Регуляция активности глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы при усвоении связанного и симбиотически фиксированного азота у люпина белого

Давыдова, Марина Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Регуляция активности глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы при усвоении связанного и симбиотически фиксированного азота у люпина белого
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Регуляция активности глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы при усвоении связанного и симбиотически фиксированного азота у люпина белого"

На правах рукописи

ДАВЫДОВА Марина Александровна

РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ГЛУТАМИНСИНТЕТАЗЫ И ГЛУТАМАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ ПРИ УСВОЕНИИ СВЯЗАННОГО И СИМБИОТИЧЕСКИ ФИКСИРОВАННОГО АЗОТА У ЛЮПИНА БЕЛОГО

03.00.12 - Физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата бро^гаческих наук

Ь^и . -

о^м™?*

г^и». .

Москва-2005

Работа выполнена в лаборатории азотного обмена Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор Измайлов Станислав Федорович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Евстигнеева Зинаида Гавриловна доктор биологических наук, профессор Верниченко Игорь Васильевич

Ведущая организация: Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина, биолого-почвенный факультет

Защита диссертации состоится 22 ноября 2005 г. в 11 ч на заседании диссертационного совета К 002.210.01. по присуждению ученой степени кандидата биологических наук в Институте физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН по адресу: 127276, Москва, ул. Ботаническая, 35. Факс: (095) 9778018; электронная почта: ifr@ippras.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФР РАН

Автореферат разослан 14 октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук

Газизов Ильдар Сабирович

кандидат биологических наук

М. И. Азарковнч

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Дефицит пищевого и кормового белка -острейшая проблема, стоящая перед человечеством. Одним из основных источников растительного белка являются зернобобовые культуры, биомасса и семена которых отличаются высоким его содержанием. В последнее время среди зернобобовых культур всё больший интерес вызывает люпин. Создание новых сортов, отличающихся скороспелостью и низким содержанием алкалоидов в семенах, позволяет использовать люпин не только как кормовую, но и как ценную пищевую культуру. Особое внимание ей уделяется в странах с коротким вегетационным периодом, где признанный белковый лидер - соя не может широко культивироваться из-за климатических условий. Содержание белка в семенах люпина может достигать 53%, при этом суммарный белок на 26-36% состоит из незаменимых аминокислот (Лисицин и др., 2001). Однако потенциальный генотип, определяющий высокое содержание белка в зеленой биомассе и семенах растения, способен реализоваться только при рациональном азотном питании, что требует изучения индивидуальных особенностей усвоения азота у сельскохозяйственных культур, в том числе и у люпина.

Важным этапом усвоения азота является ассимиляция аммония, которая осуществляется при участии двух ключевых ферментов - глутаминсинтетазы (ГС) и глутаматдегидрогеназы (ГДГ). Большинство работ, посвященных этим ферментам, относятся к области биохимических исследований, когда свойства ферментов и их регуляция изучаются в условиях in vitro. В системе целостного растительного организма регуляция ферментов зависит от функциональной нагрузки органов, состояния их донорно-акцепторных отношений на основе транспорта и состава метаболитов, величины их пула и т.д., которые последовательно изменяются в ходе онтогенеза и при смене типов питания. В случае люпина указанные вопросы применительно к регуляции ГС и ГДГ практически открыты. -------—

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Цель работы заключалась в изучении особенностей регуляции активности ГС и ГДГ и выявлении их относительного вклада в процесс ассимиляции аммония в органах люпина белого на различных стадиях онтогенеза и при разных типах азотного питания.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. Изучить характер распределения активности и функциональную роль ГС и ГДГ в органах люпина при гетеротрофном питании за счет запасов семени.

2. Исследовать регуляцию ГС и ГДГ у люпина при совместном и раздельном усвоении гетеротрофных запасов семени и неорганического азота среды. С этой же целью изучали активность ферментов у г- и гЬ-мутантов гороха, различающихся по соотношению углерод- и азотсодержащих запасных веществ в семени.

3. Изучить регуляцию активности и роль ГС и ГДГ в органах люпина при усвоении нитратного или аммонийного азота среды на этапе автотрофного питания.

4. Установить особенности органной топографии и роль ГС и ГДГ у люпина при усвоении симбиотически фиксированного азота. Выявить возможную корреляцию между процессом ассимиляции аммония и синтезом аспарапша, как основного азотсодержащего транспортного соединения у растений люпина, на основании изучения сопряженности динамики активности ГС, и глутаминзависимой аспарагинсинтетазы (АС) и содержания свободных аминокислот.

Научная новизна. Впервые проведены системные исследования органного распределения и регуляции активности ГС, ГДГ и показан дифференцированный вклад указанных ферментов в процесс ассимиляции аммонийного азота у люпина белого. На основе выявленной органоспецифичной компартментации активности ГС и ГДГ в разные периоды развития показана роль гетеротрофных, симбиотрофных и экзогенных нитратных и аммонийных источников азота в регуляции этих ферментов.

Установлено, что на этапе гетеротрофного питания процесс ассимиляции аммония осуществляется с преимущественным вкладом ГС и последовательно сосредоточивается в гипокотилях, семядолях и листьях. Роль ГДГ в этом процессе функционально менее значима и усиливается только при росте растений в темноте.

Как при гетеротрофном питании, так и при его сочетании с усвоением экзогенного азота регуляция ГС и ГДГ зависит от соотношения углерод- и азотсодержащих метаболитов в растении, которое определяется составом гетеротрофных запасов семени и изменяется под влиянием разных концентраций экзогенного азота.

Выявлено, что усвоение экзогенного азота как на этапе гетеротрофного, так и автотрофного питания приводит к изменению пространственной организации процесса ассимиляции аммония в растении за счет "включения" в него ГС корней. В первом случае вклад ГДГ в процесс ассимиляции аммония проявляется только при аммонийном питании, тогда как во втором он сведен к минимуму.

Показано, что при усвоении симбиотически фиксированного азота ассимиляция аммония в листьях и клубеньках осуществляется при участии ГС, тогда как в осевых органах отсутствие ГС компенсируется альтернативным путём ассимиляции, определяемым ГДГ.

Практическая значимость работы. Результаты исследований существенно расширяют представления об эндогенной регуляции и роли ГС и ГДГ в связи с особенностями усвоения азота у люпина белого - перспективной сельскохозяйственной культуры. Выявленные закономерности регуляции ГС и ГДГ могут быть использованы при разработке способов оптимизации азотного питания люпина, что, в свою очередь, необходимо для интенсификации производства растительного белка. Полученные результаты исследований также могут быть применены при диагностике обеспеченности растений азотом и эффективности его усвоения.

Апробация работы. Результаты диссертации были представлены на конференции "Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке" (Сыктывкар, 2001), конференции "Регуляция роста, развития и продуктивности растений" (Минск, 2001), конференции молодых ученых ИФР РАН (Москва, 2003), V съезде ВОФР (Пенза, 2003).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследований, изложения результатов и их обсуждения (в 4 главах), выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы и 22 рисунка. Список цитируемой литературы включает 243 источника, из них 196 на иностранном языке.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Объектами исследований служили растения люпина белого (Lupinus albus L.) сорта Старт и г-, rft-мутанты гороха (Pisum sativum L.). Исследования, выполненные на мутантах гороха, играли вспомогательную роль, поэтому не были отражены в названии диссертации.

Условия выращивания растений. В опытах по изучению особенностей регуляции активности ГС и ГДГ при усвоении гетеротрофных запасов семени и/или экзогенного азота семена в течение 3 суток проращивали в темноте в рулонах из фильтровальной бумаги. Далее проростки выращивали в водной культуре в факторостатной камере фитотрона при температуре 25718°С (день/ночь) и длине светового периода 16 ч. В качестве среды выращивания использовали: а) при исключительно гетеротрофном питании -дистиллированную воду; при этом в данной серии опытов проростки люпина росли на свету или в темноте; б) в опытах по изучению усвоения экзогенного неорганического азота - модифицированные питательные смеси, составленные на основе среды Кнопа (Гродзинский, Гродзинский, 1973), с различной концентрацией нитрата или аммония и добавлением микроэлементов по Уайту (Смирнов, 1970).

Для изучения особенностей регуляции активности ГС и ГДГ при усвоении симбиотически фиксированного азота семена люпина, инокулированные Юг&оЫпт 1ирт 359а, выращивали в течение вегетационного периода в песчаной культуре в вегетационных домиках. Подкормку растений осуществляли два раза: на 7 и на 21 сутки после появления всходов, внося по 1/2 нормы макроэлементов среды Кнопа без азота и микроэлементы по Уайту. Нитрат из расчета 1/8 нормы среды Кнопа вносили только в первую подкормку.

Получение ферментных препаратов ГС и ГДГ. Навеску растительной ткани растирали с 0.05 М Трис-НС1 буфером рН 7.5, содержащим цистеин (1 мг/50 мл), и проводили экстракцию белков при 4°С в течение 1 ч. Гомогенат центрифугировали 20 мин при 13000 g. Полученный супернатант очищали от низкомолекулярных компонентов центрифугированием с БерЬаёех в-25 при 1000 g в течение 20 мин.

Активность ГС определяли гидроксаматным методом (Евстигнеева и др., 1971) по количеству образовавшегося у-глутамилгидроксамата (у-ГТК) и выражали в мкмоль у-ГГК, образующегося за 1мин в расчете на 1 мг белка.

Активность ГДГ определяли спектрофотометрически при 340 нм по скорости восстановительного аминирования 2-оксоглутарата с НАДН в качестве кофактора (Яковлева и др., 1964) и выражали в мкмоль НАДН, окисленного за 1 мин в расчете на 1 мг белка.

Получение ферментного препарата глутаминзависимой АС. Навеску растительной ткани растирали с 0.1 М Трис-НС1 буфером рН 8.0, содержащим 15% (по объёму) глицерин и 25 мМ 2-меркаптоэтанол, и проводили экстракцию белков при 4°С в течение 1 ч. Гомогенат центрифугировали 10 мин при 5000 g. Первичный супернатант центрифугировали при 14500 g в течение 30 мин. Конечный супернатант очищали от низкомолекулярных компонентов на БерЬаскх 0-25 при центрифугировании (1000 g) в течение 20 мин.

Активность АС определяли по количеству 14С-аспарагина, синтезированного из Ь-[и-14С]-аспартата (Брускова и др., 1988). Активность АС выражали в нмоль аспарагина, образующегося за 1 мин в расчете на 1 мг белка.

Содержание белка определяли по методу Bradford (Bradford, 1976).

Для определения содержания свободных аминокислот навеску растительной ткани (1-3 г) фиксировали 10-30 мл кипящего 80% этанола. После 3-кратной спиртовой экстракции образцов и упаривания суммарного экстракта в нем определяли содержание свободных аминокислот на анализаторе аминокислот AAA 339М (Microtechna, Чехия).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ 1. Регуляция ГС и ГДГ у люпина при гетеротрофном питании за счет

Прежде чем приступить к обсуждению данных по активности ГС и ГДГ, обратимся к характеристике накопления биомассы различных органов проростков люпина на этапе гетеротрофного питания (3-17 суток) (рис. 1). На начальных этапах развития (3 сутки прорастания) интенсивным ростом характеризовались гипокотили и корни. После переноса проростков на свет гипокотили и корни интенсивно росли до 11 суток, затем их рост практически прекращался. Интенсивный рост семядолей люпина на свету происходил в период 3-7 суток, далее их масса незначительно увеличивалась к 11 суткам и снижалась к 17 суткам. Масса листьев увеличивалась в течение всего исследуемого периода.

запасов семени

0,2 -

3 " | 0,6

§•0,4

1 3 5 7 9 11 13 15 17 Возраст растений, сут

Рис. 1. Соотношение массы различных органов люпина белого при гетеротрофном питании при росте на свету или в темноте

У этиолированных проростков (рис. 1) рост гипокотилей продолжался в течение всего исследуемого периода, и к 17 суткам их масса почти в 2.5 раза

2 25 £ й 20

I15 § 10

2 5

1 3 5 7 9 11 13 15 17 Возраст растений, сут

Рис. 2. Содержание растворимого белка в семядолях люпина белого при росте на свету и в темноте

превышала таковую у зеленых проростков. Рост корней, семядолей и листьев практически отсутствовал (рис. 1). В семядолях и зеленых и этиолированных проростков содержание растворимого белка резко снижалось к 11 суткам и затем плавно - к 17 суткам (рис. 2).

