Введение к работе
Актуальность темы. Ответная реакция организма на неблагоприятное действие факторов внешней среды включает формирование как общих, так и специфических систем. Общей реакцией является синтез стрессовых белков, появление которых отмечено у эукариот, в том числе и у растений, при различных экологических стрессах: водном, солевом, температурном, раневом, а также при действии тяжелых металлов. Недостаток,кислорода, возникающий при вымокании, выпрева-нии растений, при образовании ледяной корки, при создании асфальтовых покрытий в городах, индуцирует синтез анаэробных полипепти-дое. Они представлены в основном цитоплазматическими белками -ферментами анаэробного обмена (Ricard et al., 1994). Синтез стрессовых белков связан с активацией их кодирующих генов, что в свою очередь б большой степени зависит от особенностей структурной организации хроматина ядра (Георгиев, 1989; Гранстайн, 1992). По современным представлениям существенная роль в регуляции генетического ответа организма отводится негистоновым белкам хроматина (НГБ) (Караванов, Афанасьев, 1983). Вместе с тем, в связи с анаэробным воздействием хроматин и его НГБ остаются мало исследованными (Чиркова, 1988). Поэтому для изучения ответа генетического аппарата растения на стрессоры необходимо проанализировать изменения, которые происходят в свойствах, структуре и составе ДНК-белковых комплексов ядрз. Ранее было показано, что после ансксическо-го воздействия з злектрофоретических спектрах НГБ хроматина пшеницы и риса появлялись полипептидные зоны, отсутствовавшие в условиях аэрации, что могло указывать на возможность синтеза при аноксии и некоторых ядерных белков (Чиркова и др., 1986). Однако, это предположение требовало более разностороннего и глубокого экспериментального рассмотрения.
Цель и основные задачи исследования. Целью работы являлось исследование влияния анаэробиоза на свойства хроматина и состав его НГБ в проростках растений, контрастных по устойчивости к недостатку кислорода.
В задачи работы входило изучение влияния указанного фактора на фракционный состав хроматина, его растворимость, количественные изменения в НГБ, а также на элекгрофоретический состав НГБ хроматина пшеницы и риса.
С целью выявления возможности синтеза ядерных белков при аноксии анализировали:
- влияние ингибиторов синтеза белка актиномицина Д (Акт. Д) и
циклогекснмида (ЦТ) на содержание белка и состав НГБ хроматина в различных условиях аэрации;
- включение меченой аминокислоты во фракцию общего.растворимого белка и в НГБ хроматина пшеницы и риса в различных условиях газового режима.
Научная новизна. Проведено исследование влияния анаэробиоза на свойства хроматина и состав его НГБ у растений, различающихся по чувствительности к недостатку кислорода. Впервые показано, что по мере увеличения срока пребывания в бескислородной среде у пшеницы от 1 до 3 суток, а у риса от 3 до V суток наблюдались изменения фракционного состава хроматина, снижение растворимости его "тяжелой" фракции и возрастание в ее составе количества лабильно связанных с ДНК белков, что раньше проявлялось у неустойчивого растения. После анаэробного воздействия в составе НГБ "легкой" и "тяжелой" фракций хроматина растений обнаружены количественные и качественные изменения. Сопоставляя данные электрофоретического, ингибиторного анализов и результаты опытов по включению меченого глицина в ядерные белки проростков пшеницы и риса в различных условиях аэрации, впервые показана возможность синтеза при кратковременной аноксии некоторых НГБ хроматина. У устойчивого риса способность к синтетическим процессам сохранялась в течение более длительного, чем у пшеницы, срока аноксии (3 и 1 сутки соответственно) .
Практическая ценность. Результаты проведенных исследований дополняют сведения о механизмах адаптации растений к неблагоприятным внешним воздействиям и об участии в этих процессах генетического аппарата клетки. Полученные данные могут быть использованы для включения в общий курс лекций по физиологии и биохимии растений, а также в спецкурс физиологии устойчивости растений.
Апробация работы. Результаты, представленные в диссертации, обсуждались на 3 съезде БОФР (Санкт-Петербург, 1993), международном симпозиуме "Symposium of the International Society for Plant Anaerobiosis (Финляндия, 1995), международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды" (Томск, 1995), международном симпозиуме "Физико-химические методы в физиологии растений" (Пенза, 1996) и на заседании кафедры физиологии растений Томского и Санкт-Петербургского госуниЕерситетов (199Є).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из вве-
