Введение к работе
Актуальность _|фоблемы.. Изучение фнзиолого-бнохимических механизмов зимостойкости, мороэо- и холодоустойчивости культурных растений имеет чрезвычайно больное значение в связи с необходимостью преодолеть низкотемпературные ограничения для возделывания ряда ценных в хозяиствєішои отношении видов и сортов растений. Даже небольшие генетические и физиологические изменения устойчивости имевт огромное хозяйственное значение.
Среди механизмов адаптации растений к неблагоприятной температуре особое место занимает так называемый "ответ на температурный стресс", обеспечивающий синтез ряда стрессовых белков в ответ на изменение температуры (Lindquist. 1986). Достаточна хороша изучены изменения экспрессии генов в ответ на повышение температуры, приводящие к индукции синтеза белков теплового шока.
За более чем столетний период изучения действия низких температур на метаболизм растительных клеток было накоплено много данных о действии низких температур на содерхание и состав лнпидов и Сахаров (Левитт. 1983). Однако только в последние годы получены данные, свидетельствуйте о той, что воздействие низкотемпературного стресса вызывает в растениях синтез специфических, стрессовых, белков (Войннков и др.. 1987). часто называемых белками холодового пока - БХЯ (Сиу. 1990). Предполагается, что синтез этих белков играет ваяіун роль в приобретении растением устойчивости к действия неблагоприятного температурного фактора. В то же время мало что известно о
Структуре И ФУНКЦИЯХ ЭТИХ СТреССОВЫХ бйлкл?. ~=7." И ЬмйЛТСЯ
oc.'.zzz;;;,* предполагать, что они играют зацитнуа и ферментативную роль и влияют на структуру и свойства мембран.
Цельи задачи^исследования.. Цель» данной работы было изучение при помогли иммунохимических методов влияния гипотермии на содерхание стрессовых белков в растениях озимых злаков, выделение одного из этих белков, изучение его характеристик и некоторых функций. Для достижения этой цели было необходимо рсиить следующие задачи:
1. Используя «кмунохикнческнй методы исследования, изучить качественные ;и количественные изменения в спектре стрес-
совых белков в клетках контрастных по морозоустойчивости озимых злаков при гипотермии. Выявить белки, содержание которых в клетках злаков значительно увеличивается при гипотермии:
-
Выделить, очистить и охарактеризовать один из этих белков. Получить на него специфическув антисыворотку;
-
С помоги.» специфической сыворотки изучить изменения в содержании этого белка в клетках озимых злаков под действием гипотермии различной длительности и интенсивности;
-
С помощь» специфической сыворотоки изучить генотипи-ческне особенности содержания этого белка в тканях различающихся по холодоустойчивости озимых злаков.
Научная новизна. Установлено, что гипотермия вызывает в клетках озимых злаков количественные изменения в содержании стрессовых белков, выявляемые с помощь» иммунохимических методов. Впервые один из стрессовых белков озимой ржи и пшеницы, имеющий при иммуноэлектрофорезе в агарозе Rf 0.35 и 0.30 соответственно, выделен в нммунохимически чистом виде. Этот белок имеет молекулярну» массу 310 кД. состоит из двух типов субъединиц (56 и 66 кД). и обозначен как БХШ 310 (белок холодового пока с молекулярной массой 310 кД). Установлено, что при гипотермии содержание БХШ 310 в проростках морозоустойчивых сортов озимой пшеницы резко увеличивается за счет индукции синтеза белка, а в 1-ой и 6-ой хромосомах D-генома морозоустойчивой озимой пшеницы локализованы гены, контролирующие синтез БХШ 310. БХй 310 обнаружен в митохондриях морозоустойчивой озимой пшеницы. - где он выполняет функция "разобщающего" белка, вызывая переход органелл в низкоэнергетическое состояние, являясь посредником в ядерном контроле за энергетическими функциями митохондрий при кратковременной гипотермии.
Научная и практическая ценность работы. Настоящая работа направлена На изучение роли м места стрессовых белков в устойчивости озимых злаков при гипотермии. Охарактеризован один из стрессовых белков, синтезирувщийся под действием гипотермии, определена его молекулярная масса, субъединичный состав, локализация контролирующих его синтез генов и некоторые его функции.
Разработан и защищен авторским свидетельством способ определения морозоустойчивости сортов озимой пшеницы, основанный
ил определении уровня конститутивного синтеза стрессового белка на ранних стадиях онтогенеза.
Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 5 работ. 1 работа находится в печати, результаты исследований по теме диссертации были доложены и обсуждены на 3 Всесоюзной конференции молодых ученых по физиологии растительной клетки (Петрозаводск. 1988). научной сессии Сибирского института физиологии и биохимии растений ( 1996 г.). на 2 съезде Всероссийского общества физиологов растений (Минск, 1990), на ежегодном симпозиуме ВОФР (Пенза. 1996).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, изложения экспериментального материала и его обсуждения, заключения, выводов н библиографии, вклмчаящей 138 наименований, из них 71 на русском языке: работа излолена на 144 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц и 22 рисунка.