Основная активность ГС в первые 3 суток прорастания сосредоточивалась

в гипокотилях (рис. За), где она была значительно выше, чем в семядолях. Активность ГДГ в семядолях и гипокотилях на данный момент была ниже, чем в корнях (рис. 36).

Далее при росте на свету в гипокотилях активность ГС исчезала, а активность ГДГ оставалась низкой до 9 суток, после чего увеличивалась к 17 суткам (рис. 36).

В семядолях люпина активность ГС и ГДГ до 7 суток находилась на низком уровне (рис. За и б), скорее всего, из-за использования продуктов гидролиза

3 5 7 9 11 13 15 17 1 3 5 7 9 11 13 15 17

Возраст растений, сут Возраст растений, сут

Рис. 3. Активность глутаминсинтетазы (а) и глутаматдегидрогеназы (б) в органах люпина белого при гетеротрофном питании и росте на свету

запасного белка в этот период непосредственно на ростовые процессы. После 7 суток активность ГС в семядолях увеличивалась, что являлось следствием дезаминирования аминокислот - продуктов гидролиза запасного белка. Его исчерпание к 17 суткам приводило к адекватному снижению активности ГС в семядолях. В отличие от ГС, активность ГДГ закономерно увеличивалась на протяжении 9-17 суток. Таким образом, зависимость между активностью ферментов и распадом белка наблюдалась только в случае ГС в период после 15 суток.

В корнях активность ГС отсутствовала, а активность ГДГ до 9 суток находилась на относительно невысоком уровне, значительно увеличиваясь к 17 суткам (рис. За и б).

В листьях происходило значительное увеличение активности ГС, которая после 15 суток превышала таковую в семядолях (рис. За). При этом увеличение активности ГС в листьях положительно коррелировало с накоплением их массы. Активность ГДГ в листьях в период 11-17 суток была минимальна (рис. 36).

На основании приведенных данных можно заключить, что основную функцию ассимиляции аммония в развивающемся растении последовательно выполняет ГС гипокотилей, семядолей и далее листьев. Вклад ГДГ в этот процесс минимален и ограничивается осевыми органами.

Выявленные особенности

процесса ассимиляции аммония согласовываются с данными определения активности АС и содержания амида аспарагина, который выполняет основную роль во вторичном вовлечении азота в метаболизм и его транспорте на дальние расстояния. Как видно из данных рис. 4, активность АС

о 7 14

Возраст растений, сут

Рис. 4. Активность аспарагинсинтетазы в органах люпина белого при гетеротрофном питании

локализовалась в семядолях (7-14 сутки) и гипокотилях (7 сутки). Наличие активности АС на 7 сутки в гипокотилях, где содержание аспарагина и свободных аминокислот в первую неделю роста значительно превышало таковое в других органах (рис. 5), подтверждает важную роль гипокотилей в процессе ассимиляции аммония в данный период.

В семядолях максимальная активность АС (рис. 4) наблюдалась в возрасте 7 суток, после чего она резко снижалась к 14 суткам. Динамика изменения содержания аспарагина и свободных аминокислот была аналогична изменению активности ГС в семядолях (рис. 5). Отсутствие корреляции между активностями АС и ГС в семядолях свидетельствует о том, что в этот период функция ГС не была связана с синтезом глутамина de novo для наработки аспарагина. Последний процесс мог осуществляться за счет глутамина, образующегося при гидролизе запасного белка.

В корнях и листьях активность АС отсутствовала и, следовательно, высокий уровень аспарагина в них был следствием его экспорта из семядолей. На этом фоне в корнях полностью отсутствовала активность ГС, что говорит о

Рис. 5. Содержание свободных аминокислот (1) и аспарагина (2) в органах люпина белого при гетеротрофном питании

преимущественной роли трансаминирования при катаболизме аспарагина, тогда как в листьях высокая активность ГС являлась результатом его дезамидирования.

При росте в темноте в гжокотилях активность ГС сохранялась до 9 суток (рис. 6а), что коррелировало с усиленным ростом этих органов (рис. 1). Активность ГДГ (рис. 66) практически не отличалась от таковой у растений светового варианта (рис. 36).

0,045 0,04 3. 0,035 аГ х 0,03 5 10,025 * *В 0,02 § §0,015 £ Ю 0,01 2 0,005 0

— -семядоли

• гипокотили

-корни

— -листья

—листья г

3 5 7 9 11 13 15 17 Возраст растений, сут

1 3 5 7 9 11 13 15 17 Возраст растений, сут

Рис. 6. Активность глутаминсинтетазы (а) и глутаматдегидрогеназы (б) в органах люпина белого при гетеротрофном питании и росте в темноте

В семядолях этиолированных (рис. 6а), в отличие от таковых у зелёных проростков, резкое увеличение активности ГС начиналось уже после 3 суток и достигало максимума к 11 суткам (рис. 6а). Снижение активности ГС, как и при росте на свету, происходило к 17 суткам. Активность ГДГ к концу исследуемого периода увеличивалась сильнее (рис. 66), чем в растениях светового варианта.

В корнях этиолированных проростков активность ГС, как и у зелёных, отсутствовала, тогда как активность ГДГ (рис. 66) была значительно (в 2-3 раза) выше, чем у растений светового варианта.

В листьях этиолированных проростков активность ГС оставалась практически на постоянном уровне и к 17 суткам была почти в 2 раза ниже, чем у проростков, росших на свету. Отсутствие увеличения активности ГС в листьях (рис. 6а) коррелировало с отсутствием их роста (рис. 1). Активность

ГДГ, наоборот, была в 2.5-3 раза выше, чем при росте на свету, и значительно увеличивалась к концу исследуемого периода.

Следовательно, при росте в темноте происходило значительное усиление вклада в процесс ассимиляции аммония ГДГ корней и листьев, которое на фоне отсутствия роста данных органов было связано с процессом детоксикации аммония.

Таким образом, полученные данные позволяют говорить, что на этапе гетеротрофного питания происходит изменение органной компартментации процесса ассимиляции аммония, который осуществляется с преимущественным участием ГС. На самых ранних этапах развития (3 сутки) он локализуется в гипокотилях, в период 7-15 суток - в семядолях, и затем, по мере истощения в последних запасного белка, основной зоной его сосредоточения к 15 суткам становятся листья. Выявленную нами корреляцию между активностью ГС и накоплением биомассы в гипокотилях и листьях можно рассматривать как доказательство сопряжения функции ГС с ростовыми процессами. ГДГ, активность которой у зеленых проростков остается низкой во всех органах и не коррелирует ни с содержанием запасного белка, свободных аминокислот и аспарагина, ни с ростом формирующихся органов, в процессе ассимиляции аммонийного азота выполняет менее значимую роль.

2. Регуляция ГС и ГДГ при совместном и раздельном усвоении гетеротрофных запасов семени и неорганического азота среды 2.1. Совместное усвоение проростками люпина гетеротрофных запасов семени и экзогенного нитрата или аммония Сопоставимый анализ данных активности ГС и АС, а также содержания белка и свободных аминокислот в семядолях позволяет заключить, что период гетеротрофного питания завершался к 15-17 суткам. В течение этого периода в растениях обычно ассимилируется аммиак, образующийся не только при катаболизме аминокислот - продуктов распада белка, но и за счет поступления экзогенных источников азота. В связи с этим предстояло выяснить действие на

фоне гетеротрофного питания экзогенного нитрата или аммония на активность ГСиГДГ.

Глутаминсинтетаза. В корнях при концентрации экзогенного нитрата 14.2 мМ впервые "включалась" активность ГС (рис. 7), однако в случае экзогенного аммония этот эффект достигался при концентрации 7.1 мМ (рис. 7). Дальнейшее повышение концентрации экзогенного нитрата или аммония приводило к соответствующему увеличению активности. Корреляция между

0,26 0,23 0,2 0,17 0,14 0,11 0,08 0,05

нитрат

К----Г'

.Л

корни

0,26 0,23 0,2 0,17 0,14 0,11 0,08 -1 0,05

11 13 15

аммоний

Лг-

9 11 13 16 17

Возраст растений, сут

Рис. 7. Активность глутаминсинтетазы в органах люпина при гетеротрофном питании и усвоении нитрата или аммония

увеличением активности и накоплением массы корней отмечалась только в случае экзогенного аммония: наибольший прирост массы происходил при его концентрации 7.1 мМ. При более высоких концентрациях (14.2-28.4 мМ) прирост массы корней тормозился. Следовательно, увеличивающаяся при высоких концентрациях аммонийного источника активность ГС была связана не столько с ростовыми процессами, сколько с детоксикацией избыточного эндогенного аммония.

В гипокотилях при 7.1 мМ экзогенного нитрата или аммония активность увеличивалась (рис. 7). Концентрация 14.2 мМ дальнейшего эффекта увеличения не давала. Наибольшее увеличение активности наблюдалось при 28.4 мМ аммония. Корреляционная зависимость между увеличением активности и усилением роста прослеживалась только при 14.2 мМ нитрата или аммония.

Таким образом, "включение" ГС в ассимиляцию аммония в корнях при наличии экзогенного азота может свидетельствовать об индукции фермента, который претерпевает пост-трансляционную модификацию. Индукция в корнях и увеличение активности в гипокотилях указывают на важную роль осевых органов в ассимиляции вновь поступившего азота.

В листьях активность (рис. 7), более высокая, чем в осевых органах, скорее всего, была связана с функционированием мощного источника аммония фотодыхания. На этом фоне экзогенный нитрат в отличие от аммония (14.2 мМ) вызывал незначительный эффект увеличения.

Глутаматдегидрогеназа. Как и в случае с ГС, её активность зависела от формы и концентрации экзогенного азота (рис. 8). В корнях экзогенный аммоний (7.1-14.2 мМ), в отличие от нитрата, увеличивал активность (рис. 8).

В гипокотилях экзогенные нитрат (7.1 и 14.2 мМ) и аммоний (7.1 мМ) увеличивали активность только к 15 суткам. При 14.2 мМ аммония значительное увеличение активности происходило уже к 9 суткам (рис. 8).

В листьях активность увеличивалась только при 28.4 мМ экзогенного нитрата (рис. 8). В случае аммония активность возрастала адекватно

0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0

нитрат

—вь- -7 1мМ

•-■А-- - 14.2мМ

— 28.4мМ

листья 0,025

11 13 15

гипокотили 0,028

13 15 17 5 7

Возраст растений, сут

Рис. 8. Активность глутаматдегидрогеназы в органах люпина при гетеротрофном питании и усвоении экзогенного нитрата или аммония

увеличению его концентраций (7.1, 14.2, 28.4 мМ). Отсутствующее на этом фоне усиление роста листьев позволяет говорить об ограниченной роли ГДГ -только как детоксицирующего фермента.

На основании представленных результатов можно заключить, что при сочетании усвоения гетеротрофных запасов семени и нитратного или аммонийного азота среды происходит изменение пространственной организации процесса ассимиляции аммония за счет "включения" в него ГС корней на фоне сохранения её прежнего мажорного значения в семядолях и

листьях. Вклад ГДГ усиливается только при наличии экзогенного аммония. Факты увеличения активности ГС и/или ГДГ на фоне отсутствия прироста биомассы органов можно рассматривать как проявление детоксицирующей составляющей функций ферментов.

2.2. Усвоение экзогенного нитрата или аммония проростками люпина, лишенными семядолей В связи с выявленными закономерностями регуляции ГС и ГДГ при совместном усвоении гетеротрофных запасов семени и неорганического азота среды предстояло выяснить значение каждого из этих двух факторов. С этой целью были поставлены опыты с удалением запасающих органов (семядолей) у проростков люпина в возрасте 7 суток.

Глутаминсинтетаза. При удалении семядолей происходило значительное отставание роста и накопления биомассы органов у проростков, что соответствовало снижению активности во всех органах со 2 по 8 сутки после

листья

аммояй

без азота 7.1тМ 14.2тМ 28.4тМ

корни

нитрат

7.1 пМ 14.2тМ

14.2тМ 28.4тМ

7.1ггМ 14.2тМ

Рис. 9. Активность глутаминсинтетазы в органах люпина на 8 сутки после удаления семядолей и при росте на средах с различной концентрацией нитрата или аммония ( Нн - растения с семядолями, ЩЗ- растения без семядолей)

удаления (рис. 9). Такое снижение практически не зависело от присутствия азота в среде. Исключение составляла активность корней и листьев при 14.2 мМ экзогенного аммония. При концентрации экзогенного аммония 28.4 мМ проростки без семядолей погибали, вероятно, вследствие синдрома аммонийной интоксикации.

