Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

СПЕЦИФИКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ РОСТА И РАЗВИТИЯ В СИНХРОННЫХ КУЛЬТУРАХ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "СПЕЦИФИКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ РОСТА И РАЗВИТИЯ В СИНХРОННЫХ КУЛЬТУРАХ"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ

— 6 На пр»®« рукописи

ГЕРАСИМЕНКО ЛЮДМИЛА МИШЛОВНА

СПЕЦИФИКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ПРОЦЕССА ИХ РОСТА И РАЗВИТИЯ В СИНХРОННЫХ КУЛЬТУРАХ

(микробиология - 03.00.07) (диссертация написана на русской языке)

Автореферат

диосертацин на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москиа - 197Н

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ

На праъгх рукописи

ГЕРАСИМЕНКО ЛЮДМИЛА МИХАЙЛОВНА

СПЕЦИФИКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ НЕКОТОРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ РОСТА И РАЗВИТИЯ В СИНХРОННЫХ КУЛЬТУРАХ

(микробиология - 03.00.07)

(диссертация написана на русском явыке)

Автореферат

! диссертации иа соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1974

Работа выполнена в Институте микробиологии АН СССР

Научный руководитель - доктор биологических наук.

Профессор C.B. ГОРЮНОВА

Официальные оппоненты:

ч лев-корреспондевт АН СССР H.H. ИЕЙСЕДЬ канд. биол. наук Н.П. ГОРБУНОВА

Диссертация направлена на официальный отзыв на Кафедру микробиологии Ленинградского Государственного Университета им. A.A. Хданова.

Автореферат разослан " /¥ " _¿V_197<$~г.

Защита диссертации состоится 0 " _1975 г.

в 12 час. ЭО нив. на заседании Ученого Совета

Института микробиологии АН СССР (Москва В-312, Профсоюзная

улица, 7 а.)

С диссертацией иожно овнакоыиться в библиотеке Института микробиологии АН СССР.

Учения секретарь Coserá

ст.науч.сотр., канд.биод.наук Л.Ой-ка^кад

/Л.К.Освипкая/

ВВЕДЕНИЕ

Быявлежне вакононерностей процессов катоэа х клеточного деления всегда представляло для биологической наука огромный теоретический интерес* так как именно с детальной расаи-фровкоа эти вопросов связаны актуальные вопросы генетигси. Но изучение szxc процессов живет и более троков заменив* В частности, жохе? помочь в раэрешении таких практически вахтах проблем, как увеличение биологическое продуктивности. Причем, ato довшеяяе, по-видимому, можно обеспечить des использования таких хороио известных» во длительных приемов классической генетики* какими являются отбор и селекция, а такие приемы оптимизации условий культивирования» усяеино раврабатывающяеся сейчас для ряда мпфооргенизмов. Таким кногообецаючнм, вероятно, может быть путь программированного управления репродуктивный процессами при использовании векеторих специфических экзогенных факторов. Тек более, что по« прием отнюдь ве искшочает применение первых двух, а может осуществляться одновременно или параллельно с ними*

Естественно, что реальное осуществление такого программирования зависит от уровня наших знаний о процессах роста ■ развития организмов не только в обычных популяциях, во и жизнедеятельности индивидуальной клетки*

Как известно, любая популяция представляет смесь индивидуальных клеток, находящихся на разных стадиях развития* Поэтому результаты наблюдений их метаболических процессов представляют в какой-то степени усредненные данные. Сведении Же о развитии индивидуальных клеток можно получить или путем некоторых цитологических методов* или методом синхронных культур.

Цель» настоящих исследований как раз к является попытка выявить существующие закономерности роста я развития у некоторых водорослей в синхронных культурах, а также покат-зать возможность повшення кх продукт ив н о ст и путец воздействия на них специфическим серусодержацим полинуклеотяд-

з

пептидный коыллексои, который, как было показано наш ранее (ТГушева, Герасименко, 1967; Горювова, Пушена, Герасименко, 1970), является одним из стимуляторов клеточного деления и продуцируется в клетках водорослей на определенной стадии развития.

Поставленные перед вами вадачи потребовали также обобщения имеющихся литературных данных о теоретических основах методов получения синхронных культур водорослей, а также некоторых вопросов ядерного и клеточного деления.

