Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология




НазваниеПервая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология
страница5/16
Дата публикации26.02.2013
Размер1.96 Mb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Химия > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

^ ВОВЛЕЧЕНИЕ КАЗЕИНКИНАЗЫ 1 В РАЗВИТИЕ КОРНЕВЫХ ВОЛОСКОВ ARABIDOPSIS THALIANA ПОСРЕДСТВОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ МИКРОТРУБОЧЕК

Шеремет Я.А.1*, Емец А.И.1, Кононенко Я.М.2, Блюм Я.Б.1

^ 1Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины, ул. Осиповского 2а, г.Киев, 04123, Украина; *e-mail: yarasheremet@gmail.com

2Киевский национальный университет им. Тараса Шевченка, ННЦ "Институт Биологии", ул. Владимирская, 64, Киев, 01601, Украина
Используя растения линии ^ Arabidosis thaliana, экспрессирующие химерный ген gfp-map4, нами было показано, что разные типы серин/треониновых и тирозиновых протеинкиназ вовлечены в регуляцию организации микротрубочек в клетках их главных корней (Yemets et al., 2008; Шеремет и др., 2010). В то же время, исследование функционирования и организации микротрубочек посредством прямого фосфорилирования тубулина в растительной клетке требует дальнейшего изучения. Недавно было установлено, что члены семейства казеинкиназ 1 принимают участие в фосфорилировании 413/420 остатков серина в составе растительного бета-тубулина (Ben-Nissan et al., 2008). Также было обнаружено, что казеиноподобная протеинкиназа 6 содержит уникальный С-концевой домен, ассоциированный in vitro с кортикальными микротрубочками. Показано, что повышенная экспрессия этой протеинкиназы может приводить к нарушениям организации интерфазных микротрубчек в клетках растений (Ben-Nissan et al., 2008). Для определения функциональной роли казеинкиназ 1 нами было исследовано влияние специфического ингибитора D4476 на микротрубочки клеток главных корней проростков A. thaliana (GFP-MAP4). GFP-меченные микротрубочки визуализировали in vivo с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа LSM 510 META (Карл Цейс, Германия).

Было обнаружено, что D4476 влияет на рост главных корней Arabidopsis и вызывает нарушение их общей морфологии. Рост и развитие корневых волосков были крайне чувствительными к действию ингибитора казеинкиназ 1. Так, замедление роста корневых волосков сопровождалось их ветвлением или полным прекращением их формирования в зависимости от концентрации D4476 и времени обработки проростков A. thaliana. Микротрубочки в клетках эпидермиса и кортекса переходной зоны и зоны растяжения, а также микротрубочки в трихобластах и атрихобластах зоны дифференциации изменяли свою ориентацию из поперечной/косой на хаотическую или продольную после обработки D4476.

Полученные нами результаты позволяют заключить, что казеинкиназа 1 вовлечена в регуляцию развития главных корней ^ A. thaliana, в первую очередь, в формирование и рост корневых волосков, посредством регуляции организации кортикальных микротрубочек, возможно, посредством фосфорилирования тубулина в растительной клетке.
Шеремет Я.А., Емец А.И., Виссенберг К., Вербелен Ж.-П., Блюм Я.Б. Влияние ингибиторов серин/треониновых протеинкиназ на морфологию корня Arabidopsis thaliana и организацию микрготрубочек в его клетках // Цитология. – Т.52(5). – 2010. – С. 399–406.

Ben-Nissan G.., Cui W., Kim D.-J., Yang Y., Yoo B.-C., Lee J.-Y. Arabidopsis сasein kinase 1-like 6 contains a microtubule-binding domain and affects the organization of cortical microtubules // Plant Physiol. – 2008. – 148. – P. 1897–1907.

Yemets A., Sheremet Ya., Vissenberg K., Van Orden J., Verbelen J-P., Blume Ya. B. Effects of tyrosine kinase and phosphatase inhibitors on microtubules in Arabidopsis root cells // Cell Biol. Int. – 2008. – Vol. 32. – P. 630–637.

Клеточная биология растений
^ РЕГУЛЯТОРНА РОЛЬ ЦИТОКІНІНУ У РОСЛИН ЯРОЇ ПШЕНИЦІ В ПРИРОДНИХ УМОВАХ ВИРОЩУВАННЯ

Жук В.В., Мусієнко М. М.