Глутаматдегидрогеназа. У проростков, лишенных семядолей, усвоение экзогенного нитрата приводило к снижению активности в корнях, гипокотилях и увеличению в листьях на 8 сутки после удаления семядолей (рис. 10). В случае экзогенного аммония активность увеличивалась во всех органах, начиная со 2 суток после удаления (рис. 10).

Таким образом, результаты, полученные в экспериментах с удалением семядолей у проростков люпина на фоне усвоения разных концентраций

листья

1 о,Об ^ 0,05 | 0,04 ? 0,03 5 0,02 I 0,01

нитрат

аммоний

без азота

7.1 тМ 14.2тМ 28 4тМ

| 0,06 2 0,05 1 0,04

Ь»

1-0,03 <0,02 ¡0,01 I о

корни

нитрат

Ныл

без азота

7.1тМ 14.2тМ 28.4тМ

1*1

Иш_ М

7.1тМ 142тМ

аммоний

7.1тМ 142пМ

Рис. 10. Активность глутаматдегидрогеназы в органах люпина на 8 сутки после удаления семядолей и при росте на средах с различной концентрацией нитрата или аммония (обозначения те же, что на рис. 9)

экзогенного азота, свидетельствуют, что метаболиты, поступающие из семядолей, оказывают положительное влияние на активность ГС и отрицательное - на ГДГ. Такая особенность регуляции ГС и ГДГ способствует проявлению их различного вклада в ассимиляцию аммония на этапе гетеротрофного питания. Факт снижения активности ГС во всех органах проростков при удалении семядолей, коррелирующий с уменьшением их массы, подтверждает ранее сделанный вывод о зависимости ростовых процессов от её активности, регулируемой гетеротрофными запасами.

2.3. Регуляция ГС и ГДГ у гггЪгЪ-. ггЯЪКЪ- и М&ЪгЬ-мутантов гороха при совместном усвоении гетеротрофных запасов семени и нитрата Исходя из выявленных фактов регуляции ГС и ГДГ в органах люпина метаболитами семени, необходимо было выяснить вклад их углерод- и азотсодержащих составляющих соединений. С этой целью использовали г- и гЬ-мутанты гороха, семена которых отличаются более низким содержанием крахмала (24-36%) и высоким содержанием белка (26-28%) от семян гороха дикого типа (54% и 22% крахмала и белка, соответственно).

Различия по активности ГС и ГДГ у исследуемых генотипов гороха проявлялись только при 7.1 мМ экзогенного нитрата (рис. 11 и 12).

Возраст растений, сут Возраст растений, сут

Рис. 11. Активность глутаминсинтетазы в листьях (а) и корнях (б)

гороха различных генотипов (1- дикий тип, 2 - двойной мутант (гггЪгЪ), 3 - г-мутант {ггЯЪЯЬ), 4 -гЬ-мутант (ЯКгЬгЪ)) при концентрации нитрата в среде 7.1 мМ

Глутаминсинтетаза. В листьях более высокая активность в период до 13 суток наблюдалась у дикого типа, а после 15 суток - у мутантов (рис. 11а).

В корнях всех исследуемых генотипов происходило увеличение активности с максимумом в 15 суток, наиболее выраженное у дикого типа (рис. 12).

Глутаматдегидрогеназа. В корнях -основной зоне сосредоточения фермента -уровень активности после 13 суток у мутантов значительно превышал таковой у дикого типа (рис. 12).

Различия в активности ГС и ГДГ у генотипов гороха, выявленные при

1 0,16

8 0,14 | °-12

| 0,1 5 0,08 5 0,06 * 0,04 § 0,02 1 л

10 11 12 13 14 15 16 17 18 концентрации 7.1 мМ, нивелировались Возраст растет«, суг

Рис. 12. Активность глутаматдегидрогеназы в корнях гороха различных генотипов (обозначения те же, что на рис. 11) при концентрации нитрата в среде 7.1 мМ

при концентрации 14.2 мМ экзогенного нитрата.

Исходя из этого можно полагать, что в период гетеротрофного питания (до 13 суток) большие исходные запасы крахмала в семени определяют и более высокую активность ГС как в листьях, так и в корнях у дикого типа. Такой эффект может достигаться индукцией под действием глюкозы - мономера крахмала - как непосредственно ГС, так и нитратредуктазы (Измайлов и др., 2005). Устранение этого преимущества после 15 суток, то есть после исчерпания гетеротрофных запасов семени, и меньшая утилизация моносахаров при биосинтезе крахмала у мутантов приводят к превышению активности ГС в листьях мутантов над таковой у дикого типа. В случае ГДГ размер углеводного пула имеет противоположное, чем на ГС, действие, что приводит к превышению её активности у мутантов на более позднем - автотрофном этапе развития.

Отсутствие различий по активности исследуемых ферментов между растениями дикого типа и г- и /-¿-мутантами при повышенной концентрации

нитрата в среде - 14.2 мМ может быть связано с тем, что в условиях избытка азота и те, и другие были лимитированы по углеводным запасам.

Полученные результаты позволяют заключить, что регуляция ГС и ГДГ осуществляется на основе соотношения размеров гетеротрофных углеводных и азотных пулов в растении, которое, в свою очередь, корректируется экзогенным азотом.

3. Регуляция ГС и ГДГ у люпина при усвоении нитратного или аммонийного азота среды на этапе автотрофного питания

Глутаминсинтетаза. В корнях люпина на этапе автотрофного питания "включение" активности достигалось при 7.1 мМ экзогенного нитрата или аммония (рис. 13). Повышение концентрации нитрата или аммония сопровождалось дальнейшим увеличением активности.

В гипокотилях совместно со стеблями не наблюдалось пропорциональной зависимости между увеличением концентраций экзогенного нитрата и активности. Однако при усвоении экзогенного аммония эта зависимость выявлялась четко (рис. 13).

При этом как в случае экзогенного нитрата, так и аммония, увеличение активности в осевых органах соответствовало увеличению их биомассы.

В листьях активность увеличивалась только при 14.2 мМ экзогенного аммония (рис. 13). При 28.4 мМ экзогенного нитрата или аммония активность снижалась к 21 суткам.

Глутаматдегидрогеназа. При концентрациях нитрата и аммония 14.2-28.4 мМ активность во всех исследованных органах снижалась.

Следовательно, при усвоении неорганического азота среды на этапе автотрофного питания важная роль ГС осевых органов в ассимиляции аммония сохраняется, и подтверждается её рост-сопряженная функция. Уровень экзогенного азота является положительным регуляторным фактором ГС осевых органов и в меньшей степени листьев. ГДГ всех органов ингибируется при повышенном уровне азотного питания, что ограничивает её участие в ассимиляции азота.

нитрат

- без ааота —■—7.1мМ --А-- 14.2мМ -■•--28.4мМ

аммоний

А'

/Л

18 21 12 Возраст растений, сут

Рис. 13. Активность глутаминсинтетазы в органах люпина белого при усвоении нитрата или аммония среды на этапе автотрофного

питания

4. Регуляция ГС и ГДГ у люпина при усвоении симбиотически фиксированного азота

Кроме гетеротрофного и автотрофного типов питания, при которых растения усваивают азот запасов семени и среды, бобовые способны усваивать молекулярный азот атмосферы за счет симбиоза с азотфиксирующими бактериями рода ЯкиоЫит. Исходя из этого на следующем этапе исследований

была поставлена задача изучить особенности органной топографии и регуляции ГС и ГДГ при симбиотрофном типе питании.

Глутаминсинтетаза. В листьях активность достигала максимума к 45 суткам и затем снижалась к 81 суткам (рис. 14а).

В клубеньках активность увеличивалась и достигала максимума к 56 суткам, после чего также снижалась к 81 суткам (рис. 14а).

В осевых органах (корнях и стеблях совместно с гипокотилями) активность выявлена не была.

14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 § 0,01 Возраст растений, сут |

— —■- -листья -клубеньки • стебгм -корни б -К.

шУ 4--- ^ г —1 г

, , , I —*

14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 Возраст растений, сут

Рис. 14. Активность глутаминсинтетазы (а), глутаматдегидрогеназы (б) и аспарагинсинтетазы (в) в органах люпина белого при симбиотрофном питании

Глутаматдегидрогеназа. В клубеньках и листьях активность находилась на низком уровне (рис. 146).

В осевых органах, корнях и особенно в стеблях совместно с гипокотилями происходило значительное увеличение активности к 45-56 суткам (рис. 146). Из полученных данных следует, что процесс ассимиляции аммония в листьях и

клубеньках осуществляется при доминирующем участии ГС, а в осевых органах - ГДГ.

Выявленные особенности органной топографии ГС и ГДГ согласуются с

данными по активности АС (рис. 14в);' содержанию аспарагина и свободных аминокислот в органах люпина (рис. 15). При симбиотрофном питании активность АС сосредоточивалась исключительно в клубеньках (рис. 14в), где её динамика положительно коррелировала с активностью ГС и содержанием аспарагина (рис. 15), что свидетельствует о функциональной связи ферментов при синтезе главного транспортного продукта клубеньков - аспарагина:

во

1 0

£ 60

3 50

о 30

1 20

стебли + гипокотили

14 21 28 35 42 листья

56 63 70 77 84 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 60 г

корни

14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 Возраст растений, сут

Рис. 15. Содержание свободных аминокислот (1) и аспарагина (2) в органах люпина белого при симбиотрофном питании

Экспорт аспарагина из клубеньков был направлен в большей степени в листья и в меньшей - в осевые органы (рис. 15). На основе катаболизма аспарагина происходило увеличение активности ГС в листьях и ГДГ в осевых органах.

Как видим, специфика перестройки пространственной организации процесса ассимиляции аммонийного азота при симбиотрофном питании состоит в том, что в листьях и клубеньках ведущая роль принадлежит ГС, тогда

как в осевых органах отсутствие ГС компенсируется альтернативным путём

ассимиляции аммония с участием ГДГ.

ВЫВОДЫ

1. При гетеротрофном питании за счет запасов семени (3-17 сутки) процесс ассимиляции аммония сосредоточивается последовательно в гипокотилях, семядолях и листьях и осуществляется с преимущественным участием ГС.

2. Роль ГДГ в период гетеротрофного питания минимизирована, так как главный транспортный азотсодержащий продукт - аспарагин, экспортируемый из основного органа ассимиляции аммония - семядолей в корни - преимущественную зону сосредоточения активности ГДГ в растении, метаболизируется не дезамидированием, а трансаминированием.

3. При сочетании гетеротрофного питания и усвоения экзогенного азота впервые происходит "включение" в процесс ассимиляции аммония ГС корней, благодаря чему эти органы становятся одной из основных зон ассимиляции азота в растении. При усвоении экзогенного аммония, в отличие от нитрата, усиливается также вклад ГДГ в этот процесс.

4. Как при гетеротрофном питании, так и при его сочетании с усвоением экзогенного азота важную роль в регуляции ферментов выполняют метаболиты, поступающие из семени:

а) данные опытов с отсечением семядолей у проростков люпина свидетельствуют, что эти метаболиты активируют ГС и ингибируют ГДГ;

б) результаты исследований г- и гб-мутантов гороха, различающихся по исходному уровню крахмала и белка в семенах, позволяют говорить о зависимости активности ГС и ГДГ от соотношения углерод- и азотсодержащих метаболитов в растении, которое определяется как составом гетеротрофных запасов семени, так и разными концентрациями экзогенного азота.

5. При усвоении экзогенного азота на этапе автотрофного питания сохраняется важная роль ГС осевых органов в ассимиляции аммония. Экзогенный азот

положительно регулирует ГС осевых органов и, в меньшей степени, листьев. ГДГ всех органов ингибируется повышенным уровнем экзогенного нитрата или аммония, что ограничивает её участие в ассимиляции азота.

6. При усвоении симбиотически фиксированного азота специфика перестройки компартментации ассимиляции аммония состоит в том, что в листьях и клубеньках она осуществляется ГС, тогда как отсутствие последней в осевых органах компенсируется участием ГДГ. Наличие корреляции активностей АС и ГС в клубеньках свидетельствует об их сопряженности при синтезе аспарагина, экспорт которого из клубеньков активирует ГС листьев и ГДГ осевых органов.

7. Выявленные факты положительной корреляции активности ГС с приростом биомассы осевых органов и листьев и отсутствие таковой для ГДГ как при гетеротрофном, так и при автотрофном питании рассматриваются как доказательство сопряженной с ростом одной из составляющих функций ГС.

