Эколого-генетические особенности митогенного и мутагенного действия активных форм кислорода на Allium fistulosum L.

• Автор: Пьянзина, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Введение

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Кислород как экологический фактор

1.2. Биологическая роль активных форм кислорода в растительных клетках

1.3. Окислительная модификация белков, липидов и нуклеиновых кислот

1.3.1. Повреждение белков активными формами кислорода

1.3.2. Перекисное окисление липидов

1.3.3. Повреждение ДНК активными формами кислорода

1.4. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процессов

1.5. Апоптоз у растений

1.6. Современные представления о геноме растений

1.6.1. Геном i i .
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 .Объект исследования
2.2. Постановка опыта
2.2.1. Обработка семян
2.2.2. Обработка семян модификаторами
2.3. Спектрофотометрическое определение супероксида кислорода
2.4. Приготовление давленных ацетокарминовых препаратов
2.5. Определение митотической активности клеток
2.6. Количественный учет хромосомных аберраций
2.7. Определение белка
2.8. Спектрофотометрическое определение нуклеиновых кислот
2.9. Определение содержания ДНК с дифениламином
2Определение содержания РНК с орцином
2. .Выделение ДНК
2ПЦРанализ
2 Электрофорез ДНК в агарозном геле
2 Приготовление гематоксилиновых препаратов
2 Определение активности супероксиддисмутазы
2 Определение активности каталазы
2 Определение количества малонового диальдегида
2 Статистическая обработка
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Влияние активных форм кислорода на всхожесть семян и ми тотическую активность клеток апикальной меристемы А. ГкЫоьит
3.2. Влияние активных форм кислорода на выход хромосомных аберраций в клетках апикальной меристемы А.Ми1озит
3.3. Влияние АФК на организацию сателлитного повтора 8 п.н. в терминальном гетерохроматине АШиЬзит
3.4. Апоптоз в клетках апикальной меристемы проростков А.ишЬяит
3.5. Влияние различных активных форм кислорода на перекисное окисление липидов и активность антиоксидантных ферментов в проростках А.иМозит
Заключение
Практические рекомендации Список используемой литературы
Список используемых сокращений
АО антиоксиданты
АФК активные формы кислорода
ВТМ вирус табачной мозаики
ГТФ гуанозинбтрифосфат
ЗГК запрограммированная гибель клеток
МДА малоновый диальдегид
НАД никотинамидадениндинуклеотид
НАДФН никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановленный
ПОЛ перекисное окисление липидов
СОД супероксиддисмутаза
ТБК тиобарбитуровой кислотой
УТФ уридинтрифосфат
вБН глутатион
ЦТФ цитозинбтрифосфат
ЭДТА этилендиаминтетрауксусная кислота
Введение
Актуальность


Исследовать способность различных АФК индуцировать апоптоз или некроз клеток апикальной меристемы . Изучить некоторые показатели интенсивности перекисного окисления липидов, состояние антиоксидантной системы для оценки значения свободнорадикальных процессов в реализации митогенного и мутагенного действия АФК иг . Научная новизна. Впервые с помощью тестобъекта . АФК как экологического фактора, приводящего к запуску адаптационнокомпенсаторных механизмов или развитию патологического процесса и гибели клеток. Ре аберрации как хроматидного, так и хромосомного типа. Впервые показано влияние АФК на реорганизацию генома А. АзЫояит, сопровождающуюся перестройками в сателлитной последовательности ДНК. Отмечено, что АФКиндуцированный мутагенез приводит на начальном этапе к ускорению гибели клеток А. Показано, что индуцируемая различными АФК интенсификация процессов перекисного окисления липидов в проростках АШи1озит происходит на фоне дисбаланса активностей ферментов антиоксидантной защиты, участвующих в утилизации активных форм кислорода и является одной из причин увеличения выхода хромосомных аберраций и гибели клеток. Научнопрактическая значимость работы. Результаты выполненного исследования дополняют и углубляют существующие представления о механизмах действия различных активных форм кислорода на растительную клетку. Установлена зависимость митогенной и мутагенной активности от концентрации различных АФК. Результаты исследования представляют интерес как информационная основа для последующей разработки конкретных способов воздействия активных форм кислорода на мутационный процесс и повышение продуктивности растений. Полученные данные о механизме действия антиоксидантов карнозина и маннитола как ингибиторов мутаций могут быть использованы в мутационной генетике. На основании проведенного комплексного исследования предложен способ индуцирования мутаций у растений защищено патентом РФ 8 от г. Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе по курсам Генетика, Экология, Физиология растений, Цитология на биологических и аграрных факультетах высших учебных заведений. Митогенный эффект различных АФК, связанный с повышением всхожести и величины митотического индекса, сопровождается усилением выхода хроматидных перестроек одиночные фрагменты, мосты и зависит от соотношения активностей про и антиоксидантных систем. Мутагенный эффект АФК, характеризующихся высокой окислительной активностью, связан с повышением выхода аберраций хромосомного типа двойные фрагменты, усилением гибели клеток апикальной меристемы А. АэНйозит на начальном этапе путем апоптоза, а затем преобладанием гибели клеток путем некроза. В зависимости от окислительной способности АФК с различной интенсивностью стимулируют реорганизацию генома А. ШиЬяит, влияя на теломерные микросателлитные последовательности ДНК, вызывая инсерции и делеции гетерохроматина. Апробация работы. Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии Тунис, , Ботанические исследования в Поволжье и на Урале Саратов, , Успехи современного естествознания Сочи, . Публикации. Структура и объем работы. Библиографический указатель включает 5 источников, в том числе 8 на иностранных языках. ГЛАВА 1. Одна из важнейших проблем экологии это изучение взаимоотношения в системе организм среда. Важнейшим экологическим фактором в этой связи выступают молекулярный кислород и его активированные формы. Основное внимание привлекают такие формы активированного кислорода, как супероксидный радикал Ог пероксид водорода Н2О2, синглетный кислород гидроксильный радикал ОН, а также липидные радикалы, образующиеся, в частности, в жидкой фазе при распаде гидроперекисей липидов ЯООН табл. Скулачев, ,. Таблица 1. Значения времен жизни и радиусов диффузии АФК в биологических субстратах Зенков и др. 2 перекисный радикал 2 . Супероксидный радикал, как впервые установлено А. Л.Чижевским , в своей гидратированной форме содержится в незначительных количествах в воздухе в виде так называемых отрицательных аэроионов.