Биоценотическая активность гликополимеров и состав основных метаболитов пресноводных высших растений в условиях загрязнения водоема

• Автор: Фучеджи, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Высшие водные растения и их роль в самоочищении водоемов

1.1.1 Рдест пронзннолистный i

1.1.2 Элодея канадская i ix

1.1.3 Тростник обыкновенный i i i

1.2 Участие высших водных растений в формировании ценоза

1.3 Изменение состава свободных аминокислот и липидов пресноводных растений в ответ на загрязнение воды.

1.4 Гликаны высших водных растений

1.4.1 Углеводы высших водных растений, состав и функции.

1.4.2 Углеводы высших водных растений, как важные факторы формирования гидроценоза

1.4.3 Иммуномодулирующая активность углеводов растений
1.4.4 Практическое использование гликополимеров макрофитов
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объект исследования.
2.2 Приборы и материалы.
2.3 Методы исследования.
2.3.1 Экстракция липидов из растительных тканей макрофитов
2.3.2 Количественное определение разных групп липидов в биомассе растений.
2.4 Экстракция свободных аминокислот из растительной биомассы макрофитов.
2.5 Экстракция углеводов из растительной биомассы макрофитов
2.5.1 Очистка углеводсодержащего материала от хлорофилла
2.5.2 Количественное определение разных групп углеводов в биомассе растений
2.6 Хроматографические методы
2.6.1 Гельфильтрация смесей полисахаридов.
2.6.2 Ионообменная хроматография.
2.6.3 Определение моносахаридного состава гликополимеров и липидов методом тонкослойной хроматографии
2.6.4 Определение моносахаридного состава полисахаридов методом газожидкостной хроматографии
2.6.5 Определение состава жирных кислот методом газожидкостной хроматографии.
2.7 Колориметрические методы.
2.7.1 Определение концентрации углеводов в реакции с фенолом и серной кислотой.
2.7.2. Определение концентрации ионов аммония в пробах воды фотометрическим фенолгипохлоритным методом.
2.8 Методы исследования активности растительных полисахаридов
в отношении к бакгериям.
2.8.1 Характеристика бактериальных тесткультур и условия выращивания микроорганизмов.
2.8.2 Исследование влияния гликополимеров рдеста пронзниолистного
на выживаемость бактерий на агазированной питательной среде.
2.8.3 Исследование относительной гидрофобности бактериальной поверхности.
2.8.4 Изучение хемотаксиса бактерий на полужидком агаре
2.9 Эксперименты по изучению влияния полисахаридов на индукцию цитокинов.
2.9.1 Выделение альвеолярных и перитонеальных макрофагов.
2.9.2 Моделирование процесса фагоцитоза
2.9.3 Определение провоспалительных цитокинов
Глава 3. ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА БИОМАССЫ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ В ОТВЕТ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ
3.1 Характеристика химического состава воды и видового состава растений в местах сбора растительного материала.
3.2 Выявление изменения соотношения липидов и жирных кислот
в биомассе высших водных растений, как реакции на загрязнение водоема
3.3 Изменение содержания аминокислот пресноводных растений в
ответ на загрязнение водоема
3.4 Изменение состава гликанов высших водных растений в ответ
на загрязнение воды.
Глава 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛИСАХАРИДОВ РДЕСТА ПРОНЗНИОЛИСТНОГО
4.1 Исследование влияния метода хранения растительного материала
на состав и выход гликополимеров
4.2 Выделение и очистка препаратов полисахаридов рдеста пронзниолистного.
Глава 5. РОЛЬ ПОЛИСАХАРИДОВ РДЕСТА ПРОНЗНИОЛИСТНОГО В ФОРМИРОВАНИИ ЕГО БАКТЕРИАЛЬНОГО ОКРУЖЕНИЯ.
5.1 Влияние гликополимеров рдеста пронзниолистного на относительна гидрофобность клеточной поверхности микроорганизмов
5.2 Хемотаксис грамотридательных и грамлоложительных бактерий к полисахаридам рдеста пронзниолистного.
5.3 Влияние полисахаридных фракций рдеста пронзниолистного на
рост микроорганизмов на агаризованной пи тательной среде.
5.4 Влияние полисахаридсодержащих компонентов рдеста пронзниолистного на динамик роста микроорганизмов в жидкой культуре.Л
Глава 6. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛИСАХАРИДА РДЕСТА ПРОНЗНИОЛИСТНОГ О I VI НА ИНДУКЦИЮ СИНТЕЗА ЦИТО
КИНОВ ФАГОЦИТИРУЮЩИМИ МАКРОФАГА МИ.ИЗ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АК аминокислоты
АМФ альвеолярные макрофаги
БАВ биологическиактивиые вещества
ВВР высшие водные растения
ГАМК уаминомасляная кислота
ГЖХ газожидкостная хроматография
ДДТ дихлордифенилтрихлорметилметан
ЖК жирные кислоты
ИЛ1 р интерлейкин1 р
ИЗФ индекс завершенности фагоцитоза
МС моносахариды