Данная диссертация является частью работ, проводимых в отделе фото синтезирующих микроорганизмов ШШИ АН СССР по изучении рели серусодержащих полииуклеотидпептидных комплексов в клеточном делении водорослей* Причем, настоящая работа была посвящена преимущественно микробиологическим аспектам исследования* Биохимическая часть опубликована в специальных статьях и диссертации М.А.Пушевой (Пушева и др., 196?; Горинова и др., 1970 а,б; Пушева, 1970).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Объекты и методы исследования

В работе были использованы три автотрофных штамма бактериологически чистых культур ОаогеИа ти1еаг!з {220, 234 и 234-о) из рабочей холлекции икроводорослей отдела фотосивте-эирую^их микроорганизмов Института микробиологии АИ СССР; альгологически и бактериологически чистая культура СуаШЛтш С«х<1аг1ит яэ АТСС, любезно предоставленная вам д.б.н. Г.А.За-варгииын,

и ал^гологическв чистая культура Нт<1г<>а±сЬу«1 г««1са1&иш, выделенная нами из поймы реки Клязьмы под Москвой.

Для получения исходных л синхронных культур водоросли выращивали ва следующих минеральных средах: СЬ1о>с»иа г!в - на среде Тамия /ттжАуа et «1., 199?/» бтшШп са1-йаг1ив - на среде Аллеи /А11еп, 1999/ я Н7аго<11сО-<ы1 еи1а1дш- на среде Шеаа /Всьоп, 1955/.

Бактериальная чистота культур проверялась при покащи высевов на специальные среды (1ША, МПБ, сусло, среда Эшби я др.). Получение интенсивной и синхронной культуры одноклеточ- -пах водорослей проводилось в специальной установке УИВ-2. . н. reticulation выращивался в больших кристаллизаторах.

Синхронные культуры всех водорослей пил^чали методом программированного свето-темнозого режима с предварительным .

OTÖOpOll ОДВОраЭИерНЫХ КЛеТОК. В случае Chlorella и Cyanidi-

хия этот отбор осуществлялся путей отстаивания клеточной суспензии водорослей в высоких цилиндрах, г результате чего происходило разделение суспензии ва три слоя. Пипеткой отбирал- . ся верхний слой клеток, состоящий на 50-60^ из мелких клеток. Суспензия разводилась свежей питательной средой и подвергалась действии прерывистого освещения. В случае nydrodictyoa накопление одноразмерных колоний недельного возраста производилось путей механического их отбора с помощью платиновой петли.

При подборе светового режима, необходимого для синхронизации водорослей, нами были использовава различные соотношения световых' н темновкх периодов. Для Chlorella vulgaris втамм и 234o лучине результаты были получены при соотно-женнж К I 5, для штамма 220 - 12 .: S, для Cyanidlun caldarlun ад ; В, для н. reticulatum 12 : 12.

Подсчет клеток eil. vulgaris и с. caldarlum проводили в счетной камере Горяева и по оптической плотности ва фотоколориметре ФЭКВ-57 с применением зеленого фильтра. О росте н.reticulatum судили по изменение размеров колоний с помощью ягангер-иауаера или обычной лнвейкк.

Контроль за морфологическими изменениями клеток по мере их роста и развития осуществляли путем мнхроскопировали (световой микроскоп ИБИ-6, лвммнесцентныа Ш1-2, Электронный ' JKK-7). Окраску ядер проводили по методу Романовского-Гинза в модификации Пешкова (Пешков м Родионова, 1964). Для люиг- • весцентного мякроскопярования применяли фяуорохром алридино-• вый оранжевый.

При изучении размерных изменений ядер и клеток водорос-

лей в течение жизненного цикла применяли планиметрический метол исследования. Плавиметрироваяие цроводиля на полярном планййетре Ш1-2К. Для выражения абсолютных значений яловдди ядра или плетки планиметрическив едвншш переводили в квадратные микроны. Полученные даяние подвергались статистической обработке одним из принятие в карвометрии способом (Хесин, 1967).

РЕЗУЛЬШЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Результаты исследований пред etasлены по каждом; тест-объекту самостоятельно.

