Введение гена десатураз в картофель Solanum tuberosum с целью повышения его холодоустойчивости и изучение физиологических свойств полученных растений-регенерантов

• Автор: Маали Амири Реза
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Введение

Глава I. Обзор литературы

1.1. Физиологические и молекулярные механизмы адаптации

растений к низким температурам.

1.2. Свойства биологических мембран и

их зависимость от температуры

1.3. Типы десатураз жирных кислот

1. Типы десатураз в зависимости от переносчика субстрата

2. Тины десатураз в зависимости от донора электронов

3. Типы десатураз в зависимости от построения

электрон транспортной цепи.

1.4. Десатуразы про и эукариотических организмов.
1.4.1. Десатуразы цианобактерий
1.4.2. Десатуразы высших растений
1.5. Структура десатураз.
1.6. Экспрессия генов десатураз цианобактерий
1.7. Экспрессия генов десатураз высших растений
1.8. Аклиматизация клеток к низким температурам
Роль десатураз жирных кислот.
1.9. Генетическая инженерия растений как инструмент для изучения физиолотческих и молекулярных основ защитных ответов,
в частности, при устойчивости к низким температурам
1 Репортерные системы для изучения регуляции экспрессии генов в растениях
Глава И. Материалы и методы.
Глава Ш. Результаты и обсуждение
3.1. Анализ нуклеотидной последовательности генов и А
3.2. Конструирование прокариотических экспрессионных векторов.
3.3. Сравнительный анализ экспрессии нативных и гибридных генов и А в клетках Е i
3.3.1. Молекулярный анализ бактериальных трансформантов, несущих плазмиды с нативными , и и гибридными ИсВМЗ и сеАсВМЗ генами.
3.3.2. Изучение действия введенных генов ациллипидных десатураз на состав жирных кислот в бактериальных трансформантах, несущих плазмиды с нативными и и гибридными i3 и ИсВЫЗ генами
3.3.3. Изучение действия введенного гена Д9ациллипидной десатуразы на рост бактериальных трансформантах, несущих плазмиды с нативным и гибридным ЯсВМЗ генами.
3.4. Получение трансформантов картофеля и молекулярнобиологический анализ полученных растенийрегенерантов
3.5. Качественный и количественный состав ЖК липидов первичных трансформантов картофеля
3.6. Определение устойчивости к низким температурам контрольных и трансформантов растений но интенсивности перекисного окисления липидов.
3.7. Определение устойчивости к низким температурам контрольных и трансформантов растений но выходу электролитов
Заключение.
Выводы.
Список цитируемой литературы


Установлено, что в составе 1ибридных белков как лихеназная, так и десагуразная активность сохраняс1СЯ. Впервые получены трансформанты картофеля, экспрессирующие ген ациллипидной Адесатуразы. Показано, что экспрессия гстеролси ичных I енов десатураз в растениях приводит к повышению уровня ненасыщенности жирных кислот ЖК мембранных липидов. Апробация результатов работы. Годичном съезде общества Криобиологов, Германия, , i i i i i, , , м Годичном собрании , Бельгия, i i i, , i, Международной конференции Тенешкофизиологические основы регуляции роста и продуктивности растении, Лаышя, Ii iii iii ivii 0 iv . Vii, ii, Годичном Собрании Общества Физиологов Растений России, РостовнаДону,, Международной конференции Генетика микроорытпмов и биотехнология, посвященной 0легию со дня рождения С. И Аличаияиа, Пущино, Москва, Международной конференции Генетика в России и мир, посвященной лстию Института общей 1енетики им. П.И. Вавилова РАН, Москва, . Глава I. Физиологические и молекулярные механизмы адаптации растений к низким температурам. Несмотря на значительные успехи ученых в области исследования физиологобиохимических основ устойчивости растений к абиошческим стрессам, единая теория адаптации растений к низким темпсраурам до сих нор не создана. Растения могу г алан тироваться к низким температурам, используя различные механизмы, действующие на разных уровнях организации на физиологическом, биохимическом и молекулярном. Одним из наиболее известных механизмов адаптации растений к низким температурам является активация синтеза и накопления сахаров и других совместимых осмо 1итов, прежде всего, пролина, обладающих осморсгуляторным и стресспрогекториым действием Кузнецов, Дмитриева. Еще к конце XIX века Г. МюллсромТургау было замечено, что в зимнее время в листьях растений, находящихся под спетом отсутствует крахмал, по при этом в них накапливается много сахарозы. В настоящее время известно, что при низкой темперагурс крахмал превращается в сахарозу, а при потеплении происходит обратное превращение. Эю превращение идет в клетках коры зимующих деревьев, в клубнях и корневищах травянистых растений. Сахара накапливаю гея в цитозоле и клеточных органеллах, особенно в хлоропластах. Взаимодействуя с белками мембран, сахара стабилизируют их структуру, и, прежде всею, структуру мембран хлоропластов. При высоких концентрациях сахаров в клетке процесс фоюфосфорилирования биологических молекул происходит даже при отрицательных температурах СгеБр ет а1. Хорошими протекторами мембран хлоропласт ов является не только сахароза, но и раффиноза, а также янтарная и лимонная кислоты. Сахара также являются славным дыхательным субстратом, являющимся источником энертии для синтеза веществ, происходящего в период закаливания при низких положительных температурах. Помимо сахарозы в растениях наблюдается активный синтез и ряда других совместимых осмоли юн низкомолскуляриых орыиических соединений, которые в высоких концентрациях не тормозят клеточный метаболизм Кузнецов и др. Среди этих соединений особая роль принадлежит пролину и некоторым друIим аминокислотам. Пролин и сахароза защищают белки от инактивации в условиях обезвоживания, понижают водный потенциал клетки и гем самым препятствуют се интенсивной дс идратации, снижают температуру замерзания содержимого протопласта, защищают макромолекулы и мембраны о г разрушительною воздействия реактивных форм кислорода, а также являются эффективными энергетическими субстратами. Вторым важнейшим типом приспособительных реакций растений к изменяющимся температурным условиям является изменение каталитических свойств ферментов, за счет модификаций в их молекулах. Алехина и др. Ферменты ортанизмов, приспособленных к высоким температурам, для сохранения функциональной активности должны иметь более жесткую структуру, а ферменты организмов, приспособленных к низким температурам, повышенную гибкость молекулы Разновидноеи ферментов, осуществляющих эффективный катализ при изменении температурных условий, появляются в результате модификаций их первичной структуры.