ННЦ «Інститут біології» Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Формування продуктивності пшениці відбувається в умовах нестабільного та недостатнього забезпечення рослин водою та високих температур навколишнього середовища, що спричиняє порушення ендогенного гормонального балансу. Особливо суттєво зменшується пул ендогенних цитокінінів, головним джерелом яких у рослинах є корені. У стеблову частину рослин цитокініни рухаються з током води по ксилемі, тому в умовах дефіциту води їх надходження різко зменшується, що спричиняє затримку ростових процесів (Романов, 2009). Для зменшення дефіциту ендогенних цитокінінів та регуляції ростових процесів у рослин пшениці нами було проведено вивчення дії екзогенного синтетичного цитокініну 6-бензиламінопурину (6-БАП) та високотемпературного стресу на рослини пшениці в умовах лабораторних дослідів (Жук, Капустян, 2008). Встановлено, що достресова обробка рослин пшениці цитокініном зменшувала деструктивну дію високої температури на пігментний комплекс листків. На підставі цих досліджень було вивчено регуляторну роль цитокінінів у рослин ярої пшениці в природних умовах вирощування. Рослини ярої м’якої пшениці сортів Скороспілка 95, Скороспілка 99 та Недра вирощували в умовах польового досліду на дерново-підзолистому ґрунті в Київській області. Обробку рослин 10-4М розчином 6-БАП проводили у фазі трубкування. У період цвітіння та формування зернівок відзначали природну посуху, яка характеризувалась зниженням відносної вологоємності ґрунту до 20-30% і підвищенням температури повітря до 40 °С у полуденні години. Після обробки рослин дослідних варіантів протягом подальших періодів онтогенезу проводили дослідження водного статусу листкового апарату, вмісту пігментів у прапорцевому листку, наростання маси зернівок та структури врожаю. Встановлено, що обробка рослин пшениці 6-БАП стимулювала ріст прапорцевого листка у всіх досліджених сортів та верхнього міжвузля у сорту Недра. Екзогенний цитокінін затримував старіння листкового апарату в умовах дії природної посухи, збільшував масу сухої речовини в прапорцевому листку, затримував деструктивні процеси у пігментному комплексі, особливо у фазі формування зернівки. У період молочної стиглості зерна у всіх досліджених сортів ярої пшениці після обробки рослин 6-БАП вміст хлорофілу в прапорцевому листку був вищим, порівняно з контролем. Відзначено також зростання кількості протохлорофілів, що свідчить про позитивну дію цитокініну та біосинтез хлорофілів у рослин ярої пшениці. Вміст каротиноїдів під впливом 6-БАП суттєво збільшився лише у пшениці сорту Недра у фазі цвітіння і у сорту Скороспілка 95 у фазі молочної стиглості зерна. Регуляторна роль цитокініну у пшениці проявилась також у збільшенні кількості зерен у колосі та маси 1000 зерен у оброблених рослин, порівняно до контролю, що свідчить про включення екзогенного цитокініну в пул ендогенних цитокінінів та участь в процесах запилення, запліднення та проліферації клітин у період формування зародку та ендосперму зернівки. Кінцевим результатом регуляторної дії екзогенного цитокініну на рослини ярої пшениці було підвищення їх загальної продуктивності. Отже, дослідження регуляторної ролі цитокініну у рослин ярої пшениці дозволило з’ясувати, що його фітогормональна дія в умовах природної посухи полягала в зменшенні деструктивної дії стресу на асиміляційний апарат та процеси формування репродуктивних органів.
Жук В.В., Капустян А.В. Реакція хлорофілів Triticum aestivum на гіпертермію.// Матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції «Шевченківська весна» 20-23 березня 2008 р. – Київ, 2008 – С. 41-43.

Романов Г.А. Как цитокинины действуют на клетку? // Физиология растений. – 2009.- 56, №2.-С.295-319.

Клеточная биология растений
^ МИКРОНУКЛЕАЦИЯ КЛЕТОК ПАЛЬЧАТОГО ПРОСА ELEUSINE CORACANA АНТИМИТОТИЧЕСКИМИ АГЕНТАМИ

Баер Г.Я., Емец А. И.

Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины,

ул. Осиповского 2а, г. Киев, 04123, Украина; e-mail: galinabayer@mail.ru
Для получения растений с интересующими признаками широко используют методы генетической инженерии. Однако путем трансформации ДНК возможно переносить только предварительно индентифицированные и клонированные гены. Полигенные признаки или признаки с неизвестными механизмами, такими как устойчивость к некоторым болезням, абиотическим факторам или стрессам не поддаются перенесению с помощью методов генетической инженерии. Для преодоления данной проблемы используют методы переноса отдельных хромосом от диких видов к культурным растениям. В качестве альтернативы асимметрической гибридизации предложено использовать изолированные микропротопласты, содержащие одну или несколько хромосом, для слияния с протопластами 2-х видов (Yemets & Blume, 2008). Для использовния данной методики с целью улучшения злаков нами был разработан протокол высокоэффективной микронуклеации пальчатого проса (Eleusine coracana (L.) Gaertn.), поскольку ранее нами было получено несколько новых генотипов, которые характеризируются рядом ценных признаков (Баер и др., 2007).

Для изолирования микропротопластов из E. сoracana 6-ти дневные проростки помещали в жидкую среду МС для каллусогенеза (Емец и др., 2003) с добавлением 10-150 мкM изопропил N-(3-[хлорфенил] карбамата (ХИФК) или ХИФК в комбинации с 20 мкмM цитохалазина B. Проростки инкубировали на шейкере (120 об/мин) в течении 12 ч. Ферментацию клеток проводили 4 ч в ферментативной смеси содержащую 2%, целюлазу Оnozuka R-10, 0,2% пектолиазы, 0,6 мМ манитол, 20 мМ СаСI2, а также 10 мкM ХИФК и 20 мкM цитохалазина B, рН 5,5. Далее смесь фильтровали, центрифугировали, осадок ресуспендировали в жидкой питательной среде КМ8р. Для цитологического анализа субпротопластов использовали 3 мг/мл 4,6-диамино-2-фенилиндол (DAPI, Sigma). Было установлено, что наиболее эффективное образование микроядер в клетках E. сoracana происходит при использовании 10 мкM ХИФК в комбинации с 20 мкмM цитохалазина B.

Таким образом разработанный нами метод может применяться для перенесения полигенных признаков или признаков с неизвестными молекулярными или биохимическими механизмами в другие ценные виды зерновых культур с помощью слияния микропротопластов, которые содержат одну или несколько донорных хромосом в качестве альтернативы методу соматической гибридизации.
Баер Г.Я., Емец А.И., Стадничук Н.А., Рахметов Д.Б., Блюм Я.Б. Сомаклональная вариабельность как источник для создания новых сортов пальчатого проса Eleusine coracana (L.) Gaertn // Цитология и генетика. – 2007. – Т.41, №6. – С. 9-15.

Емец А.И., Баер Г.Я., Климкина Л.А., Стадничук Н.А., Абрамов А.А., Блюм Я.Б. Введение в культуру in vitro и регенерация растений дагуссы Eleusine coracana (L.) Gaertn. cорта Тропиканка // Физиол. биохим. культ. растений. – 2003. – 35, № 2. – C. 1– 8.

Yemets A. I., Blume Ya. B. Antimitotic drugs for microprotoplast-mediated chromosome transfer in plant genomics, cell engineering and breeding. In: The Plant Cytoskeleton: Genomic and Bioinformatic Tools for Biotechnology and Agriculture. (Blume YaB, Baird WV, Yemets AI, Breviario G, Eds), Springer Verlag, the Netherlands. – 2008. – P. 55-73.
Клеточная биология растений
ядерцева активність як можливість ранньої діагностики росту потомств плюсових дерев сосни звичайної

^ Криницький Г.Т.1, Войтюк В.П.2, Андреєва В.В.2

1Національний лісотехнічний університет України

2Волинський національного університету імені Лесі Українки
Важливим фактором прискорення селекційного процесу є можливість ранньої діагностики росту гібридів деревних рослин. На рівні цитогенетичних досліджень уточнюється зв’язок ознак ядерцевої активності з прямими селекційними господарсько цінними ознаками.

