Регуляция салициловой кислотой устойчивости пшеницы к стрессовым факторам

• Автор: Сахабутдинова, Ассоль Рафиковна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 131 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы

1.1. Салициловая кислота как индуктор системной приобретенной устойчивости СПУ растений

1.1.1. Участие салициловой кислоты СК в развитии СПУ

1.1.2. Роль СК в сигнальной трансакции в ходе развития СПУ

1.2. Независимые от СК пути передачи сигналов встановлений устойчивост и растений к фитопатогенам

1.3. Механизмы индуцированной системной устойчивости ИСУ

1.3.1. Роль жасмоната и этилена в сигнальной регуляции ИСУ к фитопатогенам

1.3.2. Роль ризобактсрий рода п ИСУ

1.3.3. Сходство и различие путей развития ИСУ в ответ на инокуляцию непатогенной бактерией . и фитопатогенами
1.4. Взаимосвязь различных сигнальных путей в развитии устойчивости
1.5. Разнообразие физиологических функции СК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объект исследования
2.2. Постановка физиологических опытов
2.2.1. Постановка лабораторных опытов
2.2.2. Постановка полевых опытов
2.2.3. Постановка опытов с использованием каллусной культуры клеток пшеницы
2.2.4. Постановка опыта при последовательном воздействии двух стрессовых факторов
2.3. Экстрагирование фитогормонов
2.4. Определение содержания фитогормонов методом ИФА
2.5. Изоэлсктрофокусирование белков
2.6. Определение активности пероксидазы
2.7. Определение активности каталазы
2.8. Определение содержания малонового диальдегида
2.9. Определение содержания пролина
2Оиредслсиис митотической активности меристсматичсских
клеток корней
З.РБЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. СК как стимулятор ростовых процессов растений пшеницы
3.1.1. Влияние предпосевной обработки семян СК на интенсивность ростовых процессов проростков пшеницы лабораторные опыты
3.1.2. Влияние СК на продуктивность пшеницы
3.1.3. Влияние СК на гормональный баланс растении пшеницы в онтогенезе
3.1.4. Активность антиоксидантных ферментов в листьях нредобработайной СК пшеницы в онтогенезе
3.2. Механизмы защитного действия СК на растения пшеницы при воздействие стрессовых факторов
3.2.1. Защитный зффект предпосевной обработки СК на растения пшеницы при дефиците влаги
3.2.1.1. Влияние СК на ростовые процессы проростков
3.2.1.2. Динамика уровня свободных фитогормонов в растениях
3.2.1.3. Влияние СК на концентрацию пролина
3.2.1.4. Влияние СК на концентрацию малонового диальдегида
3.2.2. Анализ защитного действия СК на растения пшеницы в условиях засоления
3.2.2.1. Влияние СК на рост растений
3.2.2.2. Влияние СК на митотическую активность клеток
3.2.2.3. Влияние СК на гормональный баланс растений
3.2.2.4. Влияние СК на концентрацию пролина
3.2.2.5. Влияние СК на концентрацию малонового диальдегида
3.2.3. Анализ защитного действия СК на рост растений
пшеницы при последовательном воздействии стрессовых факторов
3.3. Влияние СК на активность перокендазы в растениях пшеницы 0 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СГ ШСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВСТРЕЧАЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АБК абсцизовая кислота
2ГБК 2гидроксилаза бензойной кислоты
ЖК жасмоновая кислота
ИСУ индуцированная системная устойчивость
ИУК индолилуксусная кислота
ИФА иммуноферментный анализ
МДА малоновый диальдегид
МИ митотический индекс
МЖ метил жасмонат
МС метилсалицилат
ПОЛ перекисное окисление липцдов
ПЭГ полиэтилен ликоль
СК салициловая кислота
СПУ системная приобретенная устойчивость
ФАЛ фенилаланилам.миаклиаза
РАР ivi i
i iii
белки i i
