Структурно-функциональные изменения клеток корней пшеницы в условиях окислительного стресса

Дмитриева, Светлана Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Структурно-функциональные изменения клеток корней пшеницы в условиях окислительного стресса
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Структурно-функциональные изменения клеток корней пшеницы в условиях окислительного стресса"

На правах рукописи

Дмитриева Светлана Анатольевна

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛЕТОК КОРНЕЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА

03.00.12 - физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Казань-2008

003457912

Работа выполнена в лаборатории окислительно-восстановительного метаболизма Казанского института биохимии и биофизики Казанского научного центра Российской академии наук.

доктор биологических наук Минибаева Фарида Вилевна

доктор биологических наук, профессор Шакирова Фарида Миннихановна

доктор биологических наук Сальников Вадим Владимирович

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

со

Защита состоится ¿■Ив^Ш 2008 г. в(0 часов на заседании диссертационного совета Д 002.005.01Чдо задите докторских и кандидатских диссертаций при Казанском институте биохимии и биофизики КазНЦ РАН по адресу: 420111, г. Казань, а/я 30, ул. Лобачевского, 2/31, тел./факс: (843) 292 73 47.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке Казанского научного центра РАН.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

» НСШЛА- 2008 г.

А.Б. Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Постановка проблемы' и ее актуальность. Активные формы кислорода (АФК) в настоящее' время рассматривают как сигнальные молекулы, их роль показана в стрессовых ответах при осуществлении программ пролиферации и дифференцировки, естественного и индуцированного старения, гибели клеток растений (Sauer et al., 2001; Van Breusegem, Dat, 2006). Большое значение в регуляции физиологических процессов в растительных клетках АФК имеет тонкий баланс между их функционированием в качестве сигнальных молекул и токсическими эффектами, индуцированными избыточным накоплением кислородных радикалов. При накоплении АФК происходит повреждение жизненно важных макромолекул, в том числе нуклеиновых кислот, белков и липидов. Поддержание редокс-гомеостаза является одним из важных условий нормальной жизнедеятельности клетки, что придает исследованиям механизмов редокс-регулирования различных физиологических процессов актуальность.

Одними из основных органелл, генерирующих АФК и регулирующих редокс-потенциад клетки, являются митохондрии (Navrot, 2007). Установлено, что изменения, происходящие в митохондриях, влияют на различные аспекты адаптации и гибели клеток посредством освобождения ряда митохондриальных белков, рассеивания трансмембранной разности потенциалов, образования активных форм кислорода и азота, нарушения в работе электрон-транспортной цепи и торможения синтеза АТФ (Бра и др., 2005). Несмотря на наличие в митохондриях мощной системы антиоксидантной защиты, митохондриальные мембраны, ДНК и белки могут повреждаться при накоплении АФК (Taylor et al., 2005). Интенсификация перекисного окисления липидов (ПОЛ) в митохондриальных мембранах приводит к нарушению целостности мембран, набуханию и последующему лизису митохондрий (Rhoads et äl., 2006). Повреждения структуры митохондрий, являющихся основными энергообразующйми органеллами, в условиях окислительного стресса могут привести к нарушению энергообеспечения клеток, необходимого для адаптации в стрессовых условиях. Большинство работ по изучению влияния АФК на структурно-функциональное состояние митохондрий проводилось на выделенных митохондриях. Изучение структурно-функциональных изменений митохондрий, а также ультраструктурных перестроек других органелл клеток в растительных тканях при действии прооксидантов не проводилось.

окислительно-восстановительных условий? Особую важность при этом приобретает

комплексный подход изучения морфологических изменений в клетках совместно с

биохимическими и физиологическими изменениями на тканевом уровне.

Цель и задачи исследований. Целью проведенной работы явилось выявление

ультраструктурных перестроек и функциональных изменений в клетках корней

пшеницы в условиях окислительного стресса.

Были поставлены следующие задачи:

1. Изучить динамику содержания АФК и уровень перекисного окисления липидов в клетках корней пшеницы при действии прооксидантов: параквата, салициловой кислоты, ионов лития;

2. Охарактеризовать динамику структурных и функциональных изменений митохондрий в клетках корней при развитии окислительного стресса;

3. Исследовать изменения ультраструктуры органелл в клетках корней при действии прооксидантов;

4. Выявить изменения проницаемости плазматической мембраны для ионов калия и протонов в условиях окислительного стресса;

5. Исследовать рост и митотическую активность клеток корней пшеницы при действии прооксидантов.

Научная новизна работы.

1 .Впервые выявлено, что в условиях окислительного стресса увеличение потребления кислорода корнями не сопровождается усилением дыхательной активности митохондрий, а обусловлено преимущественным восстановлением кислорода при генерации АФК; 2. В условиях окислительного стресса выявлены изменения ультратонкой организации митохондрий (тороидальная, «С-образная» формы митохондрий, просветление матрикса и редукция крист) которые сопровождаются снижением митохондриального мембранного потенциала; 3. Впервые показано, что при индуцировании окислительного стресса происходит образование большого количества аутолитических вакуолей, содержащих участки цитоплазмы и органеллы, преимущественно митохондрии; 4. Впервые обнаружено, что при действии СК ингибирование деления и гибель части клеток корня обусловлены прооксидантными и протонофорными свойствами СК; 5. Впервые обнаружено, что ионы лития приводят к развитию в растительных клетках окислительного стресса. Практическая значимость работы. Результаты проведенного исследования значительно дополняют и расширяют существующие представления о роли окислительного стресса в изменении морфологии и функционировании растительных клеток и могут быть использованы в учебном процессе.

0120.0 803028), поддержана грантом РФФИ № 06-04-48143, грантом президента РФ для поддержки ведущих научных школ № НШ-5492.2008.4.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2005), всероссийской конференции молодых ученых и II школе им. академика Н.М. Эммануэля «Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты» (Москва, 2006), международном симпозиуме «Сигнальные системы клеток растений: Роль в адаптации и иммунитете» (Казань, 2006), всероссийской конференции «Устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды» (Иркутск, 2007), международной конференции «SFRR Plant Oxygen Group meeting» (Gent, Belgium, 2007), международной конференции «Desiccation Tolerance of Plants» (Drakensberg, South Africa, 2007), VI Съезде общества физиологов растений «Современная физиология растений: от молекул до экосистем» (Сыктывкар, 2007), IV съезде «Российского общества биохимиков и молекулярных биологов» (Новосибирск, 2008), международном симпозиуме «Липиды и оксилипины растений» (Казань, 2008), итоговых научных конференциях КИББ КНЦ РАН (2004,2005, 2006, 2007). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. В работе представлено 18 таблиц и 22 рисунка. Список литературы включает 180 источников.

1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Объект исследований. В качестве объекта исследования были использованы корни проростков яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Люба и гороха (Pisum sativum L.) сорта Тан. Проростки выращивали на растворе 0,25 мМ СаСЬ в течение 15 дней при +22°С. Навеску корней (250 мг) инкубировали в соответствующих инкубационных растворах (3 мл; рН 7.0) при +25°С.

1.2. Определение содержания перекиси водорода, супероксидного анион-радикала, интенсивности ПОЛ. Содержание Н202 определяли в растворе инкубации и растворимой фракции гомогената с использованием ксиленола оранжевого (?. = 560 нм). Концентрацию Н2О2 рассчитывали по калибровочной кривой. Количество супероксида определяли с использованием эпинефрина (X = 480 нм). Интенсивность ПОЛ определяли в растворимой фракции гомогената по содержанию продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) (к = 560 нм). Уровень ПОЛ выражали в процентах, за 100% принимали количество ТБК-прореагировавших продуктов, содержащихся в клетках исходных корней.

1.3. Определение интенсивности потребления кислорода. Интенсивность поглощения кислорода отсеченными корнями определяли манометрическим методом

Варбурга (Семихатова, Чулановская, 1965). Интенсивность дыхания измеряли каждый час в течение 6 часов.

1.4. Определение проницаемости плазмалеммы корневых клеток для ионов калия и протонов. Проницаемость плазмалеммы корневых клеток для ионов калия оценивали по содержанию К+ в инкубационном растворе после инкубации отсеченных корней пшеницы. Измерения проводили на пламенном фотометре PhIapho-4I (Carl Zeiss, Jena, Германия). Измерения pH среды проводили на рН-метре (Mettler Toledo, США) после извлечения корней из среды инкубации.