У нашому дослідження були використані 33-річні вегетативні і 27-річні насінні потомства плюсових дерев сосни звичайної, а також проростки клонів Володимир-Волинської (ВВ), Львівської (Л) та Цуманської ценопопуляцій (Ц-4). Усі досліджувані плюсові дерева є лідерами у вегетативних потомствах, крім Ц-8. За попередніми коротко- та середньостроковими оцінками випробних культур швидкорослістю відзначились усі потомства, крім Ц-8, яке на ранніх етапах онтогенезу характеризується середньою швидкістю росту. Для вивчення цитогенетичних характеристик об’єктів готувались давлені тимчасові мікропрепарати апікальної меристеми кореневих проростків. Фарбування корінців здійснювалось азотнокислим сріблом.

Порівняльний аналіз ростових показників 116 клонів виявив, що за висотою достовірно кращими є 21,2% всіх потомств з перевищенням відповідного середнього значення по плантаціях в середньому на 8,4%, за діаметром 18,6% потомств з перевищенням на 12,4% і за об’ємом стовбурів 18,8% потомств з перевищенням на 29,4%. За показником швидкості росту кращими є 25% всіх потомств. У жердняковому віці (27 років) 44,4% півсібсів володіють підвищеною енергією росту у висоту, 5,6% – зниженою і 50% ростуть на рівні контролю.

Дослідженням проліферуючої меристематичної тканини проростків клонів встановлено, що середня кількість ядерець в клітині становить 5-6. Слід відмітити, що кількість ядерець в ядрі характеризується високим рівнем мінливості (V=30,9%). Максимальні розміри ядерця властиві для клону Л-4 (40,3 мкм3). Трохи менші ядерця (30 мкм3) є у проростків клону ВВ-3. Для клітин проростків клонів Л-1, Л-5, Ц-4 і Ц-8 характерні середні розміри ядерця в межах 11 – 16 мкм3. На основі біометричних даних вегетативного і насінного потомств, а також цитогенетичних досліджень проростків клонів встановлено тісний позитивний зв’язок (коефіцієнт кореляції r=0,897) між відсотком клітин з великою кількістю ядерець (9-10) в ядрі і: 1) висотою 33-річного вегетативного потомства; 2) відсотком перевищення за висотою 33-річного вегетативного потомства; 3) об’ємом стовбурів 27-річного насінного потомства; 4) відсотком перевищення за висотою 27-річного насінного потомства; 5) показником швидкості росту (ПШР) 27-річного насінного потомства, а також між відсотком клітин з 3-4 ядерцями в ядрі і відсотком швидкорослих дерев 27-річного насінного потомства. Встановлено також тісний кореляційний зв’язок між відсотком проростків, які мають 1-2 ядерця в ядрі і 1) відсотком перевищення за висотою вегетативного потомства; 2) показником швидкості росту клонів; 3) показником швидкості росту півсібсів; між відсотком проростків, які мають 11-12 ядерець в ядрі і 1) показником швидкості росту плюсових дерев; 2) відсотком перевищення за діаметром плюсових дерев, а також між відсотком проростків, які характеризуються максимальним значенням показника відношення сумарної площі ядерець в ядрі до площі клітини (більше 0,10) і відсотком швидкорослих дерев у півсібсів.

Стресс и регуляция развития растений
^ РОЛЬ ВАКУОЛЯРНЫХ ИОННЫХ ТРАНСПОРТЕРОВ И КАНАЛОВ В РЕГУЛЯЦИИ СОЛЕУСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ

Исаенков С.В.

Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины, ул. Осиповского 2а, г.Киев, 04123, Украина
800 млн. гектаров земли в мире, а это 20% мировых сельскохозяйственных земель и около 50% орошаемых земель, страдают от сильного засоления почв. Перечисленные факторы значительно затрудняют использование этих почв под земледелие. Учитывая факторы увеличения численности населения нашей планеты, мировое производство продуктов питания должно вырасти на 50% до 2050 года. Вопрос использования новых территорий для сельского хозяйства остается проблематичным. Поэтому изучение механизмов солевого и осмотического стресса есть очень актуальным на сегодняшний день. Использование новых биотехнологий та создание растений с более высокими показателями солеустойчивости и засухоустойчивости одно из приоритетных и перспективных направлений биотехнологии растений. Растительные организмы используют разнообразные стратегии борьбы с солевым стрессом. К сожалению, большинство сельськохозяйственных растений есть гликофитами. Галофитные растения могут накапливать в своих тканях большие концентрации токсичных ионов, в тоже время гликофиты стараются вывести большую часть токсичных ионов за пределы растительного организма или перераспределить между различными органами растительного организма. Большинство гликофитов накапливают токсичные ионы солей в тканях и органах с низким уровнем фотосинтеза и метаболизма и таким образом избегают остановки всех жизненно важных процессов метаболизма. Кроме тканевого уровня борьбы с солевым стрессом, растения имеют системы поддержания ионного баланса и на клеточном уровне. Путем поддержания низкого уровня цитоксичных ионов (натрия и хлора) в цитозоле, клетки растений могут выполнять все необходимые метаболические функции. Одним из главных приемов увеличения толерантности клеток растений к солевому стрессу есть поддержание высокого уровня калия по отношению к натрию в цитоплазме. Депозитирование цитотоксичных ионов в центральную вакуоль, что занимает 90% объема клетки, есть одним из главных условий преодоления солевого стресса. Кроме того, накопление в вакуолях растений ионов калия служит универсальным депо для последующего использования клеткой этого иона в метаболических процессах цитоплазмы. Поэтому изучение функций ионных транспортеров и каналов вакуолей имеет очень важное значение. В этой работе мы хотим описать функции вакуолярных калиевых каналов семьи ТРК, а также вакуолярных протонно-натриевых обменников семьи NHX и их возможную физиологическую роль для солевого и осмотического стресса растительной клетки. Изучение функций генов кодирующих вакуолярные ионные каналы и транспортеры а также усиление експресии последних в растениях, поможет создать новые лини растений с повышенной засухо и солеустойчивостью, а также повысить пищевую ценность этих культур.
Gobert A., Isayenkov S., Voelker C., Czempinski K., Maathuis F.J.M. The two-pore channel TPK1 gene encodes the vacuolar K+ conductance and plays a role in K+ homeostasis // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2007. - 104. - P. 10726-10731.

Isayenkov S., Isner J.C., Maathuis F.J.M. Plant vacuolar ion channels // FEBS Let. – 2010. - 584. – P. 1982-1988.

Isayenkov S., Isner J.C., Maathuis F.J.M. Rice two-pore K+ channels are expressed in different types of vacuoles // Plant Cell. - 2011. – 23. - P. 756-768.

Isayenkov S., Isner J.C., Maathuis F.J.M. Membrane localisation diversity of TPK channels and their physiological role. Plant Cell Signalling and Behavior. -2011. - 8. - P. 1201-1204.

Стресс и регуляция развития растений
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Похожие:

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconОбщество молодых учёных сгма
Всероссийская научно-практическая конференция студентов и молодых ученых с международным участием

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconМеждународная научно-практическая конференция "Клеточная биология...
Международная научно-практическая конференция "Клеточная биология и биотехнология растений"

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconГосударственное учреждение
Приглашаем Вас принять участие в работе Первой конференции молодых учёных «Биология растений и биотехнология», которая состоится...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconНа конференции будут обсуждаться следующие вопросы: Репродуктивная...
Приглашаем Вас принять участие в работе ii-й Всероссийской научной конференции с международным участием «Карпология и репродуктивная...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconVі международная конференция молодых ученых «биология: от молекулы до биосферы» Харьков, Украина
Приглашаем Вас принять участие в работе VІ международной конференции молодых ученых «Биология: от молекулы до биосферы», которая...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconVііі международная конференция молодых ученых «биология: от молекулы...
Приглашаем Вас принять участие в работе VІІІ международной конференции молодых ученых «Биология: от молекулы до биосферы», которая...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconОао "интерхим" IVХ конференция молодых ученых и студентов-химиков...
Конференции молодых ученых и студентов-химиков южного региона Украины, посвященной 125-летию со дня рождения член-корреспондента...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconВсеукраинская научная конференция с международным участием студентов,...
...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология icon01601, г. Киев-601, бульвар Т. Шевченка, 13 тел. 234-60-63
Национального медицинского университета имени А. А. Богомольца будет проходить Седьмая научно-практическая конференция студентов...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconВсероссийская конференция с международным участием
Приглашаем Вас принять участие в работе Всероссийской конференции с международным участием «Состояние лесов и актуальные проблемы...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<