Главная » 2014 » Сентябрь » 21 » Скачать Влияние фитогормонов и водного дефицита на инициацию, рост клубней и активность белоксинтезирующей системы растений-регенерантов бесплатно
0:12 AM
Скачать Влияние фитогормонов и водного дефицита на инициацию, рост клубней и активность белоксинтезирующей системы растений-регенерантов бесплатно
Влияние фитогормонов и водного дефицита на инициацию, рост клубней и активность белоксинтезирующей системы растений-регенерантов картофеля in vitro
Диссертация
Автор: Мирзохонова, Гулби Олтибоевна
Название: Влияние фитогормонов и водного дефицита на инициацию, рост клубней и активность белоксинтезирующей системы растений-регенерантов картофеля in vitro
Справка: Мирзохонова, Гулби Олтибоевна. Влияние фитогормонов и водного дефицита на инициацию, рост клубней и активность белоксинтезирующей системы растений-регенерантов картофеля in vitro : диссертация кандидата биологических наук : 03.00.12 Душанбе, 2006 128 c. : 61 07-3/108
Объем: 128 стр.
Информация: Душанбе, 2006
Содержание:
Введение
Глава
I Литературный обзор
11 Современное состоянне н перспективы в области изучения гормонов растений
12 Открытие мембранного рецептора цитокинина-сенсорной гистидиновой кнназы
13 Внутриклеточные рецепторы цитокинина
14 Гены первичного ответа на цитокииин и регуляция их экспрессии
15 Хлоропласты и цитокинииы
16 Культуры меристемы основа «безвирусного» семеноводства картофеля
17 Взаимосвязь Сахаров и гормонов
18 Гормональный контроль формирования траисляционной системы растений
19 Роль малых молекул РНК в регуляции физиологобиохимических процессов растепий
Глава
II Экспериментальная часть Материалы и методы
Глава
III Результаты исследований
31 Содержание фотосинтетических пигментов у генотипов картофеля при культивировании в условиях in vitro
32 Иннциация и рост клубней регенерантов картофеля in vitro
33 Синтез белков растений-регенерантов картофеля в процессе роста растений и инициации столоио-клубнеобразовання in vitro
34 Действие гормонов на трансляцнонную активность полирибосом и поли (А) последовательностей мРНК у регенерантов картофеля in vitro
Глава
IV Действие водного стресса на содержание нолирибосом растений-регенерантов картофеля
Заключение
Выводы Литература
Приложение
Введение:
Актуальность работы. Достижения в области изучения генов, ответственных за онределенные этапы развития растений их ответные реакции на стрессовые воздействия и генома растений в целом идут по нарастающей. Познание молекулярно-физиологических механизмов адаптации растений в связи с изменениями условий внешней среды и их способности адекватно реагировать на эти изменения связано с пониманием точной и оперативной экспрессии генов. В ответ на действие экстремального фактора происходят адаптационные перестройки в растении с изменением интенсивности синтеза белков и их качественного состава (Thomashov, 1998; Плотников, 1992; Кулаева, Кузнецов, 2003). При этом количественное изменение мРНК в клетке напрямую зависит от частоты транскрипции генов и от их процессинга в цитоплазме (Плотников, 1992; Johnson et al., 1998; Gutierrez et al, 1999). Период полужизни индивидуальных мРНК в клетках растений в зависимости от процесса полиаделинирования может варьировать от нескольких минут до нескольких часов, поскольку нуклеотидная группа КЭП на 5-конце и поли (А)-последовательности на 3-конце защищают мРНК (эукариотических клеток) от деградации эндонуклеазами. Паличие поли (А)-последовательностей и их количество также является элементом вторичной структуры и внутренней стабильности мРНК (Ryazanov et al., 1991; Толкачева и др., 1996). Известно, активности что неспецифическое под воздействием увеличение трансляционной связано с полисом обезвоживания увеличением доли тяжелых полисом (Ryazanov et al., 1991). Вместе с тем обнаружено, что увеличение трансляционной активности полисом в условиях холода и обезвоживания коррелирует с усилением экспрессии гена субъединицы а-фактора элонгации трансляции (Толкачева и др., 1996).