На основании всего изложенного можно заключить, что реализация функции усвоения аммония у люпина белого достигается за счет дифференцированного включения в процесс ассимиляции аммония в разных органах растения ГС и ГДГ, что, в свою очередь, детерминировано прохождением различных фаз онтогенеза и условиями азотного питания растений.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Давыдова М.А., Газизов И.С., Измайлов С.Ф. Регуляция ферментов ассимиляции аммонийного азота у люпина белого на свету и в темноте. Тез. докладов Международной конференции "Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке". Сыктывкар. 2001. С. 20.

2. Давыдова М.А., Газизов И.С., Измайлов С.Ф. Альтернативные пути ассимиляции аммонийного азота у люпина белого при гетеротрофном и автотрофном усвоении азота. Тез. докладов П Международной конференции

"Регуляция роста, развития и продуктивности растений". Минск. 2001. С. 5657.

3. Давыдова М.А., Брускова Р.К., Газпзов И.С., Измайлов С.Ф. Ассимиляция аммонийного азота у люпина белого при гетеротрофном и симбиотрофном питании. Физиология растений. 2002. Т. 49. №5. С. 688-696.

4. Давыдова М.А., Газпзов U.C., Измайлов С.Ф. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы в различных органах люпина белого при усвоении нитратного и аммонийного азота. Тез. докладов Международной конференции «Экологическая ботаника: наука, образование, прикладные аспекты». Сыктывкар. 2002. С. 81-82.

5. Davidova М.А., Bruskova R.K., Gaziziov I.S. Role of bean-rhizobial interaction in alteration of enzyme status of ammonoum nitrogen assimilation in white lupine. Abstr. Xl-th Congress International Society for Molecular Plant-Microbe Interactions. St.-Petersburg. 2003. P. 315.

6. Давыдова M.А., Брускова P.К, Газизов И.С., Измайлов С.Ф. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы у люпина белого при гетеротрофном, автотрофном и симбиотрофном усвоении азота. Тез. докладов V съезда ВОФР. Пенза. 2003. С. 128-129.

7. Давыдова М.А., Газизов И.С. Глутаматдегидрогеназа высших растений: локализация, состав, регуляция, физиологическая функция. Вестник Харьковского Национального Аграрного Университета. 2005. Вып. 1. № 6. С. 7-18.

8. Измайлов С.Ф., Давыдова М.А., Никифорова Т.А. Регуляция нитратредуктазы у rrrbrb-, rrRbRb- и RRrbrb- мутантов гороха при усвоении нитратного азота. Доклады АН. 2005. Т. 403. № 5. С. 693-696.

9. Измайлов С.Ф., Давыдова М.А. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы у rrrbrb-, rrRbRb- и RRrbrb- мутантов гороха при усвоении нитратного азота. Доклады АН. 2005. Т. 404. № 1. В печати.

11980?

РНБ Русский фонд

2006-4 16365

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 07.10.2005 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 618. Тел. 939-3890. Телефакс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Давыдова, Марина Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Глутаминсинтетаза

1.1. Локализация

1.2. Полипептидный состав и множественные молекулярные формы

1.3. Регуляция на уровне синтеза

1.3.1. Дифференциальная экспрессия генов

1.3.1.1. Органо- и тканеспецифичная экспрессия

1.3.1.2. Экспрессия генов в онтогенезе

1.3.2. Экспрессия генов и абиотические факторы

1.3.2.1. Действие света

1.3.2.2. Регуляция синтеза источником азота

1.4. Регуляция на уровне активности

1.5. Роль в эффективности использования азота

2. Глутаматдегидрогеназа

2.1. Локализация

2.2. Полипептидный состав и множественные молекулярные формы

2.3. Регуляция на уровне синтеза

2.3.1. Дифференциальная экспрессия генов

2.3.2. Экспрессия генов и абиотические факторы

2.4. Регуляция на уровне активности

2.5. Физиологическая роль

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Объекты исследований

2. Выращивание растений

2.1. Постановка опытов с водной культурой люпина белого

2.2. Постановка вегетационных опытов

3. Методы исследований

3.1. Получение бесклеточного экстракта

3.2. Определение активности глутаминсинтетазы

3.3. Определение активности глутаматдегидрогеназы

3.4. Определение активности аспарагинсинтетазы

3.5. Определение содержания белка

3.6. Определение содержания свободных аминокислот

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ГЛАВА III. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы у люпина при гетеротрофном питании за счет запасов семени

1. Результаты

2. Обсуждение

ГЛАВА IV. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы при совместном и раздельном усвоении гетеротрофных запасов семени и неорганического азота среды

1. Совместное усвоение проростками люпина гетеротрофных запасов семени и экзогенного нитрата или аммония

1.1. Результаты

1.2. Обсуждение

2. Усвоение экзогенного нитрата или аммония проростками люпина, лишенными семядолей

2.1. Результаты

2.2. Обсуждение

3. Регуляция ГС и ГДГ у rrrbrb-, rrRbRb- и RRrbrb-мутантов гороха при совместном усвоении гетеротрофных запасов семени и нитрата

3.1. Результаты

3.2. Обсуждение

ГЛАВА V. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы у люпина при усвоении нитратного или аммонийного азота среды на этапе автотрофного питания

1. Результаты

2. Обсуждение

ГЛАВА VI. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы у люпина при усвоении симбиотически фиксированного азота

1. Результаты

2. Обсуждение

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Регуляция активности глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы при усвоении связанного и симбиотически фиксированного азота у люпина белого"

Дефицит белка - одна из острейших проблем, стоящих перед человечеством. В этой связи особую актуальность приобретают исследования по интенсификации производства наиболее экономически выгодного растительного белка. В частности, до сих пор мало использованным, но мощным резервом увеличения производства растительного белка является повышение роли и продуктивности зернобобовых культур, биомасса и семена которых выгодно отличаются по этому показателю.

Вторым важнейшим преимуществом бобовых является их способность к симбиотической азотфикации. Благодаря азотфиксации обеспечивается экологическая чистота и рентабельность получаемой продукции, так как бобовые не нуждаются в азотных удобрениях. Кроме того, бобовые выполняют средообразующую функцию, повышая плодородие почвы, улучшая её физическое, химическое и фитосанитарное состояние.

В последнее время среди зернобобовых культур большой интерес вызывает люпин, о чем свидетельствует регулярное проведение Международных научных конференций по этой культуре. Особое внимание ему уделяется в странах с коротким вегетационным периодом, где признанный белковый лидер - соя не может широко культивироваться из-за климатических условий. Создание новых сортов люпина, отличающихся скороспелостью и низким содержанием алкалоидов, ставит эту культуру на одно из первых мест среди других зернобобовых. При этом люпин обладает целым рядом агробиологических и физиолого-биохимических особенностей, в силу которых он может стать важной культурой в биологизации сельского хозяйства большинства областей Нечернозёмной зоны, Поволжья и других регионов Российской Федерации. Являясь эффективным азотфиксатором (до 230 кг биологического азота на 1га за вегетационный период), люпин способен развиваться на бедных почвах, обогащая их симбиотическим азотом, полезной микрофлорой и органическим веществом за счет высокобелковой зеленой массы. Благодаря специальным корневым выделениям люпин способен разлагать труднорастворимые фосфаты до легкорастворимых фосфорных соединений и тем самым улучшать фосфатный режим почвы. Кроме того, корневая система люпина, проникая глубоко в почву (до 2 м), действует как глубинный насос, поднимая из-под пахотного слоя профильтрованные туда калий и другие макро- и микроэлементы, и тем самым улучшает калийный режим почвы (Такунов, 2001).

Люпин без применения удобрений обеспечивает урожайность зерна 2.63.2 т/га (люпин белый до 4-6 т/га), в которых содержится 1.1-1.2 т/га сырого белка, что в 1.3-1.8 раз больше, чем у кормовых бобов, вики и гороха. Диапазон изменчивости содержания белка в семенах люпина составляет 32-53%. При этом суммарный белок на 26-36% состоит из незаменимых аминокислот, в связи с чем белки семян люпина имеют высокую питательную ценность. Наряду с белком в состав семян люпина входит до 12% липидов, которые характеризуются высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот (Лисицин и др., 2001). По наличию витаминов группы В семена люпина, как и других бобовых, значительно превосходят зерновые культуры. Все это позволяет использовать люпин не только как зеленое удобрение, но и как ценную кормовую и пищевую культуру.

Однако потенциальный генотип, определяющий накопление больших количеств белка в зеленой массе, а затем и в семенах люпина, способен реализоваться при оптимальном азотном питании растений, как физиологической основы биосинтеза белка. Оптимизация азотного питания у конкретной культуры возможна на основе изучения особенностей физиолого-биохимических процессов ассимиляции азота.

Важным этапом азотного питания является ассимиляция аммония, которая осуществляется при участии двух ключевых ферментов -глутаминсинтетазы (ГС) и глутаматдегидрогеназы (ГДГ). Большинство работ, посвященных этим ферментам, относятся к области биохимических исследований, когда свойства ферментов и их регуляция изучаются в условиях in vitro. Тогда как в целом растении ферменты подвергаются действию внешних факторов не непосредственно, а через изменение направленности различных физиологических процессов, состава метаболитов и особенностей их транспорта. Регуляция ГС и ГДГ, и относительный вклад этих ферментов в процесс ассимиляции аммония в разных органах в ходе их роста и развития при различных типах питания изучены далеко недостаточно. В случае люпина указанные выше вопросы практически открыты, особенно мало известно об особенностях ассимиляции азота в онтогенетическом аспекте. Между тем, только на основе знания механизмов регуляции активности ключевых аммонийассимилирующих ферментов, последовательно реализующихся в ходе онтогенеза, возможно полное понимание всего процесса усвоения азота растением.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Цель работы заключалась в изучении особенностей регуляции активности ГС и ГДГ и выявлении их относительного вклада в процесс ассимиляции аммония в органах люпина белого на различных стадиях его онтогенеза и при разных типах азотного питания.

В работе были поставлены следующие задачи:

2. Исследовать регуляцию ГС и ГДГ у люпина при совместном и раздельном усвоении гетеротрофных запасов семени и неорганического азота среды. С этой же целью изучали активность ферментов у г- и гб-мутантов гороха, различающихся по соотношению углерод- и азотсодержащих запасных веществ в семени.

4. Установить особенности органной топографии и роль ГС и ГДГ у люпина при усвоении симбиотически фиксированного азота. Выявить возможную корреляцию между процессом ассимиляции аммония и синтезом аспарагина, как основного азотсодержащего транспортного соединения у растений люпина, на основании изучения сопряженности динамики активности ГС и глутаминзависимой аспарагинсинтетазы (АС), и содержания свободных аминокислот.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Давыдова, Марина Александровна

ВЫВОДЫ

1. При гетеротрофном питании за счет запасов семени (3-17 суток) процесс ассимиляции аммония сосредоточивается последовательно в гипокотилях, семядолях и листьях и осуществляется с преимущественным участием ГС.

2. Роль ГДГ в период гетеротрофного питания минимизирована, так как главный транспортный азотсодержащий продукт - аспарагин, экспортируемый из преимущественного органа ассимиляции - семядолей в корни, основную зону сосредоточения активности ГДГ в растении, метаболизируется, скорее всего, не дезамидированием, а трансаминированием.

4. Как при гетеротрофном питании, так и при его сочетании с усвоением экзогенного азота важную роль в регуляции исследуемых ферментов выполняют метаболиты, поступающие из семени: а) данные опытов с отсечением семядолей у люпина свидетельствуют, что данные метаболиты активируют ГС и ингибируют ГДГ. б) результаты исследований г- и rb-мутантов гороха, различающихся по исходному уровню крахмала и белка в семенах, позволяют говорить о зависимости активности ГС и ГДГ от соотношения углерод- и азотсодержащих метаболитов в растении, которое определяется как составом гетеротрофных запасов семени, так и разными концентрациями экзогенного азота.

4. При усвоении экзогенного азота на этапе автотрофного питания сохраняется важная роль ГС осевых органов в ассимиляции аммония. Экзогенный азот положительно регулирует ГС осевых органов и, в меньшей степени, листьев.

ГДГ всех органов ингибируется повышенным уровнем экзогенного нитрата или аммония, что ограничивает её участие в ассимиляции азота.

5. При усвоении симбиотически фиксированного азота специфика перестройки компартментации ассимиляции аммония состоит в том, что в листьях и клубеньках она осуществляется ГС, тогда как отсутствие последней в осевых органах компенсируется участием ГДГ. Наличие корреляции активностей АС и ГС в клубеньках свидетельствует об их сопряженности при синтезе аспарагина, экспорт которого из клубеньков активирует ГС листьев и ГДГ осевых органов.