1.5. Определение митотического индекса (МИ) и жизнеспособности клеток. Зафиксированный в реактиве Кларка материал окрашивали при нагревании в ацетоорсеине. МИ рассчитывали в процентах (количество делящихся клеток от общего количества клеток). Количество аномальных анафаз (АА) рассчитывали в процентах от количества клеток на стадии анафазы. Клетки корневой апикальной меристемы анализировали с помощью светового микроскопа (Carl Zeiss, Jena, Германия) при увеличении х 600. Для каждого варианта опыта было проанализировано не менее 5 тыс. клеток. Жизнеспособность клеток определяли с помощью 0,02% раствора Эванса синего. Долю живых клеток оценивали в зоне растяжения по количеству неокрашенных клеток с помощью светового микроскопа (Carl Zeiss, Jena, Германия).

1.6.0пределение мембранного потенциала митохондрий. Мембранный потенциал митохондрий оценивали в клетках зоны растяжения с помощью специфического флуоресцентного красителя тетраметилродамина (ХаЬ 543 нм / ).ет 573 нм). Исследования проводили с помощью конфокального микроскопа LSM-510 МЕТА (Carl Zeiss, Jena, Германия).

1.7. Исследование ультраструктуры клеток. Фиксацию и подготовку препаратов для электронно-микроскопического исследования проводили по методике, описанной в (Пономарева и др., 2002). Для анализа ультраструктуры были использованы кусочки ткани корня (1-2 мм) из зоны растяжения. На поперечном срезе корня анализировали ультраструктуру клеток центрального цилиндра. Исследования проводили с помощью электронного микроскопа JEM 1200 EX (JOEL, Япония).

Все опыты проводили в 3 биологических и 3-5 аналитических повторностях. Статистическая обработка результатов производилась с использованием t-критерия Стьюдента. Звездочкой отмечены статистически значимые отличия от контроля (Р < 0,05).

Условные обозначения к электронно-микроскопическим фотографиям: AB - аутолитическая вакуоль; АГ - аппарат Гольджи; В - вакуоль; Гх - гетерохроматин; КС - клеточная стенка; ЛК - липидная капля; Лм - ламосома; М,ч - митохондрия; П - пластида; Пр - пероксисома; ПМ - плазматическая мембрана; Р - рибосомы; Т - тонолласт; Хр - хроматин; ЭР - эндоплазматический ретикулум; Я -ядро; Ядр - ядрышко; ЯМ - ядерная мембран.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 2.1. Окислительный стресс и гибель клеток при действии параквата

Для изучения динамики структурно-функциональных изменений в клетках при окислительном стрессе мы пропели исследование при действии специфического прооксиданта параквата (Пк) в концентрациях 1, 10 и 100 мкМ. Токсическое действие Пк обусловлено индукцией в клетках свободнорадикальных процессов. Он легко проникает в клетки и в результате ферментативного восстановления превращается в свободный монокатион-радикал, способный взаимодействовать с кислородом с образованием супероксидного анион-радикала (Hart et al., 1993).

Воздействие Пк на корни привело к развитию в клетках окислительного стресса, в частности, увеличению содержания Н202 в клетках и увеличению уровня ПОЛ (табл. 1). Максимальная интенсивность ПОЛ наблюдалась при использовании 100 мкМ Пк (табл. 1), что позволяет предположить, что в этой концентрации Пк оказывает сильное деструктивное воздействие на мембранные структуры клетки. Целостность плазматической мембраны можно косвенно оценить по изменению проницаемости плазмалеммы для ионов калия и протонов. В наших экспериментах при воздействии Пк происходил выход из клеток ионов К+ и последующее их поглощение, подобно тому, как это происходило в контроле, а также наблюдалось подщелачивание среды инкубации на 0,6 ед. pH (табл. 2). При действии 100 мкМ Пк подщелачивание среды инкубации сменялось значительным подкислением и наблюдался повторный значительный выход ионов К+ из клеток (табл. 2). Эти данные свидетельствуют о нарушении проницаемости клеточной мембраны и ее повреждении.

Таблица 1. Изменение содержания Н2О2 и уровня ПОЛ в отсеченных корнях пшеницы при инкубации в течение б часов в растворах Пк.

Варианты Параметры 2ч 4ч 6ч

Контроль Н202,(10"6М)а Н202, (W1 М)6 ПОЛ. % 8,6 ±0,9 1,1 ±0,2 108 ± 15 11,0 ± 1,6 1,3 ±0,3 98 ± 15 13,7 ±0,6 1,0 ±0,2 102 ±11

Пк(1 мкМ) Н202, (10"6М)а Н202, (10'7 М)6 ПОЛ, % 12,7 ±0,6 7,4 ± 0,4 112 ± 9 17,8 ±0,9 9,5 ± 0,3 129 ±9 21,2 ± 1,3 11,0 ±0,6 148 ±8

Пк(ЮмкМ) Н202, (Ю"6 М)а н202, (Ю-7 М)6 ПОЛ, % 11,9 ±0,6 9,3 ± 0,6 131 ± 14 18,9±0,9 8,7 ±0,7 151 ± 15 16,1 ±0,8 10,4 ± 0,7 153 ± 14

Пк (100 мкМ) Н202,(Ю"6 М)а Н202,(10"7 М)в пол, % 12,6 ±0,1 8,8 ±0,7 171 ±8 18,1 ±0,2 9,5 ± 0,9 174 ±8 17,6 ±0,2 12,3 ±0,9 187 ± 12

Примечание:а - содержание Н2О2 в растворимой фракции гомогената, 0 - содержание Н202 в растворе инкубации.

Таблица 2. Изменение рН и содержания ионов калия в среде инкубации при 6-часовой обработке корней пшеницы Пк.

Варианты Параметры 2ч 4ч 6ч

Контроль РН К+, мкэкв/г сыр.в. 6,2 ± 0,2 2,7± 0,2 5,9 ±0,3 0,1 ±0,0 6,1 ±0,1 0,2 ±0,1

Пк(1 мкМ) рН К+, мкэкв/г сыр.в. 6,4 ±0,2 2,0 ± 0,0 6,7 ± 0,2 0,1 ±0,0 6,5 ± 0,2 0,1 ±0,0

Пк(ЮмкМ) рН К+, мкэкв/г сыр.в. 6.7 ± 0,2 2.8 ±0,1 6,8 ±0,3 0,3 ±0,1 6,7 ± 0,2 0,2 ± 0,0

Пк (100 мкМ) рН К+, мкэкв/г сыр.в. 6,7 ± 0,3 3,7 ±0,3 6,7 ± 0,2 0,4 ±0,1 5,5 ±0,1 5,4 ±0,4

Токсическое действие Пк на процессы роста и развития, обусловленное развитием окислительного стресса, проявляется в тканях различных организмов (Breazeale, Camper, 1972; Simontacchi et al., 1993; Gonzalez-Polo et al., 2004; Peng et al., 2004). В наших экспериментах обработка растений Пк привела к значительному подавлению роста и развития проростков пшеницы. Инкубация 5-суточных корней в течение 6 ч приводила к значительному снижению митотической активности корневых клеток на 25, 39 и 80 % при использовании 1, 10 и 100 мкм Пк соответственно. Таким образом, развитие в клетках окислительного стресса при действии Пк приводило к ингибированию деления клеток и роста корней пшеницы.

А Б

700 1

600 -I

d ,

£. й 500 -

о о

^ й

5 & 400 -

• л

и и

1 * 300 -

■ I §

5 s 200 -

100

о -

- контроль -1 мкМ Пк -ООмкМПк -ЮОлкМПк

700 600 1 500 400 30 0 200 . шо о

3 4 5 6. Время, ч

-контроль

- контроль (без зоны роста)

- ШмШ Пк

-10 мжМ Пк(бегзоны роста)

3 4 5 6 .Время, ч

Л'лс. .1. Динамика, поглощения кислорода -отссчешшмн .корнями пшеницы при 6-часовом действии параквата: А - отсеченные корни, Б - отсеченные корни без зоны роста.

Особенно ярко выраженный эффект окислительный стресс оказывает на митохондрии, приводя к резкому повышению интенсивности дыхания и снижению его эффективности, о чем свидетельствует накопление белков - разобщителей окисления и фосфорилирования (Taylor et al., 2005). В наших экспериментах воздействие на корни Пк в различных концентрациях вызывало увеличение потребления кислорода корнями (рис. 1). При действии Пк в концентрации 100 мкМ изначальное усиление потребления 02 сменялось резким его падением после 3 ч инкубации (рис. 1 А). Г1о данным электронной микроскопии, ни при одной из исследованных концентраций Пк в клетках не наблюдались конденсированные митохондрии, наличием которых можно было бы объяснить интенсификацию дыхания. Переход митохондрий в конденсированное состояние является следствием усиление дыхательной активности митохондрий, сопряженной с синтезом АТФ

(Машанский. Рабинович, 1987).

