Аккумуляция кадаверина и его физиологическая роль при действии солевого стресса

• Автор: Шорина, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие представления о полиаминах и их

биологической роли.

1.2 Общие представления о биосинтезе главных

полиаминов путресцина, спермидина, спермина

1.3 Катаболизм и превращение полиаминов у растений

1.4 Роль полиаминов в адаптации растений к неблагоприятным

условиям окружающей среды

1.5 Особенности метаболизма кадаверина и его

физиологической роли.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Объект исследования.
2.2 Условия выращивания хрустальной травки в водной культуре
2.3 Условия проведения опытов.
2.4 Определение содержания свободных полиаминов.
2.5 Определение интенсивности выделения этилена и
2.6 Определение содержания этилена в тканях растений
2.7 Определение содержания свободного пролина.
2.8 Измерение и титруемой кислотности
2.9 Определение активности лизиндекарбоксилазы
2. Определение содержания ионов СГ.
2. Определение количества перекиси водорода
2. Определение активности растворимой пероксидазы
2. Определение интенсивности транскрипции гена ФЕПК
2. Математическая обработка данных.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Содержание кадаверина и главных полиаминов у
хрустальной травки в норме и при действии ЫаС1.
3.1.1 Возрастные особенности аккумуляции кадаверина
и полиаминов семейства путресцина в листьях хрустальной травки в нормальных условиях произрастания.
3.1.2 Изменения в содержании кадаверина и полиаминов
путресцинового ряда у хрустальной травки при адаптации к засолению.
3.2 Особенности взаимодействия этилена и кадаверина
в условиях засоления.
3.2.1 Влияние этилена на аккумуляцию кадаверина
3.2.2 Механизмы этилениндуцированного образования
кадаверина
3.2.3 Влияние экзогенного кадаверина на содержание главных полиаминов и элюцию этилена листьями
3.3 Физиологическая роль этилениндуцированной
аккумуляции кадаверина у хрустальной травки в стрессорных
условиях.
3.3.1 Влияние аккумуляции этилена и кадаверина на
процессы роста и развития.
3.3.2 Влияние кадаверина и этилена на экспрессию гена
ключевого фермента СЛМметаболизма.
3.3.3 Суточные колебания содержания кадаверина в листях и корнях хрустальной травки
в период СШфотосинтеза.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Впервые представлены экспериментальные доказательства того, что аккумуляция в листьях хрустальной травки кадаверина и повышенное образование в них этилена не имеют отношения к регуляции экспрессии стрессиндуцибельного гена ФЕПК 1 на уровне аккумуляции соответствующей мРНК. Впервые установлены суточные колебания содержания кадаверина в листьях и корнях хрустальной травки в фазе С4Мфотосинтеза. Показана двойственность действия кадаверина на процесс растяжения гипокотилей проростков хрустальной травки стимуляция при низких концентрациях диамина 0,21,0 мМ и торможение растяжения при высоких свыше 2,0 мМ, что может иметь адаптивное значение в условиях засоления. Практическая значимость. Полученные в работе теоретические данные о механизмах аккумуляции кадаверина и полиаминов семьи путресцина у хрустальной травки в условиях засоления имеют существенное значение для выяснения хода формирования адаптивных процессов у галофитов и при разработке технологии создания трансгенных модельных растений с повышенной солеустойчивостью. Теоретические обобщения и совокупность экспериментальных данных работы могут использоваться в курсах лекций для студентов биологических факультетов вузов страны. Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международной конференции Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке Сыктывкар, , на международном симпозиуме Ivi Москва, , на V Съезде общества физиологов растений России и Международной конференции Физиология растений основа фитобиотехнологии Пенза, . Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследований, изложения полученных результатов, обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 8 страницах машинописного текста, включая 6 таблиц, рисунков библиография содержит 9 названий, в т. ГЛАВА 1. Природные алифатические полиамины низко молекулярные органические катионы, найденные во всех прокариотических и эукариотических организмах. В растениях полиамины представлены в основном диаминами путресцин, кадаверин, триамином спермидин и тетрамином спермин Рис. Рис. Химические формулы и молекулярные массы полиаминов. У некоторых водорослей и архебактерий, для которых характерна устойчивость к экстремальным факторам внешней среды термофильные и галофильные экотипы обнаружены так называемые необычные полиамины нореггермидин, норспермин, кальдопентамин и др. Нашапа i, i, . В настоящее время такие необычные полиамины найдены также у растений в условиях действия гипертермии , , . Со времени обнаружения в растениях обычных полиаминов представления об их биологической роли претерпели значительную эволюцию. Путресцин и кадаверин впервые были описаны Бриггером в году как продукты разложения белков гнилостными бактериями и названы трупными ядами i, . Вскоре после открытия диаминов стало известно, что они сравнительно широко распространены в животных организмах и являются для них сильными ядами. Затем гг. В гг. Ричардс и Кальман i, i, обнаружили аккумуляцию путресцина в листьях ячменя при дефиците калия и связали появление некрозов с проявлением токсического действия высоких концентраций этого диамина. Это открытие привлекло внимание отечественных физиологов растений, изучающих механизмы повреждающего действия засоления на растения. В результате в г. Б.П. Строгонова и Н. И. Шевяковой Строгонов, Шевякова, о накоплении диаминов при солевом отравлении листьев конских бобов и ячменя. В последующие годы вплоть до настоящего времени аккумуляция полиаминов в тканях растений при действии самых различных абиотических стрессоров засоление, дефицит питательных элементов, засуха, низкие температуры и др. . Почти одновременно с открытием токсичности высоких концентраций диаминов у многих организмов был обнаружен эффект стимуляции низкими концентрациями ростовых процессов. В е годы были обнаружены ростактивирующие свойства этих соединений для микроорганизмов , , i .