Модйологячески» изменения ШоиП» в рродессе ее роста в развития в еддрояяру КУЛЬТУР»

ход индивидуального развития СЫогеПа в культуре был изучен японскими авторами (Тмиуа «« al., 1953» 1955» вига, 1955, 1959 )« которые показала, «о цикл развития chiorella eiiipooidea состоит из семи стадий. Согласно терминологии, предложеиной Тамия ( Tamiya et al, 1955), это темно-вые клетки Рди , фотостатегически очень активаые; М> -метки переходной стадии л световые клетям Ii-Lg-Lj-x^ , отличающиеся степень» зрелости.

Аналогичные стадии были нами обнаружены и у см. vulgaris . Правда, время прохождения клетками каждой стадии развития* так же как и размер самих клеток, у Chl.411ipao-14е* и chl.Tui^arie оказались различными.

Изучение ультраструктуры cm.vuiearie в синхронной культуре позволяло выявить ряд различий в строении хлоропласта, митохондрий и аппарата Гсльджн, которые воаникагт по мере роста и развития клетки.

Как показали ваши исследования, особенно резкие перемени в хх строении происходят перед ядерным делением. Теле» например, везикулы аппарата Гожьджи становятся более выпукга-ми и многочисленными, что говорит об увеличении их активности Clwalputra.etal(l966 ). Митохондрии увеличиваются в размере,

становятся более длинными, с больаим количеством прист. Пя-•

реноиды же» наоборот, вообще «счевавт и отсутствуют яа всей протяхевии ядерного ж клеточного деления.

Кроме «oto» впервые ваш доказало нам^^съл.. ria в стадия D -меток особых мембранвых ооразований'^про-пхастид, которые располагается в хлоропласте в вепосредствея-вой блмоств от ядра. Прояхастяд» хоршо извествы дхя высших растений, но никогда не упоминалось об их образовании 7 водорослей.

С целы изучения дхяаняга ядерных нэмевекий были прозе* декв на seen протяжения жизненного цикла планиметрические *о-следования. В результате мах исследований нам удалось выявить следующие закономерности. в дхвахххе изменений их интерфазных ядер мохно выделить те *е периоды, которые известны дхя ядер других мжтоекческя делящихся организмов, т.е. пре-сивтетическиа Gx, синтетический s и постсинтетическнА периоды ( последний выраиен не очень четко).

Сресивтетжческий период - наиболее длительны! (рве. I) в характеризуйся относительным спокойствием ядра при активном росте цитоплазмы.

> .-ЛЬШАПЬ

л ВДРЯ (ntf

Рже». I. Динашха изменений ядра ж цжтоплавкы в клетках Chloreiia vulgaris в течение хх жизненного цххда

г

В синтетическом периоде происходит нарастание больше! наосы ядерных веществ, и ядро достигает максимальноЙ гели-чины. , Как правило, эта максимальная величина меняется в зависимости от условий культивирования (табл. 2). Оря пои изменяется и количество автоспор, образующихся г материнское клетке. Проанализировав многочисленные данные, иы припаи к

- заклвчеквт, что мехд? этими величинах* имеется прямопропор-циональиая завис ииость. Количество автоспор ( »^нохе* быть определено по предлагаемой нами формуле:» = ч где Ттах-максимальный объем ядра, достигаемый в конце0 -периода; Тш1и - накменвдий объем, ядра, который имеет клетка в ав-

- тоспорах. Коэффициент корреляции (К) является» воэмрдаи ";» видовой константой и для нал их штаммов СЬ1. тиХдеггв равен

ядерных веиеств не заканчивается полносты> в синтетическом периоде, а частично (В05?) продолжается и во время самого деления, что согласуется с данными и других авторов ( капка, 1965, 1970, СаМда11ео а* &1., 1973)*

Пост синтетический период усы. Шкаг1в или очень короток, или выражен не яспо. Возможно, что это также объясняется продолжением синтеза ядерных веществ во время деления.

Как видно из приведенного вше рис. I, рост ядра и цитоплазмы происходят асинхронно. Поэтому на протяжении всего цикла развития водоросли ее плазмекно-ядерное омовение (ЙЯО) постоянно меняется. Численное значение ПЯО у разных итаммов этой водоросли - различное (рис. 2). Однако, ход кривых изменений их - аналогичен.

1,38 * 0,02

Введение в формулу коэффициента К означает, что синтез

ПОД

и »

а

7 6

I *

3

\

чн

Рис. 2. Изменение пжаа-менно-ядеркого отношения в течение жизненного цикла СЫ»ге11а

ти1едг1а

Как вддяо яз рис.2, ПЯО в агтоспорах имеет микимальяуи величину, в конце пресинтетического периода - максимальную, а в конце синтетического периода, перед ядерны« делением, снова при- т намает Первоначальную величину. Численное значение ялазиенно-ядеряого отношения на определенных стадиях развития у каадого штамма постоянно при постоянных условиях культивирования и изменяется ори их изменении (табл. I).

При ивиенении условий кужьтнвироаанкя, как видно из табл. I, изменяется и продуктивность штамма^ продолжительно сть его цикла развития. При втом, величина ПЯО в клетках в начале цикла развития является показателем продуктивности спороношеиия, в то время как его максимальное значение в конце пресинтетического периода служит показателен продолжительности цикла развития ( более продуктивный штамм при оптимальных условиях имеет боле« низкое ПЯО в начале периода и более высокое в его конце}.

Таким образом, как видно из приведенных данных, количественные соотношения между цитоплазмой и ядром клетки является достаточно точными показателями не только состояния клетки (Дувц, 1963; Clxeli е*аЦ970), но я фазы ее развития и ее продуктивности.

Действие а -НП. Изучая процессы обмена веществ в жизненном цккхе Ghlorella »ШрвоЮ»* * японские авторы (Наве et al., 1959, 1960, 1961), обнаружили, что на стадиях созревания ш в жачале клеточного делении у итого организма синтезируется неизвестное нислотораствориное серусодержадее соединение нуялео-тждтгептидного характера. Авторы предположили, что выделенное ими еерусрдерхащее соединение, возможно, играет весьма в ахнув роль в процессе образования нуклеиновых кислот и белков, а также в ядерном делении клеток Chl. ellipsoidía . Позднее серу содержание соединения, подобные соедкяевив lace, били выделены и ИЗ других микроорганизмов /Jonea et al., 1961) Coolt et al., 19641 Traná et ai., 196V.

В результате исследований, проведехных нами ранее* был выясжв* химический состав серусодержажжх пслжиужлеотадиедтид-жых комплексов (8 -НП), выделенных из меток некоторых видов зеленю: водорослей и показано хг сдоухируяцее действие в« клеточное деление сю.ог«1Д.а ralearle *

«

Табица I

Цитоиорфоюгическая характеристика сьиг«11а ти1ваг!в при раалячяых условии культивирования

игами 284 наш 2Э»о атаки 220

Показатели ...

.1 2 3 4 I г э 4 I г з 4

ОФьех ядра ¡л ¡.¿л * ГПППЙТ Iй» "" 0,345 0,295 0,276 0,830 0,302 0,250 0,236 0.4Ю 0,300 0,287 0,232

Обмм ядра /максим./ 1,402 1,960 1,80 1,58 1,81 2,15 2,86 3,96 1,18 1,80 3,00 3,90

ПЯО в спо- 5,? 5,(Л

рах 5.1 5,35 4,4 3,8 6,0 5,1 4,4 3,76

ПЯО макс. 7,0 7,1 7.0 8,65 8,1 8,1 [0,2 11,0 11,8 11,5

Длительное; ь 20

цикла /мс./ 22 22 и 20 20 18 16 К 16 15 15

Число спор 4 8 8 8 8 10 16 24 4 8 К 24

Примечав«: № 1,2 .. - й отш» при различных условиях культивирования,

й I - освеинлость 3 тыс. люкс, продуъавивиаадхои бе»добавления СО,,., темпер. 26°; к - оотеченвость 10 тыс* леве, продувание с ад С02, темпер. /й 2/, ЭО /« 3/,

39 /к 4/.

