Влияние веществ изопреноидного пути биосинтеза (стеринов и цитокининов) на устойчивость растений к патогенам рода Phytophthora и солям тяжелых металлов

• Автор: Андреева, Елена Александровна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Введение

Глава 1. Характеристика растительных защитных ответов

1.1. Механизмы вертикальной устойчивости

1.1.1. Г ены авирулентности .

1.1.2. Г ены устойчивости растений

1.1.3. Характеристика основных защитных ответов

1.2. Участие цитокинина в защитных реакциях

1.3. Биология патогенов р. .

1.3.1. Механизмы инфицирования растений

1.3.1.1. Гены , принимающие участие в патогенезе

1.3.1.2. Расоспецифичные и vгены

1.3.1.3. Элиситоры
1.3.2. Зависимость патогенов рода от стеринов
1.4. Мутанты растений по биосинтезу стеринов
Заключение
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Растительный материал
2.2. Агробактериальные штаммы
2.3. Изоляты Р. i
2.4. Изолят Р. i
2.5. Метод агробактериальной трансформации растений картофеля
2.6. Подтверждение трансгенной природы полученных растеиийметодом полимеразной цепной реакции ПЦР
2.7. Анализ экспрессии бактериального гена i в трансгенных растениях картофеля
2.8. Тестирование трансгенных растений картофеля при заражении вирулентным изолятом Р. теат
2.8.1. Методика заражения изолированных листьев
2.8.2. Отбор вирулентного изолята Р.
2.9. Оценка реакции эксплантов растений картофеля на ионы металлов
2.9.1. Подбор условий для проведения теста с ионами меди сульфат меди
2.9.2. Подбор условий для проведения теста с ионами никеля хлорид никеля
2 Получение растений арабидопсиса, устойчивых к полиеновому антибиотику нистатину
. Культивация растений арабидопсиса в асептических условиях
. Получение каллусных тканей арабидопсиса
. Подбор сублетальной концентрации нистатина для микрокаллусов арабидопсиса
. Регенерация растений арабидопсиса из устойчивых к нистатину каллусных линий
2 Проверка сохранения признака устойчивость к нистатину у полученных растений
. Анализ устойчивости к нистатину у растенийрегенерантов при вегетативном размножении
. Анализ устойчивости к нистатину у растенийрегенерантов при половом размножении
2 Оценка восприимчивости растений арабидопсиса к расе Р. Ьгазкае
2 Анализ влияния стеринов на рост мицелия и образование конидий у . i, . i Глава 3. Результаты.
3.1. Реакция трансгенных растений картофеля с геном i на биотический стресс заражение вирулентным изолятом . i
3.1.1.Получение трансгенных растений с геном синтеза цитокининов i методами агробактериалыюй трансформации
3.1.1.1. Агробактериальная трансформация междоузлий растений картофеля
3.1.1.2. Подтверждение трансгенной природы полученных регенерантов с применением метода ПЦР с праймерами к гену
3.1.2. Изучение экспрессии гена i в трансгенных растениях картофеля
3.1.3. Изучение реакции трансгенных i растений картофеля на абиотический стресс соли металлов
3.1.3.1. Подбор концентраций солей меди и никеля для проведения теста
3.1.3.2. Анализ реакции эксплантов трансгенных растений картофеля на среде с солями меди и никеля
3.1.4. Отбор вирулентного изолята . i
3.1.5. Результаты заражения изолятом 5 . i трансгенных растений картофеля
3.2. Изучение влияния различных доз стеринов на скорость роста мицелия . i и . i в условиях i vi и i viv
3.2.1. Влияние стеринов, содержащихся в среде для культивации, на эффективность развития . i и . i
3.2.2. Получение растений арабидопсиса, устойчивых к нистатину, методом клеточной селекции
3.2.2.1. Подбор условий для селекции микрокаллусов арабидопсиса на устойчивость к нистатину
3.2.2.2. Получение каллусных линий, устойчивых к нистатину
3.2.2.3. Регенерация побегов и их укоренение
3.2.2.4. Анализ сохранения признака устойчивость к нистатину у регенерированных растений при вегетативном размножении
3.2.2.5. Анализ сохранения признака устойчивость к нистатину у потомков устойчивых растений Яо от самоопыления
3.2.3. Изучение реакции на заражение патогеном Р. Ьгазвмае растений, полученных методом клеточной селекции
3.2.4. Изучение реакции на заражение патогеном Р. ЬгсяБкае у растений ТДНК инсерционных мутантов по генам синтеза
стеринов
3.2.4.1. Отбор гомозиготных по вставке ТДНК растений
3.2.4.2. Заражение мутантов с1ы1 патогеном Р. Ьгавзкае
Глава 4. Обсуждение
Заключение
Выводы
Список сокращений
Приложение
Список литературы


