Анализ контрольных и трансгенных растений картофеля класса Skarb, трансформированных векторными конструкциями pBI-L-GOX (линия LP) и pBI-F-GOX (линия F) с нативным геном глюкозооксидазы gox и pBI-GOX-mod (MOD line) с модифицированным геном gox-mod. Было показано, что трансгенные растения картофеля с генами gox и gox-mod не имели фенотипических различий с контрольными растениями. Было подтверждено, что наблюдается повышение уровня перекиси водорода, образующегося в результате реакции, которая катализируется глюкозооксидазой в листьях трансгенных растений. При использовании антител против некоторых белков теплового шока (Hsp101, Hsp70 / Hsc70, Hsp60, Hsp17.6C-1, Hsp17.6C-2) мы обнаружили повышенное содержание Hsp17.6C-2 в листьях линии LP и Hsp60 в листьях LP и F утром. Было показано, что повышение температуры в дневное время (от 18-23 ° С до 35-43 ° С) привело к усилению всего изученного синтеза ХСs как в контроле, так и в трансформированных линиях.

Бесплатно

Сравнительный анализ экспрессии генов и накопления БТШ70 у представителей двух разных популяций байкальского вида Eulimnogammarus verrucosus (Gerstf., 1858)

Мадьярова Е.В., Лубяга Ю.А., Гурков А.Н., Верещагина К.П., Кондратьева Е.М., Щапова Е.П., Тимофеев М.А., Люкенбах Т., Бедулина Д.С.

Статья научная

С помощью количественной ПЦР в реальном времени и денатурирующего электрофореза с последующим вестерн-блоттингом был определен базальный уровень и содержание БТШ70 у представителей двух удаленных популяций эндемичного вида амфипод озера Байкал Eulimnogammarus verrucosus (Gerstf., 1858). Произведена оценка динамики накопления БТШ70, а так же экспрессии гена бтш70 в условии градиентного повышения температуры. Обнаружены отличия в базальном содержании БТШ70 у исследуемых популяций: базальное содержание белка БТШ70 у представителей южной популяции вида достоверно превышает уровень белка представителей северной популяции. Характер динамики экспрессии бтш70 также отличался у обеих исследованных популяций. Показанные различия свидетельствуют о наличии внутривидовой фенотипической пластичности стресс-ответа у E. verrucosus.

Бесплатно

Стрессовое влияние высокой плотности населения на физиологические и биохимические характеристики крупнозернистых красных полевок (Clethrionomys rufocanus) в верховьях Колымы

Лазуткин А.Н.

Статья научная

Целью данной работы было изучение физиологического состояния популяции крупнозубых полевок на разных фазах популяционного цикла. Исследование показало, что каждый уровень популяции животных соответствовал определенному морфофизиологическому типу. Существенные различия были выявлены между значениями нескольких энергетических и иммунных параметров при высоком и низком уровне популяции. В фазе «пикового» числа уровень большинства физиологических показателей соответствовал стрессовым. Участие стресса предполагается в подавлении размножения и повышенной смертности полевок, наблюдаемых в фазах больших чисел.

Бесплатно

Стрессовые белки в механизмах стресс-адаптации байкальских амфипод, сопоставление с палеарктическими видами

Тимофеев М.А., Шаталина Ж.М., Бедулина Д.С., Протопопова М.В., Грабельных О.И., Побежимова Т.П., Колесниченко А.в

Статья обзорная

В работе представлены материалы оценки влияния различных стрессовых факторов на характер синтеза и активность ряда стрессовых белков у байкальских и палеарктических видов амфипод (Amphipoda, Crustacea). Использовали следующие виды: три эндемичных вида из озера Байкал - Eulimnogammarus cyaneus (Dyb.), E. verrucosus (Gerstf.), E. vittatus (Dyb.), которые сравнивались с палеарктическими видами Gammarus lacustris Sars., G. tigrinus (Sexton), Chaetogammarus ischnus (Stebbins). Исследовали влияние температурного, окислительного и токсического факторов на характер синтеза БТШ70 и нмБТШ, а так же на уровень активности пероксидазы. Показано, что нмБТШ принимают участие в системе защиты при температурном и токсическом стрессах у всех изученных видов амфипод. БТШ70 участвует в механизмах защиты от окислительного стресса у палеарктических видов амфипод G. tigrinus и C. ischnus. У байкальского E. cyaneus не отмечена индукция синтеза БТШ70 при воздействии окислительного стресса, а так же при повышении температуры. Воздействие токсического и температурного стрессов у всех видов амфипод снижало активность пероксидазы. При окислительном стрессе происходила активация пероксидазы у палеарктических видов и снижение активности фермента у байкальских видов.

