Участие фитохромов A и B в регуляции устьичных движений у Pisum sativum L.

• Автор: Кочетова, Галина Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Цель и задачи исследования.

Глава I. Обзор литературы

1. Фитохромная система растений

1.1. История открытия.

1.2. Строение и свойства фитохромов.

1.2.1. Лпопротеин.

1.2.2. Хромофор.

1.2.3. Фотоконверсия

1.2.4. Темновая реверсия

1.2.5. Деструкция.
1.3. Функции в растении
1.3.1. Многообразие фитохромов.
1.3.2. Типы физиологических ответов.
1.3.3. Роль фитохромов в развитии растений.
1.3.4. Пути передачи сигнала.
1.3.5. Взаимодействие с другими фоторецепторами
1.3.6. Взаимодействие с фитогормоиами
1.3.7. Взаимодействие с биологическими часами
1.4. Фоторецепторы i iv .
2. Устьичный аппарат растений.
2.1. Строение устьичного аппарата
2.1.1. Строение эпидермачьной ткани
2.1.2. Строение замыкающих меток устьиц
2.2. Эволюция устьичного аппарата
2.3. Развитие устьичного аппарата
2.3.1. Регуляция развития устьичного аппарата.
2.4. Транспирация
2.5. Механизм устьичных движений.
2.5.1. Механизм открывания устьиц
2.5.2. Механизм закрывания устьиц
2.5.3. Общие процессы при открывании и закрывании устьиц.
2.5.4. Регуляция устьичных движений
2.5.5. Пути передачи сигнала в замыкающих клетках
2.6. Фоторегуляция устьичных движений
Глава II. Объекты и методы исследования.
1. Объекты исследования и условия выращивания
1.1. Объекты исследования.
1.2. Условия выращивания
2. Измерение переменной флуоресценции хлорофилла.
3. Световая и флуоресцентная микроскопия.
4. Исследование изменений апертуры устьиц в ответ на освещение.
4.1. Установка .
4.2. Условия освещения
4.3 Процедура измерений.
4.4 Расчты.
4.5. Построение спектра действия устьичных движений.
5. Измерение низкотемпературной флуоресценции фитохромов
5.1. Установка
5.2. Приготовление образцов.
5.3. Процедура измерении флуоресценции и фотохимических превращений фитохромов
5.4. Расчт спектральных и фотохимических параметров фитохромов.
6. Представление результатов и обработка данных.
Глава III. Результаты и обсуждение
1. Характеристика мутантов
1.1. Зависимость морфогенеза фитохромпых мутантов от условий выращивания
1.2. Аномалии строения эпидермы листа у мутанта по фитохрому В.
1.3. Собственная флуоресценция эпидермы листа
1.4. Доказательства отсутствия функционального фотосинтетического аппарата в замыкающих клетках устьиц бесхлорофильного мутанта X .
1.5. Содержание и фотохимические характеристики фитохромов в этиолированных эпикотилях
2. Исследование изменения апертуры устьиц в ответ на освещение КС и ДКС .
2.1. Участие фитохромов А и В в регуляции устьичных движений в ответ на
КС и следующий за ним ДКС
2.2. Участие фитохрома А в открывании устьиц в ответ на ДКС после темповой адаптации. т
3. Спектр действия устьичных движений
3.1. Подбор условий измерения спектра действия устьичных движений
3.2. Спектр действия устьичных движений в ответ на КС
3.3. Спектр действия устьичных движений в ответ па обращающий ДКС
4. Ритмы устьичных движений на естественном фотопериоде
5. Исследование содержания крахмала в замыкающих клетках устьиц
бесхлорофильного мутанта X.
Заключение
Выводы
Приложение I. Иллюстрации к Главе I.
Приложение II. Иллюстрации к Главе II.
Приложение III. Фитохромы и фитохромподобные белки.
Приложение IV. Основные принципы устройства биологических часов.
Список сокращений.
Список использованной литературы


По накопленным экспериментальным данным был сделан вывод, что темповая реверсия i viv есть у всех фитохромов, от прокариот до семенных растений, кроме светолабильного фитохрома А однодольных и двудольных порядка , ii и iii i , i, . Но затем отличия по наличию темновой реверсии у фитохрома Л были обнаружены даже между разными экотипами одного вида iii, i , i , . Таким образом, сделанное ранее обобщение подвергается сомнению, тем более, что из всех однодольных исследованы почти исключительно только представители семейства Роасеае. Процесс темновой реверсии гораздо менее изучен, чем процессы фотоконверсии , . Скорость е сильно зависит от температуры , i , , i, i, увеличивается в 34 раза при повышении температуры на каждые в диапазоне от 5 до С i, , . Процесс также зависг от , ионной силы, концентрации ионов металлов, присутствия протеаз, восстановительных агентов, длины волны и интенсивности действующего спета , , i, , , i, , . Наличие, скорость и глубина доля , претерпевающая реверсию темновой реверсии значительно отличаются у разных фитохромов , в системах i , в дрожжах и i vi, а также в зависимости от ткани, вида и даже экотипа растения i , i, , . Причм темновая реверсия есть у экотипа ii, но отсутствует у экотипа i, хотя первичная структура у этих двух экотипов идентична i , а i , . Таким образом, темновая реверсия обусловлена внутренним свойством молекулы фитохрома термической нестабильностью формы, но, кроме того, подвержена строгому контролю в клетке, замедляющему или ускоряющему этот процесс i , а i, , , . Существенную роль в регуляции стабильности формы играют белокбелковые взаимодействия между мономерами в димере фитохрома, между фитохромом и предполагаемыми неспецифическими белкамишаперонами i, , , и между фитохромом и белкам ипартнрам и в передаче сигнала I3, i , 4, i, . Поскольку растения не могут контролировать свою температуру, то для того, чтобы их светочувствительность не зависела от температуры среды, должны существовать какието буферные механизмы, поддерживающие относительно постоянные скорости темновой реверсии i аналогично, например, механизму, реализованному у родопсинов пойкилотермных животных i, , i, то есть, очевидно, темновая реверсия должна быть подвержена сильной регуляции i . Параметры темновой реверсии, полученные для разных фитохромов и в разных системах, обобщены в Таблице 1. Общей закономерностью является очень быстрая реверсия у фитохромов В и древних фитохромов цианобактерий и мхов, значительно более медленная у фитохромов А двудольных, и полное с отсутствие у фитохромов А однодольных злаков , i , i, . i . формы этого, эволюционно самого молодого, типа фитохромов происходила направленно в ходе отбора. В отсутствии темповой реверсии терминация сигнала от активной формы осуществляется за счт деградации белка через протеосомпую систему i . i, , а такой путь инактивации гораздо лучше регулируется на многих этапах, чем реверсия, обусловленная в значительной степени термической нестабильностью формы i . Таблица 1. Параметры томновой реверсии фитохромов. Растение источник Фитохром Образец i2 ревер сии мин , реверсир. i н. i . i i viv н. i . ii i н. i vi 4 . i vi 4 . . i в дрожжах н. . i 1 в дрожжах н. i vi 4 . i vi 4 . 2 н. РСВ н. i ii.