Таким образом, целью нашей работы являлось изучение влияния измененного состава цитокининов у растений картофеля с бактериальным геном синтеза цитокининов i на устойчивость к заражению вирулентой расой i и солям никеля и меди, а также, измененного состава стеринов . Р. i. ТДНК инсерционных мутантов арабидопсиса по генам биосинтеза стеринов из коллекции ii Ii к патогену . Глава 1. Характеристика растительных защитных ответов. Механизмы вертикальной устойчивости. Любой вид живых организмов в природном сообществе тесно взаимосвязан с другими видами, многие из которых являются потенциальными патогенами. Однако, в действительности, лишь немногие из них способны поражать тот или иной вид растения. Это связано с наличием у растений т. Патогены, считающиеся специфическими для определенного вида растений, способны поражать не все генотипы, составляющие данный вид. Это связано с наличием механизмов хозяйской устойчивости реакции сверхчувствительности СВЧ, от англ. СПУ, от англ. В основе этих реакций лежит взаимодействие партнеров на уровне молекул. Сигналом для запуска растительных защитных механизмов служат молекулы элиситоров от англ. Таким образом, начальным этапом становления защитного ответа растения является рецепция сигнала патогена, что ведет за собой индукцию каскада различного рода защитных механизмов. Следовательно, этап рецепции можно считать ключевым в процессе взаимодействия двух организмов. Основными участниками этого процесса можно считать продукты растительных генов и vгенов патогенов. Гены авирулентности. Продукты vгенов являются причиной того, что патогены или вредители вызывают индукцию защитных механизмов у растенийхозяев. Эти гены обнаружены у различных видов вирусов, бактерий, грибов, нематод и насекомых. Сходные гены обнаружены и у представителей рода ii предполагается, что они участвуют в становлении симбиотических взаимоотношений с бобовыми растениями Vi . Клонирование некоторых бактериальных и грибных vгенов и гетерологичная экспрессия некоторых из них в . СВЧ, а именно, выделять низкомолекулярные метаболиты элиситоры. Показано, что vгены могут кодировать как белковые элиситоры v 4, v 9 , , так и ферменты их синтеза v . Известно, что помимо специфических элиситоров продуктов vгенов, роль элиситорных молекул выполняют продукты частичного гидролиза компонентов клеточных стенок патогена хитина, глюканов и т. В отличие от vэлиситоров, этот класс элиситоров присутствует у всех рас или штаммов патогена и для них характерна неспецифичность действия , . К настоящему времени известно два основных способа проникновения продуктов генов авирулентности в растительные ткани. Для vбелков бактерий показано, что они секретируются в цитоплазму растительных клеток с помощью особого типа секреторной системы III. Данный тип секреции, видимо, является консервативным у патогенов и обнаружен как у патогенов растений, так и животных ii . Так, некоторые белки v, v, v, v табл. Прикрепление vбелков к внутренней стороне мембраны может согласовываться со взаимодействием с рецепторсвязанным путем сигнальной трансдукции. Белки, кодируемые генами семейства v3 род X . Сконце белкового продукта . Функция этих белков в клетке хозяина остается неизвестной, но сигнал ядерной локализации необходим для вирулентной и авирулентной активностей, по крайней мере, для некоторых генов семейства v3 . Существование этого домена необходимо и для активности белка vX 7, связывающего двуцепочечную ДНК. Таким образом, этот белок возможно, и другие белки семейства являются транскрипционными факторами, способными изменять транскрипцию некоторых растительных генов в процессе патогенеза i . Интересен сам факт существования генов авирулентности у патогенов. Поскольку их продукты способны узнавать растительные рецепторы, то логично было бы предположить, что в процессе эволюции такие гены должны элиминироваться. Факт существования генов авирулентности может быть объяснен тем, что многие из них имеют двойственную функцию, участвуя как в определении авирулентности, так и вирулентности и, таким образом, действуют как важные медиаторы во взаимодействии между патогеном и хозяином i .