Сопоставление интенсивности дыхания и ультраструктуры митохондрий позволило нам сделать заключение о том, что увеличение потребления кислорода при действии прооксидантов во многом связано с образованием АФК, а не усилением дыхательной активности митохондрий. Необходимо отметить, что поглощение кислорода корнями без зоны роста (меристемы + зоны растяжения) была значительно ниже таковой целых корней и не была чувствительна к действию Пк (рис. 1 Б). Мы полагаем, что существенный вклад в окислительно-восстановительные процессы при действии Пк вносят клетки растущей части корня.

В ходе Пк-индуцированного окислительного стресса ультраструктурные изменения затрагивали не все клетки ткани, однако большинство изменений, развиваясь гетерохронно, носили общий характер.

Рис. 2. Образование аутолитических вакуолей (AB) в клетках корней пшеницы при действии параквата: а - 1 мкМ Пк; 6-10 мкМ Пк; в -100 мкМ Пк. Стрелками указаны AB. Масштабный отрезок - 1 мкм.

Основные изменения структуры внутриклеточных органелл сводились к следующему: вакуолизации цитоплазмы, конденсации хроматина в ядре, расширению каналов эндоплазматического ретикулума, фрагментации тонопласта (данные представлены в диссертации), образованию аутолитических вакуолей, содержащих участки цитоплазмы и органеллы (рис. 2).

Пк в концентрации 1 мкМ в течение всего времени воздействия в части клеток вызывал необычные изменения в ядрах. При этом конденсация хроматина и форма ядер значительно отличались от таковых при действии Пк в концентрации 10 и 100 мкМ. Ядра приобретали неправильную лопастную форму, часть ядер характеризовалась необычной «текучей» конденсацией хроматина (рис. 3). Через 6 ч воздействия Пк наблюдался лизис большинства клеток, который сопровождался разрушением плазматической мембраны и диффузным распределением клеточного содержимого по всему объему клетки. Пк-индуцированная гибель меток была подтверждена в экспериментах по визуализации мертвых клеток окрашиванием красителем - Эвансом синим (табл. 3).

Таблица 3. Жизнеспособность клеток корней пшеницы после 6-часового воздействия Пк.

Рис. 3. Изменения морфологии ядер в клетках корней пшеницы при действии 1 мкМ параквата: а, б - извилистая форма ядра, конденсация хроматина, 1 и 5 ч соответственно, в - конденсация хроматина в ядре, 5 ч. Масштабный отрезок - 2 мкм.

Варианты Живые клетки, %

Контроль 99,1 ±0.2

Пк (1 мкМ) 71,3± 11,1*

Пк (10 мкМ) 66,7 ± 10,1*

Пк (100 мкМ) 34,8 ± 11,2*

Наши данные свидетельствуют о несомненном вовлечении вакуоли и аутофагических механизмов в процессы гибели клеток растений при Пк индуцированном окислительном стрессе. Образование аутолитические вакуолей, окруженных мембраной и содержащих фрагменты цитоплазмы и органеллы (рис. 2). происходит при программированной клеточной гибели (Ванюшин и др.. 2000; Sarkar et al., 2004). Однако активация процессов аутофагии может происходить и при некротической гибели клеток, а также может играть роль стрессовой реакции, далеко не всегда ведущей к г ибели клетки (Slavikova et а!.. 2005: Bassham et al.. 2006: Xiong el al.. 2007),

При действии Пк наиболее значительные изменения претерпевали структура и форма митохондрий. В зависимости от концентрации Пк мы наблюдали различные изменения в ультратонкой организации митохондрий. При действии I и 10 мкМ Пк большинство митохондрий после небольшого и временного просветления матрикса приобретали «С - образную» или кольцевую форму, а к 5-6 ч вновь имели ортодоксальный вид. сохраняя свою структуру даже в разрушенных клетках (данные представлены в диссертации). При действии 100 мкМ Пк в клетках корней наблюдали митохондрии с уменьшенным количеством крист и просветленным матриксом. Через 5 ч воздействия 100 мкМ Пк митохондрии имели сильно просветленный матрикс и лишь единичные кристы. что совпадает со снижением интенсивности дыхания (рис. 1 А) и. вероятно, свидетельствует о снижении окислительного фосфорилирования в митохондриях. Возрастание внутриклеточного уровня АФК. как известно, вызывает нарушение функций митохондрий, включая транспорт электронов и продукцию АТФ (Maxwell et al., 2002). Через 2 ч действия Пк в клетках наблюдалось значительное снижение митохондриалыюго мембранного потенциала (рис. 4). Мы полагаем, что гибель клеток при действии Пк в высокой (100 мкМ) концентрации, по-видимому, обусловлена резким нарушением энергетических процессов, вследствие нарушения ультраструктуры митохондрий и падения синтеза АТФ. Гибель клеток при обработке корней Пк в более низких концентрациях (1 и 10 мкМ), вероятно.

Рис. 4. Митохондриальный мембранный потенциал корней пшеницы, оцененный по интенсивности флуоресценнни тетраметилродамина, после 2 ч действия Пк: а -контроль, б - 1 мкМ Пк. Масштабный отрезок - 20 мкм.

обусловлена неэффективной работой митохондрий и недостаточностью энергоснабжения, несмотря на сохраняющуюся структуру митохондрий.

Таким образом, изменения в ионной проницаемости плазмалеммы, изменения структуры митохондрий, падение мембранного потенциала митохондрий позволяют нам предполагать, что Пк-индуцированная преждевременная гибель клеток происходит вследствие недостаточности энергетических ресурсов.

3.2. АФК- и Н+-опосредованное действие салициловой кислоты на рост и ультраструктуру клеток

Естественным прооксидантом, вовлеченным в гормональную сигнализацию, контроль роста и пролиферации, как известно, является растительный гормон салициловая кислота (СК). СК способствует усилению образования АФК и может приводить к развитию окислительного стресса. Действительно, инкубация корней с СК приводила к увеличению содержания Н202 и повышению уровня ПОЛ (табл. 4).

Таблица 4. Изменения содержанка Н2О2 и уровня ПОЛ при инкубации корней пшеницы в течение 6 ч в растворах СК.

Варианты Параметры 2ч 4ч 6ч

Контроль Н2О2, (10"" М)3 Н202, (Ю"7 М)6 ПОЛ, % 7,1 ± 1,0 2,9 ±0,2 112 ± 19 8,9 ± 1,6 3,8 ±0,1 94 ± 15 9,5 ± 0,3 1,9 ±0,7 99 ± 17

СК (0,01 мМ) Н202,(Ю-6М)а Н2О2, (10"7 М)6 ПОЛ, % 9,3 ± 0,9 1,7 ±0,2 102 ±16 13,4 ±0,7 2,5 ± 0,3 117 ± 10 16,1 ± 1,0 2,1 ± 0,6 129 ± 14

СК (0,1 мМ) Н202, (10"6 М)а Н202,(10-7М)6 ПОЛ, % 10,1 ±0,4 1,4 ±0,2 111 ± 8 14,0±0,9 2,7 ± 0,3 121 ± 19 15,8±0,8 2,6 ±0,1 144 ± 17

СК (1 мМ) Н2О2, (Ю'6 М)а н202, (10"7 М)6 пол, % 9,1 ± 0,8 3,1 ±0,2 124 ±9 14,8 ±0.6 4,9 ± 0,2 140 ± 12 27,1 ± 1.0 3,3 ± 0,2 153 ±8

Примечание:а - содержание Н2О2 в растворимой фракции гомогената, 0 - содержание Н2О2 в растворе инкубации.

Кроме того, СК вызвала подавление митотической активности корневых клеток (табл. 5) и роста корней. Можно полагать, что обнаруженное в наших экспериментах СК-индуцированное ингибирование деления клеток и роста корней может быть обусловлено развитием в них окислительного стресса. Однако разнообразие эффектов СК на физиологические функции организмов обусловлено не только АФК-опосредованными механизмами, но также и ее протонофорными свойствами. Известно, что экзогенная СК переносит протоны в клетку, что приводит к закислению цитоплазмы и изменениям в энергетическом метаболизме (Скулачев, 1969). Увеличение в клетке содержания протонов (подкисление цитоплазмы) является одной из причин ингибирования синтеза ДНК и пролиферации клеток (Гордон и др., 2002).

Таблица 5. Изменение митогической активности в клетках корневой меристемы пшеницы при 6 ч инкубации корней в растворах CK, СССР, 2,4-ДНФ, карнозина и Tris HCl буфера.

