Физиолого-биохимические особенности адаптивной реакции малатдегидрогеназной системы в дифференцированных тканях C4-растений при солевом стрессе

Федорина, Ольга Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Физиолого-биохимические особенности адаптивной реакции малатдегидрогеназной системы в дифференцированных тканях C4-растений при солевом стрессе
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Физиолого-биохимические особенности адаптивной реакции малатдегидрогеназной системы в дифференцированных тканях C4-растений при солевом стрессе"

На правах рукописи

Федорина Ольга Сергеевна

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТИВНОЙ

РЕАКЦИИ МАЛАТДЕГИДРОГЕНАЗНОЙ СИСТЕМЫ В ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ ТКАНЯХ С4-РАСТЕНИЙ ПРИ СОЛЕВОМ

СТРЕССЕ

Специальность 03 00 12 - физиология и биохимия растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических

ООЗ174443

Воронеж - 2007

003174443

Работа выполнена в Воронежском государственном университете

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор

Епринцев Александр Трофимович

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор

Корнеева Ольга Сергеевна доктор биологических наук Наквасина Марина Александровна

Ведущая организация Институт фундаментальных проблем биологии РАН

Защита состоится 2 ноября 2007, в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212 038 02 при Воронежском государственном университете по адресу 394006, Воронеж, Университетская пл , 1, аудитория 335

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный университет»

Автореферат разослан

2007 года

Ученый секретарь

диссертационного совета

Брехова Л И

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день одной из основных проблем орошаемых земель является засоление [Базаров, 2006] Соль, попадая в растительные клетки, вызывает в них нарушение тонких биохимических механизмов, определяющих качественное и количественное своеобразие метаболических функций, ход процессов газообмена, гомеостаз и использование доступных источников энергии [Ермаков, 2005] В ответ на действие стрессора в растительном организме происходят значительные изменения, направленные на нейтрализацию осмотических и токсических эффектов Сюда относятся изменение ионной проницаемости мембран, синтез осмолитов и осмопротекторов [Балнокин, 1993, Титов и др , 2003], интенсификация энергетического обмена [Семихатова, 1990, Головко, 1999], интеграция углеродного и азотного метаболизма [Кафи и др, 2003] В такой ситуации наибольший адаптационный потенциал имеют растения, относящиеся к С4-типу (кукуруза, сорго, амарант и др ), для которых характерна более сложная морфофизиологическая структура и лучшая приспособленность к условиям современной окружающей среды по сравнению с Сз-растениями [Воронин и др , 1995]

Одним из главных метаболитов, координирующих слаженную работу обеих тканей, является малат [Эдварде, Уокер, 1986] В утилизации указанного интермедиата принимает участие широкий спектр ферментов, что позволяет ему играть существенную роль в поддержании внутренних физиологических условий клеток при стрессовом воздействии [Епринцев и др ,1999] Двойной путь утилизации маната с помощью мапатдегирогеназ (МДГ) и малик-энзимов (МЭ) дает возможность организму уменьшить зависимость от гликолиза при образовании энергии и синтезе углеродных скелетов [Пинейру и др , 1991] Растительная МДГ-система представляет собой динамическое равновесие белков, способное четко реагировать на физиологическое состояние и потребности организма, а также на изменение окружающей среды Малатдегидрогеназная ферментная система представлена четырьмя дегидрогеназами, две из которых обладают оксидоредуктазной активностью, а две другие - декарбоксилирующей [Иванищев, Курганов, 1992] Считается, что индуцированные солью изменения в работе этих ферментов вносит существенный вклад в формирование адаптивной реакции клетки к действию стрессора [Косулина и

др, 1993, Епринцев и др , 1999] В настоящее время активно обсуждается вопрос о формировании адаптивных реакций растений с разным типом метаболизма Но, несмотря на большое количество работ, посвященных биохимическим механизмам адаптации растений разных экологических групп, наблюдается дефицит исследований, направленных непосредственно на изучение ответной реакции дифференцированных тканей С4-растений на действие стрессовых факторов Особый интерес представляют метаболические пути, с помощью которых осуществляется интеграция работы мезофилла и обкладки

В свете этого, проблема распределения стрессовой нагрузки в морфофизиологической системе тканей С4-растений и вопрос о том, к каким изменениям в функционировании МДГ системы мезофилла и обкладки приводит повышенное содержание соли во внешней среде, имеют большое значение

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение физиолого-биохимических аспектов адаптивной реакции малатдегидрогеназной системы мезофилла и обкладки С4-растений к условиям солевого стресса Для достижения цели были поставлены следующие задачи

1 С помощью модифицированного метода разделения мезофилла и обкладки получить дифференцированные ткани из листьев изучаемых растений

2 Используя универсальные маркеры солевого стресса (накопление пролина и аланина, увеличение общего уровня свободных аминокислот, активация пероксидазы и ферментов ЦТК), оценить степень стрессового воздействия хлорида натрия на мезофилл и обкладку кукурузы в условиях кратковременного засоления

3 Исследовать динамику активности ферментов МДГ-системы в мезофилле и обкладке С4-растений малатного типа в норме и под влиянием стрессора

4 Провести анализ изоферментного состава НАД-МДГ из мезофилла и обкладки листьев С4-растений, относящихся к разным биохимическим группам, и сравнить его с изозимным спектром данного фермента у Сз-растений

5 Изучить субклеточную локализацию изоформ НАД-МДГ мезофилла и обкладки кукурузы в нормальных и стрессовых условиях

6 Выявить стресс-индуцированные изменения в составе множественных молекулярных форм других малатдегидрогеназ из дифференцированных тканей листьев кукурузы

7 Исследовать влияние засоления на содержание важнейших интермедиатов, в том числе малата, пирувата и некоторых других, в разделенных тканях кукурузы

8 Разработать гипотетический механизм адаптивного ответа клеток мезофилла и обкладки С4-растений (на примере кукурузы) к условиям солевого стресса на уровне малатдегидрогеназной ферментной системы

Научная новизна. Научные положения настоящей работы расширяют и углубляют современные представления о физиолого-биохимических различиях дифференцированных тканей С4-растений в нормальных и стрессовых условиях Обнаружено, что в клетках мезофилла опытных растений значения индикаторных показателей развития стрессовой реакции более высокие, по сравнению с обкладкой, т е при кратковременном солевом воздействии основные реакции общего адаптационного синдрома локализованы в клетках мезофильной ткани

Характер изменения активности НАД-зависимых ферментов МДГ-системы указывает на интенсификацию в стрессовых условиях ЦТК и анаплеротических реакций синтеза органических субстратов в обеих исследуемых тканях Судя по динамике активности НАДФ-МДГ и МЭ в клетках мезофилла изучаемых растений, при засолении происходит значительное ингибирование восстановительной реакции цикла Хетча-Слэйка, однако стрессор практически не влияет на активность ферментов данного пути в клетках обкладки Установлена более высокая лабильность функционирования НАД-МДГ мезофилла кукурузы, по сравнению с обкладочной формой фермента

Выявлены различия изоферментного состава НАД-МДГ у С4-растений, принадлежащих к разным биохимическим группам и отличающихся по солеустойчивости Показано, что синтез изозимов НАД-МДГ de novo, обеспечивающий трансформацию метаболизма в ответ на изменение внешних факторов, локализован в клетках мезофилла С4-растений, тогда как в кранц-клетках фотосинтезирующих С4-растений и у растений Сз-типа индуцибильных форм данной МДГ не было обнаружено При засолении в обкладке синтезируются новые изоформы НАД-МЭ и НАДФ-МДГ, но

их количество не превышает числа изозимов, функционирующих в мезофилле в нормальных и стрессовых условиях

Наблюдаемые в стрессовых условиях концентрационные колебания изученных интермедиатов, а также изменения ферментативной активности, указывают на возможную индукцию в тканях кукурузы при засолении дополнительного метаболического пути, связанного с синтезом и транспортировкой аспартата

Практическая значимость. Практическая значимость настоящей работы, прежде всего, связанна с тем, что засоление является одной из главных проблем пахотных земель Центрального Черноземья в связи с практикуемым режимом полива [Добровольский, 2001] Знание физиолого-биохимических механизмов адаптации растений к солевому стрессу и исследование отдельных звеньев адаптивного ответа разных тканей С4-растений, обеспечивающих координацию их метаболизма в целостную систему, позволят в будущем подбирать наиболее устойчивые сорта в данных экологических условиях

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на биолого-почвенном факультете Воронежского государственного университета при чтении лекций по «Физиологии и биохимии растений», в спецкурсах «Фотосинтез», «Дыхание», «Метаболизм органических кислот», а также при проведении практикумов и выполнении курсовых и дипломных работ

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных, региональных и университетских конференциях Они были представлены на 6-ой и 11-ой международных Пущинских конференциях молодых ученых «Биология - наука 21-ого века» (Пущино, 2002, 2007), VI съезде общества физиологов растений России (международная конференция «Современная физиология растений от молекул до экосистем», Сыктывкар, 2007), У-ой международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2007), межрегиональных конференциях, посвященных памяти А А Землянухина "Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов" (Воронеж, 2001, 2002, 2003, 2005, 2006, 2007), ежегодной научной сессии отчетной конференции преподавателей и сотрудников Воронежского государственного университета (2003, 2007)

Публикации. Основные результаты настоящей диссертационной работы изложены в 13 публикациях - 9 статьях и 4 тезисах

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, заключения, выводов и списка литературы (177 источников) Иллюстрационный материал включает 31 рисунок и 14 таблиц ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объекты исследования Основным объектом исследования в работе служили 14-дневные проростки кукурузы (Zea mayse L) сорта Воронежская-76 Активность малатдегидрогеназ определяли также в тканях 14-дневных проростков сорго зернового (Sorghum bicolor, L) Для изучения видового разнообразия изоферментных спектров НАД-МДГ и их трансформации при засолении, кроме вышеуказанных растений использовали 20-дневные проростки проса посевного (Pamcum mihaceum, L) и шпината земляничного (Chenopodium foliosum, L) Все растения были выращены гидропонно по стандартной методике при 16 часовом световом дне с интенсивностью света 25 Ватт/м2

Постановка эксперимента Солевой стресс моделировали инкубацией проростков в растворе 150 мМ NaCl Контролем служили образцы, экспонированные в воде Первую пробу снимали до начала инкубации, а затем - после 1, 3 и 6 часов экспозиции При изучении зависимости функционирования НАД-МДГ от степени стрессового воздействия использовали хлорид натрия разной концентрации (100, 150 и 200 мМ), а время действия стрессора продляли до 24 часов

Получение растительных гомогенатов Разделение мезофилла и обкладки исследуемых растений проводили на холоду, механически, по методу Клечковского, используя индивидуальные для каждого изучаемого фермента среды выделения Чистоту разделенных тканей определяли по активности маркерных ферментов - ФЕП-карбоксилазы и НАДФзависимой-глицеральдегидфосфат дегидрогеназы [Епринцев и др, 2005], о которой судили по изменению оптической плотности, обусловленному утилизацией или накоплением НАДН+ Для получения гомогената листьев шпината, растительный материал растирали со средой выделения НАД-МДГ и стеклом, а затем центрифугировали при 8 000g в течение 10 минут [Землянухин, Землянухин, 1996]

Получение субклеточных фракций мезофилла и обкладки Субклеточные фракции мезофилла и обкладки кукурузы получали методом дифференциального центрифугирования [Землянухин, Землянухин, 1996]

Определение активности Ферментов Активность всех ферментов регистрировали спектрофотометрически на СФ-46, при разных длинах волн с использованием специфических для каждого фермента сред колориметрирования [Землянухин, Землянухин, 1996, Юзбеков, 1990, Moller, 1977 , Магомедов, Тищенко, 1978] Активность выражали в Е/гсм, где Е - ферментативная активность, а гсм - грамм сырой массы

ЭлектроФоретическое исследование изоферментного спектра Ферментов

Нативный диск-электрофорез в полиакриламидном геле проводили по Девису [Davis, 1994] Специфическое проявление гелей осуществляли тетразолиевым методом [Fieldes, 1992 ]

Определение содержания интермедиатов в исследуемых образцах

Определение содержания маната, лактата, 2-ОГ, ФЕП и пирувата проводили спектрофотометрически на СФ-46 при длине волны 340 нм стандартным методом [Детлаф ТА, 1974] Концентрацию глюкозы и фруктозы измеряли спектрофотометрически на СФ-46 при длине волны 500 нм, с использованием стандартного набора для медицинских анализов, предварительно осаждая белок в пробах 50% ТХУ

Аминокислотный анализ Содержание свободных аминокислот определяли на аминокислотном анализаторе Т-339 в лаборатории массовых анализов ВГАУ им К Д Глинки Пролин экстрагировали толуолом, о количестве пролина судили по его реакции с нингидрином при длине волны 520нм [Hare, 1998]

Статистическая обработка данных Опыты проводили в 3-х кратной биологической повторное™, аналитическое определение для каждой пробы - в трех повторностях Для определения достоверности результатов применяли метод вариационной статистики В таблицах и на рисунках приведены данные типичных опытов, где каждое значение есть среднее арифметическое Для построения графиков применяли программы линейной и параболической аппроксимации При математической обработке использовали статистический критерий Стъюдента [Лакин 1990, Афифи, Эйзен, 1982]

СТЕПЕНЬ СТРЕССОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ХЛОРИДА НАТРИЯ НА ТКАНИ КУКУРУЗЫ ПРИ ЗАСОЛЕНИИ Проявление признаков стрессового напряжения и развития адаптивных реакций в мезофилле и обкладке кукурузы.

