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




НазваниеПервая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология
страница7/16
Дата публикации26.02.2013
Размер1.96 Mb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Химия > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   16

^ МИКРОТРУБОЧКИ КАК КОМПОНЕНТЫ СИГНАЛЬНЫХ КАСКАДОВ, ОПОСРЕДОВАННЫХ ОКСИДОМ АЗОТА, ПРИ ОБЛУЧЕНИИ РАСТЕНИЙ УФ-B

Красиленко Ю.А.*, Шеремет Я.А., Емец А.И, Блюм Я.Б.

Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины, ул. Осиповского 2а, г.Киев, 04123, Украина; *e-mail: j_krasylenko@ukr.net
Оксид азота (NO) является универсальной сигнальной молекулой в каскадах, обеспечивающих морфогенез растений и их реакцию на действие абиотических и биотических стрессовых факторов. Известно, что возрастание интенсивности потока ультрафиолета-В (280-315 нм), одного из постоянных абиотических факторов в составе солнечной радиации, определяет направление фотоморфогенеза растений и, наряду с изменениями климата, влияет на основные показатели их жизнедеятельности. Поскольку цитоскелет является движущей силой развития растений, было предположено, что его элементы, в особенности, микротрубочки (МТ), могут являться мишенями для действия УФ-В. Недавно нами было установлено, что организация сети МТ в клетках главных корней проростков Arabidopsis thaliana, экспрессирующих химерный ген gfp-map4, определяется опосредованным содержанием в них NO (Емец и др., 2009). Принимая во внимание тот факт, что действие многих абиотических факторов, в том числе, и УФ-В, преимущественно приводит к возрастанию уровня эндогенного NO, нами было изучено влияние предобработки проростков донором NO нитропруссидом натрия (НН) и перехватчиком NO 2-(4-карбоксифенил)-4,4,5,5-тетраметилимидазолин-1-оксил-3-оксидом (к-ФTИO) с последующим облучением проростков дозами УФ-В (6,8–68 кДж/м2) на организацию МТ в различных типах клеток, а также процессы роста и развития корней, опосредованные МТ. Было установлено, что само по себе облучение УФ-В приводил к дозозависимому замедлению роста главных корней и нарушению их морфологии, а именно, к раздуванию и формированию избыточного количества корневых волосков, что сопровождалось рандомизацией и/или деполимеризацией МТ как в клетках эпидермиса, так и в клетках кортекса (Krasylenko et al., 2011). В то же время, предобработка облучённых проростков НН в концентрации 100 μМ через 48 ч приводила к восстановлению роста корней, ингибированного УФ-В, что не было отмечено после предобработки к-ФТИО. Более того, НН, в отличие от к-ФТИО, также частично восстанавливал морфологию главных корней A. thaliana и организацию МТ в их эпидермальных клетках, нарушенную под воздействием УФ-B. Следовательно, донор NO способен защищать организацию МТ и опосредованные ними процессы от разрушительных эффектов УФ-В. Поскольку организация МТ зависит от содержания NO при облучении повышенными дозами УФ-В, нами предположено, что МТ при УФ-B стрессе могут быть компонентами сигнальных каскадов, в которых NO является вторичным посредником.
Емец А.И., Красиленко Ю.А., Шеремет Я.А., Блюм Я.Б. Реорганизация микротрубочек как ответ на реализацию сигнальных каскадов оксида азота (ІІ) в растительной клетке // Цитология и генетика. – 2009. – Т. 43, № 2. – С. 3–10.

Krasylenko Y., Yemets A., Sheremet Y., Blume Y. Nitric oxide as a critical factor for perception of UV-B irradiation by microtubules in Arabidopsis // Physiologia Plantarum.– 2011. – in press.

Стресс и регуляция развития растений
^ ЗАЛУЧЕННЯ ФОСФАТИДИЛХОЛІН-ГІДРОЛІЗУЮЧИХ ФОСФОЛІПАЗ С ДО РЕАКЦІЙ РОСЛИН НА ДІЮ ЧИННИКІВ БІОТИЧНОГО СТРЕСУ

Покотило І.В.1, Кравець В.С.1, Мартінец Я.2

1Інститут біоорганічної хімії і нафтохімії НАН України,

02660,Україна, Київ, вул. Мурманска 1; e-mail: pokotylo@bpci.kiev.ua

2Інститут експериментальної ботаніки АН Чеської Республіки,

16502, Чеська Республіка, Прага, вул. Розвойова 263
Механізми внутрішньоклітинної трансдукції сигналів, що залучають продукти каталізу мембранних фосфоліпідів за участю фосфоліпаз у якості вторинних месенджерів, на сьогодні постають одними з головних чинників регуляції метаболізму клітин рослин як за фізіологічних умов, так і за умов дії стресових чинників середовища. В той же час, біотичний стрес зумовлений дією патогенних мікроорганізмів постає одним з ключових факторів втрат врожайності і зумовлює необхідність активного впровадження методів застосування індукторів резистентності рослин та вивчення молекулярних механізмів їх внутрішньоклітинної дії.