Варианты 2ч 4ч 6ч

Контроль СК (1 мМ) Карнозин (20 мМ) СК + Карнозин СК +Тп5-НС1 буфер (10 мМ) 4.5 ± 0,4 3,7 ± 0,9 4,3 ±0,2 4,3 ± 0,3 4.6 ±0,5 4,2 ±0,3 1,4 ±0,7* 3,7±0,7 3,7 ± 0,9 3,6+0,8 4,1 ±0,2 1,7 ±0,6* 3,9 ±0,5 3,9 ± 0,8 3,3±0,2*

Контроль 2,4-ДНФ (0,1 мМ) 2,4-ДНФ + Карнозин 2,4-ДНФ +Тпб-НС1 буфер 4.3 ± 0,3 3,7 ± 0,6 4,7 ± 0,2 4.4 ±0,1 3,9 ±0,7 1,9 ±0,7* 3,6 ± 0,8 3,8 ± 0,4 4,1 ±0,1 0,6 ±0,5* 3,4 ± 0,3* 3,3 ±0,3*

Контроль СССР (50 мкМ) СССР + Карнозин СССР +Тпэ-НС1 -буфер 4,5+0,3 3.4 ± 1,0* 3.5 ± 1,0* 4,1+0,5 4,1+0,4 1,9 + 0,6* 3,7 ±0,7 3,9 + 0,6 3,8 ± 0,4 1,2 + 0,2* 3,2 ±0,6* 3.6 ± 2,1

Для подтверждения предположения о протон-опосредованных механизмах действия СК на деление клеток нами были проведены эксперименты с использованием классических протонофоров и соединений, обладающих протонной буферной способностью. Предотвращение сдвигов протонного градиента при инкубировании корней с добавлением 20 мМ карнозина или 10 мМ Tris-HCl буфера (рН 7.0) приводило к нивелированию ингибирующего эффекта СК, СССР и 2,4-ДНФ (табл. 5). Таким образом, эффекты СК на растительные клетки обусловлены сложным комплексом реакций, зависимых от ее прооксидаитных и протонофорных свойств.

1400 -<* ! g 1200 -CL flj

§ g1000 -=5 о.

J 3 800-

3.x 600 -j § I 400 -С 200 -

о -

1 2 3 4 5 6

Время, ч

Рис. 5. Поглощение кислорода клетками отсеченных корней пшеницы при 6 ч действии СК и карнозина.

- контроль -СК

-карнозин -СК+карнозин

Рис. 6. Изменения ультраструктуры клеток корней пшеницы при действии 1 мМ СК: а - конденсированные митохондрии, образование аутолптических вакуолей, I ч; б -образование небольших вакуолей в цитоплазме, митохондрии, контакт митохондрий с лнпидными каплями (стрелка), 4 ч, Масштабный отрезок -1 мкм.

Накопление АФК и сдвиги протонного градиента на мембранах, вероятно, приводят к ингибированшо деления меток при действии СК. Кроме того, смешение протонного гомеостаза при действии СК может приводить к активации редокс-систем на поверхности и внутри клетки и. тем самым, способствовать усилению генерации АФК.

Ранее было показано, что эффекты СК на дыхательную активность и теплопродукцию корней пшеницы во многом определяются ее протонофорными свойствами (Гордон и др.. 2002; Gordon et al., 2004). В наших экспериментах 1 мМ СК вызвала значительное усиление потребления кислорода после 4 ч воздействия (рис. 5), которое предотвращалось при совместном действии СК и карнозина (рис. 5). Для выяснения того, может ли СК при воздействии на клетки корней действовать как-классический разобщитель окисления и фосфорилирования, памп были проведены ультраструктурные и гистохимические исследования митохондрий. Через 2-3 ч воздействия 1 мМ С'К часть митохондрий на поперечном срезе приобретала

Рис. 7, Митоховдриальный мембранный потенциал корней пшеницы, оцененный по интенсивности флуоресценции тетрамегилродамнна, после 1 ч действия СК: а -контроль, б - 1 мМ СК. Масштабный отрезок - 20 мкм.

тороидальный (кольцевой) вид. В клетках наблюдались также контакты митохондрий с липидными каплями (рис. 6 б). После 4 ч количество тороидальных митохондрий значительно уменьшалось, и большинство митохондрий имело ортодоксальный вид с небольшим просветлением матрикса. При действии на клетки классических разобщителей митохондрии характеризуются редукцией крист, значительным просветлением матрикса, увеличением размера (Пономарева и др., 2004; Пономарева и др., 2006). Таким образом, исследование ультраструктуры митохондрий показало, что действие СК отличается от действия классических разобщителей. Однако через 2 ч действия СК в клетках происходило значительное снижение митохондриального мембранного потенциала, выявленного по уменьшению интенсивности флуоресценции тетраметилродамина - красителя, накапливающегося в энергизованных митохондриях (рис. 7). Можно полагать, что СК, как и многие прооксиданты (Taylor et al., 2005), приводит к мягкому разобщению окисления и фосфорилирования в митохондриях.

Помимо изменений в структуре митохондрий, наблюдали изменения и в других органеллах: происходила конденсация хроматина в ядре, образование пероксисом, расширение каналов шероховатого ЭПР. Кроме того, уже после 1 ч воздействия СК на корни наблюдалось образование большого количества аутолитических вакуолей, содержащих участки цитоплазмы и различные органеллы (рис. 6 а). Аутолитические вакуоли характерны для стареющих клеток растений и клеток, испытывающих недостаток питательных веществ (Slavikova et al., 2005). Согласно существующим в литературе представлениям, образование подобных вакуолей характерно для процесса аутофагии, который в настоящее время относят к одному из видов ПКС (Contento et al., 2005). Таким образом, воздействие на клетки двух исследованных нами прооксидантов (Пк и СК) приводило к усилению образования аутолитических вакуолей.

Обнаружено также, что подобно действию Пк, 6-часовая инкубация корней с СК вызывала гибель части клеток, которая сопровождалась массовой усиленной вакуолизацией цитоплазмы клеток, разрывами тонопласта, усиленным образованием аутолитических вакуолей, содержащих участки цитоплазмы и органеллы, полной деструкцией внутриклеточной организации (данные представлены в диссертации). При окрашивании клеток красителем Эвансом синим, который проникает только в мертвые клетки, было обнаружено, что после 6 ч воздействия СК окрашивается около 40% клеток корня (табл. 6). При совместном действии СК и карнозина процент мертвых клеток снижался (табл. 6).

Мы предполагаем, что причиной гибели клеток в условиях СК-индуцированного окислительного стресса, как и при Пк-индуцированной гибели, является нарушение энергетического гомеостаза. Подавление синтеза АТФ при действии СК показано для клеток табака (Xio et al., 1999). Наши предположения о

Таблица 6. Жизнеспособность клеток корней пшеницы после 6-часового воздействия СК и карнозина.

Варианты Живые клетки, %

Контроль .97,3 ±0,7

СК(1 мМ) 59,2+14,7*

Карнозин (20 мМ) 95,5+1,65

СК + карнозин 77,7 ±6,57*

снижении энергообеспечения клеток основываются на данных электронно-микроскопического исследования и снижении митохондриального мембранного потенциала. Выявленные контакты митохондрий с липидными каплями (рис. 6 б) подтверждают, что в клетках происходит недостаток энергоресурсов, и они используют липиды в качестве альтернативного энергетического субстрата. Дефицит энергии также может возникать вследствие необходимости восстановления нарушенного ионного градиента на плазмалемме и защиты клеток от окислительного стресса. Снижение роста ; корней, митотической активности клеток, разрушение внутриклеточной организации и гибель части клеток корней пшеницы при действии СК обусловлены увеличением ионной проницаемости плазмалеммы, нарушением функционирования митохондрий, развитием окислительного стресса, и в конечном итоге, нарушением энергообеспечения клеток.

3.3. Структурно-функциональные изменения клеток корней пшеницы при действии ионов ЬГ

Для индукции окислительного стресса часто используются не только специфические прооксиданты, но также и другие соединения, обладающие способностью индуцировать образование АФК. Ионы лития относятся к редокс-неактивным соединением, которые могут приводить к активации свободно-радикальных реакций с участием АФК за счет нарушения динамического равновесия в системе про- и антиоксиданты (Юйсгукотл'вка е1 а1., 2004). В наших экспериментах обработка корней пшеницы 10 мМ 1ЛС1 приводила к усилению продукции супероксидного анион-радикала более чем в два раза по сравнению с контролем (данные представлены в диссертации), а также к увеличению содержания в клетках Нг02 (табл. 7) и усилению процессов ПОЛ (табл. 7). Это свидетельствует о развитии в клетках окислительного стресса.

Однако эффекты 1л+ на растения могут быть, обусловлены не только развитием в клетках окислительного стресса. Наиболее широко распространенной гипотезой для объяснения эффектов ионов лития, является «гипотеза инозитольного истощения» (Вегпс^е, 1993), которая основана на ингибировании литием инозитольного цикла, участвующего в регуляции деления клеток (Красильников, 2000; ЕгсеНп, ОШаэру, 2002). В наших экспериментах 6 ч инкубация корней пшеницы в присутствии 10 мМ 1ЛС1 вызвала снижение митотической активности меристематических клеток (данные

Таблица 7. Изменения содержания Н2О2 и уровня ПОЛ при 6 ч действии на корни пшеницы ЪЮ и мноииозитола.

Варианты Параметры 2ч 4ч 6ч

Контроль Н202,(Ю"6 М)а Н202,(10"7М)6 ПОЛ, % 15,4 ±0,8 2,1 ±0,2 107 ±9 17,3 ± 1,2 2,9 ±0,3 112 ± 12 12,4 ±0,7 2,4 ± 0,2 116 ± 13

LiCl (10 мм) Н202,(10-('М)а Н202,(Ю"7 М)6 ПОЛ, % 19,1 ±0,6 3,7 ±0,2 123 ±11 29,7 ± 0,9 4,4 ± 0,2 156 ±7 28,7. ± 1,4 4,6 ± 0,4 143 ±9

Мионозитол (15 мМ) Н202,(Ю"6М)а Н202,(Ю"7 М)6 ПОЛ, % б,5±0,7 1,4 ±0,1 111 ±7 16,8 ±0,4 2,7 ±0,1 112 ± 5 13,9±0,6 2,6 ±0,1 129 ±7

LiCl + миоинозитол Н2О2,(10"6М)а Н202,(10"7М)6 ПОЛ, % 16,0 ±0,6 3,9 ±0,4 120 ± 13 19,1 ±0,5 3,4 ±0,1 131 ±7 21,2 ±0,8 3,3 ± 0,4 134 ±6

Примечание:а - содержание Н2О2 в растворимой фракции гомогената,6 - содержание Нг02 в растворе инкубации.

представлены в диссертации). Выращивание проростков на 10 мМ LiCl в течение 5 суток приводило к значительному ингибированию деления корневых клеток и роста корней (табл. 8). Снятие миоинозитолом ингибирующего влияния Li+ на митотическую активность свидетельствует об участии инозитольного цикла в регуляции процессов деления клеток. Кроме того, миоинозитол предотвращал Li+-индуцированную стимуляцию образования АФК (табл. 7). Возможно, в наших экспериментах снятие вызванных Li+ негативных эффектов на деление меристематических клеток обусловлено антиоксидантными свойствами миоинозитола. Выращивание проростков на растворе миоинозитола в течение 5 суток способствовало стимуляции роста корней и увеличению митотической активности корневых клеток (табл. 8).

Следует, однако, заметить, что увеличенная митотическая ■: активность сопровождалась возникновением в клетках хромосомных аберраций (табл. 8). Одной из причин инозитол-индуцированного появления хромосомных аберраций может

Таблица-8--Влияние LiCl<- CaClj л.миошюзнтолала длину корней, митотическую активность (МИ) н частоту возникновения хромосомных аберраций (АА) в клетках корневой меристемы пшеницы при выращивании проростков в течение 5 суток.

Варианты Длина, лш МИ,% . .АА, %

Контроль 66 ± 11 5,1 ±0,9 2,77

LiCl (10 мМ) 36 ±9* 2,9 + 0,2* ,0 ,

Инозитол (13 мМ) ' 74 ±15* 6,7+1,5* 11,36*

LiCl + инозитол 60± 11 4,8 ±0,8 6,78

Контроль 64 ± 14 4,6 ±0,7 2,4

СаС12 (10 мМ) 61 ± 12 4,5 ±0,8 13,9*

быть избыток накопления в цитоплазме ионов кальция (Scott et al., 1991). Как известно, функционирование инозитольного цикла сопровождается увеличением концентрации ионов кальция в цитозоле за счет их выхода из внутриклеточного депо - вакуоли, эндоплазматического ретикулума, митохондрий (Blume et al., 20QÖ). Это предположение подтвердилось в экспериментах, в которых выращивание проростков на 10 мМ СаСЬ приводило к увеличению количества клеток с хромосомными аберрациями (табл. 8). Таким образом, несмотря на то, что Са2+ является необходимым элементом для прохождения митотического цикла (Whitaker, 1997), избыточная аккумуляция Са2+, возникающая либо в результате выхода его из внутриклеточных депо при активации инозитольного цикла, либо в результате его увеличенного поступления из внешней среды по Са2+-каналам, может приводить к возникновению хромосомных аберраций. Наши данные по изучению влияния модуляторов инозитольного цикла и Са2+ на клетки корней пшеницы подтвердили данные, полученные нами для клеток корней гороха (данные представлены в диссертации), показав универсальность механизмов по действию Са2+ для клеток различных семейств растений и подтвердив Ca - зависимую работу инозитольного цикла в клетках растений.

Эффекты ионов Li", однако, могут быть обусловлены как блокадой фосфоинозитольного цикла, так и индуцированием Li+ в клетках окислительного стресса. Известно, что токсическое действие ионов Li+ на клетки млекопитающих и человека сопровождается усилением процессов ПОЛ, ингибированием дыхания и разобщением окисления и фосфорилирования в митохондриях (Филова и др., 1988; Pizarroet al., 2008).

Воздействие 10 мМ LiCl в наших экспериментах привело к стимуляции поглощения кислорода в течение всех 6 часов инкубации (рис. 8). Возможно, что

700 1 600 ]

600

| s 200 J -■— LiCl

-контроль

100 -

миоинозитол LiCI+миоинозитол

Время, ч

Рис. 8. Поглощение кислорода клетками отсеченных корней пшеницы при действии [ДО и миоинозитола.

Рис. 9. Митохондриальный мембранный потенциал корней пшеницы, оцененный но интенсивности флуоресценции тетраметилродамина, после 2 ч действия 1лС1: а -контроль, б -10 мМ ЫС1. Масштабный отрезок - 20 икм.

причиной стимуляции поглощения кислорода корнями пшеницы при действии на корни 1л+, также как при действии других исследованных нами прооксидантов (Пк, СК), может быть окислительный стресс и усиленное восстановление кислорода, связанное с образованием АФК. а не усиление дыхательной активности митохондрий. Это подтверждается отсутствием в клетках конденсированных митохондрий (данные представлены в диссертации) и значительным снижением митохондриального мембранного потенциала (рис. 9). Таким образом, вероятно, одним из механизмов токсического действия ионов [д на растительные клетки является снижение окислительного фосфорилирования в митохондриях.

Воздействие ионов 1л на корни приводило к изменениям ультраструктуры всех клеточных органелл. После 1 ч инкубации в клетках наблюдалось образование аутолитических вакуолей, содержащих куски цитоплазмы и органеллы (рис. 10). Кроме того, наблюдалось увеличение количества пероксисом, что соответствует усиленному образованию АФК. При 6 ч действии 1л+ происходила гибель части клеток (табл. 9). Таким образом, наши данные подтверждают имеющиеся в литературе (Эагкаг, ШлЫк^ет, 2006) сведения о том, что гибель клеток при действии ионов лития происходит по пути аутофагии. Миоинозитол приводил к нивелированию негативных эффектов ионов 1л+ на ультраструктуру и жизнеспособность клеток (табл. 9). В наших экспериментах при совместном действии ионов ЬГ и миоинозитола наблюдалось уменьшение количества разрушенных клеток; большинство клеток сохраняло нормальное строение без существенных изменений

морфологии. Возможно, что снятие миоинозитолом. вызванных и', негативных эффектов на структуру внутриклеточных органелл и жизнеспособность клеток, обусловлено его антиоксидантным действием (табл. 7).

Рис. 10. Изменения ультраструктуры клеток корней пшеницы при действии !0 мМ МО: аутолитичеекие вакуоли в центральной вакуоли клетки, 3 ч. Масштабный отрезок - 1мкм.

Таблица 9. Жизнеспособность клеток корней пшеницы после 6-часового воздействия 1ЛС1 и миоинозитола.

Варианты Живые клетки, %

Контроль ЫС1 (10 мМ) Мионозитол (15 мМ) 1ЛС1 + миоинозитол 99,1 ±0,1 35,4 ± 9,7* 94,3 ± 0,5 81,6 ±2,9

Данные наших экспериментов свидетельствуют о том, торможение роста корней, деления клеток и гибель части клеток при воздействии ионов лития, по всей вероятности, связано с развитием в клетках окислительного стресса и подавлением функционирования инозитольного цикла. Это находит свое подтверждение в У+-индуцированном избыточном накоплении АФК и продуктов ПОЛ, а также снятии негативных эффектов лития при воздействии миоинозитола путем активации инозитольного цикла и усиления кальциевой сигнализации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование структурно-функциональных изменений в клетках корней пшеницы при действии веществ, различающихся по строению и механизмам действия, однако приводящим к развитию в клетках окислительного стресса, показало, что ответная реакция клеток в большинстве случаев универсальна. Накопление АФК в клетках при действии прооксидантов (СК, Пк, 1л+), приводило к подавлению митотической активности клеток, снижению роста корней, изменению ионной проницаемости плазмалеммы, стимуляции поглощения кислорода.

Можно полагать, что ответные реакции клеток на действие прооксидантов обусловлены не только накоплением АФК, но и другими причинами. Изменения митотической активности и ионного гомеостаза клеток при действии СК во многом определяются ее протонофорными свойствами, что подтверждается частичным снятием негативных эффектов при использовании буферных соединений. Торможение роста корней, деления клеток и гибель части клеток при воздействии ионов лития, наряду с развитием в клетках окислительного стресса, по всей вероятности, связаны с подавлением функционирования инозитольного цикла. Это находит свое подтверждение в снятии негативных эффектов лития на рост, деление клеток при воздействии миоинозитола путем активации инозитольного цикла и усиления кальциевой сигнализации.

Рис. 10. Схематическое изображение возможных механизмов

функционирования митохон-дрий в условиях окислительного стресса: А -разобщение окисления и

фосфорилироваиия; Б - удаление митохондрии при помощи

аутолитических процессов; В -разрушение митохондриальных мембран.

дыхания и ультраструктуры митохондрий позволило нам сделать заключение о том, что увеличение потребления кислорода при действии прооксидантов во многом связано с образованием АФК, а не усилением дыхательной активности митохондрий.

Можно полагать, что в условиях окислительного стресса в растительных клетках возрастают затраты энергии на поддержание гомеостаза и возникает дефицит энергии на рост (Семихатова, 1995). Нарушение энергообеспечения клеток может достигаться совокупностью механизмов; значительную роль в энергетическом дисбалансе при окислительном стрессе играет нарушение функционирования митохондрий.

На рис. 10 представлены возможные механизмы функционирования митохондрий, как основной АФК-генерирующей внутриклеточной структуры в условиях окислительного стресса. Усиленное образование АФК может приводить к повреждению митохондриальных мембран через перекисное окисление липидов и разрушению митохондрий (рис. 10, В). Однако усиление в митохондриях генерации АФК может являться сигналом для устранения «опасных» митохондрий - в клетке включаются процессы аутолитической деградации этих органелл в вакуолях (рис. 10, Б). При этих сценариях развития событий происходит количественное снижение популяции митохондрий, что неизбежно ведет к снижению общего пула АТФ и может приводить к гибели клетки. Кроме того, известно, что в ответ на сверхпродукцию АФК в митохондриях включаются механизмы разобщения окисления и фосфорилироваиия для снижения уровня АФК (рис. 10, А), в результате чего нарушаются процессы синтеза АТФ и уменьшается общий пул АТФ. Это подтверждается нашими данными по снижению митохондриального потенциала при действии прооксидантов. Развитие в клетках окислительного стресса пр! дит к деструктивным процессам в клетке, необходимости их репарации и, вследствие недостаточности энергетических ресурсов для адаптации, к преждевременной гибели

с? <£/ Ъ Д

Снижение ситеэа АТФ

Снижение количества митохондрий

Активный синтез АТФ

Снижение пуле АТФ

| АДАПТАЦИЯ |

,клеток. Однако известно, что гибель клетки не является обязательным финальным '"' этапом при развитии окислительного стресса. Если клетка с помощью различных физиологических процессов справится со сверхпродукцией АФК, а повреждения клетки, не являясь летальными, будут репарированы, клетка адаптируется к действию стрессора и после необходимого для восстановления своих структур времени : :' вернется к нормальному функционированию.

, . . Таким . образом, наши и литературные данные свидетельствуют о возникновении энергетического дисбаланса в растительных клетках при действии прооксидантов. Гибель клеток в условиях окислительного стресса, по-видимому, обусловлена нарушением энергетических процессов за счет снижения синтеза АТФ и уменьшения общего пула АТФ вследствие разрушения структуры и функций митохондрий и/или неэффективной работы митохондрий. Кроме того, нарушение энергообеспечения, приводящее к нарушениям процессов роста и развития, может достигаться совокупностью механизмов, в том числе усилением энергозависимых процессов для детоксикации АФК и прооксидантов, активацией синтеза защитных соединений, в том числе антиоксидантов, восстановлением нарушенных ионных градиентов на мембранах.

ВЫВОДЫ

1. Воздействие прооксидантов на клетки; корней пшеницы характеризуется быстрой и устойчивой продукцией перекиси водорода и нарастанием процессов перёкисного окисления липидов.

2. Окислительный стресс под влиянием прооксидантов (Пк, СК, П+) приводит к увеличению проницаемости плазмалеммы для К+ и Н+, стимуляции потребления 02, не сопровождающейся усилением дыхательной активности митохондрий. Об этом свидетельствует уменьшение митохондриального мембранного потенциала, изменение ультратонкой организации митохондрий.

3. В условиях окислительного стресса в клетках происходит интенсивное образование аутолитических вакуолей, содержащих участки цитоплазмы, митохондрии и другие органеллы. Это объясняется необходимостью удаления поврежденных АФК структур и окисленных макромолекул.

4. Обнаружено, что подавление митотической активности клеток под действием салициловой кислоты обусловлено ее прооксидантными и протонофорными свойствами.

5. Торможение роста корней, деления клеток и гибель части клеток при воздействии ионов лития обусловлены развитием в клетках окислительного стресса и подавлением функционирования инозитольного цикла.

6. В условиях окислительного стресса энергетический кризис, обусловленный нарушением функционирования митохондрий, усилением расхода энергии на процессы детоксикации АФК и прооксидантов и восстановлением нарушенных ионных градиентов на мембранах, вызывает подавление деления, замедление роста и преждевременную гибель части клеток.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Изменения митотической активности при увеличении протонной проницаемости корневых клеток пшеницы / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // IV международная научная конференция «Регуляция роста, развития и продуктивности растений».- Минск, 2005.- С.73.

2. Дмитриева, С.А. Митотический индекс меристематических клеток и рост корней гороха Pisum sativum при действии модуляторов инозитольного цикла / С.А. Дмитриева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // Цитология.- 2006,- Т.48, №6.- С.475-479.

3. Структурно - функциональные изменения клеток корней пшеницы при действии параквата / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Л.Х. Гордон, Ф.В. Минибаева // Всероссийская конференция молодых ученых и II школа им. академика Н.М. Эммануэля «Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты».- Москва, 2006,- С. 166-167.

4. Функциональная активность клеток корней пшеницы при действии салициловой кислоты / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон, Д.Ф. Рахматуллина // Международный симпозиум «Сигнальные системы клеток растений: Роль в адаптации и иммунитете»,- Казань, 2006,- С. 170-171.

5. Индуцированное старение и гибель клеток при окислительном стрессе в корнях пшеницы / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // Доклады РАН.- 2007. -Т. 414, № 1. - С. 133-136.

6. Характеристика ультраструктурных изменений в клетках корней пшеницы при индукции окислительного стресса паракватом / A.A. Пономарева, С.А. Дмитриева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // Материалы всероссийской конференции «Устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды»,- Иркутск, 2007. - С. 203-206.

7. Изменения в клетках корней пшеницы при индукции окислительного стресса метилвиологеном / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // Международная конференция «Современная физиология растений: от молекул до экосистем» VI Съезда общества физиологов растений России.- Сыктывкар, 2007.- Т. 2,- С. 115-116.

8. Cell proliferation and infrastructure in the roots of young wheat seedlings induced by oxidative stress. / S. Dmitricva, F. Minibayeva, A. Ponomareva, L. Gordon // Abstr. International conference «Desiccation Tolerance of Plants»:, South African Journal of Botany.- South Africa, 2007.- Vol. 73, №3,- P. 499.

9. Oxidative stress induces autophagy-like cell death in Triticum aestivura roots / F. Minibayeva, S. Dmitrieva, A. Ponomareva, L. Gordon // Abstr. International conference «SFRR Plant Oxygen Group meeting».- Gent, Belgium, 2007.- P. 121.

10. Изменения в клетках корней пшеницы при индукции окислительного стресса ионами лития / A.A. Пономарева, С.А. Дмитриева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // IV съезд «Российского общества биохимиков и молекулярных биологов».- Новосибирск, 2008.- С. 172.

11. Изменения в клетках корней пшеницы при действии салициловой кислоты / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // IV съезд «Российского общества биохимиков и молекулярных биологов».- Новосибирск, 2008,- С. 164.

12. Сапицилат-индуцированное увеличение протонной проницаемости плазмалеммы: энергетический метаболизм, рост и ультраструктура растительных клеток / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // Международная научная конференция «Физико-химические основы структурно-функциональной организации растений». -Екатеринбург, 2008.-С. 158-159.

13. Дмитриева, С.А. Морфология повреждений растительных клеток при активации перекисного окисления липидов / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева // Международный симпозиум «Липиды и оксилипины растений»,- Казань, 2008. - С. 55.

14. АФК- и протон-опосредованное действие салициловой кислоты на рост и ультраструктуру клеток корней / С.А. Дмитриева, A.A. Пономарева, Ф.В. Минибаева, Л.Х. Гордон // Ученые Записки Казанского Университета,- 2008. (принята к печати).

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф .207

Тел: 272-74-59, 541-76-41, 541-76-51. Лицензия ПДМ7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным у правлением МПТР РФ. Подписано в печать 24.11.2008г. Усл. п.л 1,4 Заказ № К-6614. Тираж 100 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дмитриева, Светлана Анатольевна

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Окислительный стресс. Митохондрии в условиях окислительного стресса.

1.1.1. Токсические эффекты АФК.

1.1.2. Изменения метаболизма растительной клетки в условиях окислительного стресса.

1.1.3. Митохондрии в условиях окислительного стресса.

1.2. Роль АФК при гибели клеток. Разные типы непрограммируемой и программируемой гибели клеток в растениях.

1.2.1. Роль АФК в индукции клеточной смерти.

1.2.2. Непрограммируемая клеточная смерть клеток.

1.2.3. Программируемая клеточная смерть клеток.

1.3. Структурно- функциональная организация клеток корня

Введение Диссертация по биологии, на тему "Структурно-функциональные изменения клеток корней пшеницы в условиях окислительного стресса"

Постановка проблемы и ее актуальность. Активные формы кислорода (АФК) в настоящее время рассматривают как сигнальные молекулы, их роль показана в стрессовых ответах при осуществлении программ пролиферации и дифференцировки, естественного и индуцированного старения, гибели клеток растений (Sauer et al., 2001; Van Breusegem, Dat, 2006). Большое значение в регуляции физиологических процессов в растительных клетках АФК имеет тонкий баланс между их функционированием в качестве сигнальных молекул и токсическими эффектами, индуцированными избыточным накоплением кислородных радикалов. При накоплении АФК происходит повреждение жизненно важных макромолекул, в том числе нуклеиновых кислот, белков и липидов. Поддержание редокс-гомеостаза является одним из важных условий нормальной жизнедеятельности клетки, что придает исследованиям механизмов редокс-регулирования различных физиологических процессов актуальность.

Одними из основных органелл, генерирующих АФК и регулирующих редокс-потенциал клетки, являются митохондрии (Navrot, 2007). Установлено, что изменения, происходящие в митохондриях, влияют на различные аспекты адаптации и гибели клеток посредством освобождения ряда митохондриальных белков, рассеивания трансмембраниой разности потенциалов, образования активных форм кислорода и азота, нарушения в работе электрон-транспортной цепи и торможения синтеза АТФ (Бра и др., 2005). Несмотря на наличие в митохондриях мощной системы антиоксидантной защиты, митохондриальные мембраны, ДНК и белки могут повреждаться при накоплении АФК (Taylor et al., 2005). Интенсификация перекисного окисления липидов (ПОЛ) в митохондриальных мембранах приводит к нарушению целостности мембран, набуханию и последующему лизису митохондрий (Rhoads et al., 2006). Повреждения структуры митохондрий, являющихся основными энергообразующими органеллами, в условиях окислительного стресса могут привести к нарушению энергообеспечения клеток, необходимого для адаптации в стрессовых условиях. Большинство работ по изучению влияния АФК на структурно-функциональное состояние митохондрий проводилось на выделенных митохондриях. Изучение структурно-функциональных изменений митохондрий, а также ультраструктурных перестроек других органелл клеток в растительных тканях при действии прооксидантов не проводилось.

Несмотря на то, что в настоящее время активно изучаются антиоксидантные ферменты, окислительные метаболиты и идентифицированы многие гены, кодирующие стрессовые белки и специфические регуляторные элементы, многие вопросы, касающиеся изменении ультраструктуры клеточных органелл в условиях окислительного стресса, до сих пор остаются открытыми. В частности, какова взаимосвязь между структурно-функциональными изменениями органелл, энергетическим статусом и жизнеспособностью растительных клеток при изменении окислительно-восстановительных условий? Особую важность при этом приобретает комплексный подход изучения морфологических изменений в клетках совместно с биохимическими и физиологическими изменениями на тканевом уровне.

Цель и задачи исследований. Целью проведенной работы явилось выявление ультраструктурных перестроек и функциональных изменений в клетках корней пшеницы в условиях окислительного стресса. Были поставлены следующие задачи:

3. Исследовать изменения ультраструктуры органелл в клетках корней при действии прооксидантов;

5. Исследовать рост и митотическую активность клеток корней пшеницы при действии прооксидантов. Научная новизна работы.

2. В условиях окислительного стресса выявлены изменения ультратонкой организации митохондрий (тороидальная, «С-образная» формы митохондрий, просветление матрикса и редукция крист) которые сопровождаются снижением митохондриального мембранного потенциала;

3. Впервые показано, что при индуцировании окислительного стресса происходит образование большого количества аутолитическнх вакуолей, содержащих участки цитоплазмы и органеллы, преимущественно митохондрии;

4. Впервые обнаружено, что при действии СК ингибирование деления и гибель части клеток корня обусловлены прооксидантными и протонофорными свойствами СК;

5. Впервые обнаружено, что ионы лития приводят к развитию в растительных клетках окислительного стресса.

Связь работы с научными программами. Работа проводилась в рамках исследований по плану НИР лаборатории окислительно-восстановительного метаболизма КИББ КазНЦ РАН «Функционирование апопластных и внутриклеточных окислительно-восстановительных систем растительных клеток» (№ 0120.0 803028), поддержана грантом РФФИ № 06-04-48143, грантом президента РФ для поддержки ведущих научных школ № НШ-5492.2008.4. Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2005), всероссийской конференции молодых ученых и II школе им. академика Н.М. Эммануэля «Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты» (Москва, 2006), международном симпозиуме «Сигнальные системы клеток растений: Роль в адаптации и иммунитете» (Казань, 2006), всероссийской конференции «Устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды» (Иркутск, 2007), международной конференции «SFRR Plant Oxygen Group meeting» (Gent, Belgium, 2007), международной конференции «Desiccation Tolerance of Plants» (Drakensberg, South Africa, 2007), VI Съезде общества физиологов растений «Современная физиология растений: от молекул до экосистем» (Сыктывкар, 2007), IV съезде «Российского общества биохимиков и молекулярных биологов» (Новосибирск, 2008), международном симпозиуме «Липиды и оксилипины растений» (Казань, 2008), итоговых научных конференциях КИББ КНЦ РАН (2004, 2005, 2006, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Дмитриева, Светлана Анатольевна

выводы

1. Воздействие прооксидантов на клетки корней пшеницы характеризуется быстрой и устойчивой продукцией перекиси водорода и нарастанием процессов перекисного окисления липидов.

2. Окислительный стресс под влиянием прооксидантов (Пк, СК, Li+) приводит к увеличению проницаемости плазмалеммы для К+ и Н+, стимуляции потребления

02. не сопровождающейся усилением дыхательной активности митохондрий. Об этом свидетельствует уменьшение митохондриального мембранного потенциала, изменение ультратонкой организации митохондрий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование структурно-функциональных изменений в клетках корней пшеницы при действии веществ, различающихся по строению и механизмам действия, однако приводящим к развитию в клетках окислительного стресса, показало, что ответная реакция клеток в большинстве случаев универсальна. Накопление АФК в клетках при действии прооксидантов (СК, Пк, Li+), приводило к подавлению митотической активности клеток, снижению роста корней, изменению ионной проницаемости плазмалеммы, стимуляции поглощения кислорода.