В ходе экспериментов было обнаружено увеличение суммарного количества свободных аминокислот, концентрации стрессовых аминокислот и содержания аланина в листьях кукурузы на протяжении всей экспозиции в опытных растениях по сравнению с контролем, что указывает на наличие стрессового состояния в их клетках [Пюрко и др, 2004, Кафи и др, 2003, Мутлу, Бозкук 2005, Нобел1972] Анализ значений маркеров стресса (содержание пролина и активность пероксидазы [Измайлов 1986, Gulzar et all, 2001]) в разделенных тканях кукурузы при 150 мМ засолении показал, что клетки мезофилла и обкладки испытывают не одинаковое напряжение в модифицированных условиях

Таблица 1

Значения индикаторных показателей развития стрессовой реакции в тканях кукурузы под действием хлорида натрия (п=3, Р < 0,05)

Маркер стрессовой реакции Тип ткани Вариант опыта Время экспозиции, час

0 1 3 6

Содержание пролина, мМ/гсм Мезофилл контроль 1,34+0,03 1,32+0,03 1,27±0,03 1,39±0,03

150 мМ NaCl 1,34+0,03 1,96±0,05 1,85+0,04 1,53+0,03

Обкладка контроль 0,87+0,02 0,79±0,02 0,81+0,02 0,81+0,02

150 мМ NaCI 0,87+0,02 0,53±0,01 0,57+0,01 0,92+0,03

Активность пероксидазы, Е/гсм Мезофилл контроль 5,44+0,15 5,70+0,16 4,81+0,13 6,54+0,18

150 мМ NaCl 5,44+0,15 8,78+0,25 5,75+0,16 8,15±0,24

Обкладка контроль 0,57±0,01 0,63+0,02 0,92±0,03 0,60+0,18

150 мМ NaCl 0,57+0,01 0,64+0,02 0,68+0,02 0,34+0,01

Концентрация пролина оказалась выше в условиях опыта по сравнению с контрольными значениями (на 40-43%) только в клетках мезофилла, тогда как в обкладке данные показатели на протяжении трех часов инкубации были даже несколько ниже, чем в контроле (табл 1) Похожая тенденция была выявлена для пероксидазы фермент, функционирующий в мезофилле при засолении значительно активировался, а активность его обкладочной формы в условиях солевого стресса, по крайней мере, в первые три часа, практически не отличалась от контроля (табл 1)

Известно, что у солеустойчивых растений соль транспортируется в наиболее удаленную от проводящей системы ткань [Балнокин и др , 2005], в качестве которой у

С4-растений выступает мезофилл. В свете этого, вполне вероятно, что данная ткань испытывает более мощное стрессовое воздействие при засолении.

Стресс-индуцироваиная интенсификация ферментов ЦТК в клетках мезофилла и обкладки листьев кукурузы

Изучение влияния солевого стресса на некоторые ферменты ЦТК в клетках мезофилла и обкладки кукурузы (фумаратгидратазу, аконитатгидратазу, и сукцинатдегидрогеназу) показало, что усиление дыхательного метаболизма имеет место в обеих тканях исследуемого растения. Энергизация, наряду с мезофиллом, клеток обкладки, на наш взгляд, связана с тем, что кранц-клетки испытывают негативное влияние стрессора, но оно опосредованно и происходит в силу изменения функционального состояния клеток мезофилла.

Динамика скорости работы НАД-МДГ в тканях кукурузы под влиянием хлорида натрия разной концентрации.

Нами исследовано функционирование НАД-зависимой МДГ из клеток мезофилла и обкладки кукурузы в условиях 100, 150 и 200 мМ хлоридного засоления (рис.1). Показано, что активность НАД-МДГ мезофилла более изменчива в стрессовых условиях по сравнению с обкладкой, по крайней мере, в тех случаях, когда время стрессового воздействия относительно невелико.

ипро»

100 [J0 200

Концентрация NaCl в среде инкубации растений. мМ

Концентрация NaCl в среде инкубации растений, мМ

Рис. 1 Изменение активности НАД-МДГ в клетках мезофилла и обкладки кукурузы в зависимости от концентрации №С1 и продолжительности стрессового воздействия (1 -инкубация растений в течение часа, 2 - в течение 6 часов, 3 -в течение 24 часов).

При засолении в течение 24-х часов, ответная реакция на действие соли высокой концентрации в обкладке выражена сильнее, чем в мезофилле. Скорее всего, на самых первых стадиях засоления основную тяжесть давления стрессора принимают на себя клетки мезофилла, имеющие более лабильный по сравнению с обкладкой метаболизм. Ферментные системы обкладки более консервативны и в том случае, если стрессовое воздействие нарастает, и ионы соли проникают в кранц-клетки, они, вероятно, испытывают большее напряжение по сравнению с мезофиллом.

ДИНАМИКА АКТИВНОСТИ ФЕРМЕТОВ МАЛАТДЕГИДРОГЕНАЗНОЙ СИСТЕМЫ В МЕЗОФИЛЛЕ И ОБКЛАДКЕ С4-РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ

СОЛЕВОГО СТРЕССА Стресс-индуцированные изменения активности НАД - зависимой оксидоредуктазной малатдегидрогеназы При изучении влияния солевого стресса на НАД-МДГ кукурузы показано, что под действием хлорида натрия в клетках обеих тканей происходила активация фермента, однако в обкладке пик активности фермента приходился на более позднее время, по сравнению с мезофиллом (рис.2А). Активация данного фермента в тканях изучаемых растений в условиях солевого стресса связана с двумя аспектами адаптивного ответа клеток на засоление: во-первых, с необходимостью притока энергии для компенсации негативного влияния соли [Семихатова и др., 1993], а во-вторых, с интенсивным синтезом осмолитов при засолении [Барабой, 1991].

0 13 6

время экспозиции, час

0 13 6

время экспозиции, час

Рис.2 Динамика активности НАД-зависимых ферментов МДГ-системы в листьях кукурузы в условиях солевого стресса

А НАД-МДГ; Б- НАД-МЭ; 1- мезофилл, контроль; 2 - мезофилл, 150 мМ NaCl; 3- обкладка, контроль; 4 - обкладка, 150 мМ NaCl.

Динамика активности НАД-зависимого малик-энзима в нормальных и стрессовых условиях

В листьях кукурузы засоление интенсифицировало работу НАД-МЭ мезофилла на протяжении всего времени экспозиции (рис.2Б). Наибольшая разница между опытными и контрольными значениями была зафиксирована через час засоления и составляла 95,2%. В обкладке активность данного фермента в первый час засоления была на 63% выше в условиях опыта по сравнению с образцами, экспонированными в воде, но после трёх часов экспозиции существенно не отличалась от контроля (рис.2Б). Данный малик-энзим локализован в митохондриях и выполняет анаплеротическую функцию, он также способен утилизировать запасной фонд органических кислот, главным образом малат [Иванищев, Курганов,1992]. Кроме того, фермент может и пополнять клеточный пул мапата, когда концентрация субстратов ЦТК становится недостаточной для его поддержания.

Влияние солевого стресса на работу НАДФ-зависимого малик-энзима

Активность НАДФ+-МЭ кукурузы под действием хлорида натрия в мезофилле увеличивалась, достигая максимума (в 12,9 раз выше, чем в контроле) к 3 часам экспозиции (рис.ЗА). В обкладке различия контрольных и опытных показателей для данного фермента в течение трёх часов опыта были не велики, а к концу экспозиции происходило почти полное ингибирование его работы (рис.ЗА). Значительная доля индуцированной солью активности МЭ приходится на клетки мезофилла, в обкладке, где он принимает

впемя экспозиции, час

Рис.3 Динамика активности НАДФ- участие в цикле Хетча-Слейка, его

зависимых ферментов МДГ-системы в активн0сть подавлена. Такое

листьях кукурузы в условиях солевого

стресса перераспределение, вероятно, открывает

А- НАД-МДГ; Б- НАД-МЭ;

1- мезофилл, контроль; 2 - мезофилл, Дополнительные возможности реализации

150 мМ NaCl; 3- обкладка, контроль; 4 адаптивного ответа клеток мезофилла. - обкладка, 150 мМ NaCl.

Функционирование НАДФ-зависимой малатдегидрогеназы в листьях кукурузы в

условиях засоления

На первом этапе солевого воздействия имело место ингибирование (активность фермента падала в 1,44 раза) мезофильной формы НАДФ-МДГ кукурузы, затем наблюдался всплеск ферментативной активности, но к 6 часам экспозиции данная величина снова становилась ниже контрольной в 2,7раза В обкладке кукурузы была показана активация НАДФ-МДГ на протяжении шести часов засоления по сравнению с контролем (рис ЗБ) По-видимому, в мезофилле, где фермент обеспечивает образование малата из ОАА в цикле Хетча-Слэйка, происходит угнетение его работы под действием NaCl Активация НАДФ-МДГ в кранц-клетках не связана с процессом фиксации углерода и, вероятно, имеет значение для реализации других функций НАДФ-МДГ, например, функционирования малатного клапана через оболочку хлоропласта, который является одним из важных механизмов, помогающих создавать требуемую лабильность метаболизма [Faske et al, 1997, Backhausen et al, 1998]

Сходные эффекты были показаны при изучении влияния 150 мМ NaCl на функционирование ферментов, входящих в состав МДГ-системы в мезофилле и обкладке листьев сорго

ИЗОФЕРМЕНТНЫЙ СПЕКТР КОМПОНЕНТОВ МДГ-СИСТЕМЫ С4-РАСТЕНИЙ В НОРМАЛЬНЫХ И СТРЕССОВЫХ УСЛОВИЯХ

Стресс-индуцированные изменения в изоферментном составе НАД-МДГ

Исследованы изоферментные спектры НАД-МДГ разных видов растений (табл 2) Анализ полученных электрофореграмм, показал, что форма фермента с Rf= 0,31 является универсальной для всех изученных растений и характерна для обеих тканей изученных С4-растений, за исключением проса, где данная форма локализована только в мезофилле Изоформа с Rf=0,34 встречается в тканях С4-растений, но не обнаружена в шпинате Некоторые изоформы МДГ (Rf=0,26, 0,21, 0,14) присутствуют только в растениях, подвергнутых засолению, тогда как в клетках контрольных растений всех изученных видов их нет Другие же формы у одних видов являются стресс-индуцированными, а у других присутствуют в норме Интересно, что в мезофилле этиолированных проростков кукурузы изоформа НАД+-зависимой оксидоредуктазной МДГ с Rf=0,27 функционировала в нормальных условиях, а засоление 150 мМ NaCl

приводило к её ингибированию. Кроме того, указанная изоформа появлялась в клетках обкладки этиолированных растений после 6 часов засоления. По-видимому, изоформа с Яро,27, функционирующая в мезофилле этиолированных растений и в условиях солевого стресса отвечает за энергизацию клетки.

Таблица 2.

Вариабельность изоферментного состава НАД-МДГ растений с разным типом фотосинтеза в

условиях стресса

(М-мезофилл, О-обкладка; к-контроль, с—150 мМ №С1; Щ- Стресс-индуцированные изоформы)

объект КУКУРУЗА (/.ей тауэе 1.) СОРГО (Sorghum bicolor, L) ПРОСО (Panicum miliaceum, L) ШПИНАТ (С heno-podiitm foliosum, L)

Зеленые растения Этиолированные растения

Ткань М О М О М О М О листья

Кг к с к с к с к с к с к с к с к с к с

0,14 +

0,19 - - - - - - - - - + - - + + - - + +

0,21 +

0,24 + + - - - - - - - + - - - - - - - -

0,26 - + - - - - - - - - - - - - - - - -

0,27 - - - + - - + - + - - - - - - - -

0,29 + + - - + + + + - - - - - + - - - -

0,31 + + + + + + + + + + + + + + - - + +-

0,34 + + + + + + + + + + + + + + + + - -

0,37 - - - - - - - - - + - - - - - - + +

Выявлено, что появление стресс-индуцированных изоформ НАД-МДГ в клетках растений влияет на их солеустойчивость. Синтез большого числа дополнительных изоформ фермента в мезофилле кукурузы и сорго при засолении отражается на скорости окисления малата или восстановления оксалоацетата в клетках этих растений, что позволяет максимально приспособить их энергетическую систему к меняющимся условиям среды и перейти на новый стационарный уровень функционирования. Следует подчеркнуть, что возможность индуцированного синтеза дополнительных молекулярных форм фермента непосредственно связана с избыточностью генетического материала в растительной клетке [Ра1ецо е! а1.,2003].

