНА
2 Определение активности ингибиторов протеиназ.
2.2 Выделение ДНК из растений
2.2 Получение очищенной РНК из растительного материала.
2.2 Подготовка праймеров для проведения полимеразной цепной реакции ПЦР.
2.2 Полимеразная цепная реакция
2.2 Реакция обратной транскрипции РНК
2.2 Электрофорез продуктов амплификации ДНК и РНК в агарозных и полиакриламидных гелях
2.2 Компьютерный анализ нуклеотидных последовательностей.
2.2 Статистическая обработка результатов.
Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕН И Е
3.1. Генерация сигнальных молекул начальный этап формирования
защитного ответа растений при грибной инфекции.
3.1.1. Участие внеклеточных окислительных ферментов в генерации сигнальных молекул.
3.1.2. Регуляция процессов образования перекиси водорода ЬЬСЬ на ранних стадиях патогенеза.
3.1.3. Усиление окисления фенолов неспецифическая реакция растений на стресс.
3.1.4. Оксалатоксидазаодин из ключевых ферментов в формировании защитных реакций растений к грибным патогенам.
3.1.5. Регуляции защитного ответа растений элиситорами
3.2. Процессы лигнификации в тканях растений при инфицировании пшеницы грибными патогенами.
3.2.1. Активность ферментов фенольного обмена, накопление лигнина в растениях пшеницы при патогенезе.
3.2.2. Интенсификация процессов синтеза лигнина в растениях.
3.3. Роль гормонов в становлении взаимоотношений растение патоген
3.3.1. Гормональный статус растений пшеницы различной устойчивости при заражении грибными патогенами
3.3.1.1. Корневая гниль ii ii
3.3.1.2. Твердая головня ii i.
3.3.1.3. Септориоз i
3.3.2. Влияние росторегулирующих препаратов на содержание гормонов в растения пшеницы при инфицировании.
3.4. Ишибиторы протеолитических ферментов как компоненты защитной системы растений
3.4.1. Протеолитические ферменты патогенных грибов и их роль при патогенезе.
3.4.2. Активность протеиназ и их ингибиторов в тканях устойчивых и восприимчивых сортов пшеницы при грибном патогенезе
3.4.3. Влияние индукторов устойчивости на активность ингибиторов протеиназ в растениях пшеницы
3.5. Изучение механизмов защитного действия индукторов устойчивости в культуре i vi.
3.5.1. Индукция защитного ответа в клетках пшеницы под воздействием хитоолигосахаридов.
3.5.2. Индукция защитных реакций в каллусах пшеницы под воздействием салициловой кислоты.
3.5.3. Влияние фунгицидов и иммуностимуляторов на формирование защитного ответа каллусов пшеницы к Т. i
3.5.4. Изменение устойчивости каллусов пшеницы к Т. i при ингибировании активности оксалатоксидазы.
3.5.5. Влияние экзогенной перекиси водорода на защитные реакции куллусов пшеницы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Эта реакция может ускоряться ферментом супероксиддисмутазой СОД, находящимся в цитозоле, хлоропластах и митохондриях i, . Показано, что основное количество перекиси водорода в клетках образуется ферментативным путем Саприн, Калинина, . Супероксидрадикал может восстанавливать также ионы металлов 3 и i2 Зоров и др. В результате этих реакций образуется более реакционноспособный идроксильньй радикал реакция Фентона . Отличительной особенностью молекул АФК является их высокая окислительная способность, приводящая к перекисному окислению липидов, нарушению структуры белков, нуклеиновых кислот. Долгое время считалось, что эта функция АФК является основной Дубинина, i, Лукаткин, . Однако в настоящее время становится все более очевидным, что продукция АФК является важной составляющей ответа растительных клеток на различные внешние воздействия инфицирование фитопатогенами vi . Тарчевский, , фотоокисление и повреждение ультрафиолетовым светом . Хайруллин и др. Следует отметить, что АФК генерируются в клетках в нормальных условиях и обеспечивают протекание многих физиологических процессов Рощина, Мельникова, i . Время жизни радикалов чрезвычайно мало 6 7с в силу их высокой реактивности, их внутриклеточное содержание находится под жестким контролем антиоксидантной системы, включающей, в частности, ферменты супероксиддисмутазу, каталазу, пероксидазу. Однако под действием некоторых стрессоров продукция АФК увеличивается в такой степени, что преодолевает антиоксдантные механизмы клетки, вызывая так называемый окислительный взрыв Турпаев, . Этим термином обозначают быстрое генерирование АФК, приводящее к многократному повышению их концентрации в тканях ii . Показано также, что имеет место и внеклеточная генерация АФК в ответ на инфицирование растений патогенами или обработку их элиситорами , Минибаева, Гордон, . Накопленные к настоящему времени экспериментальные данные дают основание полагать, что основными источниками супероксида и перекиси водорода в ходе окислительного взрыва в растительных клетках являются ферментативные системы, локализованные в плазмалемме и клеточной стенке НАДФНоксидаза Дмитриев, , ксантиноксидаза Аверьянов, Лапикова, , оксалатоксидаза Vi, vi, , пероксидаза . Предполагается, что природа АФК определяет развитие и проявление различных видов устойчивости растений. Так показано, что неспецифическая устойчивость риса к пирикуляриозу в большей степени обусловлена генерацией Н2О2, а вертикальная устойчивость сочетанием гидроксильного и супероксидного радикалов Пасечник и др. Процесс генерирования АФК в растениях имеет двухфазный характер . Первый всплеск уровня АФК короток 1 2 ч, неспецифичен и наблюдается при инфицировании как вирулентными, так и авирулентными патогенами , i, Тарчевский, . Вторая фаза более продолжительна по времени, проявляется только в несовместимой системе и положительно коррелирует с развитием устойчивости к патогену , , . V . Предполагается, что первый всплеск уровня АФК сопряжен с сигнальными системами Тарчевский, и приводит к активации специфических защитных генов. В результате проявляются характерные метаболические реакции, обеспечивающие эффективную защиту, такие как синтез этилена, салициловой, жасмоновой кислот, фитоалексинов, лигнина, СВЧреакция. Двухфазный характер продукции АФК описан для растительных клеток и в ответ на действие элиситоров . Интересен тот факт, что предварительная генерация АФК под воздействием абиотического фактора стимулирует эффективное развитие сверхчувствительного ответа на инфицирование патогеном Аверьянов и др. Как известно, в растительных организмах АФК при патогенезе выполняют сигнальную и защитную функции i . Тарчевский . В первом случае АФК должны проявлять способность к миграции и к быстрой модификации определенных сигнальных систем. Такими свойствами обладает Н2О2, так как она является неионизированной и относительно стабильной молекулой , i, . В отличие от , перекись водорода способна проникать через клеточные мембраны и вступать в реакции с клеточными компонентами, удаленными от места образования Саприн, Калинина, Турпаев, .