МЭЖК метиловые эфиры жирной кислоты ОС олигосахариды
ПДК предельно допустимые концентрации
ПМФ перитонеальные макрофаги
ПС полисахариды
ФИ фагоцитарный индекс
ФНОа фактор некроза опухолиа
Бис фу коза
сглюкоза
ЗаШ галактозамин
в1сК глюкозамин
сА глюкуроновая кислота
ва1 галактоза
ва1А галакгуроновая кислота
Мал манноза
рамноза X ксилоза
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Выявлен характер влияния повышенных концентраций азота, хлора и углеводородов в водоеме на соотношение основных метаболитов в биомассе представителей трх видов ВВР, типичных для Волгоградского водохранилища, определены биохимические показатели наиболее перспективные для мониторинга ан гропогенного загрязнения окружающей среды. Впервые получена информация о составе жирных кислот ЖК липидов рдеста пронзннолистного, особенностях моносахаридного состава минорных ПС этого растения. Впервые показано влияние водорастворимых ПС рдеста на формирование видового состава пресноводного бактериоценоза, на индукцию синтеза цитокинов фагоцитирующими мышиными макрофагами. Научнопрактическая значимость. Выявленные изменения биохимических показателей биомассы растений могут быть использованы для мониторинга состояния гидроценоза на участках, где антропогенное загрязнение водоема имеет эпизодический характер и не очевидно. Полученные данные о химическом составе водорасторимых гликополимеров макрофитов необходимы для характеристики физиологобиохимических процессов в растениях, существующих в условиях стресса. Результаты анализа активности растительных ПС в отношении микроорганизмов вносят существенный вклад в понимание механизма формирования бактериального окружения растений. Полученные растительные ПС могут стать основой для производства перспективных нетоксичных иммунотропных препаратов, учитывая выявленное влияние их на активность клеток иммунной системы животных. Основы гликологии и Методы химии углеводов, а также при подготовке курсовых и дипломных работ студентами этих факультетов. Представленные в диссертации разработки включены в подготовленное для сту дентов и аспирантов, специализирующихся в области биохимии растений и микроорганизмов, учебнометодическое пособие Выделение и анализ гликополимеров растительного и бактериального происхождения Саратов Издво Сарат. С.А. Конновой, Ю. П. Федоненко, О. Н. Конновой. Апробация работы. Ульяновск, научных конференциях аспирантов и молодых ученых Саратовского государственного университета Саратов, . Доклад Исследование активности гликанов рдеста пронзннолистного во взаимодействии с микроорганизмами, представленный на научной конференции студентов и аспирантов Исследования молодых ученых и студентов в биологии Саратов, был удостоен диплома третьей степени доклад Активность полисахаридов рдеста пронзннолистного в отношении микроорганизмов, представленный на Всероссийском конкурсе инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетном направлению Рациональное природопользование Ярославль, , был удостоен диплома I степени. Диссертация обсуждена и одобрена на расширенном заседании лаборатории биохимии ИБФРМ РАН и кафедры биохимии и биофизики СГУ. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ, в числе которых 3 статьи в изданиях перечня ВАК РФ. Декларация личного участия. Автор провел в гг. Доля личного участия автора в подготовке и написании совместных публикаций составляет . Основные положения диссертации, выносимые на защиту. В ответ на изменение содержания углеводородов, соединений азота и хлора в воде водоема происходят изменения соотношения липидов, состава жирных кислот, моносахаридного состава углеводов и накопление свободных аминокислот в биомассе погруженных и полупогружнных высших водных растений. Рдест пронзннолистный содержит в своей биомассе ряд водорастворимых гликополимеров, принимающих участие в формировании бактериального окружения растений. Полисахарид рдеста пронзннолистного способен вызвать i vi усиление синтеза цитокинов фагоцитирующими макрофагами. Объем и структура диссертации. Работа изложена на 7 страницах машинописного текста, включает рисунок и таблиц. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, четырех глав с изложением полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и библиографического списка, включающего 8 источников отечественной и зарубежной литературы. В приложении приведены ИКспсктры полисахаридов рдеста пронзннолистного. Работа выполнена в лаборатории биохимии ИБФРМ РАН в соответствии с плановой тематикой НИР Структуры гликополимеров и их функции в растительномикробных взаимодействиях госрегистрации . СГУ.