Субклеточная локализация и тканевая специфичность стресс-индуцированных форм НАД-МДГ в листьях кукурузы

Показано, что в клетках мезофилла солевой стресс вызывал активацию как митохондриальной, так и цигоплазматической НАД-МДГ по сравнению с контролем. Наибольшее различие в интенсивности работы фермента контрольных и опытных образцов в митохондриях мезофилла наблюдали после первого часа инкубации в хлориде натрия, а в цитоплазме - через три часа экспозиции. В обкладке также обнаружили усиление активности НАД-МДГ митохондрий и цитоплазмы в модифицированных условиях по сравнению с контролем, причем первоначально активировалась цитозольная форма, а затем - митохондриальная.

А Б

Рис.4 Электрофореграмма (А) и схема (Б) изоферментов НАД-МДГ, локализованных в разных компартментах клеток дифференцированных тканей кукурузы в нормальных и стрессовых условиях.

к - контроль; 1с, 6с - инкубация опытных растений в 150 мМ NaCl в течение одного и шести часов соответственно; MTX - митохондрии, ЦТП - цитоплазма, М - мезофилл, О - обкладка; стрелка указывает на стресс-индуцированную форму фермента

Электрофоретический анализ субклеточных фракций мезофилла и обкладки зеленых проростков кукурузы (рис.4), показал, что в мезофилле контрольных образцов две изоформы НАД-МДГ (Rt=0,31 и 0,24) присутствовали в цитоплазме, изоформа с Rf=0,29 была характерна только для митохондрий, а МДГ с Rf=0,34 проявлялась в обеих фракциях. Обкладочные изоформы НАД-МДГ распределялись в исследуемых фракциях следующим образом: изоформу с R,=0,34 обнаружили в митохондриях, а с Rf=0,31 - в цитоплазме (рис.4). Индуцированные солью дополнительные изоформы

МДГ в мезофилле зелёных листьев кукурузы имели митохондриальную (Я|=0,27) и цитоплазматическую (Я(=0,26) локализацию.

Изоферментный состав других малатдегидрогеназ кукурузы в норме и при солевом стрессе

С помощью электрофоретического анализа удалось выявить индуцированные солью изменения изоферментного спектра ферментов мезофилла и обкладки кукурузы, участвующих в метаболизме малата. В листьях кукурузы НАД-МЭ представлен двумя изоформами с Я(= 0,33 и 0,27, причем в мезофилле обе формы присутствуют как в нормальных, так и в стрессовых условиях, а в обкладке, в контроле, проявляется только быстро-движущаяся. Медленодвижущаяся форма малик-энзима была обнаружена в обкладке кукурузы спустя 3 часа засоления (рис.5). Возможно,

функционирование большего, по сравнению с контролем, числа изоформ малик-энзима в обкладке, связанно с недостаточной лабильностью НАД-МДГ в данной ткани и необходимо для того, чтобы поддержать активность фермента на исходном уровне, не допуская его ингибирования под действием стрессора.

Выявлено, что изоферментный спектр НАДФ-МЭ стабилен и представлен лишь одной изоформой с Я{=0,11. Консервативность фермента, скорее всего, обусловлена важностью физиологической роли данного малик-энзима в метаболизме С4-растений малатного типа (фермент декарбоксилирует малат в цикле Хетча-Слейка). Изоферментный спектр НАДФ+-зависимой МДГ включает две полосы (рис.6). В клетках мезофилла присутствуют обе как в контрольных, так и в опытных образцах. В обкладке в норме активна изоформа с Яр 0,45, а при засолении в дополнение к ней

А Б

Рис.5 Электрофореграмма (А) и схема (Б) изоферментов НАД-МЭ в мезофилле и обкладке листьев кукурузы в нормальных и стрессовых условиях

к - контроль; 1с и 6с - инкубация опытных растений в 150 мМ NaCl в течение одного и шести часов соответственно; М - мезофилл, О -обкладка; стрелка указывает на стресс-индуцированную форму.

появляется форма с Яр 0,47. Изменение изоферментного спектра обсуждаемой МДГ в обкладке, вероятно, связано с необходимостью восстановления НАДФ в данной ткани в стрессовых условиях. Можно предположить, что высокая

консервативность мезофилльных изоформ фермента снижает его адаптивную способность и приводит к осцилляциям ферментативной активности при засолении в данной ткани.

М О

к 1с Зс 6с к 1с Зс бс

Рис.6 Электрофореграмма (А) и схема (Б) изоферментов НАДФ-МДГ в мезофилле и обкладке кукурузы в нормальных и стрессовых условиях, к - контроль; 1с, 3 и 6с - инкубация опытных растений в 150 мМ NaCI в течение одного, трех и шести часов соответственно; М - мезофилл, О -обкладка; стрелка указывает на стресс-индуцированную форму фермента

ВЛИЯНИЕ СОЛЕВОГО СТРЕССА НА СОДЕРЖАНИЕ ИНТЕРМЕДИТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПУТЕЙ В ЛИСТЬЯХ КУКУРУЗЫ

Стресс-индуцированные колебания содержания малата и пирувата в клетках мезофилла и обкладки кукурузы

В результате проведенных экспериментов выявлено, что в клетках мезофилла происходило значительное накопление малата как в контрольных, так и в опытных растениях на протяжении экспозиции.

Наибольшая разница между контрольными и опытными величинами (показатели отличались в 2,5 раза) наблюдалась в первый час экспозиции. В обкладке кукурузы происходило значительное увеличение концентрации яблочной кислоты в течение первого часа инкубации в соли, по сравнению с контролем. Дальнейшее экспонирование приводило к расходованию фонда малата (табл.3). Солевой стресс в первый час экспозиции вызывал увеличение содержания пирувата - в 3,3 раза по сравнению с контролем - в мезофилле и снижение его количества в клетках обкладки в 1,3 раза.

Таблица 3

Изменение концентрации малата и пирувата в листьях кукурузы при засолении, мкг/гсм (п=3, Р < 0,05)

Интермедиат Вариант опьгга контроль 150мМ№С1

Время экспозиции 0 1 3 6 0 1 3 6

Малат мезофилл 0,67+ 0,02 1,34+ 0,03 4,88± 0,13 4,02± 0,12 0,67+ 0,02 3,35± 0,03 5,74± 0,16 3,68+ 0,09

обкладка 3,35+ 0,09 3,74+ 0,09 3,25+ 0,09 3,01+ 0,09 3,35+ 0,09 5,74+ 0,16 3,01+ 0,09 1,34± 0,03

Пируват мезофилл 2,12± 0,06 1,68+ 0,04 1,68+ 0,05 1,68± 0,04 2,12+ 0,06 5,46+ 0,15 0,42± 0,01 1,68+ 0,03

обкладка 1,26+ 0,03 1,68+ 0,04 1,26+ 0,03 0,84± 0,02 1,26± 0,03 1,26+ 0,03 0,84+ 0,02 1,26+ 0,03

В мезофилле через три часа солевого воздействия значения концентрации пирувата были существенно ниже контрольных, а через 6 часов выходили на первоначальный уровень В клетках обкладки после 3 часов засоления количество пирувата в опытных образцах было все еще ниже, чем в контроле, а к концу экспозиции превышало контрольный уровень в 1,5 раза (табл 3)

Динамика содержания других метаболитов в клетках кукурузы в условиях хлоридного засоления

Изучение динамики содержания других клеточных метаболитов кукурузы в условиях хлоридного засоления позволило заключить, что клетки мезофилла и обкладки в стрессовых условиях не только не теряли способности утилизировать глюкозу при засолении, но и даже усиливали ее потребление Несмотря на негативное влияние соли на ферменты МДГ-системы, участвующие в цикле Хетча-Слэйка, карбоксилирование ФЕП, по-видимому, идет в стрессовых условиях достаточно интенсивно, о чем свидетельствует значительное снижение ФЕП в первый час экспозиции в опытных образцах по сравнению с контролем, возможно, при засолении какая-то часть ОАА преобразуется в аспартат, который затем направляется в обкладку, однако, судя по активности АЛАТа, вторичный процесс челночного обмена аспарта и аланина между клетками мезофилла и обкладки в полной мере не реализуется

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема распределения стрессовой нагрузки в тканях С4- растений, которые не только обладают определенными признаками ксероморфности, но и способны усиливать их при длительном засолении чрезвычайно интересна [Воронин и др , 1995, Рахманкулова и др, 2001, Чиркова, 1999] В нашей работе в качестве маркеров солевого стресса был использован целый ряд показателей, изменение которых при засолении дают основание считать, что у С4-растений соль транспортируется в наиболее удаленную от проводящей системы ткань - в мезофилл В силу того, что характер повреждающего действия соли и ответная реакция клетки на засоление во многом зависят от степени действия стрессора [Кафи и др ,2003], выявленные адаптивные изменения в работе ферментов МДГ-системы при стрессе существенно отличаются в зависимости от типа ткани Наряду с индуцированными колебаниями энзиматичесой активности изучаемых ферментов при засолении, обнаружены видоспецифические особенности адаптации изоферментного состава НАД-зависимой оксидоредуктазной МДГ клеток мезофилла и обкладки С4-растений, относящихся к разным биохимическим типам и отличающихся по солеустойчивости, а так же показан стресс-индуцированный синтез других малатдегидрогеназ в тканях кукурузы при засолении

Возможно, в хлоропластах кранц-клеток кукурузы за счет интенсификации работы НАДФ-МДГ образуется дополнительный НАДФН Т к в обкладке С4-растений малатного типа не функционирует фотосистема II, то синтезированный при стрессе НАДФН может использоваться в восстановительных реакциях цикла Кальвина Это обстоятельство, а также факт интенсификации процессов, приводящих к выделению эндогенного СО2 обнаруженный в тканях С4-растений в модифицированных условиях, играют важную роль в усилении автономности функционирования обкладочных клеток при солевом стрессе

Результаты проведенного нами исследования позволили разработать гипотетическую схему адаптивной трансформации метаболизма клеток мезофилла и обкладки кукурузы с непосредственным участием МДГ системы в условиях кратковременного солевого стресса (рис 7) Мы предполагаем, что на первом этапе соль транспортируется в мезофилл, в силу чего данная ткань в большей степени

испытывает стрессовое напряжение. Показано, что солевое воздействие в первую очередь негативно влияет на активность НАДФ-МДГ мезофилла, вследствие этого нарушается нормальное функционирование цикла Хетча-Слейка. Однако, скорость ассимиляции углекислого газа клетками мезофилла высока, т.к. в условиях засоления наблюдается интенсивное расходование фосфоенолпирувата. Возможно, в данном случае в клетках мезофилла из оксалоацетата синтезируется аспартат, направляемый в дальнейшем в обкладку. В литературе имеются данные, указывающие на возможность протекания такого пути в клетках С4-растений малатного типа [Эдварде, Уокер, 1986].

Рис.7. Гипотетическая схема адаптивной трансформации метаболизма клеток мезофилла и обкладки кукурузы к условиям кратковременного солевого стресса с непосредственным участием МДГ системы

Условные обозначения ферментов:

1.НАД-МДГ

2.НАД-М.Э.

3.НАДФ-МДГ

4.НАДФ-М.Э.

5.АСАТ

6.АЛАТ

Стрелки показывают направление биохимических реакций:

-стресс-индуцированныи метаболический путь

* -интенсификация процесса

-------подавление процесса

_- сопряженные процессы или

направление дальнейшей утилизации продуктов реакции

Вероятно, ключевую роль в реализации данного механизма играет НАД-МЭ, для которого показана индукция активности и синтез дополнительной изоформы в

стрессовых условиях в обкладке кукурузы Т о, соль вызывает изменения в функционировании цикла Хетча-Слэйка, и в клетках кукурузы под давлением стрессора возникает дополнительный метаболический путь, связанный с синтезом аспартата, транспортировкой его в обкладку и дальнейшей утилизацией по аспартатному типу С4-пути, который дает растениям определенные преимущества при стрессе [Рахманкулова и др , 2001, Мокроносов, Гавриленко,1992] Однако обнаруженное при засолении падение ферментативной активности АЛАТа показывает, что вторичный процесс челночного обмена аспартата и аланина между клетками мезофилла и обкладки, возможно, реализуется не в полной мере

ВЫВОДЫ

1 Установлено, что при кратковременном солевом воздействии основные реакции общего адаптационного синдрома локализованы в клетках мезофильной ткани кукурузы, о чем свидетельствует увеличение значений индикаторных показателей развития стрессовой реакции (активация пероксидазы и накопление пролина) именно в этой ткани

2 Выявлена интенсификация энергетического метаболизма не только в клетках мезофилла, но и в обкладке кукурузы, где дополнительная энергия необходима для обеспечения нормального функционирования метаболических путей при нарушении работы ферментных систем мезофилла

3 Показано, что засоление приводит к изменениям в функционировании ферментов МДГ-системы дифференцированных тканей С4-растений малатного типа Характер динамики активности НАДФ-зависимых ферментов системы в клетках мезофилла и обкладки под действием соли указывает на ингибирование хлоридом натрия восстановительной реакции цикла Хетча-Слэйка, однако стрессор практически не влияет на декарбоксилирующую активность фермента

4 Обнаружено, что действие растворов соли разной концентрации индуцировало более значительные колебания активности НАД-МДГ в клетках мезофилла, по сравнению с обкладкой В мезофильной ткани высокая лабильность активности энзима коррелировала с широкой вариабельностью его изоферментного спектра

