Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Биологические науки
Физиология и биохимия растений

Диссертационная работа:

Фещенко Нина Федоровна. Локализация расщепляющих сахарозу ферментов в апексе корня : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.12 Москва, 2006 168 с. РГБ ОД, 61:06-3/520

смотреть содержание
смотреть введение
смотреть литературу
Содержание к работе:

1. ВВЕДЕНИЕ 4

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2.1. Передвижение ассимилятов по флоэме из доиорных

органов растения в акцепторные 7

2.2. Растущая часть корня 11

2.3. Изучение флоэмной разгрузки в корне 23

2.4. Инвертаза и сахарозосинтаза - ферменты, расщепляющие сахарозу 31

3. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 46

4. РЕЗУЛЬТАТЫ

4.1. Локализация симпластной флоэмной разгрузки в корне...55

4.2. Распределение активности инвертазы и

сахарозосинтазы по длине кончиков корней 59

4.2.1 Распределение активности инвертазы по длине кончиков

корней кукурузы, пшеницы и дыни 59

4.2.2. Распределение активности сахарозосинтазы по длине

кончиков корней кукурузы 61

4.3. Сопоставление активности инвертазы и

сахарозосинтазы с областью флоэмной разгрузки и

началом роста растяжением в кончике корня 62

4.4. Активность инвертазы и сахарозосинтазы в тканях

кончика корня 65

4.4.1. Активность инвертазы 65

4.4.2. Активность сахарозосинтазы 91

4.4.3. Дополнительное окрашивание проционовым красным 2BS срезов, исследованных на активность ферментов 103

4.4.4. Внутриклеточная локализация инвертазы и сахарозосинтазы НО

4.5. Активность инвертазы в сегментах кончиков

корней: определение in vitro 115

4.5.1. Подбор условий для определения активности

различных форм инвертазы 115

4.5.2. Активность разных форм инвертазы в кончиках корней проростков кукурузы 121

4.5.3. Сравнение активности вакуолярной и цитонлазматической форм инвертазы в кончиках корней проростков

кукурузы и тыквы 122

4.5.4. Активность разных форм инвертазы в меристеме, зоне

растяжения и зоне закончивших рост клеток корня кукурузы 122

4.6. Распределение растворимых Сахаров по длине корня 132

4.7. Изменение соотношения содержания К+ и растворимых Сахаров вдоль растущей части корня 135

5. ОБСУЖДЕНИЕ 139

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 146

7. ВЫВОДЫ 149

8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 150 

Введение к работе:

Выявление закономерностей распределения ассимилятов между разными органами растения является одной из важных задач физиологии растений. Известно, что ассимиляты транспортируются по флоэме и что основными транспортирующими фиксированный углерод соединениями являются сахароза и синтезированные на её основе олигосахариды. Движущей силой флоэмного транспорта служит градиент гидростатического давления. Градиент создается, с одной стороны, активным поглощением и аккумуляцией сахарозы в проводящем комплексе ситовидный элемент-сопровождающая клетка терминалей флоэмы донорного листа, что сопровождается поступлением в него воды. С другой стороны, на акцепторном участке ситовидных трубок происходит снижение концентрации ассимилятов в результате их использования в метаболизме или внутриклеточной компартментации в потребляющих клетках, что приводит к выходу воды из транспортного канала. Поэтому активность инвертазы и сахарозосинтазы - ферментов, вводящих сахарозу в метаболизм и тем самым снижающих ее концентрацию на акцепторном конце транспортного канала, - способствует притоку ассимилятов к акцепторам [см. Курсанов, 1976; Patrick, 1997; Гамалей, 2004]. Несмотря на большие успехи в изучении механизмов и движущих сил флоэмного транспорта, до сих пор многие кардинальные вопросы остаются неясными. Нет четкого представления о локализации наиболее интенсивного выхода ассимилятов из флоэмы, то есть флоэмной разгрузки в потребляющих органах, неясно, одинаково ли участие сахарозосинтазы и разных форм инвертазы в разгрузке флоэмы.