Бесплатно

Стрессоустойчивость на примере супрамолекулярно-генетического уровня развития растений

Иванова Е.А.

Статья научная

Молекулярно-генетическая динамика реорганизации протеома тотального хроматинового матрикса озимой пшеницы, удаленной от яровой пшеницы, рассматривается с позиций концепции супрамолекулярной химии, формирующейся как междисциплинарная наука. Показаны зоны локализации линкерных и коровых гистонов нуклеосом в генетических подсистемах (мезокотиль, корень → колеоптиль). Выявлена морфогенетическая особенность локализации корового гистона (H3 + H4) ꞌꞌ, претендующая на структурную стабильность в условиях стресса. Возможно, через анализ физико-химических точек локализации взаимодействия гистонов с «линкерной» и «ядерной» ДНК нуклеосом можно разработать подход по терминологии Р. Тома: «логико-математические схемы теории и практика биологической специфичности».

Бесплатно

Суточная динамика содержания фенольных соединений и активности гвайакол-пероксидазы в листьях и цветках подкренаты Alchemilla и Veronica chamaedrys

Живетев М.А., Дударева Л.В., Рудиковская Е.Г., Грашкова И.А., Войников В.К.

Статья научная

Изучалась суточная динамика активности пероксидазы и общее содержание фенольных соединений в листьях и соцветиях поджелудочной железы Alchemilla Buser и Veronica chamaedrys L. Показаны значительные изменения содержания фенольных соединений и активности пероксидазы в зависимости от времени суток.

Бесплатно

Тебуконазол регулирует состав жирных кислот этиолированных проростков озимой пшеницы

Корсукова А.В., Горностай Т.Г., Грабельныч О.И., Дорофеев Н.В., Побежимова Т.П., Соколова Н.А., Дударева Л.В., Войников В.К.

Статья научная

Изучен состав жирных кислот побегов неочищенных и закаленных до холодных этиолированных проростков озимой пшеницы, выращенных из семян, обработанных защитным средством на основе тебуконазола «Бункер» (содержание тебуконазола 60 г на литр, г / л), и устойчивость к морозостойкости сеянцев , Показано, что обработка семян озимой пшеницы препаратом «Бункер» (1,5 микролитра на грамм семян, мкл / г) сопровождается увеличением ненасыщенности жирных кислот в побегах и увеличением проростков морозостойкостью (- 8 ° C, 24 часа). Наиболее выраженное снижение содержания насыщенной пальмитиновой кислоты и увеличение содержания ненасыщенной α-линоленовой кислоты наблюдалось при холодном упрочнении проростков озимой пшеницы, выращенных из семян, обработанных защитным средством на основе тебуконазола. Сделан вывод о том, что обработка семян защитным средством на основе тебуконазола вызывает изменение состава жирных кислот саженцев озимой пшеницы для повышения их морозостойкости.

Бесплатно

Термографическая регистрация тепловых эффектов у растений при холодовом стрессе

Ковчавцев А.П., Курышев Г.Л., Базовкин В.М., Половинкин В.Г., Настовьяк А.Е., Финников К.А., Корзун А.М., Колесниченко А.В., Войников В.К.

Статья научная

В настоящей работе изучается возможность длительного наблюдения тепловых эффектов у растений термографическим способом. Обсуждаются проблемы потери точности измерений при низких температурах и способ калибровки камеры по температуре. Исследуется возможность проведения быстрых измерений в процессе охлаждения растений. Устанавливается диапазон температур, приводящий к гибели растений озимой пшеницы.

Бесплатно

Углекислые растения растительного происхождения, их роль в защите от стресса и возможное практическое использование

Руденко Н.Н., Игнатова Л.К., Журикова Е.М., Новичкова Н.С., Иванов В.Н.

Статья обзорная

В обзоре представлены данные о распределении углекислых ангидраз в фотосинтезирующих организмах и их расположении в клеточных компартментах. Обсуждаются функции карбоангидраз для обеспечения высокой скорости фотосинтеза, а также их участие в процессах, которые не имеют прямого отношения к фотосинтезу, в частности в передаче сигналов для активации каскада генов защитного ответа. Приведены результаты, показывающие изменение активности и содержания ангидразов углекислого газа в ответ на изменения условий окружающей среды. На основе собственных экспериментальных исследований предложены механизмы участия углекислотных хлоропластных тилакоидов высших растений в защите фотосинтетического аппарата от чрезмерного освещения. Указывается на возможность использования мутантов карбоангидразы для практических целей в сельском хозяйстве, а также применения углекислых ангидраз для связывания избыточного CO2 в воздухе.

Бесплатно

Устойчивость проростков озимой пшеницы к кратковременному действию отрицательной температуры может быть обусловлена активацией разобщающих белков и АТФ/АДФ антипортера

Грабельных О.И., Боровик О.А., Павловская Н.С., Побежимова Т.П., Любушкина И.В., Корсукова А.В., Таусон Е.Л., Войников В.К.

Статья научная

Изучено последействие отрицательной температуры (-8 °С, 1-6 ч) на содержание активных форм кислорода (АФК), интактность митохондрий, их окислительную и фосфорилирующую активность и вклад разобщающих белков (UCPs) и АТФ/АДФ антипортера в линолеат-индуцированное дыхание митохондрий в проростках озимой пшеницы. Показано, что выживаемость проростков при холодовом воздействии зависит от активности pUCP и АТФ/АДФ антипортера в митохондриях, функцией которых при холодовом стрессе, по-видимому, является регуляция содержания АФК.

Бесплатно

Участие цианидрезистентного дыхания в термогенерации и антиокислительной защите клетки в проростках озимой пшеницы при холодовом воздействии

Грабельных О.И., Побежимова Т.П., Корзун А.М., Возненко С.А., Королева Н.А., Павловская Н.С., Боровик О.А., Войников В.К.

Статья научная

В работе показано, что активация цианидрезистентного дыхания 24-х часовой обработкой 30 мкМ антимицином А и 10 мМ перекисью водорода вызывает усиление тепловыделения тканями проростков озимой пшеницы и снижает их гибель при последующем действии отрицательной температуры -6 С (3 часа). В то же время активация альтернативного пути в проростках озимой пшеницы при длительном действии низкой положительной температуры эффективно предотвращает образование активных форм кислорода (АФК) в ЭТЦ митохондрий, индуцируемое субстратом окисления или антимицином А.

Бесплатно

Участие цитокинина и ауксина в регулировании процесса накопления в бобовых

Глянко А.К., Ищенко А.А.

Статья обзорная

В статье обобщены данные о физиологической роли фитогормонов - цитокинина и ауксина - в инициировании деления корневых клеток коры головного мозга, что приводит к образованию зачатка корневого узла и его дальнейшего органогенеза. Было доказано, что высокий уровень цитокинина и низкий уровень ауксина являются необходимым условием для этого процесса. Механизм, обеспечивающий увеличение соотношения цитокинин: ауксин, связан с ингибированием переноса ауксина от воздушных органов к корню с вовлечением передачи цитокинина. Снижение цитокинина: соотношение ауксина на фоне ингибирования передачи цитокинина инициирует образование боковых корней. Обсуждается альтернативная роль rhizobial Nod-factor, цитокинина и флавоноидов в органогенезе корневого узла. Представлены схемы реакций и соединений, участвующих в инициировании образования зачатков зачатков и боковых корней.

Бесплатно

Факторы, определяющие полевую всхожесть семян редьки масличной

Дорофеев Н.В., Бояркин Е.В., Пешкова А.А.

Статья научная

Изучали влияние температуры, глубины посева и гранулометрического состава почвы на скорость прорастания, лабораторную и полевую всхожесть семян редьки масличной. Было установлено, что период посев-всходы определяется, как температурой, так и гранулометрическим составом почвы. Наибольшую полевую всхожесть отмечали семян редьки масличной на супеси при глубине посева семян - 3 см и температуре 20° С.

Бесплатно

Фенотипические признаки растений арабидопсиса, дефицитные в РНК-полимеразе rpotmp

Тарасенко В.И., Гарник Е.Ю., Кулинченко М.В., Константинов Ю.М.

Статья научная

В Arabidopsis три транскрипции органелларных генов участвуют в трех ядерно-кодированных РНК-полимеразах. RpoTmp представляет собой РНК-полимеразу, которая локализуется как в митохондриях, так и в хлоропластах, но участвует преимущественно в контроле экспрессии генов в митохондриях. Вставной мутант rpotmp характеризуется рядом фенотипических и молекулярно-биологических особенностей, включая снижение активности митохондриальных дыхательных комплексов I и IV. В настоящем исследовании мы сравнили ростовые характеристики мутанта rpotmp и мурата fro1, который характеризуется отсутствием функционального комплекса I. Мы показали, что, несмотря на сходные молекулярные дефекты и фенотипический внешний вид, исследованные мутанты можно отличить по скорости роста при разных фотопериодах, а также в возрасте начала старения листьев. Более того, скорость роста культуры суспензионных клеток линии rpotmp чрезвычайно замедлена, что четко отличает ее от культуры клеток суспензии fro1. Мы предлагаем, чтобы уникальные свойства мутанта rpotmp были связаны с уменьшением уровня активности IV дыхательного комплекса.

Бесплатно

Ферменты энергетического обмена головного мозга и хронический стресс

Кошоридзе Н.И., Менабде К.О., Чачуа М.В., Кучукашвили З.Т., Чипашвили М.Д.

Статья научная

Изучена динамика изменения ферментативной активности креатинфосфокиназы, альдолазы и сукцинатдегидрогеназы головного мозга белых крыс при хроническом стрессе, вызванном 30-дневным нарушением циркадального ритма и изоляцией. Установлено, что исследуемые ферменты неоднородно реагируют на 30-дневный стресс. Особенную чувствительность проявляет сукцинатдегидрогеназа, активность которой в разных областях головного мозга после 10-дневного стресса уменьшается среднем на 60-80%. В отличие от сукцинатдегидрогеназы, активность альдолазы на 10-ый день стресса возрастает, а уменьшение ферментативной активности наступает после 10-дневного хронического стресса. Аналогичные результаты обнаружены при исследовании креатинфосфокиназной активности.

Бесплатно

Физиологическая роль кальция при бобово-ризобиальном симбиозе

Васильева Г.Г., Ищенко А.А., Глянько А.К.

Статья обзорная

Обобщены данные литературы о физиологической роли кальция (Са2+) в развитии бобово-ризобиального симбиоза на начальных его этапах - инфицирования и образования симбиотических структур. Рассмотрены вопросы о функции Са2+ в растениях, особенности формирования бобово-ризобиального симбиоза и роль кальция при взаимодействии двух организмов. Проанализированы данные о взаимодействии АФК и Са2+ при развитии бобово-ризобиального симбиоза, а также связь НАДФН-оксидазной активности с кальциевой сигнальной системой. Особое внимание обращается на роль Са2+- спайков (calcium spiking) и кальций-кальмодулинзависимой киназы в инициации функционирования симбиотических путей у растения, приводящих к инфицированию и образованию симбиотических структур.

Бесплатно

Физиологическая роль оксида азота (NO) у растительных организмов

Глянько А.К., Митанова Н.Б., Степанов А.В.

Статья научная

На основе знаний о функциях оксида азота (NO) в животных тканях обобщены литературные данные о физиологической роли NO у растительных организмов. Подчеркивается многофункциональность NO у различных организмов, обусловленная высокой реакционностью этой молекулы, ее способностью реагировать с белками и низкомолекулярными веществами. Рассмотрены вопросы участия NO в различных физиологических процессах, возможные механизмы синтеза NO у растений, взаимодействие с другими эндогенными молекулами, а также механизмы, предотвращающие токсический эффект NO.

Бесплатно

Физиологические и биохимические механизмы, обеспечивающие повышенную конститутивную холодоустойчивость в растениях картофеля, экспрессирующие ген SUC2 дрожжей, кодирующий апопластическую инвертазу

Дерябин А.Н., Трунова Т.И.

Статья научная

Экспрессия гетерологичных генов в растениях является эффективным методом улучшения нашего понимания механизмов устойчивости растений. Целью этой работы было исследование участия инвертазы клеточной стенки и апопластических сахаров в конститутивную холодостойкость растений картофеля (Solanum tuberosum L., cv. Désirée), которые экспрессировали ген SUC2 дрожжей, кодирующий апопластическую инвертазу. В качестве контроля служили WT-растения картофеля. Увеличение существенной активности инвертазы клеточной стенки в листьях трансформированных растений свидетельствует о значительных изменениях в метаболизме клеточного углевода и регулятивной функции этого фермента. Активность дрожжевой инвертазы изменила состав внутриклеточных сахаров в листьях растения трансформированного картофеля. Общее содержание сахаров (сахароза, глюкоза, фруктоза) в листьях и апопласте было выше у трансформантов по сравнению с WT-растениями. Наши данные свидетельствуют о более высокой конститутивной устойчивости трансформантов к тяжелым условиям гипотермии по сравнению с WT-растениями. Этот факт позволяет нам рассматривать инвертазу клеточной стенки как фермент углеводного обмена, играющий важную регуляторную роль в метаболической сигнализации при формировании повышенной устойчивости растений к низкой температуре. Таким образом, линия картофеля с интегрированным геном SUC2 является удобным инструментом для изучения роли апопластической инвертазы и продуктов ее активности в процессе роста, развития и формирования конститутивной резистентности к гипотермии.

Бесплатно

Физиологические отличия симбиотических мутантов гороха с различным уровнем образования стула при инокуляции Rhizobium leguminosarum

Акимова Г.П., Соколова М.Г., Максимова Л.А.

Статья научная

Основное внимание в исследовании было уделено морфологическим и физиологическим особенностям растений гороха с различной способностью к узлому образованию под инфекцией Rhizobium leguminosarum. Микроскопические исследования выявили отличительные особенности формирования корневых узлов у разных мутантов гороха. Мы обнаружили различия в содержании индол-уксусной кислоты (IAA) у мутантов в корневых зонах, отличающихся чувствительностью к R. leguminosarum. Сделан вывод о том, что гормональная система растений играет важную роль в контроле процесса нодуляции, а появление мутаций, вызывающих нарушение способности к формированию конкреций, по-видимому, зависит от гормонального статуса корней, в частности, концентрации IAA, обеспечивающей как образование медуристики конкреций, так и дальнейшее органогенез узелок.

Бесплатно

Флавоноиды при адаптации бегонии grandis Dryander subsp. Грандис введен в Западной Сибири (Новосибирск)

Карпова Е.А., Фершалова Т.Д., Петрук А.А.

Статья научная

Динамика флавоноидов (флавонов и флавонолов) в листьях Бегонии Грандис Дрейдер подв. в Западной Сибири (Центральный сибирский ботанический сад Сибирского отделения РАН, Новосибирск) в течение вегетационного периода в теплице и на открытом грунте впервые изучены. Были установлены диапазоны фракций флавоноидов и отдельных флавоноидов в благоприятной среде и в периоды температурных перепадов и заморозков. При благоприятных условиях в теплице и на открытом грунте B. grandis subsp. листья grandis характеризовались относительно низким содержанием суммы флавоноидов (до 10,1 мг / г). В периоды падений температуры в теплице он уменьшался (до 5,2 мг / г), а в условиях более значительных перепадов температуры и мороза в открытом грунте его увеличивали в несколько раз (до 28,3 мг / г). В период действия факторов стресса содержание суммы флавоноидных агликонов в листьях увеличивалось как в теплице (включая кверцетин, лютеолин), так и в открытом грунте (включая кверцетин, каемпферол, лютеолин) в открытом грунте основной составляющей, лютеолин-8-глюкозид (ориентаин). Наиболее значительные трансформации в течение вегетационного периода наблюдались в O-гликозидах и свободных фракциях агликонов, их содержание соединений и состава варьировалось. Четыре O-гликозида, включая изоккерцитин, обнаруживаются только в листьях открытых грунтовых растений.

Бесплатно

Журнал