Физиолого-биохимическое исследование трансгенных растений табака, экспрессирующих бактериальные гены

• Автор: Мовсесян, Нина Рубеновна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с.

Содержание

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Молекулярные механизмы устойчивости растений к атаке фитопатогенов

1.1.1 Локально индуцированные защитные ответы растений

1.1.2. Системная приобретенная резистетность

1.1.3. Защитные белки растений белки

1.1.4. Раневой ответ растений

1.1.5. Индуцированная системная устойчивость и другие защитные

пути у растений

1.1.6. Существует ли общий путь активации разных защитных ответов
1.2. Бетаглюканазы
1.2.1. глюканазы растений
1.2.1.1. 1,3глюканазы растений
1.2.1.2. 1,,4глкжаназы растений
1.2.2. глюканазы термофильных бактерий
1.2.2.1. Структурные особенности 1,3глюканазы ламинариназы
i 3
1.2.2.2. Структурные особенности Р1,,4глкжаназы лихеназы
ii
1.2.3. Элиситоры защитных ответов растений
1.3. Диоксигеназы
1.3.1. Диоксигеназы растений
1.3.2. Диоксигеназы бактерий
ЭКСПЕРИМЕНТ АЛЫ 1ЛЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Морфологический, физиологобиохимический и молекулярнобиологический анализ трансгенных растений табака, экспрессирующих бактериальный ген диоксигеназы
3.1.1. Морфологические характеристики трансгенных растений, экспрессирующих бактериальный ген диоксигеназы
3.1.2. Уровень фенольных соединений у трансгенных растений, экспрессирующих бактериальный ген диоксигеназы
3.1.3. Активность ферментов, участвующих в биосинтезе и деградации фенольных соединений, у трансгенных растений, экспрессирующих бактериальный ген диоксигеназы
3.1.4. Фогосинтетические пигменты трансгенных
растений табака, экспрессирующих бактериальную диоксигсназу
3.1.5. Спектры основных и кислых полипептидов, экстрагированных из листьев трансгенных растений табака, экспрессирующих бактериальную диоксигеназу
3.2. Морфологический, физиологобиохимический и молекулярнобиологический анализ трансгенных растений табака, экспрессирующих бактериальные гены Гглюканаз
3.2.1. Морфологические характеристики трансгенных растений, экспрессирующих бактериальные гены 5глюканаз
3.2.2. Физиологобиохимичсские характеристики
трансгенных растений, экспрессирующих бактериальные гены 3глюканаз
3.2.2.1. Морфогенетический потенциал листовых эксплантов трансгенных растений различных линий
3.2.2.2. Фотосинтетические пигменты трансгенных
растений табака, экспрессирующих бактериальные Еглюканазы
3.2.2.3. Спектры основных и кислых полипептидов, экстрагированных из листьев трансгенных растений табака, экспрессирующих бактериальные 3глюканазы
3.2.2.4. Антигрибная активность экстрактов различных
линий трансгенных растений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Эти растения будут важны для фундаментальной науки, поскольку позволят более точно определить функции растительных белков, проследить за работой единичных генов защитного ответа, оценить их влияние на другие гены защитой системы растений и, в итоге, получить дополнительные сведения о работе и принципах регуляции защитной системы растений в целом. В отношении практической значимости полученные грансгенные растения могут обладать повышенной устойчивостью к фитопатогенам, и растительные экспрессиишые вектора могут быть рекомендованы для получения хозяйственно важных культур, устойчивых к фитопатогенам. Цель нашего исследования провести сравнительный физиологобиохимический анализ трансгенных растений, которые экспрессируют бактериальные гены диоксигеназы и рглюканаз. ГЛАВА 1. В процессе эволюции растения выработали целый ряд механизмов, защищающих их от разнообразных биотических и абиотических стрессовых факторов окружающей среды. Механизмы эти сложны и многоступенчаты i, . Многие предполагаемые этапы не подтверждены достаточным фактическим материалом. Биохимическая основа всего комплекса процессов, происходящих в растениях под воздействием различных стрессовых факторов, изучена далеко не полностью. Классическим подходом в таких исследованиях является получение мутаций у растений, тем или иным образом затрагивающих процессы защитного ответа и имитирующих их проявление i . Другим подходом является получение трансгенных растений, экспрессирующих гены различного происхождения, в том числе и бактериальные, продукты которых с известными функциями могут влиять на синтез тех или иных соединений в растениях, роль которых в стрессовом ответе предполагается лишь на основе косвенных доказательств. В последнее время пристальное внимание исследователей обращено на принципы регуляции защитной системы растений при атаке фитопатогенов. Растения постоянно сталкиваются с большим количеством потенциальных патогенов, включая грибы и бактерии, вирусы и вироиды, нематоды и насекомые, однако это не всегда приводит к развитию заболевания. Это может быть связано, вопервых, с неспособностью растения поддерживать полный жизненный цикл патогена нехозяйское взаимодействие, вовторых, с наличием структурных барьеров или токсичных соединений, которые ограничивают инфекцию растений специализированными видами патогенов. Наконец, в третьих, при узнавании атакующего патогена могут активироваться защитные механизмы, благодаря которым его инвазия имеет локализованный характер. Все три типа взаимодействия являются несовместимыми, но только третий механизм устойчивости является индуцированным ответом. Нехозяйский защитный ответ является более частым событием, чем специфическая устойчивость сортов культурных растений к определенным расам патогенов ivii i , 1 В последнем случае результат атаки патогена регулируется наличием или отсутствием соответствующей пары генов авирулентности v у патогена и устойчивости у растения ix , , , . Этот феномен известен как взаимодействие , , , . При таком типе взаимодействий растение устойчиво к патогену, а патоген авирулентен к растению, благодаря тому, что продукты растительных генов прямо или опосредованно взаимодействуют с патогенными молекулами, образующимися в результате экспрессии генов авирулентности v , . Биохимические процессы, происходящие при хозяйской и нехозяйской устойчивости, очень схожи. При несовместимом взаимодействии в непосредственной близости от места инфекции индуцируется гиперчувствительный ответ , заключающийся в быстром в отличие от совместимого взаимодействия, ведущего к заболеванию некрозе хозяйских клеток в месте инфекции, что препятствует распространению патогена. Вполне очевиден тот факт, что активация защитных механизмов растений, включая гиперчувствительный ответ , должна начинаться с момента возникновения непосредственною контакта между патогеном и растением. Установлено, что в процессе такою контакта патоген вырабатывает специальные сигнальные соединения, так называемые биогенные элиситоры, которые, проникая в клетку растения, запускают там защитные реакции . В настоящее время определено большое количество подобных соединений. Среди них встречаются сложные углеводы глюканы, хитии i, i .