Молекулярно-генетические механизмы ответа на абиотические стрессовые факторы у мутанта nfz24 Arabidopsis thaliana(L.) Heynh.

• Автор: Новокрещенова, Мария Габриэловна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разнообразие абиотических стрессовых факторов и универсальность явления окислительного стресса

2. Окислительный стресс, вызванный гербицидами

3. Антиоксидантные защитные системы растительных клеток

3.1 Ферментативные системы защиты от окислительного стресса.

3.2. Нсферментативные системы защиты от окислительного стресса

4. Ответ растений на абиотические стрессовые факторы.

4.1 Взаимодействие систем ответа растений на действие разных абиотических стрессовых факторов.

4.2 Гипотермия и ее компоненты, генетический контроль устойчивости к холоду

5. Роль АБК в устойчивости к стрессовым факторам.
6. Заключение к обзору литературы Глава II. Материалы и методы
Линии А. ЖаПапа, использованные в работе Условия выращивания растений А. ЪаИапа
Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии Метод определения пролина
Метод трансмиссионной электронной микроскопии Генетическое картирование с использованием ДНКмаркеров Выделение нуклеиновых кислот
Полимеразная цепная реакция ПЦР
Обратная транскрипция, совмещенная с полимеразной цепной реакцией ОТПЦР
Секвенирование
Электрофорез в агарозном геле
Компьютерные методы анализа
Методы статистического анализа
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1. Морфофизиологичсские особенности мутанта ф и реакция на стрессовые факторы холод, свет и длительное действие НФ
1.1. Морфологические особенности мутанта пг и структура хлоропластов
1. 2. Анализ реакции мутанта на гипотермию, яркий свет и длительное действие НФ
Влияние холода на прорастание семян
Влияние яркого и слабого света
Влияние норфлуразона на прорастание семян и развитие растений
2. Физиологические особенности мутанта пг
2.1. Содержание пигментов
2.2. Содержание токоферола и пролина
3. Анализ экспрессии генов
3.1. Анализ экспрессии генов холодового ответа после воздействия холодом и экзогенной АБК
3.2 Анализ экспрессии генов антиоксидантной защитной системы в ответ на Холодовой стресс и инсоляцию
3.5. Анализ экспрессии генов биосинтеза хлорофилла под воздействием НФ, холода, экзогенной АБК, и холода
совместно с обработкой экзогенной АБК
4. Молекулярногенетическое картирование гена гф
4.1 Картирование с использованием морфологических маркеров
4.2 Молекулярное картирование гена 4 с помощью САРБмаркеров
5. Анализ геновпретендентов на роль гена ф при помощи 0,
компьютерных баз данных
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Список сокращений
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Это один из наименее изученных ферментативных шагов формирование изоциклического пятичленного кольца, который является характерной особенностью всех хлорофилльных молекул. У . гомологом гена . i . Трансгенные растения . , обработанные аминолевулиновой кислотой, накапливают протопорфирин IX монометиловый эфир, субстрат реакции циклазы. Мутантные растения имеют хлорозные листья с уменьшенным содержанием и хлорофилла а и хлорофилла . Процессы дыхания также приводят к образованию АК. Во время кислородного дыхания при работе митохондриальной электронтранспортной цепи кислород Ог может акцептировать электрон на ферредоксине и превращаться в суперокисдрадикал 02. Супероксидрадикал под действием фермента супсроксиддисмутазы восстанавливается в перекись водорода Н2. Обе формы АК хотя и влияют на определенные клеточные структуры и процессы, не являются высокотоксичными соединениями. ХаббераВайса , . В результате этой реакции образуется гидроксиланион, молекулярный кислород и гидроксилрадикал, представляющий собой крайне реакционноспособное и токсичное соединение. Основной мишенью гидроксилрадикала оказываются липиды мембран, содержащие ненасыщенные жирные кислоты гидроксилрадикал вызывает цепную реакцию перекисного окисления липидов и жирных кислот, в результате которой при действии даже небольшого количества гидроксилрадикала пораженными оказываются обширные участки мембран. Продуктом перекисного окисления липидов является токсичное соединение малондиальдегид Гольдфельд, Карапетян, . Таким образом, гидроксилрадикал наряду с синглетным кислородом является наиболее реакционноспособным агентом среди вызывающих окислительный стресс. Несмотря на многочисленные исследования, до настоящего времени нет четких представлений о значении активации перекисного окисления липидов для развития токсического процесса, инициируемого даже такими мощными прооксидантами, как паракват, адриамицин, нитрофурантион и т. Для развития патологического процесса важно, чтобы окислительновосстановительный цикл превращения ксенобиотика работал достаточно долго, с тем, чтобы произошло истощение механизмов антирад и кал ьной защиты клетки. Поскольку непродолжительная инициация окислительновосстановительного цикла трансформации ксенобиотика может стимулировать систему антиокисдантной защиты, при интоксикациях некоторыми прооксидантами возможно развитие парадоксальной реакции, а именно угнетение процесса окисления липидов в тканях С. А. Куценко, . Таким образом окислительный стресс обусловлен токсическим действием на клеточные структуры АК, перекисей и различных радикалов, образующихся как в процессе жизнедеятельности растений при фотосинтезе, в процессах дыхания, так и под воздействием различных факторов внешней среды. Окислительный стресс, вызванный гербицидами. Агентами, вызывающими окислительный стресс, являются многие гербициды. Хотя гербициды имеют разную химическую природу и оказывают влияние на самые разные биохимические процессы в клетках растений, гибель растений под действием гербицидов в большинстве случаев связана именно с окислительным стрессом. Рассмотрим механизмы действия на растения гербицида норфлуразона, по устойчивости к которому был выделен изучаемый мутант, а также параквата, который использовался в данной работе для индукции окислительного стресса. Гербицид норфлуразон относится к группе пиридазинонов, многие из которых, как и сам норфлуразон, широко применяются в сельском хозяйстве. Эта группа гербицидов названа обесцвечивающими, поскольку их действие приводит к уменьшению содержания хлорофиллов вследствие их фотодеструкции. Основным эффектом норфлуразона на растения является ингибирование биосинтеза каротиноидов в хлоропластах растений. Норфлуразон блокирует синтез, ингибируя посредством неконкурентного связывания фермент фитоиндесатуразу, являющуюся ключевым ферментом биосинтеза каротиноидов Рис. В результате этого происходит накопление бесцветного фитоина и возникает недостаток каротиноидов в хлоропласте . vi .