Возможная биологическая роль и характер взаимодействия этилена и полиаминов при адаптации растений арабидопсиса к засолению и гипертермии

• Автор: Садомов, Николай Георгиевич
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие представления об адаптации растений к неблагоприятным условиям внешней среды

1.2. Биологическая роль полиаминов

1.2.1. Участие полиаминов в индукции эмбриогенеза

1.2.2. Полиамины и цветение

1.2.3. Участие полиаминов в образовании плодов и семян

1.2.4. Взаимодействие полкаминов и фигогормонов при протекании физиологических процессов в растениях
1.3. Роль иол наминов в адаптации расгсний к неблагоприятным условиям окружающей среды

1.4. Биологическая роль этилена в регуляции физиологических процессов растений

1.5. Цепь передачи этиленового сигнала
1.6. Биосинтез полиаминов и этилена
1.7. Характер взаимодействия этилена и полиаминов при протекании различных физиологических процессов в растении
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исследования
2.2. Выращивание арабидопсиса в условиях асептической культуры
2.3. Выращивание арабидопсиса в почвенной культуре
2.4. Условия проведения опытов
2.5. Определение содержания свободных полиаминов
2.6. Определение интенсивности выделения этилена и
газообмена растений по СОг и Ог
2.7. Математическая обработка данных
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Оценка стрессустойчивости мутантных линий арабидопсиса
3.2. Температурная зависимость выделения этилена, Ъ и ССЬ растениями АгаЬкорзк Иаапа Ь. НеупЬ. линий еш4. Со0, ео
3.3. Интенсивность выделения этилена и дыхания у растений АгаЬШор.ч Иаапа С. НеупЪ. линий еп4, С.о0, ео на этапе восстановления после действия теплового шока С, 1 ч
3.4. Содержаше полиаминов в надземных частях и корнях линий то1 и СоО АгаЬсорья Иаапа Ъ. НеупИ. при засолении
3.5. Содержание полиаминов в надземных частях и корнях арабидопсиса линий 0, i4 и после теплового шока и на этапе восстановления
3.6. Влияние экзогенного этилена на накопление полиаминов в различных органах растений ii i . .
3.7. Влияние экзогенного лизина на накопление полиаминов в розетках арабидопсиса экотипа i .
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Различают также организменный и клеточный уровни регуляции адаптационного процесса Кузнецов и др. Шевякова и др. Поддержание водного статуса и интактной структуры биополимерных молекул при стрессе являются необходимыми условиями для выживания растений. На клеточном уровне естественным представляется изменение метаболизма, позволяющее уменьшить воздействие стрессора. Это происходит 1 путм синтеза макромолекул с новыми свойствами, которые обеспечивают нормальное протекание клеточного метаболизма при стрессе и 2 посредством поддержания клеточного гомеостаза с целью оптимизации функционирования ферментных систем за счт аккумуляции низкомолскулярных соединений, обладающих протекторными иили осморегуляторными свойствами Хочачка, Сомсро, . Вышеупомянутые стратегические механизмы в конечном счте направлены на образование высокоэнергетических соединений для обеспечения клетки энергетической валютой, синтез или получение извне промежуточных веществ, необходимых для синтеза макромолекул, генерирование биологических восстановителей, а также на поддержание функционирования клеточных регуляторных систем в условиях стресса Хочачка, Сомеро, . Для достижения поставленных целей модифицируется нормальный клеточный метаболизм и происходит отключение биохимических путей, несущественных для выживания организма в экстремальных условиях Кузнецов, Рощупкин . Адаптационный процесс растительных организмов может быть условно разбит на 2 этапа Селье, . Если в течение первой фазы включаются преимущественно общие механизмы устойчивости, то вторая стадия характеризуется формированием специализированных механизмов Кузнецов, . Формирование общих генетически детерминированных систем устойчивости, функционирующих на разных уровнях организации, оправдано как минимум двумя обстоятельствами 1 растения в природных условиях подвержены воздействию не одного, а целого ряда стрессоров например, почвенная засуха в посеве зачастую сопровождается гипертермией, а засоление вызывает физиологическую засуху 2 воздействия различных абиотических факторов среды приводят к достаточно однотипным повреждениям нарушение внутриклеточного метаболизма и функциональности мембран, ингибирование белкового сшггеза, выход супероксид и гидроксилрадикалов в цитоплазму и др. Александров, , . Единою адаптивного механизма к воздействию нескольких стрессоров не обнаружено очевидно, в данном случае координировано задействуются видо и стрсссспсцифичные системы устойчивости растений . В качестве примеров последних сообщается о системах фосфорилирования полипептидов, индукции стрессорного этилена, аккумуляции пролина и пугресцина, синтеза осмотинподобного белка и белков теплового шока i . Кузпецов, , . Поступательная динамика адаптационного процесса основывается на дифференцированной экспрессии генов, степень которой зависит от природы, интенсивности и продолжительности воздействия стрессора, онтогенетической фазы развития растения, а также от присутствия фитогормонов. Последние, в частности, абсцизовая кислота АБК и этилен способны напрямую индуцировать некоторые гены стрессорного ответа . Так, при засухе и засолении активно экспрессируются т. При гипертермии активируются гены синтеза белков теплового шока, которые играют существенную роль в устойчивости растений на этапе стрессреакции Кузнецов и др. В последние годы внимание физиологов вс более привлекает феномен кроссадаптации, те. Так, засуха способствовала формированию холодоустойчивости некоторыми сортами озимой пшеницы iivi, i, и риса i . Восприятие растительной клеткой сигналов внешней среды осуществляется при помощи многочисленных рецепторов, встроенных в клеточные мембраны или располагающихся в самом протопласте. В этой связи особое внимание уделяется молекулярным механизмам быстрой и строго направленной передачи стрессорного сигнала в рамках сигнальных систем. Подобные системы хорошо изучены у животных, и вс больше экспериментальных данных свидетельствуют в пользу того, что у растений они функционируют в соответствии с теми же принципами, несмотря на значительные различия между животными и растительными организмами V .