5 Анализ изоферментного состава НАД-МДГ у растений, обладающих разными морфофизиологическими характеристиками и отличающихся по

солеустойчивости, позволил выявить конститутивные и индуцибельные формы фермента Установленно, что синтез изозимов НАД-МДГ de novo локализован в клетках мезофилла С4-растений В кранц-клетках фотосинтезирующих С4-растений и у растений Сз-типа индуцибильных форм данной МДГ не было обнаружено

6 Выявлено, что стресс-индуцированные изменения функционирования НАД-МДГ в мезофилле кукурузы затрагивают как цитозольные, так и митохондриальные формы фермента Индуцибельные формы участвуют в обеспечении поставки органических субстратов (цитоплазматическая) и в интенсификации дыхательного метаболизма (митохондриальная)

7 Показано, что ндуцибельные изоформы НАД-МЭ и НАДФ-МДГ локализованы в обкладке, и их количество не превышает число изозимов, функционирующих в мезофилле в нормальных и стрессовых условиях Изоферментный состав НАДФ-МЭ стабилен и представлен только одной молекулярной формой фермента

8 Установлено накопление маната в клетках мезофилла и обкладки на первом этапе солевого воздействия, что связанно с его участием в таких компенсаторных реакциях, как формирование осмотического гомеостаза растительных клеток, создание осмотического потенциала вакуолей, поддержание рН цитозоля и образование запаса органических кислот в клетке

9 Концентрационные колебания пирувата, обнаруженные в дифференцированных тканях кукурузы в условиях засоления, показывают, что в первые часы действия хлорида натрия усиливается транспорт пировиноградной кислоты из обкладки в мезофилл, где пируват используется для нейтрализации негативного влияния стрессора В дальнейшем происходит увеличение содержания данного метаболита и в клетках обкладки, характеризующихся более поздней ответной реакцией

10 Полученные результаты позволили разработать гипотетическую схему адаптивной трансформации метаболизма клеток мезофилла и обкладки кукурузы с непосредственным участием МДГ системы в условиях кратковременного солевого стресса Отмечается возможность индукции хлоридом натрия дополнительного метаболического пути в изучаемых тканях С4-растений малатного типа часть оксалоацетата преобразуется в аспартат, направляемый в обкладку для дальнейшей утилизации по аспартатному типу

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1 Епринцев А Т Влияние солевого стресса на ферменты окислительного метаболизма / А Т Епринцев, Е В Назаренко, С С Артемьева, О С Солодилова // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов Межрегиональный сборник научных работ, посвященный памяти А АЗемлянухина - Выпуск3 - ВоронежВГУ 2001 -с 39-43

2 Артемьева С С Активность и изоферментный состав пероксидазы у Сз- и С4-растений при солевом стрессе/С С Артемьева, О С Солодилова //6м Пуиданская конференция молодых ученых "Биология-наука XXI века" -Пущино -2002 -с 185

3 Артемьева С С Действие солевого стресса на ферменты различных метаболических путей / С С Артемьева, О С Солодилова, Т С Федорова, Г А Хомченкова, А Т Епринцев // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов Межрегиональный сборник научных работ, посвященный памяти А А Землянухина-Выпуск 4 -Воронеж ВГУ-2002 - с 2734

4 AT Епринцев Роль свободных аминокислот в адаптивной реакции кукурузы в условиях солевого стресса / А Т Епринцев, О С Солодилова, Г H Хожаинова //Вестник ВГУ, №2, -серия химия, биология -2003 -с 87-93

5 Федорина О С Влияние солевого стресса на функционирование пероксидазы из мезофилла и обкладки кукурузы / ОС Федорина, Т С Федорова, А Т Епринцев // Межрегиональный сборник научных работ, посвященный памяти А А Землянухина - Выпуск 5 - Воронеж ВГУ-2003 - с 159-163

6 Федорина О С Влияние засоления на содержание клеточных интермедиатов в мезофилле и обкладке кукурузы /ОС Федорина, Т С Федорова, А Т Епринцев // Межрегиональный сборник научных работ, посвященный памяти А А Землянухина - Выпуск 7 - Воронеж ВГУ- 2005 - с 180-183

7 Федорина О С Особенности функционирования малатдегидрогеназы в мезофилле и обкладке кукурузы в условиях солевого стресса /ОС Федорина, Ю А Сердюков, А Т Епринцев // Межрегиональный сборник научных работ, посвященный памяти А А Землянухина - Выпуск 8 -Воронеж ВГУ-2006 -с 210-214

8 Eprintsev А Т Function of malatdehydrogenase complex of maize mesophyll and bundle sheath cells under salt stress condition /AT Eprmtsev, О S Fedonna // Journal of Stress Physiology & Biochemistry -2006 - Vol 2 -№ 2, P 1-6

9 Епринцев А Т Изоферментный состав мапатдегидрогеназного комплекса в мезофилле и обкладке кукурузы в условиях солевого стресса /А Т Епринцев, О С Федорина, А Б Пузырев // VI съезд общества физиологов растений России Международная конференция «Современная физиология растений от молекул до экосистем» - Сыктывкар, 2007 -материалы докладов, часть 2 -с129-131

10 Епринцев А Т Функционирование малатдегидрогеназной системы в мезофилле и обкладке Zea Mays в условиях солевого стресса / А Т Епринцев, О С Федорина // Физиология растений - 2007 - №6, с 820-827

11 Федорина О С Участие малатдегидрогеназной ферментной системы дифференцированных тканей кукурузы в адаптации к условиям солевого стресса / ОС Федорина, А Б Пузырев // 11 "" Пущинская конференция молодых ученых "Биология - наука XXI века" -Пущино-2007 с 193

12 Епринцев AT Характер распределения осмотического напряжения в клетках дифференцированных тканей кукурузы в условиях солевого стресса / А Т Епринцев, О С Федорина // V-я международная научная конференция «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» - Минск - 2007 -с 207-208

13 Федорина О С Степень стрессового воздействия хлорида натрия на клетки дифференцированных тканей кукурузы /ОС Федорина, А Б Пузырев, Ю А Сердюков, А Т Епринцев // Межрегиональный сборник научных работ, посвященный памяти А А Землянухина - Выпуск 9 - Воронеж ВГУ-2007 -с 122-126

Статьи № 4 и 10 опубликованы в журналах, входящих в список ВАК

Подписано в печать 27 09 07 Формат 60x84'/16 Уел печ л 1,4 Тираж 100 экз Заказ 2008

Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии Издательско-полиграфического центра Воронежского государственного университета 394000, Воронеж, ул Пушкинская, 3

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Федорина, Ольга Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физиолого-биохимические аспекты адаптации растений разных экологических групп к условиям солевого стресса

1.1.1.Пути реализации общего адаптационного синдрома у 13 растений

1.1.2. Биохимические механизмы адаптивного ответа живых 16 систем на изменение внешних условий

1.1.3. Механизмы угнетающего действия солей на клетки 19 растений и главные стратегии их приспособленности к солевому стрессу

1.1.4. Основные реакции специфической составляющей 24 общего адаптационного синдрома у растений в условиях повышенной солености

1.1.4.1 .Дополнительные энергетические затраты растительной клетки, необходимые для нейтрализации негативных эффектов, возникающих при засолении

1.1.4.2. Компенсаторные реакции, направленные на 27 поддержание клеточного гомеостаза в условиях солевого стресса

1.1.4.3. Осмолитическая и осмопротекторная функция 31 пролина и его роль в адаптивном ответе растительного организма на засоление

1.1.4.4. Стресс - индуцированные изменения структуры и 33 функционирования биологических мембран при засолении

1.1.4.5. Трансформация фонда растворимых и не 36 растворимых углеводов под действием солевого стресса в клетках растений

1.1.4.6. Адаптация клеток к модифицированным условиям на уровне белковых молекул

1.2. Особенности формирования адаптивного ответа на изменение условий внешней среды у растений, обладающих С4-типом фотосинтеза

1.2.1. Морфологические типы и фотосинтетическая функция 39 листьев С4-растений

1.2.2. Метаболические особенности тканей С^растений, 44 обеспечивающие успех их адаптации к действию стрессоров различной природы

1.3. Функционирование компонентов растительной малатдегидрогеназной ферментной системы в нормальных и стрессовых условиях

1.3.1. Роль малата в метаболизме растений

1.3.2. Пути утилизации малата и характеристика основных 50 ферментов МДГ-системы

1.3.3.Стресс-индуцированные изменения в функцио- 53 нировании ферментов МДГ-системы

1.3.4. Полиморфизм изоферментов малатдегидрогеназ и их 55 генетическая детерминация

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты и методы

2.1.1 Объекты исследования

2.1.2 Постановка эксперимента

2.1.3. Получение растительных гомогенатов

2.1.4. Получение субклеточных фракций мезофилла и 59 обкладки

2.1.5.Определение активности ферментов

2.1.6. Электрофоретическое исследование изоферментного 63 спектра ферментов

2.1.7. Определение содержания интермедиатов в исследуемых ^3 образцах

2.1.8. Аминокислотный анализ

2.2.9. Статистическая обработка данных 54 2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.2.1. Перекрестное загрязнение клеток мезофилла и ^ обкладки при их дифференцировании из листьев С4-растений.

2.2.2. Степень стрессового воздействия хлорида натрия на ^ ткани кукурузы при засолении.

2.2.2.1. Проявление признаков стрессового напряжения и 57 развития адаптивных реакций в мезофилле и обкладке кукурузы.

2.2.2.2. Динамика скорости работы НАД-МДГ кукурузы под 74 влиянием хлорида натрия разной концентрации

2.2.2.3. Стресс-индуцированная интенсификация ферментов 78 ЦТК в клетках мезофилла и обкладки листьев кукурузы

2.2.3 Динамика активности ферментов малатдегидрогеназной go системы в мезофилле и обкладке С4-растений в условиях солевого стресса

2.2.3.1 .Стресс-индуцированные изменения активности НАД- gj зависимой оксидоредуктазной малатдегидрогеназы

2.2.3.2. Динамика активности НАД-зависимого малик-энзима в нормальных и стрессовых условиях

2.2.3.3. Влияние солевого стресса на работу НАДФ-зависимого малик-энзима.

2.2.3.4. Функционирование НАДФ-зависимой МДГ в листьях растений в условиях засоления.

2.2.4. Изоферментный спектр компонентов МДГ-системы С4-растений в нормальных и стрессовых условиях

2.2.4.1. Индуцированные солью изменения в изоферментном составе НАД-зависимой оксидоредуктазной МДГ

2.2.4.2. Субклеточная локализация и тканевая специфичность стресс-индуцированных форм НАД-МДГ в листьях кукурузы

2.2.4.3. Изоферментный состав других малатдегидрогеназ кукурузы в норме и при солевом стрессе

2.2.5 Влияние солевого стресса на содержание интермедиатов центральных метаболических путей в листьях кукурузы

2.2.5.1 Стресс-индуцированные колебания содержания малата и пирувата в клетках мезофилла и обкладки кукурузы

2.2.5.2. Динамика содержания других метаболитов в клетках кукурузы в условиях хлоридного засоления

Введение Диссертация по биологии, на тему "Физиолого-биохимические особенности адаптивной реакции малатдегидрогеназной системы в дифференцированных тканях C4-растений при солевом стрессе"

На сегодняшний день одной из основных проблем орошаемых земель является засоление [5]. Соль, попадая в растительные клетки, вызывает в них нарушение тонких биохимических механизмов, определяющих качественное и количественное своеобразие метаболических функций, ход процессов газообмена, гомеостаз и использование доступных источников энергии [102]. В ответ на действие стрессора в растительном организме происходят значительные изменения, направленные на нейтрализацию осмотических и токсических эффектов. Сюда относятся: изменение ионной проницаемости мембран, синтез осмолитов и осмопротекторов [7, 94], интенсификация энергетического обмена [89, 27], интеграция углеродного и азотного метаболизма [49]. В такой ситуации наибольший адаптационный потенциал имеют растения, относящиеся к Сгтипу (кукуруза, сорго, амарант и др.), для которых характерна более сложная морфофизиологическая структура и лучшая приспособленность к условиям современной окружающей среды по сравнению с Сз-растениями [17].

Одним из главных метаболитов, координирующих слаженную работу обеих тканей, является малат [117]. В утилизации указанного интермедиата принимает участие широкий спектр ферментов, что позволяет ему играть существенную роль в поддержании внутренних физиологических условий клеток при стрессовом воздействии [37]. Двойной путь утилизации маната с помощью малатдегирогеназ (МДГ) и малик-энзимов (МЭ) позволяет организму уменьшить зависимость от гликолиза при образовании энергии и синтезе углеродных скелетов [76]. Растительная МДГ-система представляет собой динамическое равновесие белков, способное четко реагировать на физиологическое состояние и потребности организма, а также на изменение окружающей среды. Малатдегидрогеназная ферментная система представлена четырьмя дегидрогеназами, две из которых обладают оксидоредуктазной активностью, а две другие - декарбоксилирующей [47]. Считается, что индуцированные солью изменения в работе этих ферментов вносит существенный вклад в формирование адаптивной реакции клетки к действию стрессора [52, 37]. В настоящее время активно обсуждается вопрос о формировании адаптивных реакций растений с разным типом метаболизма. Но, несмотря на большое количество работ, посвященных биохимическим механизмам адаптации растений разных экологических групп, наблюдается дефицит исследований, направленных непосредственно на изучение ответной реакции дифференцированных тканей С4-растений на действие стрессовых факторов. Особый интерес здесь представляют метаболические пути, с помощью которых осуществляется интеграция работы мезофилла и обкладки.