Полярній фосфоліпід фосфатидилхолін відомий у якості основного компоненту біологічних мембран та здатен виступати у ролі субстрату для фосфоліпаз С (ФЛС) та D, що забезпечують продукцію діацилгліцеролу та фосфатидної кислоти у якості молекул залучених до внутрішньоклітинного сигналінгу. Припускається, що нещодавно ідентифіковані фосфатидилхолін­–гідролізуючі ФЛС рослин, відомі у якості регуляторів активності протеїнкіназ С у ссавців, також залучаються до клітинної регуляції у рослин.

За допомогою використання флуоресцентно-міченого фосфоліпіду фосфатидилхоліну було продемонстровано швидкі зміни у рівні продукції діацилгліцеролу (ДАГ) у клітинах культур тютюну BY2 та Арабідопсису AtH у відповідь на дію фітогормонів асоційованих зі станом біотичного стресу та еліситорних сполук.

Рівень ДАГ у мембранах клітин істотно змінювався за умов впливу ліпополісахаридів з клітинних стінок бактерій та термо-інактивованих патогенів Pseudomonas syringae, а також за дії специфічного еліситору flg22 – N-кінцевого 22-амінокислотного пептиду бактеріального білку флагеліну. Також продемонстровано зміну рівня продукції ДАГ за умов дії рослинних гормонів - саліцилової кислоти та метилжасмонату, що залучені до процесів регуляції взаємодії рослина-патоген.

Аналіз мутантних рослин Арабідопсису з нокаутованими генами шести ідентифікованих ізогенів ФХ-ФЛС показав, що дані рослини характеризувались суттєво зниженим рівнем стійкості за умов ураження патогенними бактеріями.

Аналіз експресії генів методом полімеразної ланцюгової реакції у реальному часі дозволив виявити активацію експресії двох ізогенів фосфатидилхолін гадролізуючих ФЛС за умов атаки патогенних бактерії Pseudomonas Syringae у перші вісім годин після інфікування.

В дослідженні розглядається можлива участь фосфатидилхолін­–гідролізуючих ФЛС, нового компонента рослинного фосфоліпазного сигналізування, у регуляції захисних механізмів клітин рослин спрямованих на захист проти дії патогенів.

Робота виконана за підтримки гранту Міжнародного Фонду Вишеград.

Стресс и регуляция развития растений
^ АКТИВАЦІЯ ЛІПІДНОЇ СИГНАЛІЗАЦІЇ ТА АНТИОКСИДАНТНИХ СИСТЕМ КЛІТИН РОСЛИН ЗА ДІЇ МЕДІАТОРІВ БІОТИЧНОГО СТРЕСУ

Яковенко О.М., Калачова Т.А., Кретинін С.В., Кравець В.С.

Інститут біоорганічної химії та нафтохімії НАН України,

02660,Україна, Київ, ул. Мурманська 1; e-mail: yon@bpci.kiev.ua
Вплив стресових факторів біотичного походження індукує в організмі рослин швидкі та багатогранні метаболічні реакції. Первинна відповідь спостерігається вже у перші хвилини після ураження і є неспецифічною для поранення, інфекції чи інвазії. Подальша дивергенція адаптивних реакцій відповідно до типу та способу живлення патогену реалізується вже за участі фітогормонів саліцилової та жасмонової кислот, що асоційовані відповідно з біотрофними та некротрофними патогенами. Однак у клітинах рослин існують універсальні системи вторинних посередників, через які проходить більшість сигнальних каскадів. Такими посередниками є фосфатидна кислота, що є продуктом активації ферментів ліпідного метаболізму, зокрема фосфоліпази D та діацилгліцеролкіназ та активні форми кисню, баланс яких у клітині регулюється головним чином ферментними системами генерації та детоксифікації. Проведені нами дослідження з використанням [33P] мічення рослинних тканин та наступного аналізу спектру фосфоліпідів виявили індуковане екзогенною саліциловою кислотою (СК) підвищення вмісту фосфатидної кислоти у проростках сої, що свідчить про активацію ферментів ліпідного метаболізму. Для дослідження внеску фосфоліпази D у СК-індуковане накопичення фосфатидної кислоти в середовище інкубації тканин вводили 1-бутанол, включення якого в реакцію гідролізу фосфоліпідів призводить до утворення специфічного продукту – фосфатидилбутанолу. За таких умов 30 та 60 хвилинний вплив СК індукував підвищення вмісту фосфатидилбутанолу більш ніж вдвічі, що свідчить про включення фосфоліпази D в каскад реакцій, активованих фітогормоном.

Нами було показано зміни балансу активностей ферментних антиоксидантних систем рослин сої та накопичення в тканинах ендогенного пероксиду за впливу СК та ЖК, причому максимальний ефект було зафіксовано за умов спільної дії обох медіаторів імунних реакцій. Виявлена за дії досліджених гормонів інтенсифікація процесів перекисного окислення ліпідів супроводжувалася зниженням загальної відновлювальної активності фенольних антиоксидантів. Зафіксоване в ході роботи підвищення активності супероксиддисмутази необхідне для детоксифікації супероксидних радикалів, продукованих НАДФН-оксидазою у відповідь на дію медіаторів біотичного стресу. В свою чергу, зниження активності каталази запобігає остаточній деградації активних форм кисню та забезпечує підтримання вмісту пероксиду на рівні, необхідному для забезпечення розвитку імунних реакцій рослинного організму. Таким чином, отримані нами дані свідчать про залучення ферментів ліпідного сигналінгу і тонкої регуляції систем генерації та детоксикації активних форм кисню в реакції клітин рослин за дії медіаторів біотичного стресу.

^ Дослідження виконані за підтримки Грантів НАН України №8-11. Сортове насіння сої люб’язно надане Інститутом землеробства УААН.
Стресс и регуляция развития растений
^ РЕГУЛЯТОРНА ДІЯ NO У РОСЛИН ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ В УМОВАХ ПРИРОДНОЇ ПОСУХИ

Жук І.В.

ННЦ «Інститут біології» Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Дослідження сигнальних систем та регуляторних процесів у рослин дозволило встановити визначну роль оксиду азоту NO у цих процесах (Красиленко та ін., 2010). З’ясовано, що ендогенний синтез NO відбувається у різних компартментах клітини. NO задіяний у адаптивних реакціях, сигнальних системах. Показано, що NO бере участь в регуляції продихів. Захисну роль NO пов’язують з його здатністю до детоксикації активних форм кисню, зупинки окиснення ліпідів вільними радикалами та фрагментації ДНК. Нами в умовах модельних лабораторних та польових дослідів було показано, що достресова обробка рослин пшениці продуцентом NO – нітропрусидом натрію – зменшувала негативну дію високотемпературного стресу та посухи на проростки озимої та рослини ярої пшениці (Жук, Капустян, Мусієнко, 2009; Жук, Мусієнко, 2010).

Метою подальших досліджень було вивчення регуляторної ролі NO у рослин озимої пшениці сортів Поліська 90, Харус, Донська напівкарликова. Досліди проводили на дерново-підзолистому ґрунті в умовах Київської області. Обробку рослин донором NO нітропрусидом натрію в концентрації 0,5 мМ проводили у фазі трубкування. Після обробки рослин протягом подальшого онтогенезу проводили дослідження водного статусу та антиоксидантної активності листків, морфометричних параметрів та продуктивності рослин. Встановлено, що у оброблених донором NO рослин пшениці відбувалась стабілізація водного статусу листків, що зменшувало втрати води рослинами в умовах дефіциту води у ґрунті. Виявлено, що у всіх досліджених сортів протягом періоду трубкування-формування зерна активність пероксидаз у клітинах мезофілу прапорцевих листків зменшувалась, а в період молочної стиглості зерна незначно зростала, порівняно з відповідними значеннями у контрольному варіанті. Очевидно, регуляторна роль NO проявилась у зменшенні окиснювального стресу у озимої пшениці в умовах природної посухи. Показано, що обробка рослин озимої пшениці у фазі трубкування підсилювала ростові процеси в прапорцевих листках, збільшувала довжину колоса, кількість зерен у колосі, масу 1000 зерен. Найбільш значні зміни у кількості та масі зерен відзначено у сортів Поліська 90 та Харус. Продуктивність рослин озимої пшениці, які були оброблені донором NO, зростала на 4 ц/га у сорту Поліська 90, на 9 ц/га – у сорту Харус і на 2 ц/га – у сорту Донська напівкарликова. Відносний внесок окремих складових формування продуктивності у кожного сорту після дії NO суттєво відрізнявся. У сортів Харус та Донська напівкарликова значно збільшувалась висота рослин та довжина колоса, однак кількість колосків у колосі у всіх сортів змінювалась незначно. Кількість зерен у колосі та маса 1000 зерен найбільше зростала у сортів Харус та Донська напівкарликова. Отже, кінцева продуктивність рослин формувалась як складова всіх компонентів структури врожаю. Таким чином, регуляторна дія NO у рослин озимої пшениці в умовах природної посухи полягала у зменшенні інтенсивності окиснювального стресу, втрат води, стимуляції ростових процесів у період формування останнього міжвузля та прапорцевого листка.