в других работах показано, что стабильность мРНК значительно меняется под влиянием света и засухи у проростков пшеницы (Плотников и др., 2000). Таким образом, можно предположить, что модуляция стабильности мРНК, в стрессовых условиях является одним из главных факторов системы адаптации растений. Состояние мРНК и трансляционная активность разных классов полирибосом могут в определенной степени влиять на реализацию потенциала продуктивности растений. В связи с этим мы провели работу по изучению влияния гормонов и углеводов на трансляционную активность полирибосом и поли (А)последовательностей мРНК регенерантов картофеля в связи с их продуктивностью в системе in vitro. Для сельскохозяйственных культур эти вопросы практически не изучены. Для этой цели растение картофеля in vitro является уникальным объектом, особенно в молекулярной биологии и исследованиях. Имеются данные от о взаимозависимости и уровней регуляции системы в биотехнологических клубнеобразования гормональной углеводной культивируемой среде (Vreugdenhil, Helder 1992; Simkol994; Xin-Xu et al., 1998). Эти данные не всегда можно интерпретировать однозначно. Наиболее детально изучена роль гиббереллинов на рост столонов и ингибирующий процесс инициации клубней (Xin-Xu et al., 1998; Чайлахян, 1984; Ewing, 1995). Имеются противоречивые данные в изучении конкретной роли ауксинов и цитокининов в процессе клубнеобразования in vitro. Например, цитокинины инициировали рост клубней в изолированных столонах (Palmer, Smith, 1970). Вместе с тем, использование 6-БАП (6-бензиламинопурин) не повлияло на образование клубней (Xin-Xu et al., 1998). Добавление ИУКа у одних исследователей вызывало рост клубней (Me Grady et al., 1986), a у других оказывало ингибирующий эффект (Xin-Xu et al., 1998). Таким образом, имеющиеся данные о роли ауксинов и цитокининов в процессах инициации и роста клубней у изолированных систем растений картофеля не поддаются однозначной интерпретации, что и послужило задачей настоящей работы. В процессе инициации и роста клубней картофеля, по всей вероятности происходит поэтапная экспрессия генов, которые регулируются углеводами и гормонами, по всей вероятности, ведущую роль играет поэтапная экспрессия генов, которые регулируются 1998). В последнее время особое влияние исследователей обращено на принципы регуляции продукционного процесса и защитные реакции гормонами (Алиев, растений картофеля при стрессовых воздействиях, особенно фитопатогенов и водного дефицита, физиолого-биохимические основы которых далеко не полностью изучены. Одним из подходов является получение мутаций у растений картофеля путем воздействия различными стрессовыми факторами на клеточном уровне, тем или иным образом затрагивающего защитные механизмы например, к болезням (Delaney, 1997), высоким температурам (Давлятназарова и др., 2003). Другим трансгенных растений, проявляющих подходом является получение к повышенную устойчивость фитопатогенам (Somssich, Hahlbrock, 1998), вирусам (Keen, 1992; Захарьев и др., 1989), гормонам (Аксенова и др., 1999), осмоустойчивость (Kavi Kishor etal., 1995) и т.д. Контроль за активностью гена может осуществляться на различных уровнях: транскрипции, трансляции, процессинга, транспорта, деградации мРНК и белка. Исследование регуляции генов затруднено несовершенными методиками количественного и качественного анализа функции генов и, самое главное, отсутствием модельных систем растений. С этой точки зрения пробирочные регенеранты картофеля являются удобной модельной системой, позволяющей исследовать роль фитогормонов в регуляции роста и развития, определять устойчивость к стрессовым воздействиям и открывают возможность изучения их функциональной роли на уровне молекулярно-физиологических процессов, в клетках растений.в литературе имеются противоречивые сведения, свидетельствующие об участии фитогормонов в развитиии стрессового ответа (Salah,Tardieu, 1996; Maleck, Lawton, 1998; Kudoyarova et al., 1998), однако ничего не известно о механизме этого процесса. Один из подходов, с помощью которого можно изучать роль фитогормонов в процессах роста, развития и стрессового ответа, является использование устойчивых факторам генотипов растений с измененой к стрессовым экспрессией гиперчувствительных генов к высокой температуре (Авганова и др., 2006) В настоящее время еще рано говорить о конкретных механизмах действия гормонов в переключении множественных генов, экспрессия которых регулирует процессы роста, развития и продуктивности растений. Известно, что цитокинины играют нетолько регуляторную роль но и в определенных условиях определяют устойчивость растений и некоторые стрессовые факторы (Thomas et al., 1999). В последних работах, имеются сведения о том, что гормоны в сочетании с углеводами регулируют ход клубнеобразования картофеля in vitro (Аксенов и др., 2000; Назарова и др., 2004), где возможно важную роль в этих процессах играет повседневное экспрессии генов, которая также слабо изучена. Однако конкретные механизмы действия гормонов и углеводов в процессе микроклубнеобразования не достаточно изучено. Не ясно их молекулярная и физиологическая биологических процессе основа. По этой причине познание молекулярнов их механизмов развития взаимодействия и гормонов и углеводов и роста, клубнеобразования картофеля физиологической основы на удобном объекте как растений-регенерантов, имеют общебиологическое значение и являются актуальной задачей. Цель и задачи работы. Цель настоящей работы изучение влияния фитогормонов и водного стресса на инициацию и рост клубней, синтез белков, формирование полирибосомных комплексов и поли (А)-содержащих Р1Ж в процессе роста и развития регенерантов разных генотипов картофеля in vitro.в соответствии с этим были поставлены следующие задачи: выявление оптимальных условий микроклубнеобразования растений-регенерантов картофеля in vitro; изучение поли на (А)-содержащих различных РНК при гормональном воздействии стадиях клубнеобразования растений-регенерантов картофеля in vitro; изучение полирибосом регенерантов картофеля in vitro в условиях температурного и водного стресса; определение содержания фотосинтетических пигментов при гормональном воздействии на регенеранты картофеля in vitro; изучение содержания и активности (Рубиско) рибулозо-1,5регенерантов бисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы картофеля in vitro при температурном и водном стрессе. Научная новизна. Отчетливо проявились различия в регуляции фазы инициации и фазы роста клубней при использовании ауксинов и цитокининов в культуральных средах выращивания растений картофеля in vitro. Фаза инициации и фаза роста клубней независимо от генотипов картофеля при более высокой концентрации фитогормонов ускоряются при более низком содержании сахарозы в культуральной среде и, наоборот, при низких концентрациях гормонов инициация происходит при более высоком содержании сахарозы в системе in vitro. Регуляция этих процессов связана с активной экспрессией генов и появлением новых белковых компонентов. Влияние фитогормонов на сырую массу клубней (урожай) было эффективным при действии кинетина на рост и НУК на инициацию образования клубней. На начальных этапах инициации столонов доля поли (А) последовательностей мРНК выше, чем поли (А) мРЬЖ. В период закладки и активного роста клубней наблюдается увеличение доли поли (А)"" мРНК. Количество поли (А)" содержащих мРНК в эти периоды клубнеобразования не изменяется. Следовательно, на разных этапах формирования клубней проявляется активность разных по набору групп 8 генов. В период инициации столонов и закладки клубней активную роль играют группы генов с короткими поли (А)" последовательностями мРНК. В фазе интенсивного роста участвуют другие гены- с большим набором поли (А)" последовательностей мРНК. Практическая значимость работы. Содержание полирибосомных комплексов можно использовать как тест на действие дефицита воды на экспрессию генома и, возможно, стрессов вообше. При получении микроклубней in vitro большое значение имеет соотношение фитогормонов и сахарозы. Разработана биотехнология получения микроклубней картофеля больших размеров с использованием пробирок больших размеров. Апробация работы; Материалы диссертации доложены/ представлены на следующих конференциях и симпозиумах; Актуальные проблемы и перспективы развития физиологии растений, Душанбе 2004; International symposium Transgenic plants and biosafety, Moscov, 2004; Республиканский симпозиум «Экономика и наука Горно- Бадахшанской автономной области: прошлое, настоящее, будущее», Хорог, 2005; Научно-практическое совещание «Использование оздоровленного материала в семеноводстве картофеля», Муминабад, 2005; Международная генетические Россия 2005г; International Congress BioVision Alexandria, 2006. Структура и объем работы: Работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части (3 главы), выводов, списка конференция «Физиологические и молекулярно- аспекты сохранения биоразнообразия», Вологда, литературы и приложения. Работа изложена на 129 стр., содержит 24 рисунка, 9 таблиц. Количество цитированных источников 137. Публикации. По материалам диссертаций опубликовано 10 работ.