6. Выявленные факты положительной корреляции активности ГС с приростом биомассы осевых органов и листьев и отсутствие таковой для ГДГ как при гетеротрофном, так и при автотрофном питании рассматриваются как доказательство сопряженной с ростом одной из составляющих функций ГС.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Давыдова, Марина Александровна, Москва

1. Алехина Н.Д., Кеженбаева С.С. Исследование активности глутаминсинтетазы в корнях растений в связи с температурой выращивания. Физиология растений. 1977. Т. 24, Вып. 6. С. 1129-1133.

2. Алехина Н.Д., Кренделева Т.Е., Полесская О.Г. Взаимосвязь процесса усвоения азота и фотосинтеза в клетке листа Сз-растений. Физиология растений. 1996. Т. 43,1. С. 136-148.

3. Андреева Т.Ф. Метаболизм углерода и азота при фотосинтезе и фотодыхании. В сб.: Азотное и углеродное питание растений и их связь при фотосинтезе. Пущино. 1987. С. 20-38.

4. Баскакова С.Ю. Регуляция глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы при усвоении азота проростками высших растений: Дисс. канд. биол. наук. М.: Ин-т Физиологии Растений им. К.А. Тимирязева АН СССР, 1986. 133 с.

5. Брускова Р.К., Толоса Э.Ф., Горяченкова Е.В., Измайлов С.Ф. Аспарагинсинтетаза, р-цианоаланинсинтаза и Р-цианоаланингидратаза в проростках люпина белого. Физиология растений. 1988. Т. 3. С. 312-320.

6. Гатаулина Г.Г., Лукашевич М.И., Зуева В.И. Создание скороспелых сортов люпина белого. Кормопроизводство. 2001. № 1. С. 16-17.

7. Гилъманов М.К., Султанбаев Б.Е. Цитокинины индуцируют появление НАДН-спецефичных глутаматдегидрогеназ в прорастающем зерне пшеницы. Физиология растений. 1989. Т. 36, 5. С. 1035-1037.

8. Гродзинский А.И., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. Киев. "Наук, думка". 1973. С. 29.

9. Данилова Н. С. Использование проростками кукурузы азота эндосперма и азота питательного раствора. Физиология растений. 1966. Т. 13. С. 91- 98.

10. Демидов ЭД. Фотосинтез и азотное питание. В сб.: Азотное и углеродное питание растений и их связь при фотосинтезе. Пущино. 1987. С. 3-19.

11. Джохаридзе Т.З., Радюкина Н.А., Пушкин А.В., Евстигнеева З.Г., Кретович B.JI. Множественные молекулярные формы глутаминсинтетазы в листьях гороха. Докл. АН СССР. 1979. Т. 247. С. 742-744.

12. Евстигнеева З.Г. Глутаминсинтетаза: роль в азотном метаболизме растений, регуляция и структура. XLI Баховские чт.-М.: Наука.-1988.-62 с.

13. Евстигнеева З.Г., Асеева КБ., Мочалкина Н.А., Кретович B.JI. Регуляция глутаминсинтетазы растений аммонием и нитратом. Биохимия. 1971. Т. 36, 2. С. 388-392.

14. Евстигнеева З.Г., Пушкин А.В., Радюкина Н.А., Кретович В.Л. Индукция глутаминсинтетазы аммонием и локализация ее в хлоропластах и цитозоле листьев гороха. Докл. АН. СССР. 1977. Т. 237,4. С. 962-964.

15. Евстигнеева З.Г., Пушкин А.В., Голова Т.П., Кретович B.JI. Возможный механизм и физиологическое значение ингибирования глутаминсинтетазы корней тыквы аминокислотами. Биохимия. 1985. Т. 50. С. 91-96.

16. Евстигнеева З.Г., Соловьева Н.А. Регуляция глутаминсинтетазы растительных организмов. Прикл. биохим. и микробиол. 1994. Т. 30, Вып. 4-5. С. 501-526.

17. Иванюк Г.В. Влияние фитохрома, двухвалентных катионов и регуляторов их мембранной проницаемости на активность НАД-Нг-глутаматдегидрогеназы озимой пшеницы. Физиол. и биохим. культ, раст. 1997. Т. 29, 5. С. 333-338.

18. Измайлов С.Ф. Структурно-функциональные аспекты интеграции азотного обмена у растений. Физиология растений. 1981. Т. 28, Вып. 3. С. 635-653.

19. Измайлов С.Ф. Азотный обмен в растениях. М.: Наука. 1986. 320 с.

20. Кауш М.В., Сеничак В.И, Тома С.И. Три формы глутаминсинтетазы цитозоля эффективных и неэффективных клубеньков бобовых растений. Изв. АН МССР. Сер. биол. и хим. н. 1989. №6. С. 60-61.

21. Ким Э.Э., Быкова Е.В., Евстигнеева З.Г., Кретович B.JI. Ферменты ассимиляции аммиака у пшеницы и регуляция их синтеза. Прикл. биохим.и микробиол. 1990. Т. 26, 3. С. 364-370.

22. Ким Э.Э., Евстигнеева З.Г., Кретович В.Л. Глутаминсинтетаза хлоропластов пшеницы. Прикл. биохим. и микробиол. 1992. Т. 28, 2. С. 192-198.

23. Киристаева Н.М., Сацкая М.В., Измайлов С.Ф., Смирнов A.M. Роль гипокотилей в процессе восходящего дальнего транспорта аминокислот и амидов у хлопчатника (Gossypium hirsutum LJ. Изв. АН СССР. Сер. биол. 1984. №6. С. 933-938.

24. Котлярова Т.Н. Ассимиляция нитратов и аммония корнями и листьями растений при различных уровнях азотного питания. Физиология растений. 1986. Т. 33. С. 722-730.

25. Кретович В.II. Усвоение и метаболизм азота у растений. М.: Наука. 1987. 486 с.

26. Кретович В.Л., Асеева КБ., Евстигнеева З.Г., Шапошников Г.Л., Радюкина Н.А., Романов В.И., Мартынова Е.М. Изменение интенсивности симбиотической фиксации азота в процессе вегетации люпина. Физиология растений. 1973. Т. 20. С. 1209-1211.

27. Лисицин А.Н., Ключкин В.В., Григорьева В.Н. Люпин как компонент пищевых и диетических продуктов. Кормопроизводство. 2001.№ 1.С.30-32.

28. Пешкова А.А. Ассимиляция азота в корнях и листьях проростков кукурузы в темноте и на свету. Физиология растений. 1991. Т. 38,1. С. 86-94.

29. Пушкин А.В. Глутаминсинтетаза растений и микроорганизмов. Успехи биол. химии. 1990. Т. 31. С. 25-49.

30. Садунишвили Т.А., Гварлиани Н.З., Мазнашвили М.И., Нуцубидзе Н.Н. Исследования первичной ассимиляции аммония у фасоли с помощью 15N иметионинсульфоксимина. 2 съезд ВОФР, Минск, 1990, 24-29 сент. -Минск. 1992. Тез. докл. С. 79.

31. Сеничак В.И., Кауш М.В., Тома С.И., Евстигнеева З.Г., Кретович B.JI. Глутаминсинтетаза цитозоля клеток растительной ткани клубеньков сои, люцерны и гороха. Биохимия. 1990. Т. 55, 7. С. 1299-1303.

32. Смирнов A.M. Рост и метаболизм изолированных корней в стерильной культуре. М.: Наука. 1970. 455 с.

33. Соловьева Н.А., Сиделъникова Л.И., Евстигнеева З.Г., Кретович B.JI. Синтез глутамина и аспарагина в корневых клубеньках люпина. 2 съезд ВОФР, Минск, 1990, 24-29 сент. Минск. 1992. Тез. докл. С. 197.

34. Софьин А.В. Глутаматдегидрогеназы и регуляция ферментов ассимиляции аммиака у одноклеточных зеленых водорослей: Дисс. канд. биол. наук. -М.: Ин-т биохимии им. А.Н. Баха АН СССР. 1984. 165 с.

35. Сухоржевская Т.Е. Генетика. 1980. Т. 16. С. 914-917.

36. Ценова Е., Чинев П. Действие азота аммония и нитрата на метаболизм 14СОг в листьях молодых растений кукурузы. Физиология растений (болг.). 1990. Т. 16,3. С. 35-41.

37. Ценова Е., Ангелова О. К вопросу о влиянии различных источников азота на некоторые ферменты фотосинтеза и ассимиляции азота в молодых растениях гороха. Физиология растений (болг.). 1989. Т. 15,4. С. 12-20.

38. Цупрун В.Л., Самсонидзе Т.Г., Радюкина Н.А., Пушкин А.В., Евстигнеева З.Г., Кретович В.Л. Электронная микроскопия глутаминсинтетазы из хлоропластов листьев гороха. Биохимия. 1981. Т. 46. С. 29-32.

39. Цупрун В.Л, Пушкин А.В., Кретович В.Л. Взаимодействие глутаминсинтетазы с gro-iiX-подобным высокомолекулярным белком из листьев гороха. Биохимия. 1990. Т. 315, 6. С. 1497-1499.

40. Шатров З.С., Юлдашева Ф.У., Расулов А. С. Особенности глутаминсинтетазы люцерны. 1 съезд Физиол. Раст. Узбекистана. Ташкент 16-18 дек. 1991: Тез. докл. Ташкент. 1991. С. 46.

41. Шатилов В.Р. Механизм глутаматдегидрогеназной реакции. Биохимия. 1983. Т. 48, Вып. 7. С. 1059-1065.

42. Шатилов В.Р. Глутаматдегидрогеназы. Итоги науки и техники. Биологическая химия. 1987. Т. 24. С. 4-104.

43. Ширшова С.Д., Алехина Н.Д. Роль глутаматдегидрогеназы в ассимиляции азота в корнях проростков кукурузы. 2 съезд ВОФР, Минск, 1990, 24-29 сент. Минск. 1992. Тез. докл. С. 238.

44. Яковлева В.И., Кретович В.Л., Гилъманов М.К. О локализации глутаматдегидрогеназы в корнях кукурузы.Биохимия. 1964.Т.29.С.463-469.

45. Aubert S., Bligny R., Douce R., Gout E., Ratcliffe R.G., Roberts J.KM. Contribution of Glutamate Dehydrogenase to Mitochondrial Glutamate Metabolism Studied by С and P Nuclear Magnetic Resonance. J. Exp. Bot. 2000. V. 52. P. 354-367.

46. Baron A.C., Tobin Т.Н., Wallsgrove R.M., Tobin A.K. A Metabolic Control Analysis of the Glutamine Synthetase/Glutamate Synthase Cycle in Isolated Barley (Hordeum vulgare L.) Chloroplasts. Plant Physiol. 1994. V. 105. P. 415424.

47. Bechtold U., Pahlich E., Lea P.L. Methionine Sylphoximine Does Not Inhibit Pea and Wheat Glutamate Dehydrogenase. Phytochemistry. 1998. P. 347-354.

48. Becker T.W., Carrayol E., Hirel B. Glutamine Synthetase and Glutamate Dehydrogenase Isoforms in Maize Leaves: Localization, Relative Proportions and Their Role in Ammonium Assimilation or Nitrogen Transport. Planta. 2000. V. 211,6. P. 800-806.

49. SHMT-Deficient sfrw-Mutant of Arabidopsis thaliana in Relation to the Rate of Photorespiration. Planta. 1997. V. 202. P. 379-386.

50. Bennett M\J., Cullimore J.V. Glutamine Synthetase Isoenzymes of Phaseolus vulgaris L. : Subunit Composition in Developing Root Nodules and Plumules. Planta. 1989. V. 179, 4. P. 433-440.

51. Bennett M.J., Lightfoot D.A., Cullimore J. V. cDNA Sequence and Differential Expression of the Gene Encoding the Glutamine Synthetase y-Polypeptide of Phaseolus vulgaris L. Plant Mol. Biol. 1989. V. 12. P. 553-565.

52. Bhadula Sh., Shargool P.D. A Plastidial Localization and Origin of Z-Glutamate Dehydrogenase in a Soybean Cell Culture. Plant Physiol. 1991. V. 95, 1. P. 258263.

53. Bielawski W., Kwinta J., Kaczkowski J. Isoenzymes of Glutamine Synthetase Isolated from Rye and Triticale Seedlings. Acta Physiol. Plant. 1990. V. 12, 1. P. 7-13.

54. Bielawski W. Izoenzymy Syntetazy Glutaminowej z Siewek Pszenzyta na Przyktadzie Odmiany Malno. Wyd. SGGM. 1992. 62 p.

