Активные формы кислорода и антиоксидантные ферменты на начальных стадиях взаимодействия гороха с клубеньковыми бактериями (Rhizobium leguminosarum)

• Автор: Васильева, Галина Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Начальные этапы бобоворизобиального симбиоза.

1.1.1. Преинфекция

1.1.2. Инфекция.

1.2. Регуляция симбиотического взаимодействия

1.3. Устойчивость микросимбионта к действию защитных систем растенияхозяина

1.4. Влияние низкой положительной температуры на бобоворизобиальный симбиоз.

1.5. Активные формы кислорода и их биологическая роль

1.5.1. Характеристика АФК.

1.5.2. Супероксидный анионрадикал

1.5.3. Пероксид водорода
1.6. Антиоксидантая система растений
1.6.1. Общая характеристика антиоксидантной системы растений . . . .
1.6.2. Высокомолекулярные антиоксиданты
1.6.2.1. Супероксиддисмутаза.
1.6.2.2. Каталаза
1.6.3. Низкомолекулярные антиоксиданты.
Выводы из обзора литературы
Нель и задачи исследования.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Материал и методы.
2.1.1. Объект исследования.
2.1.2. Реактивы и питательные среды
2.1.3. Использованная аппаратура.
2.1.4. Температурный режим.
2.1.5. Проращивание растительного материала
2.1.6. Методика проведения микробиологических исследований . .
2.1.7. Методики проведения физиологобиохимических исследований
1 Оценка уровня супсроксидного анионрадикала
2 Определение содержания пероксида водорода
3 Оценка влияния экзогенной салициловой кислоты и пероксида водорода на содержание пероксида водорода в проростках гороха, их рост и проникновение ризобий
4 Определение активности супероксиддисмутазы
5 Определение активности каталазы.
6 Определение общего белка
2.1.8. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Активные формы кислорода и антиоксидантные ферменты в проростках гороха в зависимости от симбиотической эффективности и совместимости
клубеньковых бактерий.
3.1.1. Уровень супероксидного анионрадикала и активность супероксиддисмутазы в корнях гороха
3.1.2. Содержание пероксида водорода и активность каталазы в корнях гороха.
3.1.3. Уровень супероксидного анионрадикала и активность супероксиддисмутазы в эпикотилях гороха
3.1.4. Содержание пероксида водорода и активность каталазы в эпикотилях гороха
3.2. Активные формы кислорода и антиоксидантные ферменты в проростках гороха с разной способностью к клубенькообразованию
3.2.1. Уровень супероксидного анионрадикала и активность супероксиддисмутазы в корнях гороха.
3.2.2. Содержание пероксида водорода и активность каталазы в корнях гороха
3.2.3. Уровень супероксидного анионрадикала и активность супероксиддисмутазы в эпикотилях гороха.
3.2.4. Содержание пероксида водорода и активность каталазы в эпикотилях гороха.
3.3. Влияние экзогенной салициловой кислоты на содержание
Н2О2 в корнях гороха и проникновение в них ризобий.
3.4. Влияние экзогенного пероксида водорода на рост проростков гороха
3.5. Влияние низкой положительной температуры на уровень АФК и активность антиоксидантных ферментов в проростках гороха при инокуляции их клубеньковыми бактериями.
3.5.1. Уровень супероксидного анионрадикала и активность супероксиддисмутазы в корнях г ороха
3.5.2. Содержание Н и активность каталазы в корнях гороха.
3.5.3. Уровень и активность СОД в эпикотилях гороха.
3.5.4. Содержание Н2 и активность каталазы в эпикотилях гороха . .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
Список использованных сокращений
А К аскорбиновая кислота
АП аскорбатпероксидаза
ЛФК активные формы кислорода
ГР глутатионредуктаза
ДАК дегидроаскорбиновая кислота
ДАР дегидроаскорбатредуктаза
ДДК диэтилдитиокарбомат
Кат каталаза
КФ классификация фермента
ЛПС липополисахариды
МДАР монодегидроаскорбатредуктаза
НАДФНоксидаза никотинамидадениндинуклеотидфосфатоксидаза ПС пероксидаза
НОЛ перекисное окисление липидов
полисахариды
СК салициловая кислота
СОД суиероксиддисмутаза
СР сверхчувствительная реакция
ФАЛ фенилаланинаммонийлиаза
Цит. с цитохром с
Цит. с РА цитохром с редуктазная активность ЭДТА этилендиаминтетрауксусная кислота ЭПС экзополисахариды
ЭСОД экстрацеллюлярная супероксиддисмутаза ЭТЦ элсктронтранспортная цепь леггемоглобин
белки белки, относящиеся к патогенезу iv
ВВЕДЕНИЕ


