Введение к работе
Актуальность темы. Одной из актуальных проблем современной биологии -является адаптация растений в экстремальных условиях внешней среды. Выяснение механизмов, лежащих в основе устойчивости к стрессовым факторам, позволяет не только диагностировать это свойство на различных этапах онтогенеза> «о и изменять их в сторону повышения. Адаптация растений в этих условиях проявляется в изменении физиологических и биохимических процессов, причем эти изменения контролируются геномом клетки путем репрессии и дереп-рессии отдельных генов. Примером такого контроля служит феномен теплового шока, сопровождающийся синтезом специфических стрессовых белков, названных белками теплового шока - БТШ. Несмотря на то. что детальные исследования по стрессовым белкам растений начаты сравнительно недавно, полученные результаты внесли существенный вклад в развитие молекулярных основ адаптационных процессов.
В свете современных данных, синтез стрессовых белков, наблюдаемый практически у всех изученных организмов, является универсальной ответной реакцией генома на различные стрессовые воздействия - осмотический шок, засоление, аноксия и т.д.(Удовенко, 1979; Войников и др.,1984,1986; Кузнецов и др.. 1987; Влехман, 1987; Косаковекая,1988; Шматько, Григорюк, 1992; Barnett et al., 1980; Key et al., 1981; Schlesinger et al., 1982; Cullls,1984; Schlesihger.1990 и др.).
Хлопчатник принадлежит к растениям требующим относительно высоких температур для*'своего развития, отдельные виды и сорта которого по-разному реагируют как на низкие так и на экстремально высокие температуры. В то же время некоторые дикие виды способны выдерживать кратковременные заморозки до -8*-10 С (Константинов, 1967). Белки хлопчатника достаточно хорошо изучены к настоящему времени (Шадманов,1986; Рахманкулов и др.,1988; Юнус-ханов, Ибрагимов,1988), однако, о стрессовых белках сведений очень мало ( Katterman, Chen,1981; Burke et al., 1985). Вместе с тем выявление угадуцированных температурным стрессом белков, изучение закономерностей и локализации их биосинтеза могли бы способствовать пониманию молекулярных механизмов защитно-приспособительных реакций хлочатника. В связи с этим, мы проводили исследования по изучению стрессовых белков хлопчатника индуциру-
еных как низкими положительными, так и высокими температурами.
Дель и задачи исследования. Целью проведенных исследований было изучение некоторых особенностей синтеза белков хлопчатника при низкотемпературном стрессе и тепловом шоке.
В задачу исследований входило:
- изучение влияния пониженных температур на ростовые про
цессы и накопление белка хлопчатника на ранних стадиях развития;
* изучение влияния температурных стрессов на белоксинтези-рующую активность семядолей, корешков, семядольных листьев и созревающих семян хлопчатника;
- выявление шоковых белков хлопчатника, определение их мо
лекулярных масс и особенностей. их: синтеза у видов G. hirsutum и
S.barbadense.
Научная новизна и практическая значимость. В сравнительном аспекте исследованы ответные реакции-двух-видов хлопчатника на температурный стресс. Охарактеризован синтез белков в 2 -х дн. проростках и семядолях хлопчатника при- положительных низких температурах. Показана зависимость интенсивности синтеза белков от, температуры, продолжительности действия неблагоприятного фактораг и генотипа растения.
Впервые выявлены стрессовые белки хлопчатника и установлены различия в наборе белков, индуцируемых низкой-положительной температурой у двух изученных видов. Показано^ что высокотемпературный стресс (39 - 42G) индуцирует образование БТШ в первичных кореЕках, семядольных,-листьях-и созревающих семенах хлопчатника. Применение интибиторнога анализа показало участие в синтезе отдельных компонентов БТШгмитохондриальной белокеинтезирущей системы. С помощью одномерного электрофореза в денатурирующих условиях установлена идентичность основных ВТШ двух изученных видов. Вместе с тем, показаны различия в кинетике синтеза отдельных ЕТШ при кратковременном тепловом шоке.
Полученные данные вносят вклад в развитие теоретических представлений о реакции хлопчатника на экстремальные факторы среды, в частности, температурные стрессы и выявление биохимических шркеров термоустойчивости.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на IV Всесоюзной конференции молодых ученых по физиологии растительной клетки (Шшск.1990); 11 съезде ВОН? (Минск,1990); Golden jubilee byrcposiun» (Delhi, 1991); V конференции биохимиков Средней Азии и Казахстана IТашкент,1991); 1 сьезде УзОФР (Ташкент,1991).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 122 стр. машинописного текста, содержит 4 таблицы, 19 рисунков. Работа состоит из введения, трех глав и выводов. Список цитируемой литературы включает 20? наименований, из которых 115 на иностранных языках.
