Влияние условий культивирования in vitro на морфогенные процессы и активность ферментов антиоксидантной системы в растениях люпина узколистного

• Автор: Балакина, Анастасия Александровна
• Шифр специальности: 03.01.06, 03.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Применение методов биотехнологии в селекции люпина узколистного
1Л Л Роль люпина в мировом сельском хозяйстве
1Л .2 Основные направления селекции люпина
1Л .3 Использование методов генной инженерии при создании
новых сортов люпина узколистного
1.2 Морфогенез люпина узколистного в культуре in vitro
1.2Л Фундаментальные аспекты морфогенеза
1.2.2 Культура изолированных клеток и тканей люпина узколистного
1.3 Антиоксидантная система растений и ее роль в морфогенных
процессах в культуре in vitro
1.3.1 Системы защиты растений от окислительного стресса
1.3.2 Влияние антиоксидантной системы на морфогенез
растений в культуре in vifro
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МОРФОГЕНЕЗ В КУЛЬТУРЕ ИЗОЛИРОВАННЫХ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ ЛЮПИНА УЗКОЛИСТНОГО
3.1 Получение культуры in vitro люпина узколистного
3.1.1 Влияние типа первичного экспланта на эффективность регенерации люпина
3.1.2 Влияние регуляторов роста растений на эффективность
регенерации люпина узколистного
3.2 Клональное микроразмножение люпина узколистного

3.2.1 Влияние регуляторов роста цитокининового типа на эффективность клонального микроразмножения люпина узколистного
3.2.2 Оптимизация методики клонального микроразмножения люпина узколистного
3.2.3 Оценка эффективности клонального микроразмножения люпина узколистного
3.3 Индукция ризогенеза и адаптация микрорастений
к условиям ex vitro
3.3.1 Влияние регуляторов роста ауксинового типа на эффективность корнеобразования в культуре люпина
3.3.2 Влияние условий культивирования на этапе микроразмножения на эффективность корнеобразования в культуре люпина
3.3.3 Адаптация микрорастений люпина к условиям ex vitro
3.4 Методические рекомендации по клональному микроразмножению
люпина узколистного
ГЛАВА IV. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В РАСТЕНИЯХ ЛЮПИНА УЗКОЛИСТНОГО IN VITRO
4.1 Влияние регуляторов роста на изоферментный состав супероксиддисмутазы в растениях люпина узколистного in vitro
4.2 Изучение активности ферментов антиоксидантной системы на различных этапах культивирования люпина узколистного in vitro
4.2.1 Изменение активностей ферментов АОС в процессе культивирования люпина узколистного in vitro
4.2.2 Изменение изоферментного состава супероксиддисмутазы и каталазы в процессе культивирования люпина узколистного in vitro
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Растительный белок является важным источником незаменимых аминокислот для питания человека и животных. Одной из задач селекции сельскохозяйственных растений является получение новых сортов с высокой продуктивностью и содержанием белка, а также соалансированным аминокислотным составом. В качестве основного источника растительного белка в мировом сельском хозяйстве используется соя (Glycine max L.) благодаря сравнительно высокой урожайности и содержанию белка (до 50%) во многом аналогичного животному. Однако широкому распространению этой культуры на территории Российской Федерации препятствуют ее некоторые недостатки: теплолюбивость,
требовательность к условиям возделывания, низкая устойчивость к болезням и вредителям. Заменой сое в нашей стране может стать люпин узколистный (Lupinus angustifolius L.), содержащий в семенах до 50% белка и до 12% масла. Эта культура менее требовательна к плодородию почв и климатическим условиям, за что получила название «северная соя». Другим преимуществом люпина является более низкое по сравнению с другими зернобобовыми (в 10 раз меньше, чем у гороха, и в 100 раз меньше, чем у сои) содержание ингибиторов трипсина.
Селекционные работы по люпину направлены на получение скороспелых, низкоалкалоидных, высокоурожайных сортов со сбалансированным аминокислотным составом, пригодных к технологическим операциям, устойчивых к болезням и вредителям. Селекционный процесс является длительным, поскольку наследование ряда сельскохозяйственно-ценных признаков носит полигенный характер. Одним из путей ускорения селекционного процесса является сочетание методов классической селекции с биотехнологией.
Современная биотехнология позволяет создавать новые формы

Степень повреждающих воздействий активных форм кислорода зависит от эффективности антиоксидантных систем, которые включают как низкомолекулярные антиоксиданты (глутатион, аскорбиновая кислота, тиоредоксины, глютаредоксины, каротеноиды, токоферолы), так и антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза СОД, каталаза КАТ, пероксидаза ПОД, аскорбатпероксидаза АПО, глутатионредуктаза ГР, монодегидроаскорбатредуктаза МДГАР, дегидроаскорбатредуктаза ДГАР и др.) (Hernandez et al., 2006; Zlatev et al., 2006).
Супероксиддисмутаза катализирует реакцию дисмутации супероксид аниона с образованием перекиси водорода и кислорода и является одним из ключевых ферментов антиоксидантной системы. Активный центр фермента содержит атом переходного металла, связанный с белковой частью молекулы через гистидин. В зависимости от типа переходного металла-кофактора в растительных клетках выделяют несколько изоформ супероксиддисмутазы: СиДп-СОД (локализована в цитозоле и хлоропластах), Мп-СОД (локализована в митохондриальном матриксе и пероксисомах) и Fe-СОД (локализована в хлоропластах) (White, Zilinskas 1991; Лозовская, Вартанян, 2000).
Количество изоформ СОД, обнаруженных в растениях различно. Например, у растений арабидопсиса идентифицировано семь изоформ: три Cu.Zn-СОД, три Fe-СОД и одна Мп-СОД (Kliebenstein et al., 1998). Девять изоформ обнаружено у растений кукурузы: хлоропластная Cu,Zn-CO)T три митохондриальные Мп-СОД, четыре цитозольные Си,гп-СОД (Scandalios,
1997). У растений гороха показано присутствие четырех изоформ: Cu,Zn-СОД цитозольная, Сип-СОД хлоропластная, Мп-СОД митохондриальная и пероксисомальная, Fe-СОД хлоропластная (Donahue et al., 1997; Palma et al
1998). Также в эукариотических клетках была обнаружена экстрацеллюлярная СиДп-СОД (Alsher et al., 2002).