55. Bradford MM. A Rapid and Sensitive Method for the Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein-dye Binding. Anal. Biochem. 1976. 72. P. 248-254.

56. Brechlin P., Unterhalt A., Tischner R., Mack G. Cytosolic and Chloroplastic Glutamine Synthetase of Sugarbeet (Beta vulgaris L.) Respond Differently to Organ Ontogenety and Nitrogen Source. Physiol. Plant. 2000.V.108. P. 263-269.

57. Cabello P., Dela Haba P., Maldonado J.M. Isoforms of Glutamine Synthetase in Cotyledons, Leaves an of Sunflower Plants. J. Plant Physiol. 1991. V. 137, 3. P. 378-380.

58. Cai X, Wong P.P. Subunit Composition of Glutamine Isoenzymes from Root Nodule of Bean (Phaseolus vulgaris L.) Plant Physiol. 1989. V. 91, 3. P. 10561062.

59. Cai X, Wong P.P. Mechanism for the Variations in Electroforetic Mobility of Glutamine Synthetase from Phaseolus vulgaris Root Nodules. Plant Sci. 1990. V. 72,2. P. 199-206.

60. Carvalho H., Pereira S., Sunkel C., Salema R. Detection of a Cytosolic Glutamine Synthetase in Leaves of Nicotiana tabacum L. by Immunocytochemical Methods. Plant Physiol. 1992. V. 100. P. 1591-1594.

61. Carvalho E., Lescure N., de Billy Francoise, Chbaud M., Lima L., Salema R., Cillimore J. Cellular Expression and Regulation of the Medicago truncatula Cytosolic GS Genes in Root Nodules. Plant Mol.Biol.2000.V.42,5.P.741-756.

62. Cen Y.-P., Turpin D.H., Layzell D.B. Whole-Plant Gas Exchange and Reductive Biosynthesis in White Lupin. Plant Physiol. 2001. V. 126,4. P. 1555-1565.

63. Chaffei C., Gouia H., Masclaux C., Ghorbel M.H. Reversibility of the Effects of Cadmium on the Growth and Nitrogen Metabolism in the Tomato (Lycopersicon esculentum). C. R. Biol. 2003. V. 326, 4. P. 401-412.

64. Choi Y.-A., Kwon Y.M. The Chloroplastic Glutamine Synthetase Consist of Four Different Subunits mCanavalia lineata Leaves. Plant Physiol. 1997. V. 114, 3. Suppl. P. 146.

65. Choi K.A., Kwon Y.M. Comparative Characterization of Glutamine Synthetase Isoforms from Canavalia lineata in Biochemical and Immunological Aspects. Plant Sci. 1998. V. 134. P. 171-180.

66. Cliquet J.B., Stewart G.R. Ammonia Assimilation in Zea mays L. Infected with a Vesicular- Arbuscular Myccorrhisal Fungus Glomus fasculatum. Planta. 1993. V. 101,3. P. 865-871.

67. Cock J.M., Brock I.M., Watson A.T., Swarup R., Morby A., Cullimore J.V. Regulation of Glutamine Synthetase Genes in Leaves of Phaseolus vulgaris . Plant Mol. Biol. 1991. V. 17. P. 761-771.

68. Crafts-Brander S.J., Holzer R., Feller U. Influence of Nitrogen Deficiency on Senescence and the Amounts of RNA and Proteins in Wheat Leaves. Physiol. Plant. 1998. V. 86. P. 231-235.

69. Crawford N.M. Nitrate: Nutrient and Signal for Plant Growth. The Plant Cell. 1995. V. 7. P. 859-868.

70. DattaD.B., CaiX., Wong P.P., Triplett E.W. Immunocytochemical Localization of Glutamine Synthetase in Organs of Phaseolus vulgaris L. Plant Physiol. 1991. V. 96. P. 507-512.

71. Davenport R. Glutamate Receptors in Plants. Ann. Bot. 2002.V.90.P.549-557.

72. Edwards J.W., Walker E.L., Coruzzi G.M. Cell-Specific Expression in Transgenic Plants Reveals Nonoverlapping Roles for Chloroplast and Cytosolic Glutamine Synthetase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. P. 3459-3463.

73. Edwards J. W., Coruzzi G.M. Photorespiration and Light Act in Concert to Regulate the Expression of the Nuclear Gene for Chloroplast Glutamine Synthetase. The Plant Cell. 1989. V. 1. P. 241-248.

74. Elliot W.H. Isolation of Glutamine Synthetase and Glutamotransferase from Green Peas. J. Biol. Chem. 1953. V. 201. P. 661-672.

75. Everard J.D., Ku M.S.B., Franceschi V.R. Distribution of Metabolites and Enzymes of Nitrogen Metabolism between the Mesophyll and Paraveinal Mesophyll of Non-Nodulated Glycine max. J. Exp. Bot. 1990. V. 41, 228. P. 855-861.

76. Felker F.C., Taliercio E.W., Chourey P.S., Muhitch M.J. Localization of a Pedicel-Specific Isoforms of Glutamine Synthetase in Maize Kernel Using a Monoclonal Antibody: Jt. Annu. Meet. Amer. Soc. Plant Physiol., Can. Soc.

77. Plant Physiol., Minneapolis, Minn. July 31 Aug. 4,1993 i Sci. Program: Abstr. Pap. - Plant Physiol. 1993. V. 102. Suppl. P. 77.

78. Fentem P.A., Lea P. J., Stewart G.R. Ammonia Assimilation in the Roots of Nitrate- and Ammonia-Grown Hordeum vulgare (cv. Golden Promise). Plant Physiol. 1983. V. 71. P. 496-501.

79. Ficarelli A., TassiF., RestivoF.M. Isolation and Characterization of Two cDNA Clones Encoding for Glutamate Dehydrogenase in Nicotiana plumbaginifolia. Plant Cell Physiol. 1999. V. 40,3. P. 339-342.

80. Finnemann J., Schjoerring J.K. Post-Translational Regulation of Cytosolic Glutamine Synthetase by Reversible Phosphorylation and 14-3-3 Protein Interaction. The Plant J. 2000. V. 24. P. 171-181.

81. Foyer Ch.H., Parry M., Noctor G. Markers and Signals Associated with Nitrogen Assimilation in Higher Plants. J.Exp.Bot. 2003.V. 54, 382. P. 585-593.

82. Fujii M., Nakajima K. Purifucation and Properties of Glutamine Synthetase from Germinating Castor Bean Endosperm. Bull. Univ. Osaka Prefect. B. 1992. V. 44. P. 88-97.

83. Gallais A., Hirel B. An Approach to the Genetics of Nitrogen Use Efficiency in

84. Maize. J. Exp. Bot. 2004. V. 55, 396. P. 295-306.

85. Galves S., Gallardo F., Canovas F. The Occurrence of Glutamine Synthetase Isoenzymes in Tomato Plants is Correlated to Plastid Differentiation. J. Plant Physiol. 1990. V. 137,1. P. 1-4.

86. Gebhardt Ch, Oliver J.E., Forde B.G., Saarelainen R, Miflin B.J. Primary Structure and Differential Expression of Glutamine Synthetase Genes in Nodules, Roots and Leaves of Phaseolus vulgaris. The EMBO J. 1986. V. 5, 7. P. 1429-1435.

87. Gomez-Maldonado J., Avila C., Torre F., Cartas R., Canovas F.M., Campbell MM Functional Interactions between a Glutamine Synthetase Promoter and MYB Proteins. Plant J. 2004. V. 39,4. P. 513-526.

88. Gouia H., Suzuki A., Brulfert J., Ghorbal M.H. Effects of Cadmium on the Coordination of Nitrogen and Carbon Metabolism in Bean Seedlings. J. Plant Physiol. 2003. V. 160,4. P. 367-376.

89. Grant M.R., Came A., Hill D.F., Farnden K.J. The Isolation and Characterization of a cDNA Clone Encoding Lupinus angustifolium Root Nodule Glutamine Synthetase. Plant Mol. Biol. 1989. V. 13, 5. P. 481-490.

90. Habash D.Z., Massiah A.J., Rong H.L., Wallsgrove R.M., Leigh R.A. The Role of Cytosolic Glutamine Synthetase in Wheat. Ann. Appl. Biol. 2001. V. 138, 1. P. 83-89.

91. Hadzi-Taskovic S.V. Properties of Glutamate Dehydrogenase from Developing Maize Endosperm. Physiol. Plant. 1990. V. 80,2. P. 238-242.

92. Hadzi-Taskovic S.V., Vuletic M. Properties of Maize Root Mitochondria from Plants Grown on Different Nitrogen Sources: Abstr. 9th Congr. Fed. Eur. Soc. Plant Physiol., Brno, 3-8 July, 1994. Biol. Plant. 1994. V. 36. Suppl. P. 191.

93. Hedley С., Smith СМ., Ambrose M.J., CookS., Wang T.L. An Analysis of Seed Development in Pisum sativum. 2. The Effect of the r-Locus on the Growth and Development of the Seed. Ann. Bot. 1986. V. 58. P. 381-379.

94. Hodges M. Enzyme Redundancy and the Importance of 2-Oxoglutarate in Plant Ammonium Assimilation. J. Exp. Bot. 2002. V. 53, 370. P. 905-916.

95. Hoelzle I., Finer J.J., McMullen M.D., Streeter J.G. Induction of Glutamine Synthetase Activity in Nonnodulated Roots of Glycine max, Phaseolus vulgaris and Pisum sativum. Plant Physiol. 1992. V. 100, 1. P. 525-528.

96. Hopfner M., Ochs G., Wild A. Glutamine Synthetases of Green and Etiolated Leaves of Sinapis alba. Planta. 1990. V. 181. P. 155-161.

97. Hopfner M., Reifferscheid C., Wild A Molecular Composition of Glutamine Synthetase of Sinapis alba L. Z Naturforsch. 1988. V. 43. P. 194-198.

98. Hsieh M.-H., Lam H.M., van de Loo F.J., Coruzzi G.M. A P-II-Like Protein in Arabidopsis: Putative Role in Nitrogen Sensing. Plant Biol. 1998. V. 95, 23. P. 13965-13970.

99. Huang Q.-n., Yin Li-p., ChaiX.-q., LiuX.-l„ Hong J.-т., Zhao W.-p. Influence of Nitrogen Source on Glutamine Synthetase in Wheat Seedlings. Zhiwuxuebao Acta bot. - sin. 1995. V. 37, 11. P. 856-862.

100. Ishiyama К., Inoue Е., Tabuchi М., Yamaya Т., Takahashi H. Biochemical Background and Compartmentalized Functions of Cytosolic Glutamine Synthetase for Active Ammonium Assimilation in Rice Roots. Plant Cell Physiol. 2004b. V. 45, 11. P. 1640-1647.

101. Kamachi K., Yamaya Т., Мае Т., Ojima K. A Role for Glutamine Synthetase in the Remobilization of Leaf Nitrogen during Natural Senescence in Rice Leaves. Plant Physiol. 1991. V. 96. P. 411-417.

102. Kamachi K., Yamaya Т., Hayakawa Т., Мае Т., Ojima K. Vascular Bundle-Specific Localization of Cytosolic Glutamine Synthetase in Rice Leaves. Plant Physiol. 1992a. V. 4. P. 1481-1486.

103. Kamachi K., Yamaya Т., Hayakawa Т., Мае Т., Ojima K. Changes in Cytosolic Glutamine Synthetase Polypeptide and its mRNA in a Leaf Blade of Rice Plants during Natural Senescence. Plant Physiol. 1992b. V. 98. P. 1323-1329.

104. Kansara M.S., Bhansali J.P., Srivastava S.K. Regulation of Glutamine Synthetase by Phytochrome in Pea Terminal Bunds. Plant Physiol: 1989.V.134, 3. P. 294-297.

105. Keys A.J. Biochemical Aspects of the Conversion of Inorganic Nitrogen in Plant Protein. In: Biological Efficiency of Protein Production. 1973. P. 69-81.

106. Kozaki A., Sakamoto A., Takeba G. The Promoter of the Gene for Plastidic Glutamine Synthetase from Rice is Developmentally Regulated and Exhibits Substrate-Induced Expression in Transgenic Tobacco Plants. Plant Cell Physiol. 1992. V. 33. P. 233-238.

107. Kumar P.A., Abrol V.P. Effect of L-Methionine Sulphoximine of the Enzymes of Nitrogen Metabolism in Barley Leaves. Proc. Indian Acad. Sci. Plant Sci. 1990. V. 100,2. P.97-100.

108. Kumar PA., Polisetty R., Abrol Y.P. Photorespiratory Nitrogen Metabolism. Proc. Indian Nat. Sci. Acad. B. 1993. V. 59, 3-4. P. 265-270.

109. Kuprava N., Betsiashvili M., Sadunishvili Т., Nutsubidze N. Ammonium Assimilation in Soya Seedlings of Different Varieties. Bull. Georg. Acad. Sci. 2000. V. 162,3. P. 549-551.

110. Lam H.-M., Coschigano K., Schults C., Melo-Oliveira R., Tjaden G., Oliveira I.C., Ngai N., Hsieh M.-N., Coruzzi G.M. Use of Arabidopsis Mutants and Genes to Study Amide Amino Acid Biosynthesis. The Plant Cell. 1995.V.7.P. 887-898.

111. Lam H.-M., Coschigano K.T., OliveiraI.C., Melo-Oliveira R., Coruzzi G.M. The Molecular-Genetics of Nitrogen Assimilation into Amino Acid in Higher Plants. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1996. V. 47. P. 569-593.

112. Lam H.-M., Peng Sh. S.-Y., Coruzzi G.M. Metabolic Regulation of the Gene Encoding Glutamine-Dependent Asparagine Synthetase in Arabidopsis thaliana. Plant Physiol. 1994. V. 106. P. 1347-1357.

113. Lancien M., Gadal P., Hodges M. Enzyme Redundancy and the Importance of 2-Oxoglutarate in Higher Plant Ammonium Assimilation. Plant Physiol. 2000. V. 123. P. 817-824.

114. Lea P.J., Miflin B.J. Alternative Route for Nitrogen Assimilation in Higher Plants. Nature. 1974. V. 251, 5676. P. 614-616.

115. Lea P.J., Wallsgrove R.M., Miflin B.J. Photorespiratory Nitrogen Cycle. Nature. 1978. V. 275, 26. P. 741-742.

116. Lettgen W., Britsch L., Kasemir H. The Effect of Light and Exogenously Suplied Ammonium Ions on Glutamate Dehydrogenase Activity and Isoforms in Young Mustard (Sinapis alba L.) Seedlings. Bot. Acta. 1989. V. 102,3. P. 189-195.

117. Lightfoot D.A., Green N.K., Cullimore J. V. The Chloroplast-Located Glutamine Synthetase from Phaseolus vulgaris L.: Nucleotide Sequence, Expression in Different Organs and Uptake into Isolated Chloroplasts. Plant Mol. Biol. 1988. V. 11. P. 191-202.

118. Loulakakis C.A., Roubelakis-Angelakis K.A. Intracellular Localization and Properties of NADH- Glutamate Dehydrogenase from Vi'tis vinifera L.: Purification and Characterization of the Major Leaf Isoenzyme. J. Exp. Bot. 1990. V. 41, 231. P. 1223-1230.

119. Loulakakis C.A., Roubelakis-Angelakis K.A. Plant NAD(H)-Dependent Glutamate Dehydrogenase Consist of Two Subunit Polypeptides and Their Participation in the Seven Isoenzymes Occurs in an Ordered Ratio. Plant Physiol. 1991. V. 97,1. P. 104-111.

120. Loulakakis C.A., Roubelakis-Angelakis K.A., Kanellis A.K. Regulation of Glutamate Dehydrogenase and Glutamine Synthetase in Avokado Fruit during Development and Ripening. Plant Physiol. 1994. V. 106, 1. P. 217-222.

121. Mack G. Organ-Specific Changes in the Activity and Subunit Composition of Glutamine Synthetase Isoforms of Barley (Hordeum vulgare L.) after Growth on

122. Different Levels of NH/. Planta. 1995. V. 196. P. 231-238.

123. Mack G., Tischner R. Activity of the Tetramer and Octamer of Glutamine Synthetase Isoforms during Primary Leaf Ontogenety of Sugar Beet (Beta vulgaris L.). Planta. 1994. V. 194. P. 353-359.

124. Magalhaes J.R. Kinetics of ,5NH4+ Assimilation in Tomato Roots. J. Plant Nutr. 1991. V. 14, 12. P. 1341-1353.

125. Magalhaes J.R., Ju G.C., Rich P.J., Rhodes D. Kinetics of 15NH4+ Assimilation in Zea mays. Preliminary Studies with a Glutamate Dehydrogenase (GDH1) Null Mutant. Plant Physiol. 1990. V. 94. P. 647-656.

126. Magalhaes JR., Huber D.M., Tsai C.Y. Influence of the Form of Nitrogen on Ammonium, Amino Acids and N-Assimilating Enzyme Activity in Maize Genotypes. J. Plant Nutr. 1995. V. 18,4. P. 747-763.

127. Majerowicz N., Kerbauy G.B., Nievola C.C., Suzuki R.M. Growth and Nitrogen Metabolism of Catasetum jimbriatum (Orchidaceae) Grown with Different Nitrogen Sources. Environ. Exp. Bot. 2000. V. 44,3. P. 195-206.

128. M. Mamta J., Rekha G. Effect of Cadmium on HADH-Glutamate Synthase Activities in Excised Bean Leaf Segments: Role of Glutatione. Indian J. Exp. Biol. 1998. V. 36, 6. P. 625-627.

129. Marsolier M.-C., Hirel В. Metabolic and Developmental Control of Cytosolic Glutamine Synthetase Genes in Soybean. Physiol. Plant.l993.V. 89. P. 613-617.

130. Masclaux-Daubresse C., Carrayol E., Valadier M.H. The Two Nitrogen Mobilisation- and Senescence-Associated GS1 and GDH Genes are Controlled by С and N Metabolites. Planta. 2005. V. 221,4. P. 580-588.

131. Martilla S., Saarelainen R., Porali I., Mikkonen A. Glutamine Synthetase Isoenzymes in Germinating Barley Seeds. Physiol. Plant. 1993.V.88.P.612-618.

132. Mattsson M, Schjoerring J.K. Ammonia Exchange between Plants and the

133. Atmosphere: Effects of Ammonia Supply to the Roots, Dark-Induced Senescence and Reduced GS Activity. Soil Sci. and Plant Nutr. 1997. V. 43. Spec. Issue. P. 1113-1117

134. McNally Sh.R, Hirel В., Gadal P., Mann A.F., Stewart G.R. Glutamine Synthetases of Higher Plants. Plant Physiol. 1983. V. 72. P. 22-25.

135. Mehrer I., Mohr H. Ammonium Toxicity: Description of the Syndrome in Sinapis alba and the Search for Its Causation. Physiol. Plant. 1989. V. 77. P. 545-554.

136. Melo-Oliveira R., Oliveira I.C., Coruzzi G.M. Arabidopsis Mutant Analysis and Gene Regulation Define a Nonredundant Role for Glutamate Dehydrogenase in Nitrogen Assimilation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. V. 93. P. 4718-4723.

137. Miao G.H., Hirel В., Marsolier M.C., Ridge R.W., Verma D.P. Ammonia-Regulated Expression of a Soybean Gene Encoding Cytosolic Glutamine Synthetase in Transgenic Lotus corniculatus. Plant Cell. 1991. V. 3,1.P. 11-22.

138. Miflin B.J., Habash D.Z. The Role of Glutamine Synthetase and Glutamate Dehydrogenase in Nitrogen Assimilation and Possibilities for Improvment in the Nitrogen Utilization of Crops. J. Exp. Bot. 2002. V. 53, 370. P. 979-987.

139. Migge A., Meya G., Carrayol E., Hirel В., Becker T.W. Regulation of the Subunit Composition of Tomato Plastidic Glutamine Synthetase by Light and Nitrogen. Planta. 1996. V. 200. P. 213-220.

140. Muhitch M.J. Purification and Characterisation of Two Forms of Glutamine Synthetase from the Pedicel Region of Maize {Zea mays L.) Kernels. Plant Physiol. 1989. V. 91,3. P. 868-875.

141. Muhitch M. J. Distribution of the Glutamine Synthetase Isozyme GSpl in Maize {Zea mays ). J. Plant Physiol. 2003. V. 160, 6. P. 601-605.161 .Muhitch M.J., Felker F.C. Influence of Nitrogen Source on the Growth,

142. Prolamine Content and Glutamine Synthetase Isozyme Profiles of Endosperm-Derived Suspension Cultures of Maize. J. Plant Physiol. 1994. V. 144, 2. P.215-221.t

143. Muschner C. Charakterisierung der Glutamin Synthetase Isoformen von Roggen-Primarblattern. Wiss. Z. Pad. Hochsch. "Liselotte Hermann", Gustrow. Math. Natupwiss. Fak. 1990. V. 28, 2. P. 139-148.

144. Oaks A. A Re-evaluation of Nitrogen Assimilation in Roots. Bioscience. 1992. V.42.P. 103-111.

145. Oaks A. Strategies of Nitrogen Assimilation in Zea mays: Early Seedling Growth. Maydica. 1997. V. 42, № 2. P. 203-210.

146. Oaks A:, HirelB. Nitrogen Metabolism in Root. Ann. Rev. Plant Physiol. 1985. V. 36 . P. 345-365.

147. Oaks A., Stulen I., Jones K., Winspear M.J., Misra S., Boesel I. Enzymes of Nitrogen Assimilation in Maize Roots. Planta. 1980. V. 148. P. 427-484.

148. Obara M., Kajiura M., Fukuta Y., Yano M., Hayashi M., Yamaya Т., Sato T. Mapping of QTLs Associated with Cytosolic Glutamine Synthetase and NADH-Glutamate Synthase in Rice (Oryza sativa L.). J. Exp. Bot. 2001. V. 52. P. 12091217.

149. Ochs G., Schock G., Wild A. Purification and Characterization of Glutamine Synthetase Isoenzymes from Leaves and Roots of Brassica napus (L.). J. Plant Physiol. 1995. V. 147,1. P. 1-8.

150. Oliveira I.C., Br ears Т., Knight T.J., Clark A., Coruzzi G.M. Overexpression of Cytosolic Glutamine Synthetase. Relation to Nitrogen, Light and Photorespiration. Plant Physiol. 2002. V. 129,3 . P. 1170-1180.

151. Oliveira I.C., Coruzzi G.M. Carbon and Amino Acid Reciprocally Modulate the Expression Glutamine Synthetase in Arabidopsis. Plant Physiol. 1999. V. 121. P. 301-309.

152. Orea A., Pajuelo P., Pajuelo E., Quidiello C., Romero J.M., Marquez A.J. Isolation of Photorespiratory Mutants from Lotus japonicum Deficient in Glutamine Synthetase. Physiol. Plant. 2002. V. 115, 3. P. 352-361.

153. Ortega J.S., Roche D., Sengupta-Gopalan Ch. Oxidative Turnover of Soybean Root Glutamine Synthetase. In Vitro and In Vivo Studies. Plant Phisiol. 1999. V. 119, 4. P. 1483-1495.

154. Osuji G.O., Braithwaite C., Fordjour K., Madu W.C., Beyene A., Roberts P.S., Wright V. Purification of Glutamate Dehydrogenase Isoenzymes and Characterization of Their Substrate Specificities. Prep. Biochem. Biotechnol. 2003. V. 33,1. P. 13-28.

155. Osuji G.O., Madu W.C.Regulation of Peanut Glutamate Dehydrogenase by

156. Methionine Sulphoximine. Phytochemistry. 1997. V. 46, 5. P. 817-825. 178. Pate J.S., Atkins C.A. Nitrogen Uptake, Transport and Utilization. In: Nitrogen

157. Fixation, V. 3: Legumes. 1983a. P. 245-298. 119. Pate J.S., Atkins C.A. Xylem and Phloem Transport and the Functional Economy of Carbon and Nitrogen of a Legume Leaf. Plant. Physiol. 1983b. V. 71. P. 835-840.

158. Peat L.J., Tobin A.K. The Effect of Nitrogen Nutrition on the Cellular Localisation Glutamine Synthetase Isoforms in Barley Root. Plant Physiol. 1996. V. 111,4. P. 1109-1117. 181 .Pereira S., Fernandes C., Pinto D., Figueira O., Paiva S., Salema R.

159. Significance of Glutamine Synthetase in Solarium tuberosum L. Tubers: Abstr. 9th Congr. Fed. Eur. Soc. Plant Physiol., Brno,3-8 July, 1994. Biol.Plant. 1994. V. 36. Suppl. P.218.

160. Pujade-Renaud V., Clement A., Perrot-Rechenmann C., Prevot J.C., Chrestin H., Jacob J.L., Guern J. Ethylene-Induced Increase in Glutamine Synthetase Activity and mRNA Levels in Hevea brasiliensis Latex Cells. Plant Physiol. 1994. V. 105,1. P. 127-138.