Ярким примером акцептора ассимилятов служит растущий корень. Наличие в корне зон, резко различающихся по характеру функциональной активности - деления, роста клеток растяжением и дифференцировки, - делает его хорошим объектом для изучения связи флоэмной разгрузки и активности расщепляющих сахарозу ферментов с процессами деления и растяжения клеток. До сих пор остается неясным, какие факторы сопутствуют переходу клеток к росту растяжением. Можно предположить, что определенную роль в этом процессе играет выход сахарозы из флоэмы и повышение ее концентрации в растущих клетках. Происходящее в результате функционирования инвертазы и сахарозосинтазы изменение соотношения концентраций сахарозы и гексоз в клетке может влиять на экспрессию генов и, соответственно, на судьбу клеток [Koch, 1996; Sheen et al., 1999; Yang et al., 2004]. Кроме того, гидролиз инвертазой молекулы сахарозы на две молекулы гексоз повышает осмотическое давление клетки, необходимое для её растяжения. В повышении осмотического давления клетки участвуют и другие осмотики, прежде всего калий, концентрация которого может меняться в зависимости от

содержания гексоз [Холодова и др., 1989; Красавина, Бурмистрова, 1989], а значит, и от активности инвертазы. Изучение активности расщепляющих сахарозу ферментов в зонах деления и растяжения клеток актуально для понимания взаимосвязи путей метаболизации сахарозы с ростом корня и с флоэмпой разгрузкой.

Цели и задачи исследования. Основная цель работы - изучить активность расщепляющих сахарозу ферментов в разных зонах кончика корня в связи с флоэмной разгрузкой и переходом клеток к растяжению.

Для этого были поставлены следующие задачи:

- выявить локализацию симпластной разгрузки флоэмы в кончике корня;

- изучить активность инвертазы и сахарозосинтазы в тканях разных зон растущей части корня, используя для этого гистохимический метод in situ;

- изучить активность разных форм инвертазы в зонах деления, растяжения и дифференцировки клеток с помощью биохимического метода in vitro;

- определить содержание растворимых Сахаров (сахарозы, глюкозы и фруктозы) и К+ в зонах кончика корня;

- выявить зависимость активности инвертазы от содержания калия в клетках.

Научная новизна работы. Впервые обнаружена различная активность инвертазы и сахарозосинтазы в зоне деления: в клетках апикальной половины меристемы инвертаза не выявлялась, за исключением клеток ризодермы, а сахарозосинтаза обнаруживала максимальную активность. Это согласуется с участием сахарозосинтазы в синтезе компонентов клеточных стенок, который интенсивно протекает в этой зоне. Использование гистохимического метода позволило установить, что клетки разных тканей различаются по активности инвертазы и сахарозосинтазы даже в одной зоне корня.

Впервые установлено, что локализация нижней границы симпластной флоэмной разгрузки - средняя область меристемы - совпадает с началом выявления активности инвертазы. Переход клеток к растяжению наблюдали несколько дальше от кончика корня. Сформулировано представление о том, что индукция синтеза и/или активация инвертазы разгружающейся из флоэмных окончаний сахарозой в базальной части меристемы является одним из факторов, обуславливающих начало вакуолизации клетки и переход к росту растяжением.

Новым фактом является обнаруженная обратная корреляция активности вакуолярной инвертазы и содержания К+ в клетках зоны дифференцировки корня. Возможно, что пониженная активность инвертазы при повышенном содержании К+ обуславливает взаимозаменяемость К+ и Сахаров в процессах осморегуляции. Состав участвующих в этом процессе гексоз зависит от транспортной формы углеводов. В корнях растений, в которых по флоэме транспортируется в основном сахароза, содержание глюкозы и фруктозы одинаково. Если наряду с сахарозой транспортируются олигосахариды рафинозного ряда, в клетках преобладает фруктоза.

Теоретическая и практическая значимость работы. В работе установлена связь между активностью ферментов первичной метаболизации сахарозы и ростовыми процессами в кончике корня. Полученные результаты способствуют пониманию процессов, приводящих к началу растяжения клеток, что до сих пор остается одной из самых трудных проблем в физиологии роста растений. Расширяется представление о взаимосвязи транспорта (распределения) ассимилятов в растении и активности расщепляющих сахарозу ферментов. Выявленные закономерности могут найти отражение в учебно-методической практике при рассмотрении особенностей делящихся и растущих растяжением клеток, а также в разделе по изучению транспорта ассимилятов.

Апробация работы. Материалы работы были представлены на II Международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 14-18 октября 2002), VIII Международной конференции молодых ученых (Киев, 23-25 октября 2002), Научно-практической конференции «Использование достижений современной биологической науки» (Брянск, 3-5 декабря 2002), Молодежной конференции в Институте физиологии растений им. К.А.Тимирязева (Москва, 2003), V Съезде ОФР (Пенза, 15-21 сентября, 2003), Международной конференции «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия» (Вологда, 19-23 сентября, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Подобные работы
Фещенко Нина Фёдоровна
Локализация расщепляющих сахарозу ферментов в апексе корня
Чернышева Фанзиля Абузаровна
Локализация АТФ-азной активности, дыхание и ультраструктура клеток корней пшеницы при модификации ионной проницаемости плазмалеммы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net