Средияя ошибка при измерен»* иер не прегшала 0,07; при намерении ПЯО 0,15

В связи о этим интересно было проследить те изменения* которые вносило действие S-НП в ход синтеза ядерных веществ у этой водоросли, чем; а поевяден данный подраздел исследований.

Как показала капя наблюдения, эти ивменения, прежде всего, проявлялись в более раннем синтезе ядерных веществ в опытных клегяах (рис. 3).

Рис. В. Динамика ядерных изменений Ctoorell* таХвчЛя под действием s -НП

Яэ pic. 3 л иди о. также, что в конце синтетического периода ядра в опытных клетках достигали боль«их размеров, «м в контрольных (4,4 * 0,041 яром» 1,96 * 0,037 к*8), что влияло в дальнейнеи и иа образование больиего количества автоспор (24 - в опыте, 8 - в контроле).

Более ранний синтез ядерных веществ впаивал в конце пре-еянтеткческого периода еяхяение пдаамеящо-ядеркого отноаения (ОЯОвах ) (ряс.4)* Тот факт, что ядро в опытных клетках в конце сяитеткческого периода было в 2,25 раза больие контрольных, а сама клетка увалячявалась незначительно (в 1,2 раза), объясняет снижение ОНО перед делением с 5,0 ко 3,9. Бола* ние-

ti

кое значение ПЯО перед делением и следящий за ним более высокий выход автосдор снова, подтверждает наши наблюдения о взаимосвязи этга величин.

яенвя в клетках сы .vulgaris под действием S-НП

3. Морфологические изменения Cyanidivm. caldarlmat в процессе, .fijy роста и развития в <ди*цтпгои культуре'

Задачей данного раздела исследований являлось изучение цикла развития с* c&i&arium, его ультратонкого строения ж влияния серусодерхащего полюнуклеотидпептндного комплекса на его рост и развитие.

При изучении цикла развития с. caidariumo помоем» светового, люминесцентного я электронного микроскопов нами установлено, что в своей жизненном цикле эта водоросль проходит те же стадии развития, которые были описаны нами для Chi. vulgaris и Тамия (Таш1уа et al.f 1953) ДЛЯ Cbl. ellipsoid»».

Изучение ультра!онкого строения C.caidaritm показало, что эта водоросль обладает всели чертами эухарнотическнх слеток, т.е. имеет оформленное ядро, хлоропласт с собственной

мембраной . Но В ОТЛИЧИИ ОТ Chi.vulgaris, у с. «aldarlum

отсутствует пиреноид с крахкалони н не обнаружен типичный аппарат Годьдхи. Кроме того лаиеллы хлоропласта с. caldariun содержат только по одному тилакоиду.

Цикл ядерных изменений у C.caidarium аналогичен таковому у ChiiVuiearis . В динамике ядерных изменений можно выде-

лить пресинтетический и синтетический периоды. Постсинтетического периода 7 этой водоросли не обнаружено.

По способу ядерного деления суапишт также напоминает СЬ1«ге11& . Деление ядра чередуется с клеточным делением, поэтому количество автоспор возрастает в геометрической прогрессии. Автоспори, находясь внутри материнской клетки, на первых этапах своего формирования покрыты одной ли» плаамаленмой. В образовании оболочек дочерних клеток, которое происходит на более поздних стадиях развития, материнская ободочка не принимает участия.

Действие З-НП. При изучении влияния серусодержащего поли-ауклеотидпептидиого комплекса ( Б-Ш) на суапши» еахаапив наши было установлено стимулируюдее действие его на рост и развитие этой водоросли { ряс. 5).

CjsAldi.ii« с«14аг1и«

Как видно иэ рис. 5, под влиянием З-Ш происходит увеличение количества автоспор, образующихся в одной клетке, о 8

до 1С, Кроме того, сокращается и весь цикл развития водоросли гг. з часа. Это сокращение происходит за счет уменьшения .. msскцготического периода (рис.6)., т.е., как и в случае с см. vulgaris, при внесении S-НП синтез ядерных веществ на-хш&ыся раньше. То, что в синтетическом периоде ядра опытных клеток увеличивались до 3,07* 0,11 мк3, в то время как ядра контрольных до 1,55* 0,09 мк8, гоьорм о божее интенсивно« синтезе ядерных веществ под действием S-Ш.

t г г

/ /awip.

¿-У

О | « Й Й 40 ЧЯС. ;

Рис. б. Изменение объема ядра Cyanidium caldariua под действием S-НП

Ори измерении плазыеяно-ядерного отношения в опытных и контрольных клетках оказалось, что максимальное значение ПЯО в контроле выие.чем в опыте (рис.7), что объясняется более ранним синтезом ядерных веществ. Кроне того, деление ядра в опытных клетках наступало при более низком ШО СЗ,в_протнв 5,5), что говорят о более интенсивном синтезе ядерных веществ.

Рис.7. Изменение плаз-мзяно-ядерного отношения С. caldärium под действием s-Ш.

V ВйРЙ (ИК1)

3

Tarv.u образец, как и в случае Chi.vulgaris , у c-cai-darivim более низкое значение ПЯО перед ядерным делением так же как впоследствии л в автоспорах, соответствует большей продуктивности игамна (ПЯО 5,3 - число автослор 8; ПЯО 3,8 - число автоспор 16)*

Резкое увеличение объема ядра после действия Э-НП, как -Chi. vulgar Is , так и у С. ealdarium , наводит на мысль о возможности возникновения полиплоидии в данном случае, так как известно, что увеличение размеров ядра у микроорганизмов под действием тех или иных факторов является одним из признаков возникшей полиплоидии (ДеЛяыатер, 1956; Косинов, 1970). Точный ответ на этот вопрос мог бы дать подсчет хромосом до и после действия Э-НП. Однако, ни у Chlorolla , ш у Cyanidium не различимы хромосом», поэтому подобные опыты по действии Э-НП были проведены нами па другом объекте, а именно, на Цу drodlc try on reticulatum , У которого крупные, ясно выраженные хромосомы. Но прежде, чем приступить к решению этой задачи, нам пришлось детально изучить цикл развития водоросли в лабораторных условиях.

tfOPj&Oлогические изменения By¿JodlCtyon тр-м mil лtivrrbB процессе его роста и развитая в синхронной культуре

Как известно, Hydjrodictyon reticulatum , является колониальной зеленой водорослью с очень интересным циклом развития. Протяженность его жизненного яикла в лабораторных условиях составляет Э~4 месяца. II только первые 10 дней клетки этой водоросли - одноядерны* В дальнейшем в результате многочисленных ядерных делений количество ядер в клетке возрастает в геометрической прогрессии и я концу цикла развития составляет десятки тысяч.

При изучении жизненного цикла и. reticuiatum нами были получены данные о ходе синтеза ядерных веществ и веществ цитоплазмы (рис. 8.). Оказалось, что, в противоположность

is

Chi. vulgaris и о. ealdarivm , в начальном периоде нн- ' терфааы у н. reticul&tum преобладает синтев ядерных веществ над синтезом веществ цитоплазмы. Это приводит к току, что каждое деление ядра происходят при максимальном значении шшзиеино-ядерного отношения.

Тис. 8. Изменение размеров ядер

и цитоплазмы у Hy&rodAetyoa reticuXatam

—► деление ядра.

Явление, аа первый взгляд, довольно необычное, так как увеличение ядра, как правило, происходит перед его делением* Но, по-видимому, именно этих и можно об"яенить явление мвогоядер-ностя у ^drodictyon. Сходное деление ядра описывает Хесжн (1967) для клеток меаотелия перикарда кроликов, делящихся амитоткчески, вследствие чего также возникает многоядерность клетки. Поэтому можно,сказать, что деление ядра в клетках H.reüiculatu», происходящее при повышенных значениях ПЯО, является, вероятно, свойством многоядерных организмов с прогрессируем!! многоядержоепп

te

Под влиянием серусодержащего полиаукле-отидаептндного комплекса у н. 'увеличивался раз-

мер клеток, размер колоний, возрастало' количество ядер в клетке (табл.?). '

■ • ■ - ^ ' ' Таблица' 3

Действие &-НП да

Продолжит пуюта Истон. 7 тт. 10 ли. ^Ря 22 ар. жв.

Возраст культуры 7 дн. 14 дн. 17 дв; 22'Дл."1 1-4*86, 1,5 мес.