161. Purnell M.P., Stewart G.R., Botella JR. Cloning and Characterisation Glutamate Dehydrogenase cDNA from Tomato (.Lycopersicon esculentum L.). Gene. 1997. V. 186, 2. P. 249-254.

162. Ratajczak L., Ratajczak W., Masurowa H. The Effect of Different Carbon and Nitrogen Sources on the Activity of Glutamine Synthetase and Glutamate Dehydrogenase in Lupine Embryonic Axes.Physiol. Plant. 1981.V.51.P.277-280.

163. Reisdorf-Cren M., Carrayol E., Terce-Laforgue Т., Hirel В. A Novel HMGA-Like Protein Binds Differentially to the AT-Rich Regions Located in the Far Distal and Proximal Parts of a Soybean Glutamine Synthetase Gene {GS-15)

164. Riedel J, Tischner R., Mack G. The Chloroplastic Glutamine Synthetase (GS-2) of Tobacco is Phosphorylated and Associated with 14-3-3 Proteins Inside the Chloroplast. Planta. 2001. V. 213, 3. P. 396-401.

165. Robert F.M. Multiple Forms of Glutamine Synthetase in Nodules of Tropical Legumes Inoculated with Bradyrhizobium spp. and Rhizobium fredii. Plant Sci. 1989. V. 65,1. P. 33-38.

166. Robinson Sh.A., Slade A.P., Fox G.G., Phillips R., Ratcliffe G., Stewart G.R. The Role of Glutamate Dehydrogenase in Plant Nitrogen Metabolism. Plant Physiol. 1991. V. 95. P. 509-516.

167. Robinson Sh.A., Stewart G.R., Phillips R. Regulation of Glutamate Dehydrogenase Activity in Relation of Carbon Limitation and Protein Catabolism in Carrot Cell Suspension Cultures. Plant Physiol. 1992. V. 98. P. 1190-1195.

168. Sainis J.K., Sane P. V. Relative Distribution of Nitrogen Assimilating Enzymes in Leaves and Developing Fruiting Bodies of Cajanus and Beans. Ztschr. Pflanzenphysiol. 1978. Bd. 86. P.107-111.

169. Sakakibara H., Fujii K., Sugiyama T. Isolation and Characterization of a cDNA That Encodes Maize Glutamate Dehydrogenase. Plant Cell Physiol. 1995. V. 36, 5. P. 789-797.

170. Salonen M.-L., Parviainen R., Simola L.K. Effect of Nitrogen Sources on Glutamate Dehydrogenase and Glutamine Synthetase Activity in Suspension Cultures of Atropa belladonna L. Biochem. und Physiol. Pflanz. 1992. V. 188, 5. P. 283-294.

171. Sawhney V., Sheoran I.S., Singh R. Nitrogen Fixation, Photosynthesis and Enzymes of Ammonia Assimilation and Ureide Biogenesis in Nodules of Mungbean (Vigna radiata) Grown in Presence of Cadmium. Indian J. Exp. Biol. 1990. V. 28, 9. P. 883-886.

172. Schmidt S., Mohr H. Regulation of the Appearance of Glutamine Synthetase in Mustard (Sinapis alba L.) Cotyledons by Light, Nitrate and Ammonium. Planta. 1989. V. 177. P. 526-534.

173. Schjoerring J.K., Husted S., Mack G., Mattsson M. The Regulation of Ammonium Translocation in Plants. J. Exp. Bot. 2002. V. 53, 370.P. 883-890.

174. Sengar R.S., <Srivastava H.S. Amino Acid Response of Glutamate Dehydrogenase from Light and Dark Treated Roots and Shoots of Maize. Biol. Plant. 1992. V. 34, 1-2. P. 149-152.

175. Shargool P.D., Jain J.C. Purification and Immunological Properties of an NAD(H)-Dependent Glutamate Dehydrogenase from Soybean Cells (Glycine max L.). Plant Sci. 1989. V. 60. P. 173-179.

176. Sieciechowicz K.A., Joy K.W., Ireland R.J. The Metabolism of Asparagine in Plants. Phytochemistry. 1988. V. 27, 3. P. 663-671.

177. Singh S., Lewis N.G., Towers G.H. Nitrogen Recycling during Phenylpropanoid Metabolism in Sweet Potato Tubers. J. Plant Physiol. 1998. V.153, 3-4. P.316-323.

178. Smirnoff N., Stewart G.R. Nitrate Assimilation and Translocation by Higher Plants: Comparative Physiology and Ecologycal Consequences. Physiol. Plant. 1985. V. 64. P. 133-140.

179. Smith A.M., Betty M„ Bedford J.D. Evidence that the rb Locus Alters the Starch Content of Developing Pea Embryos through an Effect on ADF-glucose-pyrophosphorylase. Plant Physiol. 1989. V. 89. P. 1279-1284.

180. Sood Ch. R., Shanda S.V., Dev S.Y. Effect of Plant Growth Regulators and Different Nitrogen Sources on Glutamate Dehydrogenase Activity. J. Plant. Nutr. 1999. V. 22, 8. P. 1351-1364.

181. Srivastava H.S., Oaks N., Bakyta I.L. The Effect of Nitrate on Early seedlings

182. Growth in Zea mays. Can J. Bot. 1976. V. 54. N.3. P. 923-929. 210. Srivastava H.S., Singh R.P. Role and Regulation of L-Glutamate Dehydrogenase

183. Stewart G.R., Mann A.F., Fentem P.A. Enzymes of Glutamate Formation: Glutamate Dehydrogenase, Glutamine Synthetase and Glutamate Synthase. In: Amino Acid and Derivatives: Biochemistry of Plants. N.Y.: Acad.press. 1980. V. 5. P. 271-327.

184. StittM., MullerC., Matt P., Gibon Y„ Carillo P., Morcuende R., Scheible fK-R;, Krapp A. Steps Towards an Integrated View of Nitrogen Metabolism. J. Exp. Bot. 2002. V. 53, 370. P. 959-970.

185. Streeter J.C. Asparagine Biosynthesis in Higer Plants: Evidence for a Reaction Involving Glutamine as the Nitrogen Donor. Plant Physiol. Suppl. 1970. V. 46. P. 44.

186. Swarup R, Bennett M.J., Cullimore J.V. Expression of Glutamine Synthetase Genes in Cotyledons of Germinating Phaseolus vulgaris L. Planta. 1990. V. 183. P. 51-53.

187. Tate S.S., Meister A. The Enzymes of Glutamine Metabolism. Ed. Prusiner S., Stadtman E.R. N.Y.: Acad. Press. 1973. P. 77-127.

188. Tempest D.W., Meers J.L., Brown C.M. Synthesis of Glutamate in Aerobacter aerogenes by a Hitherto Unknown Route. Biochem. J. 1970. V. 117. P. 405-407.

189. Temple S. J., Kinjibettu S., Roche D., Sengupta-Gopalan C. Total Glutamine Synthetase Activity during Soybean Nodule Development is Controlled at the Level of Transcription and Holoprotein Turnover. Plant Physiol. 1996. V. 112. P. 1723-1733.

190. Thum K.E., ShashaD.E., Lejay L.V., Coruzzi G.M Light- and Carbon-Signaling Pathways. Modeling Circuits of Interactions. Plant Physiol. 2003. V. 132, 2. P. 440-452.

191. Tingey S.V., Tsai F.-Y., Edwards J.W., Walker E.L., Coruzzi G.M. Chloroplast and Cytosolic Glutamine Synthetase Are Encoded by Homologous Nuclear Genes Which Are Differentially Expressed in Vivo. The J. Biol. Chemisrty. 1988. V. 263,20. P. 9651-9657.

192. Tjaden G., Edwards J.W., Coruzzi G.M. си-Elements and trans-Acting Factors Affecting Regulation of a Nonphotosynthetic Light-Regulated Gene for Chloroplast Glutamine Synthetase. Plant Physiol. 1995. V. 108. P. 1109-1117.

193. Tobin A.K., Yamaya T. Cellular Compartmentation of Ammonium Assimilation in Rice and Barley. J.Exp. Bot. 2001. V. 52,356. P. 591-604.

194. Tomoyuki Y. Mechanism for Long-Distance Transport of Nitrogen in Rice: Abstr. Annu. Meet, and 38th Symp. Jap. Soc. Plant Physiol., Kyoto., May 3-5, 1998. Plant and Cell Physiol. 1998. V. 39. Suppl. P. 1.

195. Tura.no F.J., Dashner R., Upadhyaya A., Caldweel C.R. Purification of Mitochondrial Glutamate Dehydrogenase from Dark-Grown Soybean Seedlings. Plant Physiol. 1996. V. 112, 3. P. 1357-1364.

196. Turano F.J., Dashner R., Upadhyaya A., Caldweel C.R., Bauchan C. Characterization of the Glutamate Dehydrogenase Isoenzyme System in

197. Germinating Soybean. Plant Sci. 1998. V. 135,2. P. 137-148.

198. Turano F.J., Thakkar S.S., Fang Т., Weisemann J.M. Characterization and Expression of NAD(H)-Dependent Glutamate Dehydrogenase Genes in Arabidopsis. Plant Physiol. 1997. V. 113,4. P. 1329-1341.

199. Vezina L.-P., Hope H.J., Joy K.W. Isoenzymes of Glutamine Synthetase in Roots of Pea (Pisum sativum L. cv. Little Marvell) and Alfalfa (Medisago media Pers. cv. Saranac). Plant Physiol. 1987. V. 83. P. 58-62.

200. Vezina L.-P., Langlois J.P. Tissue and Cellular Distribition of Glutamine Synthetase in Root Pea (Pisum sativum) Seedlings. Plant Physiol. 1989. V. 90, 3. P. 1129-1133.

201. Vincze E., Reeves J.M., Lamping E., Farnden K.J., Reynolds P.H. Repression of the L-Asparaginase Gene During Nodule Development in Lupinus angustifolius. Plant Mol. Biol. 1994. V. 26,1. P. 303-311.

202. Vollbrecht P., Klein E., Kasemir H. Different Effect of Supplied Ammonium on Glutamine Synthetase Activity in Mustard (Sinapis alba) and Pine (Pinus sylvestris) Seedlings. Physiol. Plant. 1989. V. 77,1. P. 129-135.

203. Wallsgrove R.M., Lea P.J., Miflin B.J. Distribition of the Enzymes of Nit Assimilation within the Pea Leaf Cell. Plant Physiol. 1979. V. 63. P. 232-236.

204. Wallsgrove R.M., Turner J.C., Hall N.P., Kendall A.C., Bright S.W. Barley Mutants Lacking Chloroplast Glutamine Synthetase Biochemical and Genetic Analysis. Plant Physiol. 1987. V. 83. P. 153-158.

205. Wang Y.-H., Garvin D.F., Kochian L.V Nitrate-Induced Genes in Tomato Roots. Array Analysis Reveals Novel Genes, That May Play a Role in Nitrogen Nutrition. Plant Physiol. 2001. V. 127. P. 345-359.

206. Watanabe M., Nakayama H., Watanabe Y., Shimada N. Induction of a Specific Isoenzyme of Glutamate Dehydrogenase During Isolation and the First 48 h of Culture of Brassica napus Leaf Protoplasts. Physiol. Plant. 1992. V. 86. P.231-235.

207. Weber M., Schmidt S., Schuster C., Mohr H. Factors Involved in the Coordinate Appearance of Nitrite Reductase and Glutamine Synthetase in Mustard (Sinapisalba L.) Seedling. Planta. 1990. V. 180. P. 429-434.

208. Wilson K.A., McManus M.T., Gordon M.E., Jordan T.W. The Proteomics of Senescence in Leaves of White Clover, Trifolium repens (L.). Proteomics. 2002. V. 2, 9. P. 1114-1122.

209. Yamaya Т., Hayakawa Т., Tanasawa K., Kamachi К., Мае Т., Ojima K. Tissue Distribution of Glutamate Synthase and Glutamine Synthetase in Rice Leaves. Plant Physiol. 1992. V. 100. P. 1427-1432.

210. Yamaya Т., Oaks A. Synthesis of Glutamate by Mitochondria an Anaplerotic Function for Glutamate Dehydrogenase. Physiol. Plant. 1987. V. 70. P. 749-756.

Информация о работе

Давыдова, Марина Александровна
кандидата биологических наук
Москва, 2005
ВАК 03.00.12

Диссертация

Регуляция активности глутаминсинтетазы и глутаматдегидрогеназы при усвоении связанного и симбиотически фиксированного азота у люпина белого - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы