Роль антиоксидантных и ДНК-репарационных систем в формировании ответной реакции растительных клеток при действии стресс-факторов : Радиация, температура, нитрат- и нитрит-анионы

• Автор: Федорова, Анна Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Стресс и адаптация

1.2. Прорастание семян как адаптация к выживанию вида

1.3. Стресс и перекисное окисление липидов

1.4. Роль антиоксидантных систем при действии стресса.

1.4.1. Ферменты супероксиддисмутаза и пероксидаза.

1.4.2. Естественные антиоксиданты.

1.5. Системы обеспечения надежности ДНК и репарация генетических повреждений

1.6. Устойчивость растений при действии радиации

1.7. Устойчивость клеток растений при действии температур
1.8. Действие нитратов и нитритов на живые организмы.
1.9. Изменение стрессреакции растений под действием природных соединений
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 .Характеристика растений
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методика нанесения физического теплового и радиационного шока и химического стресса ионы анионного характера
2.2.2. Посев и наблюдение за прорастанием.
2.2.3. Оценка радиоустойчивости семян растений
2.2.4. Методика определения активности супероксиддисмутазы СОД.
2.2.5. Методика определения активности пероксидазы
2.2.6. Определение суммарного содержания низкомолекулярных антиоксидантов
2.2.7. Методика определения интенсивности перекисного окисления липидов ПОЛ.
2.2.8. Методика введения радиоактивной метки
2.2.9. Методика определения митотического индекса.
2.2 Комплексный цитологобиохимический метод дифференциальной оценки активности генома в процессах репликации, трансляции, репарации и его устойчивости
2.2 Методика определения нитритов.
2.2 Методика определения нитратов.
2.2 Методы, используемые при изучении влияния экстракта рододендрона золотистого на адаптивный потенциал растений, подвергнутых острому уоблучению, гипертермии или действию нитратов и нитритов.
2.2 Статистическая обработка результатов
Глава 3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЦИТОЛОГОБИОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОРОСТКОВ ДИКОРАСТУЩИХ РАСТЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ ФИЗИЧЕСКИХ СТРЕССФАКТОРОВ ОСТРОЕ
уОБЛУЧЕНИЕ И ГИПЕРТЕРМИЯ НА СЕМЕНА .
3.1. Годовая динамика всхожести семян, антиоксидантные и ДНКрепарационные системы клеток проростков дескурайнии Софьи и
иванчая узколистного без воздействия стресса.
3.1.1. Годовая динамика всхожести семян и сезонное изменение антиоксидантной защиты проростков дескурайнии Софьи и иванчая узколистного без влияния стрессфакторов
3.2. Годовая динамика всхожести семян, антиоксидантные и ДНКрепарациоиныс системы клеток проростков дескурайнии Софьи и иванчая узколистного при остром уоблучении семян
3.2.1. Радиочувствительность дескурайнии Софьи и иванчая узколистного
3.2.2. Годовая динамика всхожести семян дескурайнии Софьи и иванчая узколистного при уоблучении.
3.2.3. Влияние острого уоблучения на активность антиоксидантных и ДНКрепарационных систем защиты клеток корневой меристемы проростков дикорастущих видов растений
3.3. Годовая динамика всхожести семян, антиоксидантные и ДНКрепарационные системы клеток проростков дескурайнии Софьи и иванчая узколистного при гипертермии семян.
3.3.1. Годовая динамика всхожести семян дескурайнии Софьи и иванчая узколистного при гипертермии.
3.3.2. Влияние гипертермии на активность антиоксидантных и ДНКрепарационных систем защиты клеток корневой меристемы проростков дикорастущих видов растений
Глава 4. ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГОБИОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОРОСТКОВ ПШЕНИЦЫ СОРТА ПРИЛЕНСКАЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ СТРЕССФАКТОРОВ НИТРАТ И НИТРИТАНИОНЫ НА СЕМЕНА.
4.1. Включение нитрат и нитританионов в клетки корней проростков и их влияние на энергию прорастания зерновок пшеницы
4.2. Влияние нитрат и нитританионов на активность антиоксидантных и ДНКрепарационных систем защиты клеток корневой меристемы проростков пшеницы
Глава 5. ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАКТА РОДОДЕНДРОНА ЗОЛОТИСТОГО
НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЦИТОЛОГОБИОХИМИЧЕСКИЕ ХА
РАКТЕРИСТИКИ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ СТРЕССФАКТОРОВ
5.1. Влияние экстракта рододендрона на физиологические и цитологобиохимические характеристики клеток растений без действия стрессфакторов
5.2. Влияние пред и постобработки экстрактом рододендрона семян
ж растений на действие разных по природе стрессфакторов
5.2.1. Влияние пред и постобработки экстрактом рододендрона семян дескурайнии Софьи и иванчая узколистного на действие
острого уоблучения.
5.2.2.Влияние пред и постобработки экстрактом рододендрона семян дескурайнии Софьи и иванчая узколистного при действии гипертермии.
5.2.3. Влияние пред и постобработки экстрактом рододендрона семян пшеницы сорта Приленская при действии нитратов и нитритов
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Изучить интенсивность всасывания нитрат и нитританионов в клетки корешков проростков пшеницы сорта Приленская и их влияние на физиологические характеристики, уровни антиоксидантной защиты и псрекисного окисления липидов, дифференциальную активность генома в процессах репликации, трансляции, репарации ДНК, его относительную устойчивость и продуктивность в меристематичсских клетках корешков проростков пшеницы. Установить стрессмодифицирующее влияние комплекса биологически активных веществ экстракта рододендрона золотистого при действии физических и химических факторов на семена растений по следующим критериям энергия прорастания семян и выживаемость проростков скорость деления клеток, активность и устойчивость генома, активность систем репарации ДНК, антиоксидантной защиты и перекисного окисления липидов в клетках проростков. Высокие амплитуда колебаний годовой всхожести семян и сезонная изменчивость уровня антиоксидантной защиты клеток корешков проростков растений являются показателями большей устойчивости меристематических клеток к действию экологических стрессфакторов. Неспецифический биохимический адаптационный потенциал, включающий системы антиоксидантной ферментативной и низкомолекулярной защиты, общую устойчивость и дифференциальную активность генома в процессах репликации, репарации ДНК и направленных на трансляцию, определяет общую относительную устойчивость растительных организмов к действию экотоксикантов острой радиации, гипертермии, нитрат и нитританионов. Способность комплекса биологически активных веществ экстракта рододендрона золотистого активировать антиоксидантные иили ДНКрепарационные системы меристематических клеток корней проростков и снижать скорость репликации в них позволяет использовать его для модификации стрессреакций клеток растительных организмов при действии на них экотоксикантов различной природы лучевой, гипертермической, химической нитрит и нитратанионы. Показана ключевая и взаимодополняющая роль антиоксидантных и ДНКрепарационных систем в формировании устойчивости растительных клеток от токсического действия экологических стрессфакторов острой радиации, гипертермии, ниграт и нитританионов. Установлено, что в рамках ответной реакции растительных клеток на действие исследованных стрессфакторов первоочередными являются изменения биохимических систем, обеспечивающие устойчивость организмов даже в ущерб их продуктивности активация антиоксидантных иили ДНКрепарационных систем, снижение активности систем репликации иногда трансляции. На фоне действия на клетки растений указанных стрессфакторов установлена модифицирующая роль экстракта рододендрона золотистого по отношению к системам антиоксидаитной защиты и дифференциальной активности генома, приводящая к повышению их устойчивости. Представленные в работе результаты по изучению действия острого радиационного облучения, гипертермии, нитрат и нитританионов на меристематические клетки растений могут быть использованы при проведении экологической экспертизы для оценки состояния биоты и долгосрочных прогнозов ее адаптации к действию широкого спектра техногенных и природных токсикантов и физических стрессфакторов. Глава 1. Надежность организма проявляется в эффективности функционирования его защитных систем, в его устойчивости к действию неблагоприятных факторов внешней среды высокой и низкой температуры, недостатка кислорода, дефицита воды, засоления почвы, ионизирующих излучений, инфекций и др. Эти неблагоприятные факторы называют стрессорами, а реакцию организма на любые отклонения от нормы стрессом. Самые разнообразные неблагоприятные факторы могут оказывать сравнительно кратковременное, но сильное влияние или действовать длительное время. В первом случае, как правило, в большей степени проявляются неспецифические механизмы устойчивости, во втором специфические Гродзинский, Полевой, . Канадский ученый Г. Селье со второй половины х годов ввел в медицину понятие стресс от англ. По Селье СТРЕСС это совокупность всех неспецифических изменений, возникающих в организме под влиянием любых сильных воздействий стрессоров, включающих перестройку защитных сил организма. Стресс общая неспецифическая адаптационная реакция организма на действие любых неблагоприятных факторов. Для растений стресс, как реакция организма на неблагоприятное воздействие проходит три фазы, 1 первичной стрессовой реакции 2 адаптации 3 истощения ресурсов надежности.