8 -ш' Контроль Размер колоний {длина х'вирина в и з»о,5 7*1,2 1М.7 'И^гл гг«з;о 3*0,5 5*0,9 7,5-1,0. 10*1,5- 11*1,7, м) 27*4,0 . 12*г;о

в -ни Контроль Размер клетки (.длина.х щирикав мк) 22 »7 35-И 53*15 70<20 110*37 ,г50'50 22'7 24 • 0 28*10 40-12 50*15 100'25

8-НЛ Контроль Количество ядер в клетке I -"¿-4 /4-8 ; 81 ' -'""К"" I * г г 4 • ■■. 8- • <•: Г 30 16

Как показали нами исследования, опытные сеточян заканчивали свой цикл развития на два недели ракьае контрольных. Кроме того, они образовывали больнее количество аоосаор, что объясняется увеличением количества ядер ъ клетке вследствие увеличения частоты млтоэов (ряс.З).

■ *

■ ь ' и

э»

/5 НП .

1—$—гс-"«4—**' «: "4-

. Ри<^. 9. Увеличение ; частот мнтоаов у

'.-.- под действием а-ЯП

«

Сравнивая действие Э*Н& с действием одного из сильных иитотических ядов, ходхицичом. вызывающим полиплоидию, мы обнаружили явные различия » их влиянии на водоросли. Так, после трехдневного культивирования н. retieulatim на среде* содержащей 1% колхиаяи» было отмечено появление клеток и колоний неправильно^ формы* увеличение размеров некоторых клеток, появление ядер с диплоидным набором хромосом (более SO), растягивание цикла р^ввцтяр. Добавление же 3"НП никогда не вызывало появления клеток неправильной формы. Кроме того, происходило сокращение цикла развитая. И, что самое главное* набор хрокосом всегда оставался гаплоидным я бил равен Id1!.

Как упоминалось маю* J Н. r»ticui.atu* под действием s -Ш увеличивалась частота (ртоэов. Причем, не только первого митоза в резудьтаге непосредственного действия в -НП* а и всех последующих ядерных делений, когда в среде но было уже этого вещества.

Интересным является к хот факт* что у всех водорослей потомство опытных клеток сохраняло новые свойства* приобретенные родителями |и«иш» в результате действия серусодержащего nqлхиуклеотидпептядио^о комплекса. На протяжении нескольких лет* после миогочиелеииых цересевов, ати клетки имеют сокращенный цикл развития и повыаеаный выход спор.

выводы

1. При изучения циклов развитая «ЫегеПа vulcarie u Cj-anidiu* oal4%riua в сиихрояикх хульттоах было установлено, что 8тр водоросли проходит pew> стадий развития, известных как цикл Таммя. Клетки на этих стадиях различаются между собой* рак по внеаним морфологическим признакам, так * so строению внутрикхеточаах органоидов.

2. В днаакяк« ядерных изменений »тих родороелей можно выделить те же малы* которые известны для митотически делящихся организмов; пресиитетжческий, сицтетияесхай, постсинтетичес-хий (выраженный на очень четко) и деление.

is

3. У сы» ти1баг1а я с. са1<1вп»ш бояътйя масса ядерного вевества (70%) синтезируется в синтетическое периоде и не-аначительяая (30?) - во время севом Процесса деления. Леденив ядра у втвх водорослей чередуется с меточным делением.

Размеры ядра изменятся по пере роста и развития клетки. Максимальные (перед делением) И Ьквкмолвхые (в автоспорах) его величины являются показателям* ДальиеВаей продуктивности споройоиения клетки. Количество предполагаемых автоспор, об-раэувикхся в одной клетке, кохмо вычислить по предлагаемой нами формуле: "»у]^ Е * где п -количество антоспор, V -объем ядра, а К - коэффициент корреляции.

5. Взаимоотноиення нейду ядром я цитоплазмой ( олазиекно-ядерное отпоиеяве, ПЯО) изквямЬтся в течение ввзнекиого иикла водорослей, Достигая максимума в конце пресянтетаческого периода и слова принимая первоначальное (как в автоокбрах) зяаче-вие в конце синтетического периода, перед ядерным делением. Величина ПЯО на определенных стадиях развития является показателем продуктивности хтамма.

6. ЗГ Вуаг*а1сЪуо11 ге1;1сиЛа1Ш1 , в противоположность сы. ти1е«т1а яС. оа1аа^1ип , ПЯО увеличивается перед ядерным делением в уменьшается в процессе рост» клетки, так как рост ядра у «ой водоросли предшествует росту самой клетки, Это необычное явление свойственно, по-видимому! *ного ядерным организма* с прогрессирующей миогоядвраость».

7. Серусодержаний полииуклеотядяептнммй комплекс, вызывает сокращение цикла развития в повшевве спорообразовакия

у всех водорослей й является, гакам образом, стимулятором их роста в факторов, повышавшим ях продуктивность^

8. Действие атого Вещества йбевт специфический характер. Вызывая увеличение ядра, в -НП тем пе менее не вызывает полиплоидию водорослей.

v'(.; . -список

работ,' опубликованных по материалам диссертации

1. Путева М.Х\, Герасименко ЛчМ., 1967, Полинуклеотидпектид- ■

■ - " най комплекс* изолированный из Cbloralla ■ *' r " vülgäi-ls'' .Итфобиология, 36, в.б, 999; ,

2. Герасименко :Д.Й.,' ПувеЕа "и-.А. , 1968. Получение синхронной

' ' 'культуры 'Chlorella vülgaris Микробиология, 37, вЛ, 70. <*

3. Горюнова" C.B.", Пушева И.А., Герасименко £.11., 1969.:Физио-

логическая- ->о*ь специфического полинуклеотия-* ■* пептидного кбиялекза в жизненном цикле Chi, ■ ^ "vulgaris Материалы П всесоюзного биохши-? ~ чёского "съезда. Тезисы секционных сообщений. * 18 еей^ня. биохимия растений.

4.*Горюи6ва ëlB:, Пуиеэа И^АГ., Г0расйменко Л.II.,-1970. Вляя-

ние cepycrfflefiiaeero нукдеотидлеПтида на жизненный цикл синхронной культуры СЫоrelia ' - vulgaris . Докл. АН СССР; 190, »2, 455.

5. ГорюнОва С.'В., Пушева И;А;, Герасименко S.U., 1970. О роям

* 'серусодержацего полинуклеотядпептядвого ком-,

плекса в делении клеток Chlorella vulgaris. Докл: АН СССР, I9D, 966.

6. Горюнова C.B.,'Аушева U.A., Герасименко Л.Н., 1971, Перио-

дичность митоза я клеточного деления у некоторых видов водорослей* Материалы I конференции л яо^споровай-растенияи Ткраакы (1969 г.), 8.

7. Гбралименко Я.и;';^Путева' H.A., Горюнова C.B., 1972. Цикл .

развития* ультратонкое строение Cyaniditm caldariiäi . Микробиология, 41, в.2, 324.

8. Горюнова C.B., Герасименко Л.М., Аушева H.A., 1973. Специ-

фичность действия серусодеркащего поливуклео-тидсептядного коиялекса на ядра некоторых зеленых водорослей. Тезисы Ю Всесоюзного совещания до управляемому биосинтезу и биофизике популяций. Красноярск, 1973, 114.

9. Герасименко Л.М., Горюнова C.B., 1974. Плазменно-ядерное отношение и продуктивность Chlorelia vulgaris . Микробиология, 43, Б.з, 463.

10* Горпнова C.B., Герасименко Л.М., Пушева М.Д., 1974. Сравнительное изучение действия полинуклеотидпеп-тидного комплекса и колхицина на Hjïtt^dlctyoa retlculatum . Микробиология, 43, в.2, 271.

II. Герасяиеяко Л.М., Горпнова C.B., Некоторые цитоморфологи-чеекие особенности Hydrodictyon reticulatun Микробиология, в печати.

Подоив n«.37/JCl-74r. Форы*т ЫЬВЛ 1/16д,л. Обмы '.би^я. 3dui 17383 Таряж 300

Ф&беяжА КМП Главного уяравяаки uniontMUUt pt&n

ЦСУ СССР