Жук І.В., Капустян А.В., Мусієнко М. М. Захисна роль оксиду азоту за дії високотемпературного стресу на рослини пшениці // Вісник Київського національного університету ім. Тараса Шевченка. Серія "Інтродукція та збереження рослинного різноманіття" – 2009. – Вип. 26 – С. 69 – 71.

Жук І. В., Мусієнко М. М. Вплив оксиду азоту на рослини пшениці в умовах посухи // Вісник аграрної науки – 2010. – №5 (685) – С. 32 – 34.

Красиленко Ю.А., Емец А. И., Блюм Я. Б. Функциональная роль оксида азота у растений // Физиология растений. – 2010. –Т.57, №4. – С.483 – 494.

Стресс и регуляция развития растений
^ ВЕГЕТАТИВНЕ ПОНОВЛЕННЯ ІНТРОДУКОВАНИХ ВИДІВ РОДУ RHUS L. В УМОВАХ НАЦІОНАЛЬНОГО ДЕНДРОЛОГІЧНОГО ПАРКУ «СОФІЇВКА»

НАН УКРАЇНИ

Ковальчук Т.Д.

Національний дендрологічний парк «Софіївка» НАН України
Результатом успішності інтродукції видів роду Rhus L. (Rhus typhina L., Rhus typhina ‘Laciniata’, Rhus glabra L. (Каталог…, 2000) у Національному дендрологічному парку «Софіївка» є акліматизація та натуралізація рослин, які здатні без особливого догляду рости, давати насіння та кореневі паростки. Здатність природного поновлення забезпечує неперервність і спадкоємність життя. У більшості деревних рослин домінує насіннєве поновлення. У даних представників роду Rhus в умовах дендропарку переважає вегетативне поновлення над насіннєвим. Це пояснюється тим, що виповненість насіння в суцвіттях варіює у Rhus typhina L. від 27,05% до 0,97%, Rhus typhinaLaciniata’ — 3,69 % —1,9%, Rhus glabra L.— 46,6% та дані види самосіву не дають.

Вегетативне поновлення, порівняно з насіннєвим, характеризується певними особливостями. Розрізняють поросль кореневу та від пня, і кореневі паростки (Крамер, Козловский, 1963). Поросль від пня — це пагони, які ростуть від кореневої шийки і від нижніх частин стовбура дерева, розвивається із раніше утворених сплячих бруньок. Коренева поросль розвивається із додаткових бруньок, які ростуть між корою і деревиною кореневих лап. Кореневі паростки розвиваються із додаткових або адвентивних бруньок на коренях, їх утворення збільшується при механічному пошкодженні. На коренях додаткові бруньки утворюються ендогенно внаслідок діяльності меристеми (Мороз, Гришко-Богменко, 1994; Джуран, 2001). Їхня будова не відрізняється нічим від звичайних верхівкових і пазушних бруньок.

Розмноження дерев кореневими паростками ― явище дуже рідкісне, воно притаманне типово для листяних дерев і дуже рідко зустрічається у хвойних. Всі листяні дерева в різних місцях свого поширення утворюють не однозначну кількість порослі. Інтенсивність утворення кореневих паростків обумовлюється такими факторами, як вид дерева, час рубки, розмір батьківського дерева і ділянки. Завдяки кореневим паросткам відбувається природне поновлення представників роду Rhus у дендропарку «Софіївка». Інтенсивність паросткового поновлення обумовлюється вище зазначеними факторами. Значно збільшується кількість паростків при механічному пошкодженні кореневої системи Rhus, ранньовесняним видаленням кореневих паростків. Спостерігаємо тенденцію до збільшення інтенсивності паросткового поновлення при збільшенні віку посадок Rhus, на горбистих ділянках південної експозиції, де зменшується кількість вологи у ґрунті, на ділянках із малою рослинною навантаженістю. В залежності від призначення посадок контролюється кількість особин в угрупованні, тому що він часто поводить себе як інвазійна рослина за рахунок паросткового поновлення. Хоча не створює конкуренції для вікових аборигенних видів деревних рослин.
Джуран В.М. Морфологія рослин. Лабораторні заняття: (Навч. посібник). Переяслав-Хм.: «Вісник Переяславщини» , 2001. — 146 с.

Крамер П.И., Козловский Т.Т. Физиология древесных растений. — Москва: ГОСЛЕСБУМИЗДАТ, 1963. — 56З с.

Каталог рослин дендрологічного парку «Софіївка» / [Білик О.В. та ін.]; під ред І.С. Косенка. — Умань: дендрологічний парк «Софіївка» НАН України, 2000. — 160 с.

Мороз І.В., Гришко-Богменко  Б.К. Ботаніка з основами екології: Навч. Посібник.― К.: Вища шк.., 1994.― 240 с.: іл.

Стресс и регуляция развития растений
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   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


<