В свете этого, проблема распределения стрессовой нагрузки в морфофизиологической системе тканей С^растений и вопрос о том, к каким изменениям в функционировании МДГ системы мезофилла и обкладки приводит повышенное содержание соли во внешней среде имеют важное значение.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. С помощью модифицированного метода разделения мезофилла и обкладки получить дифференцированные ткани из листьев изучаемых растений.

2. Используя универсальные маркеры солевого стресса (накопление пролина и аланина, увеличение общего уровня свободных аминокислот, активация пероксидазы и ферментов ЦТК), оценить степень стрессового воздействия хлорида натрия на мезофилл и обкладку кукурузы в условиях кратковременного засоления.

3. Исследовать динамику активности ферментов МДГ-системы в мезофилле и обкладке Сграстений малатного типа в норме и под влиянием стрессора.

4. Провести анализ изоферментного состава НАД-МДГ из мезофилла и обкладки листьев Сграстений, относящихся к разным биохимическим группам, и сравнить его с изозимным спектром данного фермента у С3-растений.

5. Изучить субклеточную локализацию изоформ НАД-МДГ мезофилла и обкладки кукурузы в нормальных и стрессовых условиях.

6. Выявить стресс-индуцированные изменения в составе множественных молекулярных форм других малатдегидрогеназ из дифференцированных тканей листьев кукурузы.

7. Исследовать влияние засоления на содержание важнейших интермедиатов, в том числе малата, пирувата и некоторых других, в разделенных тканях кукурузы.

8. Разработать гипотетический механизм адаптивного ответа клеток мезофилла и обкладки Сграстений (на примере кукурузы) к условиям солевого стресса на уровне малатдегидрогеназной ферментной системы.

Научная новизна. Научные положения настоящей работы расширяют и углубляют современные представления о физиолого-биохимических различиях дифференцированных тканей Сграстений в нормальных и стрессовых условиях. Обнаружено, что в клетках мезофилла опытных растений значения индикаторных показателей развития стрессовой реакции более высокие, по сравнению с обкладкой, т.е. при кратковременном солевом воздействии основные реакции общего адаптационного синдрома локализованы в клетках мезофильной ткани.

Характер изменения активности НАД-зависимых ферментов МДГ-системы указывает на интенсификацию в стрессовых условиях ЦТК и анаплеротических реакций синтеза органических субстратов в обеих исследуемых тканях. Судя по динамике активности НАДФ-МДГ и МЭ в клетках мезофилла изучаемых растений, при засолении происходит значительное ингибирование восстановительной реакции цикла Хетча-Слэйка, однако стрессор практически не влияет на активность ферментов данного пути в клетках обкладки. Установлена более высокая лабильность функционирования НАД-МДГ мезофилла кукурузы, по сравнению с обкладочной формой фермента.

Выявлены различия изоферментного состава НАД-МДГ у С4-растений, принадлежащих к разным биохимическим группам и отличающихся по солеустойчивости. Показано, что синтез изозимов НАД-МДГ de novo, обеспечивающий трансформацию метаболизма в ответ на изменение внешних факторов, локализован в клетках мезофилла С4-растений, тогда как в кранц-клетках фотосинтезирующих С4-растений и у растений С3-типа индуцибильных форм данной МДГ не было обнаружено. При засолении в обкладке синтезируются новые изоформы НАД-МЭ и НАДФ-МДГ, но их количество не превышает числа изозимов, функционирующих в мезофилле в нормальных и стрессовых условиях.

Практическая значимость. Практическая значимость настоящей работы, прежде всего, связанна с тем, что засоление является главной проблемой пахотных земель Центрального Черноземья в связи с практикуемым режимом полива [34]. Знание физиолого-биохимических механизмов адаптации растений к солевому стрессу и исследование отдельных звеньев адаптивного ответа разных тканей С4-растений, обеспечивающих координацию их метаболизма в целостную систему, позволят в будущем подбирать наиболее устойчивые сорта в данных экологических условиях.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных, региональных и университетских конференциях. Они были представлены на 6-ой и 11-ой международных Пущинских конференциях молодых учёных «Биология - наука 21-ого века» (Пущино, 2002, 2007), VI съезде общества физиологов растений России (международная конференция «Современная физиология растений: от молекул до экосистем», Сыктывкар, 2007), V-ой международной научная конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2007), межрегиональных конференциях, посвященных памяти А.А. Землянухина "Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов" (Воронеж, 2001, 2002, 2003, 2005, 2006, 2007), ежегодной научной сессии отчетной конференции преподавателей и сотрудников Воронежского государственного университета (2003, 2007).

Публикации. Основные результаты настоящей диссертационной работы изложены в 13 публикациях - 9 статьях и 4 тезисах.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Федорина, Ольга Сергеевна

выводы

1. Установлено, что при кратковременном солевом воздействии основные реакции общего адаптационного синдрома локализованы в клетках мезофильной ткани кукурузы, о чём свидетельствует увеличение значений индикаторных показателей развития стрессовой реакции (активация пероксидазы и накопление пролина) именно в этой ткани.

2. Выявлена интенсификация энергетического метаболизма не только в клетках мезофилла, но и в обкладке кукурузы, где дополнительная энергия необходима для обеспечения нормального функционирования метаболических путей при нарушении работы ферментных систем мезофилла.

3. Показано, что засоление приводит к изменениям в функционировании ферментов МДГ-системы дифференцированных тканей С4-растений малатного типа. Характер динамики активности НАДФ-зависимых ферментов системы в клетках мезофилла и обкладки под действием соли указывает на ингибирование хлоридом натрия восстановительной реакции цикла Хетча-Слэйка, однако стрессор практически не влияет на декарбоксилирующую активность фермента.

4. Обнаружено, что действие растворов соли разной концентрации индуцировало более значительные колебания активности НАД-МДГ в клетках мезофилла, по сравнению с обкладкой. В мезофильной ткани высокая лабильность активности энзима коррелировала с широкой вариабельностью его изоферментного спектра.

5. Анализ изоферментного состава НАД-МДГ у растений, обладающих разными морфофизиологическими характеристиками и отличающихся по солеустойчивости, позволил выявить конститутивные и индуцибельные формы фермента. Установлено, что синтез изозимов НАД-МДГ de novo локализован в клетках мезофилла С4-растений. В кранц-клетках фотосинтезирующих С4-растений и у растений Сз-типа индуцибильных форм данной МДГ не было обнаружено.

6. Выявлено, что стресс-нндуцированные изменения функционирования НАД-МДГ в мезофилле кукурузы затрагивают как цитозольные, так и митохондриальные формы фермента. Индуцибельные формы участвуют в обеспечении поставки органических субстратов (цитоплазматическая) и интенсификации дыхательного метаболизма (митохондриальная).

7. Показано, что ндуцибельные изоформы НАД-МЭ и НАДФ-МДГ локализованы в обкладке, и их количество не превышает число изозимов, функционирующих в мезофилле в нормальных и стрессовых условиях. Изоферментный состав НАДФ-МЭ стабилен и представлен только одной молекулярной формой фермента.

8. Установлено накопление малата в клетках мезофилла и обкладки на первом этапе солевого воздействия, что связанно с его участием в таких компенсаторных реакциях, как формирование осмотического гомеостаза растительных клеток, создание осмотического потенциала вакуолей, поддержание рН цитозоля и образование запаса органических кислот в клетке.

9. Концентрационные колебания пирувата, обнаруженные в дифференцированных тканях кукурузы в условиях засоления, показывают, что в первые часы действия хлорида натрия усиливается транспорт пировиноградной кислоты из обкладки в мезофилл, где пируват используется для нейтрализации негативного влияния стрессора. В дальнейшем происходит увеличение содержания данного метаболита и в клетках обкладки, характеризующихся более поздней ответной реакцией.

10. Полученные результаты позволили разработать гипотетическую схему адаптивной трансформации метаболизма клеток мезофилла и обкладки кукурузы с непосредственным участием МДГ системы в условиях кратковременного солевого стресса. Отмечается возможность индукции хлоридом натрия дополнительного метаболического пути в изучаемых тканях Сграстений малатного типа: часть оксалоацетата преобразуется в аспартат, направляемый в обкладку для дальнейшей утилизации по аспартатному типу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Известно, что в растительных клетках соль вызывает нарушение тонких биохимических механизмов, определяющих качественное и количественное своеобразие метаболических функций, ход процессов газообмена, гомеостаз и использование доступных источников энергии [7]. Изменения, происходящие в ответ на действие стрессора направлены на нейтрализацию осмотических и токсических эффектов [20].

Особенный интерес представляет проблема распределения стрессовой нагрузки в тканях С^растений, обладающих кранц-анатомией листа [83]. Растения, относящиеся к этой группе, не только обладают определенными признаками ксероморфности, но и способны усиливать их при длительном засолении [17, 82, 107]. Из нескольких возможных путей оценки степени стрессового воздействия на клетки, в данной работе были использованы в качестве маркеров солевого стресса содержание пролина и аланина [49], а также изменение количества свободных аминокислот [113], увеличение активности пероксидазы [8] и интенсивность дыхания [88]. Установлено повышение содержания аланина и суммарного фонда свободных аминокислот в клетках проростков кукурузы при засолении, что свидетельствует о формировании в них адаптивного ответа на модифицированные условия среды. Однако анализ динамики индикаторных показателей развития стрессовой реакции (активация пероксидазы и накопление пролина) в дифференцированных тканях кукурузы выявил более высокие их значения, по сравнению с контролем, преимущественно в мезофилле, из чего можно заключить, что при кратковременном солевом воздействии основные реакции общего адаптационного синдрома локализованы в клетках мезофильной ткани.

Полученные результаты дают основание предполагать, что у С4-растений хлорид натрия транспортируется в наиболее удаленную от проводящей системы ткань - в мезофилл. Подобный механизм показан для многих растений, устойчивых к засолению [6]. При изучении влияния соли разной концентрации на проростки кукурузы, на примере НАД-МДГ показано, что ферментные системы мезофилла более лабильны, по сравнению с обкладкой. С другой стороны, когда ионы соли всё-таки проникают в кранц-клетки, энзиматическая активность меняется в значительно большей степени по сравнению с мезофиллом.

Динамика активности основных ферментов ЦТК, а так же изменение количества простых Сахаров в изучаемых тканях в условиях хлоридного засоления указывают на интенсификацию энергетического метаболизма, как в мезофилле, так и в обкладке кукурузы. На наш взгляд, потребность в дополнительной энергии в условиях засоления в клетках обкладки связана не столько с необходимостью нейтрализации токсического и осмотического эффектов солевого стресса, сколько с запуском механизмов обеспечения нормального функционирования метаболических путей обкладки при нарушении работы ферментных систем мезофилла.

В силу того, что характер повреждающего действия соли и ответная реакция клетки на засоление во многом зависят от степени действия стрессора [49], адаптивные изменения в работе ферментов при стрессе существенно отличаются в зависимости от типа ткани. Весьма интересные результаты получены при изучении влияния соли на функционирование в тканях С4-растений МДГ-системы, ферменты которой включены в состав центральных метаболических путей, вследствие чего от их работы в экстремальных условиях зависит общий успех адаптации растения. Интенсификация НАД-зависимых ферментов в клетках мезофилла и обкладки свидетельствует о важной роли ЦТК и анаплеротических реакций синтеза органических субстратов в формировании адаптации к стрессовым условиям в исследуемых тканях. Характер изменения активности НАДФ-МДГ и МЭ в клетках мезофилла и обкладки под действием соли указывает на ингибирование хлоридом натрия восстановительной реакции цикла Хетча-Слэйка, однако стрессор практически не влияет на декарбоксилирующую активность фермента. Кроме того, выявленные изменения активности малатдегидрогеназ направлены на поддержание пулов малата и пирувата, необходимых для функционирования цикла Хэтча-Слейка, которые интенсивно используются для нейтрализации солевого воздействия.

Обнаружены видоспецифические особенности изоферментного спектра НАД-зависимой оксидоредуктазной МДГ клеток мезофилла и обкладки С4-растений, относящихся к разным биохимическим типам и отличающихся по солеустойчивости. Показано, что в отличие от растений Сз-типа и кранц-клеток фотосинтезирующих С4-растений, в клетках мезофилла С^растений происходит синтез изозимов НАД-МДГ de novo, что обеспечивает трансформацию их метаболизма в ответ на изменение внешних факторов. При этом, стресс-индуцированные изменения функционирования НАД-МДГ кукурузы затрагивают как цитозольные, так и митохондриальные формы фермента. Синтез дополнительных изоформ происходит в клетках мезофилла в обеих субклеточных фракциях, где индуцибельные формы участвуют в обеспечении поставки органических субстратов (цитоплазматическая) и интенсификации дыхательного метаболизма (митохондриальная).

При засолении в обкладке синтезируются новые изоформы НАД-МЭ и НАДФ-МДГ, но их количество не превышает числа изозимов, функционирующих в мезофилле в нормальных и стрессовых условиях.

В клетках обкладки за счет интенсификации работы НАДФ-МДГ в хлоропластах кранц-клеток кукурузы может образовываться дополнительный НАДФН. Т.к. в обкладке Сграстений малатного типа не функционирует фотосистема II, то синтезированный при стрессе НАДФН может использоваться в восстановительных реакциях цикла Кальвина. Это обстоятельство, а так же факт интенсификации процессов, приводящих к выделению эндогенного СО2 обнаруженный в тканях С^растений в модифицированных условиях, играют важную роль в усилении автономности функционирования обкладочных клеток при солевом стрессе.

Стресс-индуцированные изменения содержания некоторых клеточных метаболитов, связанных с утилизацией или накоплением малата, указывают направление основных биохимических реакций, происходящих в клетках при стрессе.

Мы предполагаем, что на первом этапе действия стрессора соль транспортируется в периферические ткани изучаемых растений и в силу этого стрессовое напряжение в большей степени испытывают клетки мезофилла. Здесь запускается комплекс специфических и неспецифических реакций, обеспечивающих адаптацию мезофилла к измененным условиям. Показано, что солевое воздействие в первую очередь негативно влияет на активность НАДФ-МДГ мезофилла, вследствие этого нарушается нормальное функционирование цикла Хетча-Слейка. Однако, скорость ассимиляции углекислого газа клетками мезофилла, по всей вероятности высока, т.к. в условиях засоления наблюдается интенсивное расходование ФЕП. Возможно, в данном случае в клетках мезофилла за счёт интенсификации работы АСАТа из ОАА синтезируется АСП, направляемый в дальнейшем в обкладку. В литературе имеются данные, указывающие на возможность протекания такого пути в клетках Сграстений малатного типа [117]. Возможно, в клетках обкладки ключевую роль в реализации данного механизма играет НАД-МЭ, активность которого в стрессовых условиях увеличивается. Такое предположение подтверждает индукция в стрессовых условиях в клетках обкладки кукурузы дополнительной изоформы этого фермента с Rf= 0,27. Кроме того, за счет интенсификации данного малик-энзима в обеих тканях становится возможным усиление энергетического обмена независимо от гликолиза. Известно, что при длительном засолении морфология листьев С4-растений может изменяться в сторону усиления аспартат аспартат

НАДФН

ОАА малат малат

ОАА

ФЕП пируват пируват аланин аланин

ДЫХАНИЕ 1

ДЫХАНИЕ

Цикл КАЛЬВИНА

Рис 31. Гипотетическая схема адаптивной трансформации метаболизма клеток мезофилла и обкладки кукурузы с непосредственным участием МДГ системы в условиях кратковременного солевого стресса

Условные обозначения в гипотетической схеме адаптивной трансформации метаболизма клеток мезофилла и обкладки кукурузы к условиям кратковременного солевого стресса с непосредственным участием МДГ системы.

1. НАД-МДГ

2. НАД-МЭ

3. НАДФ-МДГ

4. НАДФ-МЭ

5. ФГ

6. АСАТ

7. АЛАТ

Стрелки показывают направление биохимических реакций: -стресс-индуцированный метаболический путь -интенсификация процесса .► -подавление процесса

-». - сопряженные процессы или направление дальнейшей утилизации продуктов реакции

Жирными буквами выделены интермедиаты участвующие в цикле Хетча-Слейка признаков суккулентности [17]. В тоже время многие авторы отмечают, что у видов, относящихся к С4-группе, в естественных условиях произрастания градиент устойчивости к засолению в зависимости от принадлежности к энзиматической группе в ряду НАДФ-МЭ, ФЕП-КК, НАД-МЭ возрастает [82, 68, 79], т.е. фиксация углерода по аспартатному пути дает растениям определенные преимущества при стрессе.

Можно предположить, что морфологической перестройке листа С4-растения предшествует метаболическая перестройка, которая в данном случае заключается в изменении функционирования цикла Хетча-Слэйка. В клетках кукурузы под давлением стрессора возникает дополнительный метаболический путь, связанный с синтезом аспартата, транспортировкой его в обкладку и дальнейшей утилизацией по аспартатному типу С4-пути.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Федорина, Ольга Сергеевна, Воронеж

1. Алиева З.М. О жизнеспособности изолированных листьев фасоли в зависимости от накопления ионов натрия в различных частях проростков / З.М.Алиева, А.Г. Юсуфов //С.-х. биол. Сер. Биол. раст.- 2002.- №.3.-С.88-90.

2. Андрианова Ю.Е. Хлорофилл и продуктивность растений./ Ю.Е.Андрианова, И.А.Тарчевский М.: Наука, 2000.-247с.

3. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития / И.А Аршавский. М.: Наука.- 1982.- С.269.

4. Афифи А.А. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ. /А.А.Афифи, С. П.Эйзен М.: Мир, 1982. 488 с. (Afifi А.А., Azen S.P. Statistical Analysis. A Computer Oriented Approach. Ed.II: Academic Press, New York-San Francisco-London, 1979).

5. Базаров A.H. Роль мониторинга в воспроизводстве орошаемых земель/ А.Н. Базаров // Международный с.-х. журн. -2006.-№2.-С.47-48.

6. Балнокин Ю.В. Ионный гомеостаз и осморегуляция у галотолерантных микроводорослей./ Ю.В. Балнокин //Физиология растений.- 1993.- Т.40.-№.4.- С.567-576

7. Барабой В.А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов/ В.А. Барабой //Успехи совр. биол.-1991.- Т. 111.- С.923-931

8. Биль К. Я. Экология фотосинтеза / К. Я. Биль.- М.: Наука, 1993.-195с

9. Болдырев А.А. Биомембранология: учеб. пособие / А.А. Болдырев, Е.И. Кяйвяряйнен, В.А. Илюха. Петрозаводск: Изд-во Кар НЦ РАН, 2006. -226с.

10. Браун А.Д. Неспецифический адаптационный синдром клеточнойсистемы./А.Д.Браун, Т.П.Моженок -М.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1987. -231с.

11. Вайшля О.Б. Фотосинтетические характеристики гетерозисных форм Pisum sativum (L.) и их родительских линий в связи с продуктивностью/ О.Б.Вайшля, В.В. Иванищев. // Сибирский экологический журнал-№ 1.-2003.-С.113-118.

12. Васекина А.В. Вакуолярный Ка+/Н+антипортер ячменя: идентификация и реакция на солевой стресс / А.В.Васекина, П.В.Ершов, О.С.Решетова, Т.В.Тихонова, В.Г.Лунин, М.С.Трофимова, А.В.Бабков //Биохимия.-2005.- том 70-вып 1- с 123-132.

13. Веселовский В.А. Стресс растения. Биофизический подход/

14. B.А.Веселовский, Т.В.Веселова, Д.С. Чернавский // Физиология растений.-1993.- Т.40,- №4.-с.553-558.

15. Войцековская С.А. Недостаток кислорода как экологический фактор и его действие на дегидрогеназную активность растений /

16. C.А.Войцековская, Т.П.Астафурова, Б.Г.Агеев, В.А.Сапожникова // Физиология растений и экология на рубеже веков-Великий Новгород, 2003 -стр.72

17. Воронин П.Ю. Морфологический тип и фотосинтетическая функция листьев С4-растений при длительном засолении почвы. / П.Ю.Воронин, А.В. Манжулин, Н.А.Мясоедов, Ю.В.Балнокин, Терентьев Е.Н. //Физиология растений.- 1995.- Т.42.- №.3.- С.356-367.

18. Вундер П. А. Стрессорные реакции и роль пола в их осуществлении./П. А. Вундер, Е. В. Андронов, Т. А. Андронова.// Успехи современной биологии-1999.-Т.-119.- №4.-С. 335-344

19. Гааль Э. Электрофорез в разделении биологических молекул / Э. Гааль, Г. Медьеши, JI. Верецкеи. М.: Мир,1982-446с.

20. Гамалей Ю.В. Динамика транспорта и запасания углеводов в листьях растений с симпластной и апопластной загрузкой флоэмы в норме и при экспериментальных воздействиях / Ю.В. Гамалей, М.В.Пахомова // Ботан. журн. -2000. -47, № 1. -С. 120-141.

21. Гамалей Ю.В. Структурно-биохимические типы С4-растений / Ю.В. Гамалей, Е.В. Вознесенская // Ботан. журн. 1986. - 33, № 4. - С. 802-816.

22. Гамалей Ю.В. Транспорт yi распределение ассимилятов в растении. Подходы, методы и направления исследований / Ю.В. Гамалей // Физиология растений. -2002. -49, № 1. -С. 22-39.

23. Гамалей Ю.В. Флоэма листа./ Ю.В.Гамалей JL: Наука, 1990. 348с

24. Гамалей Ю.В. Фотосинтез и экспорт фотосинтатов. Развитие транспортной системы и донорно-акцепторных отношений/ Ю.В. Гамалей // Ботан. журн. -1998. 45, № 4. - С. 614-631.

25. Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения / М.А. Глазовская, А.Н. Геннадиев М.: МГУ, 1995- 234с.

26. Глобус A.M. Соотношение между химическим потенциалом воды и его матричной и осмотической составляющими в почве / А.М.Глобус, О.К.Туленинова//Почвоведение. — 2000. —№ 5. —с. 157-161

27. Головко Т.К. Дыхание растений. Физиологические аспекты./ Головко Т.К. -С-Пб: Наука, 1999. -205 с.

28. Гордон JI.X. Дыхание и водно-солевой обмен растительных тканей. /Л.Х.Гордон -М. Наука.- 1976.- 119с.

29. Горышина Т.К. Фотосинтетический аппарат растений и условия среды./ Т.К. Горышина -JI: Изд-во Ленинградского университета. 1989.105с.

30. Гродзинский Д.М. Надежность растительных систем./ Д.М. Гродзинский -Киев: Наук, думка, 1983. -368 с.

31. Гудвин Т. Введение в биохимию растений: В 2 т. / Т. Гудвин, Э. Мерсер; Пер. с англ. А.О. Ганаго и др., Под ред. В.А. Кретовича. М.: Мир, 1986. -Т. 1 -392с., Т. 2-312с.

32. Детлаф Т.А. Проблемы биологии развития. Методы биологии развития. /Т.А.Детлаф-М: Наука.-1974. 280с.

33. Диксон М. Ферменты./М.Диксон, Э.Уэбб -М.: Мир, 1982. Т. 1-3. 1120с.

34. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. / В.В. Добровольский М., Владос, 2001-576с

35. Духовский П. Реакция растений на комплексное воздействие природных и антропогенных стрессоров /П.Духовский, Р.Юкнис, А.Бразайтите, И.Шукаускайте //Физиология растений.- 2003.- Т.50.-№.2.- С.165-173.

36. Епринцев А.Т. Малатдегидрогеназная и аконитазная ферментные системы высших растений/ А.Т. Епринцев //Автореферат докт. дис. Воронеж.- 1995.- С. 40-43.

37. Епринцев А.Т. Ферментативная регуляция метаболизма ди- и трикарбоновых кислот в растениях / А.Т. Епринцев, В.Н. Попов //Воронеж: Изд-во ВГУ.- 1999.- С. 134-135.

38. Епринцев А.Т., Распределение и свойства изоформ гликолатоксидазы из клеток обкладки и мезофилла листьев амаранта / А.Т. Епринцев А.Н.Ивентьев, В.Н.Попов // Физиология растений.- 2005.- Т.52.- №.4.-С.622-627.

39. Жеребцов Н.А. Биохимия / Жеребцов Н.А., Т.Н. Попова, В.Г. Артюхов -Изд-во ВГУ, 2002.-450с.

40. Жиров В.К. Возрастные модификации растений в связи с адаптациями и стрессом /В.К. Жиров -АН СССР, Кольский науч.центр, Поляр.-альп.ботан.сад-ин-т. Апатиты, 1991. - 106 с.

41. Жолкевич В. Н. Водный обмен растений /В. Н. Жолкевич. Н.А.Гусев,

42. A.В.Капля, Г.И. Похомова, Н.В.Пилыцикова, Ф.Д. Самуилов., П.С. Славный, И.Г. Шматько М.:Наука, 1989.- 256 с.

43. Журавская А. Н. Влияние физиолого-биохимических адаптаций растений к экстремальным условиям обитания на их радиочувствительность/А. Н. Журавская; А. Н. Журавская / Наука и образование. 2001. -№1. С. 72-77

44. Захарин А.А. Быстрые реакции водообмена растений при воздействии на корни растворов солей различных концентраций /А.А. Захарин //Физиология растений. 2001. - т. 48. - №2,- С. 291-297.

45. Захарин А.А. Особенности водно-солевого обмена растений при солевом стрессе /А.А. Захарин // Агрохимия.-1990. -№ 8.- С. 69-79.

46. Землянухин А.А. Большой практикум по физиологии растений / А.А. Землянухин, Л.А. Землянухин. Учеб. пособие. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та., 1996. - 188с.

47. Землянухин А.А. Метаболизм органических кислот растений / А.А. Землянухин, Л.А. Землянухин. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1995. -С. 150-152.

48. Иванищев В.В. Ферменты метаболизма малата: характеристика, регуляция активности и биологическая роль / В.В.Иванищев, Б.И. Курганов // Биохимия -Т.57 -вып.5, -1992.,-С 653-661.

49. Измайлов С.Ф. Азотный обмен в растениях./ С.Ф. Измайлов М:Мир, 1986 652с.

50. Кафи М. Содержание углеводов и пролина в листьях, корнях и апексах сортов пшеницы, устойчивых и чувствительных к засолению/ М.Кафи,

51. B. С.Стюарт, Л. М.Борланд //Физиология растений.- 2003.- Т.50.- №.2.1. C. 174-182.

52. Клейтон Р. Фотосинтез: физические механизмы и химические модели. / Клейтон Р.- М., 1984.-396с

53. Кокс Т. Стресс./ Т.Кокс пер. с англ.-М.:Наука,1981- 454с.

54. Косулина Л.Г. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды / Л.Г.Косулина, Э.К.Луценко, В.А.Аксенова.- Ростов-на-Дону.-1993.-126с.

55. Котлова Е.Р. Участие мембранных липидов в адаптации Cladophora (Chlorophyta) к обитанию в мелководных озерах с различной соленостью/ Е.Р.Котлова, Н.В. Шадрин. // Ботанический журнал.- 2003.-Т.88.- №.5,- С.38-44.

56. Кретович В.Л. Биохимия растений./ В.Л. Кретович М.: Высшая школа, 1980.-523с

57. Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений: учебник для студ. Вузов. /В.В.Кузнецов М.: Высш. школа, 2005. - 732с

58. Курсанов А.Л. Транспорт ассимилятов в растении. /А.Л. Курсанов М.: Наука, 1976.-344с

59. Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. Москва: Высш. шк., 1990. - 351с.

60. Ленинджер А. Биохимия / А. Ленинджер-М.: Мир, 1992. Т.1-3 - 913с.

61. Леонова Т.Г. Солеустойчивые и солечувствительные сорта ячменя и их характеристика / Т.Г.Леонова, Э.А.Гончарова, А.В.Ходоренко, А.В. Бабаков// Физиология растений 2005.-Т52.-№6.-С.876-881.

62. Либберт Э. Физиология растений / Э.Либберт М.: Мир, 1976.- 753с

63. Магомедов И.М. Методика исследования главных ферментов С4-фотосинтеза / И.М. Магомедов, Н.Н. Тищенко // Труды по прикл. ботанике, генетике и селекции. 1978. Т. 61. - С. 61-68.

64. Мауер Г. Диск-Электрофорез: Теория и практика элекрофореза в ПАГе / Г. Мауер М. Мир 1971-222с.

65. Медведев С.С. Физиология растений: учебник для студ. Вузов. / С.С. Медведев С-Петербург : Издат. С-Петерб. Гос. Ун-та, 2004. - 334с.

66. Метлицкий Л.В. Как растения защищаются от болезней. / Л.В. Метлицкий, О.Л. Озерецковская -М.: Наука, 1985. 192с

67. Мешкова Н.П. Практикум по биохимии./ Н.П. Мешкова, С.Е. Северина -М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1979.-430 с.

68. Минебаева Ф.В. Продукция супероксида и активность внеклеточной пероксидазы в растительных тканях при стрессе / Ф.В. Минебаева, JI.X. Гордон //Физиология растений.- 2003.- Т.50.- №.3.- С.459-464.

69. Миттова В.О. Влияние солевого стресса на дыхательный метаболизм высших растений / В.О.Миттова, А.У. Игамбердиев //Известия АН. Серия биологическая.- 2000.- №3.- С 528-531

70. Мокроносов А.Т. Фотосинтез: физиолого-экологические и биохимические аспекты. / А.Т.Мокроносов, В.Ф. Гавриленко -М., 1992. -643с

71. Мурей И.А. Взаимосвязь между фотосинтезом и темновым модифицированным дыханием на свету у кукурузы / И.А.Мурей, З.Ф. Рахманкулова // Физиология растений. 1990.- Т. 37. -№ 3. С. 462-467.

72. Мутлу Ф. Влияние засоления на содержание полиаминов и некоторых других соединений в различающихся по солеустойчивости вастениях подсолнечника. / Ф. Мутлу, С. Бозкук // Физиология растений.-2005.-Т.52.-№1.-С.36-42

73. Нобелл П. Физиология растительной клетки. /П. Нобелл М: Мир, 1973. 288с.

74. Остерман JI.A. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: электрофорез и ультрацентрифугирование. JI.A. Остерман М.: Наука, 1981 -288с.

75. Парамонова Н.В. Ультраструктура хлоропластов и их запасных включений в первичиных листьях Mesembryanthemum crystallinum при воздействии путресцина и NaCl / Н.В.Парамонова, Н.И.Шевякова, Вл.В.Кузнецов // Физиол. раст. № 2004.-Т.51.- С.99-109

76. Пахомова В.М. Некоторые закономерности функционирования клеток в условиях голадания / В.М. Пахомова //Журн. общ. биол,- 1993.- Т.56.-№.1.- С. 17-29.

77. Пахомова В.М. Основные положения современной теории стресса и неспецифический адаптационный синдром у растений /В.М.Пахомова //Цитология.- 1995.- №.1/2.- С.66-88.

78. Пинейру де Карвалью М.А.А. Малатдегидрогеназа высших растений / М.А.А.Пинейру де Карвалью, А.А.Землянухин, А.Т.Епринцев //Воронеж: Изд-во ВГУ.-1991.- 216с.

79. Полевой В.В. Физиология растений /В.В.Полевой.-М.Высш.шк.- 1989.-464с.

80. Попова О.В. Влияние солевого стресса на NAD-NADP изоцитрат ДГ и глутамат карабоксилазу проростков гороха / О.В.Попова, Т.Н.Попова, С.Ф.Измайлов //Физиология растений.- 1999.- Т.46.- №.5.- С.784-789.

81. Пьянков В.И. Пути первичной фиксации СО2 у С^растений сем. Chenopodiaceae аридной зоны Средней Азии / В.И.Пьянков, Д.В. Вахрушева // Физиология растений. 1989. -Т. 36. -С. 228-238.

82. Рахманкулова З.Ф. Взаимосвязь дыхания и фотосинтеза в норме и при стрессе у разных видов растений / З.Ф. Рахманкулова // Вестник Башкирского университета. 2001. - № 2 (I). - С. 68-70.

83. Рубин Б.А. Биохимия и физиология фотосинтеза./ Б.А. Рубин, В.Ф. Гавриленко -М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1977 328с.

84. Сабинин Д.А. Физиологические основы питания растений. / Д.А. Сабинин М.: Изд. АН СССР.-1955.- 218с.

85. Северина С.Е. Практикум по биохимии./ С.Е. Северина, Г.А.Соловьёва -2-ё изд., перераб. и доп.-М.: Изд-во МГУ,1989 -509 с.

86. Селье Г. На уровне целого организма / Г.Селье -М.: Наука,- 1972.- 122с.

87. Селье Г. Стресс без дистресса / Г.Селье -М.: Прогресс.- 1979.- 125с.

88. Семихатова О.А. Дыхательная цепа произрастания растений в условиях засоления. /О.А. Семихатова, Т.И. Иванова, О.С. Юдина //Физиология растений. -1993. -Т.40.- №4. С.558-567

89. Семихатова О.А. Энергетика дыхания растений в норме и при экологическом стрессе / О.А. Семихатова //JI: Наука.-.1990.- 74с.

90. Семихатова О.А. Энергетика дыхания растений при повышенной температуре / О.А. Семихатова //JI: Наука.- 1994.- 112с.

91. Строгонов Б. П. О возможном способе раздельного изучения токсического и осмотического действия солей на растения /Б. П. Строгонов, JI. П. Лапина //Физиология растений. 1964. т. И. Вып.4. С. 514-521

92. Строгонов Б.П. Структура и функции клеток растений при засолении. Новые подходы к изучению соле-устойчивости. / Б. П. Строгонов, В.В. Кабанов, Н.И. Шекикова и др. М.: Наука, 1970.-315 с.

93. Титов С.Е. Трансгенез, как способ повышения устойчивости растений к абиотическим стрессам / С.Е. Титов, А.В. Кочетов, B.C. Коваль, В.К. Шумный //Успехи современной биологии.-2003, Т.-123.-№5.- С/487-494

94. Трухина Ю.О. Действие солевого стресса на ферменты метаболизма дикарбоновых кислот и основные физиолого-биохимическиехарактеристики растений с разным уровнем NADP-малатдегидрогеназы / Трухина Ю.О. // Автореф. канд. дис. Воронеж.- 2000.- 24с.

95. Туркина М.В. Развитие исследований природы флоэмного транспорта: активность проводящих элементов / М.В.Туркина, О.А.Павлинева, A.J1. Курсанов // Физиология растений.- 1999.- Т.46.- №.5.- С.811-822.

96. Удовенко Г. В. Солеустойчивость культурных растений /Г. В.Удовенко.-Л., 1977.- 221 с.

97. Удовенко Г.В. Механизмы адаптации растений к засолению почвы: физиологические и генетические аспекты солеустойчивости / Г. В.Удовенко // Проблемы солеустойчивости растений / под ред. А.И. Имамалиева.- Ташкент: ФАН, 1989.- С. 113-141

98. Удовенко Г.В. Физиологические механизмы адаптации растений к различным экстремальным условиям / Г. В.Удовенко //Тр. прикл. ботан. генет. селекции.- 1979.- Т.64.- №.3.- С.5-20.

99. ЮО.Уоринг Ф. Рост растений и дифференцировка. / Ф. Уоринг, И.Филлипс

100. М.: Мир, 1984.-219 с. Ю1.Феофилова Е.П. Торможение жизненной активности как универсальный биохимический механизм адаптации микроорганизмов к стрессовым воздействиям / Е.П. Феофилова // Прикладная биохимия и микробиология, 2003.- Т. 39.- № 1.-С. 5-24

101. Физиология растений под ред. Ермакова И.П. / М: Издательский центр «Академия», 2005. 640 с.

102. Франко О. JI. Осмопротекторы: ответ растений на осмотический стресс /О. JI. Франко, Ф. Р. Мело //Физиология растений. -2000. т.47. №1. С. 152-159.

103. Холл Д. Фотосинтез: Пер. с англ. Д.Холл, К Рао.- М.: Мир, 1983.-785с

104. Хочачка П. Биохимическая адаптация: Пер. с англ. / П. Хочачка, Дж.Сомеро /Мл Мир.- 1988.- 583с.

105. Юб.Чиков В.И. Фотосинтез и транспорт ассимилятов. / В.И. Чиков М.: Наука, 1987.

106. Чиркова Т.В. Амарант культура XXI века / Т.В.Чиркова // СОЖ-1999-№10.-С. 22-27.

107. Ю8.Шарыпина Я.Ю Полиморфизм и генетический контроль некоторых изоферментных систем у мутантных линий подсолнечника / Я.Ю. Шарыпина, В.Н. Попов, В.В. Кириченко //Цитология и генетика 2006, Т. 40.- № 2.-С. 27-33

108. Шахов А. А. Солеустойчивость растений /А. А. Шахов. М., 1956.- 117 с.

109. ПО.Шикирова Ф.М. механизмы регуляции накопление лектина в проростках пшеницы при засолении /Шикирова Ф.М., Безрукова М.В., Авальбаева A.M., Фатхундинова Р.А. //Физиология растений.- 2003.-Т.50.-№.3.- С.341-345.

110. Шилов И. А., Стресс как экологическое явление/ И. А.Шилов //Зоол. Журнал.-1994.- Т. 63, С. 611-615.

111. Шкорботов Г.Л. К построению общей теории адаптации / Шкорботов Г.Л. //Журн. общ. биол.- 1982.- Т.43.- №.6.- С.775-787.

112. Штеменко Н.Т. Вшьш амшокислоти на раншх фазах проростаиня зерна кукурудзи / Н.Т. Штеменко, О.О. Сорочан //Физиология и биохимия культурных растений.- 2001.- Т.ЗЗ.- №.5.- С.441-445.

113. Шугаев А.Г. Влияние KCI-среды на окисление малата митохондриями корнеплода сахарной свеклы / А.Г. Шугаев, Н.А. Шугаев, Э.И. Выскребенцева// Физиол. раст. № 5.-2005.-Т.52.-С.694-700

114. Шульгин И.А. Растение и солнце./ И.А.Шульгин Л., Гидромеиеоиздат, 1973.-256с.

115. Шумилова А.А. Влияние света на функционирование цикла Кребса в листьях кукурузы / А.А. Шумилова, А.А. Федосенко, A.M. Степанова // Биол. Науки. 1967. - №9. - С. 87-90.

116. Эдварде Дж. Фотосинтез Сз- и Сграстений: механизмы и регуляция: Пер. с англ. / Дж.Эдвардс, Д.Уокер М.: Мир, 1986.- 590 с. (Edwards J.,

117. Walker D.Photosynthesis in C3- and C4- Plants: Mechanisms and Regulation. Moscow: Mir, 1986).

118. Юзбеков A.K. Спектрофотометрические способы определения активности ключевых ферментов фотосинтетического метаболизма у Сз-и С4 растений / А.К. Юзбеков -Препринт. Киев, 1990.-32 с.

119. Юсуфов А.Г. Лекции по эволюционной физиологии растений. / А.Г. Юсуфов М.:Высшая школа, 1986.-96с.

120. Bajji M. Osmotic and ionic effects of NaCl on germination, early seedling growth, and ion content of Atriplex halimus (Chenopodiaceae) / M. Bajji, J.-M.Kinet, S. Lutts //Can. J. Bot.- 2002.- №.3.- V.80.- P.297-304.

121. Blatt M.R. Regulation of K+ channels in higher-plant models / M. R. Blatt, P.Vergani, D. Geelen, B. Leyman //J. Physiol. Proc.- 2000.- V.525.- P.28.

122. Blumwald E., Sodium Transport in Plant Cells / E. Blumwald, G.S.Aharon, M.P. Apse //Biochim.Biophys. Acta. 2000 -V 1465 -P. 140-151.

123. Briens M. Osmoregulation in Halophytic Higher Plants: A Comparative Study of Soluble Carbohydrates, Polyols, Betains and Free Proline / M.Briens, F.Larher // Plant, Cell Environ. 1982. -V. 5.- P. 287-292.

124. Close T.J. A cDNA based comparison of dehydration induced proteins (dehydrins) in barley and corn / T.J. Close, A.A.Kortt, P.M. Chandler //Plant Mol. Biol.- 1989.- V.13.- P.95-108.

125. Davis В J. Disc electrophoresis II. Method and aplication to human serum protein / B.J. Davis // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1994. - Vol. 121. - P. 404-427.

126. Delauney A.J. Proline biosynthesis and osmoregulation in plants. / A.J. Delauney, D.S. Verma // Plant J 1993.№ 4. p.215-223.

127. Faleiro A.C. Malate dehydrogenase isozyme patterns in cladophylls of a Opuntia ficus-indica Mill. (Cactaceae) clonal population / A.C. Faleiro, R.A. Gazoli, M. Pires da Silva, M. Machado // Acta sci. Biol. Sci.№l.-2003.-V.25-P.207-211

128. Fieldes M.A. An explanation of the achromatic bands produced by peroxidase isozymes inpolyacrylamide electrophoresis gels stained for malatedehydrogenase /М.А. Fieldes. // Electrophoresis, 1992, V. 13, №1-2, P 82-86

129. Flowers T.J. Improving Crop Salt Tolerance /Flowers T.J.// J. Exp. Bot. 2004. -V.55.-P. 307-319

130. Flowers T.J. Salinity Tolerance in Hordeum vulgare Ion Concentrations in Root Cells of Cultivars Differing in Salt Tolerance / T.J. Flowers, M.A. Hajibagheri // Plant Soil. -2001.-V. 231.-P.1-9.

131. Fridlyand L.E. Control of the Malate Valve in Lea Cell / L.E.Fridlyand, J.E. Backhausen & Scheibe Flux // Archives of Biochemistry and Biophysics. -1998. V.349. N. 2.- P.290-298.

132. Garbario J. Rapid induotion of Na+/H+ exchange activity in barley root tonoplast / J.Garbario, F.M. DuPont //Plant Physiol.- 1989.- V.89.- P. 1-4.

133. Geigenberger P. Regulation of sucrose and starch metabolism in potato tubers in responce to stort term water dificlt / Geigenberger P., Reimholz R., Geiger M., Merlo L, Canale V., Still M //Planta.- 1997.- V.201.- P.502-518.

134. Greenway H.R. Salinity, Plant Growth and Metabolism / H.R. Greenway // J. Austr. Inst. Agr. Sci.- 1973.- №2.- P.24

135. Greenway H.RMechanisms of salt tolerance in halophytes/ H.R. Greenway., R. Munns // Annu. Rev. Plant Physiol.- 1980.- V.31.- P.149-190

136. Gulzar S. Effect of salinity and temperature on the germination of Urochondra setulosa (Trin.) C.E. Hubbard / S.Gulzar, M.A. Khan, I.A. Ungar //Seed Sci. and Technol.- 2001.- №.1.- V.29.- P.21-29.

137. Hare P.D. Dissecting the roles of osmolyte accumulation during stress / P.D. Hare, W.A. Cress, J. Van Staden //Plant Cell and Environment.- 1998.- V.21.-P.535-553.

138. Hasegawa Paul M. Plant cellular and molecular responses to high salinity / Hasegawa Paul M., Bressan Ray A., Zhu Jian-Kang, Bohnert Hans J. Annu. Rev. //Plant Physiol, and Plant Mol. Biol.- 2000.- P.463-499.

139. Hernandez J. A. Tolerance of pea (Pisum sativum L.) to long-term salt stress is associated with induction of antioxidant defences / J.A.Hernandez, A.Jimenez, P.Mullineaux, F. Sevilla //Plant Cell and Environ.- 2000.- №.8.- V.23.- P.853-862.

140. Huchzermeyer B. Biochemical and physiological mechaisms leading to salt tolerance / B. Huchzermeyer, N. Hausmann, F. Paquet-Durant, H.-W. Koyro //Trop. Ecol. № 1-2004-V.45- P. 141-150

141. Iraki N.M. Cell walls of tobacco cells and changes in composition assotiated with reduced growth upon adaptation to water and saline stress /Iraki N.M., Singh N., Bressan R.A., Carpita N.C. //Plant Physiol.- 1989.- V.91.- P.48-53.

142. Khan M.Ajmal Effect of salinity on the growth and ion content of Salicornia rubra / M.Ajmal Khan, Bilquees Gul, Darrell J. Weber // Commun. Soil Sci. and Plant Anal.- 2001.- №.17-18.- V.32.- P.2965-2977.

143. Kim D. W. Differential responses of barley to drought an salt stress: Changes in antioxidative enzyme activities and free ammo acids. / Kim D. W., Shim I. S., Usui K. // Plant and Cel Physiol.-2004.- V.45. -P.231

144. Lara Maria V. Induction of a crussulacean acid-like metabolism in the C4succulent plant, Portulaca oleracea /Lara Maria V., Drincovich Maria F., Andreo Carlos S J I Plant and Cell Physiol. № 5, 2004, V.45P.618-626

145. Maize Genetics and Genomics Database (http://www.maizegdb.org/)

146. Mangum C.P. Physiological adaptation to unstable environments / C.P. Mangum, D.W. Towle //Amer.Sci.-1971.-VI- P.65-75.

147. Mathieu Y. Cytoplasmic pH Regulation in Acer psudoplatanus Cell: II. Possible Mechanism Involved in pH Regulation during Acid-Load / Y. Mathieu, J. Guern, M. Pean, C. Pasquer, J.C. Beloeil, J.Y. Lallemand // Plant Physiol. -1986.-V.82.-P.846-852.

148. Mladenova J. Influence of salt stress on primary metabolism of zea mays L. seedings of vodel genotypes / J. Mladenova //Plant and sod.- 1990.- V.123.-№.2.-P.217-222.

149. Moller G. Fotometrische Messung der PEP-Carboxylase Activitat in Maisblattern unter Berucksichtigung des Entwicklungszustendes der Pflanze / G.Moller, P.Stamp, G. Geisler // Z. Pflanzener Nahr. und Bodenk. 1997. Bd. 140. S. 481-490.

150. Pierre J.-N. In situ C4 phosphoenolpyruvate carboxylase activity and kinetic properties in isolated Digitaria sanguinalis mesophyll cells / J.-N.Pierre, J.-L.Prieto, P.Gadal, J. Vidal // Photosynth. Res. №3.-2004.-V.79.- P.349-355

151. Prosser C.L. Comparative Animal Physiology / Prosser C.L. //Philadelphia, W.B. Saunders.- 1973.- P.32.

152. Qi Zhi-guang. Сравнительное физиологическое изучение свойств близкородственных линий пшеницы при солевом стрессе в узле кущения / Qi Zhi-guang, Zhang Ai-yu, Meng Wei-na, Shen Yin-zhu //Xibei zhiwu xuebao.- 2001.- №.6.- T.21.- С. 1228-1232.

153. Radha R. Salt Stress Responsive Polypeptides in Germinating Seeds and Young Seedlings of Indica Rice Oryza sativa L. / R.Radha, A.R. Reddy // Plant Physiol.- 1994.- V.143.- P.250-253.

154. Sacchi G. A. Efflux and active re-absorption of glucose in roots of cotton plants grown under saline conditions / G.A.Sacchi, Al.Abruzzese, G.Lucchini, F.Fiorani, S. Cocucci //Plant and Soil.- 2000.- №.1-2.- V.220.- P.l-11.

155. Sage R. C^Plant Biology. / R.Sage, R.K.Monson,- N-Y.: Academic Press, 1999.-522p.

156. Schulze J. Malate plays a central role in plant nutrition / J.Schulze, M.Tesfaye, R.H.M.G.Litjens, B.Bucciarelli, G.Trepp, S.Miller, D.Samac, D.Allan, C.P. Vance // Plant and Soil № 1.- 2002. -V.247.-P.133-139

157. Serrano R. Salt Tolerance in Plants and Microorganisms: Toxicity Targets and Defense Responses / R. Serrano // Int. Rev. Cytol. 1996 V.165.-P.1-52.

158. Shi H. The Arabidopsis inaliana Salt Tolerance Gene SOS1 Encodes a Putative Na+/H+-Antiporter / H.Shi, M. Ishitani, C. Kim, J.-K. Zhu // PNAS.2000.- V.97.-P 6896-6901.

159. Shi H. The Putative plasma Membrane Na+/H+-Antiporter SOS1 Controls Long-Distance Na+ Transport in plants / H.Shi, F.J.Quintero, J. M. Pardo, J.-K. Zhu // Plant Cell.2002. -V. 14. -P.465-477.

160. Singh C.J. The molecular basis of potassium nutrition in plants / C.J.Singh, D.F.Carvin, J.P. Prince, W.J.Lucas, L.V. Kochian //Plant and Soil.- 1996.-V.187.- P.81-89.

161. Srivastava G.C. Effect of silver on activity of malic enzyme during ripening in mango, Mangifera indica L. / G.C.Srivastava, Z.Yanru, M.Pandey, N.K. Prasad //Indian J. Exp. Biol. -№ 6.-1996. -V.34.- P.575-576

162. Szadel A. Metabolism sacharozy u roslin oraz jego regulacja w warunkach stresow srodowiskowych / A.Szadel, G.Lorenc-Plucinska //Post. biol. Komorki.- 2002.- №.1.- V.29.- P.47-59.

163. Tarcrynski M.C. Stress protection of transgenic tobacco by production of the osmolyte mannitol / M.C.Tarcrynski, R.G.Jenser, HJ. Bohnert //Scince.-1993.- V.259.- P.508-510.

164. Toroser D. Protein phosphrylation as a mechanism for osmotic stress activation of sucrosg phosphate Synthase in spinach leaves / D. Toroser, S.C. Huber //Plant Physiol.- 1997.- V.l 14.- P.947-955.

165. Valverde C. The regulation of nodulation, nitrogen fixation and ammonium assimilation under a carbohydrate shortage stress in the Discaria trinervis-Frankia symbiosis / C. Valverde, L.G. Wall // Plant and Soil №1.- 2003.-V.254.- P.155-165

166. Venema K. A Novel Intracellular K7rf" Antiporter Related to Na+/H+ Antiporters Is Important for K+ Ion Homeostasis in Plants / K.Venema, A.Belver, M.C.Marin-Manzano, M.P.Rodriguez-Rosales, J.P.Donaire // J. Biol. Chem.- 2003. V.278. - P.22 453-22 459.

167. Wu S.-J. SOSI, a Genetic Locus Essential for Salt Tolerance anl Potassium Acquition / S.-J.Wu, L.Ding, J.-K.Zhu // Plant Cell.-1996.-V.8.-P.617-627.

168. Xu Xing. Влияние NaCl-стресса на рост, содержание хлорофилла и абсорбцию К+, Na+ у проростков яровой пшеницы / Xu Xing, Li Shu-hua, Hui Hong-xia, Mi Hai-li //Xibei zhiwu xuebao.- 2002.- №.2.- V.22.- P.278-284.

169. Yeo A. Molecular Biology of Salt Tolerance in the Context of Whole-Plant Physiology / A.Yeo // J. Exp. Bot. 1998 V. 49. P. 915-929.

170. Zhang H.X. Transgenic Salt-Tolerant Tomato Plants Accumulate Salt in Foliage But Not in Fruit / H.X. Zhang, E.Blumwald // Nature Biotech. -2001. -V. 19.-P. 765-768.

171. Zhu J.-K. Plant Solt Tolerance /J.-К. Zhu // Trends Plant Sci. 2001.-V.6 -P.66-71.

Информация о работе

Федорина, Ольга Сергеевна
кандидата биологических наук
Воронеж, 2007
ВАК 03.00.12

Диссертация

Физиолого-биохимические особенности адаптивной реакции малатдегидрогеназной системы в дифференцированных тканях C4-растений при солевом стрессе - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы