Гормональная регуляция водного обмена и роста проростков пшеницы при изменении температуры

• Автор: Веселова, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 173 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Влияние температуры на водный обмен

1.1.1. Регуляция водного обмена у растений

1.1.2. Влияние температуры на растения

1.2. Гормоны и регуляция водного обмена при

температурном воздействии

1.2.1. Абсцизовая кислота

1.2.2. Цитокинины

1.2.3. Ауксины

2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Условия выращивания растений и проведение экспериментов
2.1.1. Условия выращивания растений
2.1.2. Проведение экспериментов при повышении температуры воздуха
2.1.3. Проведение экспериментов при понижении температуры корневой зоны
2.2. Методы исследования
2.2.1. Измерение роста растений
2.2.2. Определение коэффициента растяжимости
2.2.3. Определение транспирации, устьичной
проводимости и относительного содержания воды в растениях
2.2.4. Измерение осмотического потенциала тканей растений
2.2.5. Измерение скорости потока ксилемного экссудата и обсчет гидравлической проводимости корней
2.2.6. Экстракция, очистка и концентрирование гормонов
2.2.7. Твердофазный иммуноферментный анализ ИФА
2.2.8. Статистическая обработка данных
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Гормональная регуляция водного обмена и ростового ответа проростков пшеницы при повышении температуры воздуха
3.1.1. Водный обмен и рост проростков пшеницы
3.1.2. Изменение содержания гормонов в растениях
пшеницы при повышении температуры воздуха
3.2. Изменение водного обмена, роста и содержания гормонов в проростках пшеницы при резком охлаждении корней
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


При сильной суберинизации корней возрастает роль транспорта воды от клетки к клетке по водным каналам аквапоринам. Протеины, которые формируют водные каналы в растениях, были обнаружены и идентифицированы относительно недавно . Этим белкам было дано название аквапорины . Они формируют каналы, которые позволяют воде беспрепятственно и быстро проходить через клеточные мембраны по осмотическому или гидравлическому градиенту давления i, , . Уже в г. Для корней i показано, что концентрация мРНК, кодирующей предполагаемые водные каналы, имеет дневной ритм с максимумом в полдень. Это совпадает с максимумом в гидравлической проводимости корней . Экспрессия в ооцитах X ядерной ДНК, кодирующей водные каналы, очень сильно увеличивает проницаемость плазматической мембраны . Для некоторых видов, таких как фасоль и ячмень, показано, что благодаря высокой мембранной гидравлической проводимости клеточный путь воды доминирует над апопластным , . В арабидопсисе белковый аквапорин I1 в плазматической мембране некоторых клеток может составлять более 1 от всех белков мембраны i . Хотя водные каналы никогда не рассматривались в простых биофизических моделях движения воды в растительных клетках, они могут представлять собой новый аспект проницаемости воды через мембраны, в котором возможна быстрая регуляция мембранной проводимости в ответ на стрессы окружающей среды. Известно, что водные каналы могут активироваться за счет фосфорилирования, на которое действуют такие факторы как водный потенциал, тургор, концентрация ионов кальция в апопласте . В опытах с пшеницей показано, что дефицит минерального питания уменьшал активность водных каналов v . Имеются также данные по гипоксии , , засолению i . Изучение аквапоринов связано с большими трудностями. Наиболее легкий и часто встречающийся метод изучения работы водных каналов это блокирование их с помощью агентов, разрушающих дисульфидные связи в молекуле белка, таких как хлорид ртути . В мембранах протопластов арабидопсиса, обработанных хлоридом ртути, проницаемость для воды уменьшалась больше чем на . Результаты опытов с пшеницей также показывают, что гидравлическая проводимость корней и плазматических мембран очень чувствительна к действию раствора солей ртути v . Занг и Тиерман показали, что гипоксия вызывает эффект, сходный с действием хлорида ртути на водные каналы , . Однако некоторые авторы обнаружили, что в их экспериментах с обработкой растений хлоридом ртути водные каналы не играли важной роли в регуляции проницаемости плазмалеммы для воды . И если последние доминируют в мембранах, то водные каналы мембран будут не чувствительны к ртути . С другой стороны, существуют некоторые данные о том, что водные каналы не обладают такой избирательностью, как предполагалось, и что вещества с маленьким молекулярным весом амиды, кетоны могут проскальзывать через эти каналы вместе с водой i , . Значение транспирации в регуляции водного обмена изучается довольно давно и детально Ляшок, Сидоров, Ушаков, Колтунова, Жолкевич и др. Основным органом транспирации является лист. Вода испаряется с поверхности листьев в основном через устьица. Устьица занимают центральное положение на пути испарения воды и газообмена углекислого газа и кислорода. Поэтому предполагают, что устьица контролируют как транспирацию, так и фотосинтез. Хотя в регуляции движения устьиц остается много неясного, скорее всего, она может зависеть от конкретной экологической ситуации , . Открытие устьиц регулируется несколькими взаимодействующими механизмами. Суммируя данные литературы, из внешних факторов, влияющих на устьица, можно выделить влажность воздуха и почвы, свет и температуру i vi, , , из внутренних парциальное давление углекислого газа в межклетниках, уровень оводненности растения, ионный баланс и фитогормоны iv . Достаточно надежно установлено, что при увеличении тургора в замыкающих клетках, устьица открываются, а при понижении, напротив, закрываются. Эти изменения запускаются потоком катионов и анионов в основном, калия, который балансируется током анионов хлора и малата через цитоплазматическую мембрану и тонопласт .