Физиологическая функция лектинов в защитных реакциях организма может быть обусловлена их способностью индуцировать генерацию АФК Тимошенко, . Лектининдуцированная генерация АФК коррелирует со способностью лектинов влиять на внутриклеточную концентрацию ионов Са и величину внутриклеточного . Существуют лектинзависимые пути в механизмах активации генерации АФК различными клеточными системами. Разработана концепция о регуляторной роли гликобиологических взаимодействий в контроле процессов генерации АФК клетками. Для проникновения ризобий внутрь растительной клетки, продолжения развития симбиоза и формирования клубеньков с нормальной ультраструктурой растение после первичного обмена сигналами с ризобиями должно получить подтверждающие специфические сигналы. Но современным представлениям ими являются факторы хитолипоолигосахариды, липополисахариды инградиеиты клеточной стенки ризобий и другие вещества , , i, . Косенко и др. Комплементарность взаимодействия между штаммами ризобий и сортами бобовых в значительной степени определяется структурным разнообразием факторов . Ризобии, не синтезирующие факторы, не способны образовывать клубеньки, а мутанты бобовых, которые не способны к восприятию фактора или трансдукции его в сигнальном пути, являются не нодулирующими i, , . Идентификация рецепторова фактора пока не проведена, однако исследования в этом направлении ведутся. СаегапоАпоПеБ, ОгеэзЬоГГ, Ууп е а1. Агбоиге1 е а. Оолчпе, Рге ег а. Недавно появились сведения о том, что специфические Ыос1факторы индуцируют окислительный стресс, который необходим для нодуляции Кати е1 а1. ОНаехе а1. Узнавание совместимого ос1фактора iЧпогЫгоЫит теШоИ быстро стимулирует пространственно локализованное образование АФК в корнях люцерны МесНсао РипсаМа. Мутанты 5. ШоИ, образующие Мофактор с изменнной структурой, и не модулирующий растительный мутант, в равной степени были ослаблены в способности образовывать АФК и экспрессировать ген раннего нодулина пр ризобий индуцированная пероксидаза. Экзогенная Н2О2 существенно активирует транскрипцию пр1. Таким образом, образование АФК включено в восприятие специфичного Ьос1фактора, образованная при этом Н2О2 включается как медиатор, индуцированной Мобфактором экспрессии гена пр1. Однако функция продукта этого гена пероксидазы, пространственно и по времени образования связанного с симбиозом, остатся неизвестной. В то же время есть данные, что ЫосКфакторы стимулируют окислительный взрыв, чтобы блокировать индукцию растительных маркерных генов нодуляции при несовместимом взаимодействии НсгоиаЛ аЦ . Инфицирование ризобиями многих бобовых, в том числе и гороха, происходит через корневые волоски, которые при этом скручиваются, принимая форму ручки зонтика. Предполагается, что в месте наиболее резкого сгиба волоска происходит локальное разрушение клеточной стенки возможно, за счет действия пектолитических ферментов растения, через которое бактерии и проникают внутрь. По современным представлениям главной причиной успешного проникновения бактерий в корневые волоски считается быстрая деполимеризация актина микрофиламентов, вызванная факторами . Следует отметить, что не весь корень одинаково восприимчив к инфекции. Существуют определнные зоны корня инфекционные сайты, фокусы инфекции чувствительные к ризобиям. Вокруг проникших бактериальных клеток образуется особая полость инфекционная нить, стенки которой сходны по структуре со стенками растительных клеток, а внутреннее пространство заполнено полисахаридным матриксом, который синтезируется как растительной клеткой, так и микросимбионтом i, . Развитие инфекционной нити включает два этапа раннее развитие в корневом волоске и позднее развитие в кортексс корня. Обычно инфекционная нить на сутки достигает основания корневого волоска и разветвляясь, растт далее в направлении растительного кортекса , i, . При этом в инфекционной нити происходит размножение бактерий. Одновременно внутренние кортикальные клетки, локализованные по фронту растущих инфекционных нитей, дедифференцируются и затем образуется примордий клубенька.