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Совокупность полученных в работе данных убедительно указывает на способность СК повышать устойчивость пшеницы к повреждающим факторам не только биотической, но и абиотической природы, а также значительно увеличивать урожайность этой важнейшей хлебной культуры, что открывает широкие перспективы ее практического применения. В пользу этого свидетельствует и тот факт, что СК, являясь эндогенным регулятором роста, проявляет как ростстимулирующий, так и защитный эффекты в крайне низких, сопоставимых с действием природных фитогормонов, концентрациях, то есть в экологически безопасных дозах. Салициловая кислота СК является эндогенным регулятором роста фенольной природы, обнаруженным в листьях и репродуктивных органах многих растений i, . Так, например, рис, ячмень, соя, томаты, картофель i, . СК до I мкгг сырого веса, причем, если при инфицировании растений с исходно низким ее содержанием наблюдается резкое, иногда на 2 порядка, возрастание концентрации СК . СК iv . Пристальное внимание исследователей к СК обусловлено ее способностью индуцировать системную приобретенную устойчивость СПУ растений к разнообразным по природе возбудителям болезней. Феномен формирования пролонгированной системной устойчивости к широкому спектру последующих инфекций в ответ на локально внесенную инфекцию с образованием в листе некрозов был выявлен более лет назад и позднее назван физиологической приобретенной невосприимчивостью иммунитет или СПУ . Озерсцковская, . Первоначально это наблюдение было сделано в отношении вирусной инфекции, а затем бактериальной и грибной, следовательно, становление приобретенной устойчивости является характерной реакцией разнообразных растительных организмов к широкому ряду патогенов Кис, . Прогресс в раскрытии механизмов, лежащих в основе СПУ, связан с данными о корреляции СПУ с накоплением группы белков под влиянием салициловой кислоты в табаке V , i, V . Согласно рабочей модели, формирование СПУ включает восприятие патогена, продукцию сигналов, способных дистанционно транспортироваться по растению от места локального инфицирования патогеном, индуцирующих накопление СК, которая, в спою очередь, индуцирует экспрессию генов белков, способствующих установлению устойчивости . Таким образом, СК принадлежит ключевая роль в регуляции СПУ. Роль СК в индукции экспрессии генов белков. СПУ . Выделено большое число семейств генов, координированно индуцируемых в ггсиифнцированных тканях инокулированных растений, которые называют СПУ генами . При этом СК, а также 2,6лнхлороизоннкотнновая кислота ИНК синтетический индуктор устойчивости, индуцируют аналогичный СПУгеиам спектр генов у многих видов растений в отсутствии инфекции . СК с экспрессией СПУ генов и установлением устойчивости растений к патогенам. Среди них сеть гены, кодирующие хитиназы и 1,3глюканазы . Детально экспрессия СПУгенов изучена в растениях табака, огурца и арабидопсиса, однако и в других растениях, например, кукурузе и ячмене, также идентифицирован ряд генов, гомологичных СПУгенам . У пшеницы были выявлены координированно экспрессируемые генымаркеры химически активируемой СПУ, кодирующие липоксигеназу, цистеинйротеиназу и другие белки, и характер их экспрессии сходен с индукцией СПУгенов при обработке СК в двудольных растениях . Пока далеко не все белковые продукты СПУгенов идентифицированы. Например. СК ii . СКнндуцированную активацию данного фермента с обеспечением клеток растений энергией и источником углерода из маннозы при патогенной атаке. Скорее всего, не весь набор СПУгенов является универсальным в формировании СПУ у разных растительных объектов . Например, в арабидопсисе эти гены близки СПУгенам табака . Прямым доказательством вовлечения СПУгенов в становление и поддержание СПУ могут служить опыты с использованием трансгенных растений. Так. Таким образом, факт участия белков, кодируемых СПУгенами, во взаимоотношении патогснрастениехозяин и в развитии и поддержании СПУ не вызывает сомнения. Вместе с тем, если индуцирование инфицированием или обработкой СК хитиназпой, 1,3рглюканазной и лизоцимной активностей имеет принципиальное значение в отношении устойчивости к грибам и бактериям.