Можно полагать, что ответные реакции клеток на действие прооксидантов обусловлены не только накоплением АФК, по п другими причинами. Изменения митотической активности и ионного гомеостаза клеток при действии СК во многом определяются ее протонофорными свойствами, что подтверждается частичным снятием негативных эффектов при использовании буферных соединений. Торможение роста корней, деления клеток и гибель части клеток при воздействии ионов лития, наряду с развитием в клетках окислительного стресса, по всей вероятности, связаны с подавлением функционирования инозитольного цикла. Это находит свое подтверждение в снятии негативных эффектов лития на рост, деление клеток при воздействии миоинозитола путем активации инозитольного цикла и усиления кальциевой сигнализации.

Наиболее значительными ультраструктурными изменениями в условиях окислительного стресса были изменения в структуре митохондрий. Так, в условиях жесткого окислительного стресса наблюдалось их набухание, просветление матрикса и редукция крист. При более слабом окислительном стрессе митохондрии впоследствии восстанавливали свою структуру. Сопоставление интенсивности дыхания и ультраструктуры митохондрий позволило нам сделать заключение о том, что увеличение потребления кислорода при действии прооксидантов во многом связано с образованием АФК, а не усилением дыхательной активности митохондрий.

На рис. 22 представлены возможные механизмы функционирования митохондрий, как основной АФК-генерирующей внутриклеточной структуры в условиях окислительного стресса. Усиленное образование АФК может приводить к повреждению митохондриальных мембран через перекисное окисление липидов и разрушению митохондрий (рис. 22, В). Однако усиление в митохондриях генерации АФК может являться сигналом для устранения «опасных» митохондрий - в клетке включаются процессы аутолитической деградации этих органелл в вакуолях (рис. 22, Б). При этих сценариях развития событий происходит количественное снижение популяции митохондрий, что неизбежно ведет к снижению общего пула АТФ и может приводить к гибели клетки. Кроме того, известно, что в ответ на сверхпродукцию АФК в митохондриях включаются механизмы разобщения окисления и фосфорилирования для снижения уровня АФК (рис. 22, А), в результате чего нарушаются процессы синтеза АТФ и уменьшается общий пул АТФ. Это подтверждается нашими данными по снижению митохондриального потенциала при действии прооксидантов. Развитие в клетках окислительного стресса приводит к деструктивным процессам в клетке, необходимости их репарации и, вследствие недостаточности энергетических ресурсов для адаптации, к преждевременной гибели клеток. Однако известно, что гибель клетки не является обязательным финальным этапом при развитии окислительного стресса. Если клетка с помощью различных физиологических процессов справится со сверхпродукцией АФК, а повреждения клетки, не являясь летальными, будут репарированы, клетка адаптируется к действию стрессора и после необходимого для восстановления своих структур времени вернется к нормальному функционированию.

АФК

Активный синтез АТФ

- "vY^

Снижение ситеза АТФ в

Снижение пула АТФ

АДАПТАЦИЯ

Снижение количества митохондрий

ГИБЕЛЬ

Рис. 22. Схематическое изображение возможных механизмов функционирования митохон-дрий в условиях окислительного стресса: А - разобщение окисления и фосфорилирования; Б — удаление митохондрии при помощи аутолитических процессов; В - разрушение митохондриальных мембран.

Таким образом, наши и литературные данные свидетельствуют о возникновении энергетического дисбаланса в растительных клетках при действии прооксидантов. Гибель клеток в условиях окислительного стресса, по-видимому, обусловлена нарушением энергетических процессов за счет снижения синтеза АТФ и уменьшения общего пула АТФ вследствие разрушения структуры и функций митохондрий и/или неэффективной работы митохондрий. Кроме того, нарушение энергообеспечения, приводящее к нарушениям процессов роста и развития, может достигаться совокупностью механизмов, в том числе усилением энергозависимых процессов для детоксикации АФК и прооксидантов, активацией синтеза защитных соединений, в том числе антиоксидантов, восстановлением нарушенных ионных градиентов на мембранах.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дмитриева, Светлана Анатольевна, Казань

1. Болдырев, А.А. Карнозин /А.А. Болдырев.- М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 1998. 320 с.

2. Бра, М. Митохондрии в программированной гибели клетки: различные механизмы гибели / М. Бра, Б. Квинан, С.А. Сузин // Биохимия. 2005. - Т. 70, №2. - С. 284-293.

3. Бурлакова, Е.Б. Физико-химические основы авторегуляции в клетках/ Е.Б. Бурлакова.-М.: Наука, 1968.- 115с.

4. Буфетов, Е.Н. Ультраструктурные особенности митохондрий в процессе адаптации клеток к действию ротенона / Е.Н. Буфетов, О.О. Полыгалова, А.А. Пономарева //Цитология. 2004. - Т. 46,№ 11. - С. 985-992.

5. Ванюшин, Б.Ф. Апоптоз у растений / Б.Ф. Ванюшин // Успехи биологической химии. 2001.- Т. 41.- С. 3—38.

6. Образование супероксидных радикалов в мембранах субклеточных органелл регенерирующей печени / JI.C. Вартанян, И.П. Садовникова, С.М. Гуревич, И.С. Соколова //Биохимия,- 1992.- Т.57, №5.- С. 671.

7. Владимиров, Ю.А. Механизм работы Са-транспортной АТФазы в мембранах саркоплазматического ретикулума / Ю.А. Владимиров, В.Б Ритов // Бкомембраны: Структура, функции, медицинские аспекты. Рига: Зинатне, 1981. С. 22-47.

8. Владимиров, Ю.А. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах / Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков. М.: Наука, 1972.- 252 с.

9. Гордон, Л.Х. Функциональная характеристика адаптивного старения отсеченных корней пшеницы / Л.Х. Гордон // Физиол. и биох. культ, раст. 1992. - Т. 24, №2.- С. 24-29.

10. Горшкова, Т.А. Растительная клеточная стенка как динамичная структура/Т.А. Горшкова//М.: Наука, 2007. -429 с.

11. Дурнев, А.Д. Мутагены (скрининг и фармакологическая профилактика воздействия / АД. Дурнев, С.Б. Середенин // М.: Медицина, 1998.-360 с.

12. Епифанова, О.И. Регуляторные механизмы пролиферации клеток / Епифанова О.И., Терских В.В., Полуновский В.А. // Итоги науки и техники. Сер. Общие проблемы физико химической биологии.-М., 1988.-Т. 10.- 163 с.

13. Иванов, В.Б. Пролиферация клеток в растениях / В.Б. Иванов // Итоги науки и техники. Сер. Цитология.- 1987 Т.5.-216 с.

14. Ивашкин, В.Т. Теория функциональных блоков и проблемы клинической медгщины./В.Т. Ивашкин, Г.А. Миносян, A.M. Уголев // Л.: Наука, 1990.- С.ЗОЗ

15. Характеристика белка из озимой ржи, накапливающегося при гипотермии / А.В. Колесниченко, Г.Б. Боровский, В.К. Войников, С.И. Мишарин, А.И. Антипина // Физиология растений. 1996.-Т.43,№6.-С. 894 - 899.

16. Красильников, М.А. Сигнальные пути, регулируемые фосфотидилинозит-З-киназой и их значение для роста, выживаемости и злокачественной трансформаг{ии клеток / М.А. Красильников //Биохимия 2000.- Т.65,- С.68-78.

17. Действие салгщиловой кислоты на рост каллюсов гречихи татарской с различной способностью к морфогенезу / Н.Н. Максютова, Е.И. Галеева, А.Р. Мухитов, Н.И. Румянцева //

18. Физиология и биохимия культурных растений.- 2005.-Т. 37.- С. 320325.

19. Машанский В.Ф. Ранние реакции клеточных органоидов / В.Ф. Машанский, И.М. Рабинович //Л.: Наука, 1987.- 120 с.

20. Роль супероксида в формировании неспецифического адаптационного синдрома корневых клеток / Ф.В. Минибаева, Д.Ф. Рахматуллина, Л.Х. Гордой, Н.Н. Вылегжанина // ДАН. 1997.-Т.355.- С. 554-556.

21. Николаев, Б.А. Влияние ионов лития на рост корней пшеницы и роль фосфоинозитольного цикла в регуляции ростовых процессов / Б.А. Николаев, В.Я. Алексеева, Л.Х. Гордон // Цитология, 2001. Т. 43, № 10.-С. 969-974.

22. Пескин, А.В. Взаимодействие активного кислорода с ДНК / А.В. Пескии//Биохимия.- 1997.-Т.62, Вып.12.- С.1571-1578.

23. Стрессовый белок 310 кД при гипотермии влияет на энергетическую активность растительных митохондрий / Т.П. Побежимова, А.В. Колесниченко, В.К. Войииков, Н.Н. Варакина, Г.Б. Боровский//ДАН. 1996. - Т.350. - С. 715-718.

24. Полыгалова, О. О. Особенности функционирования клеток отсеченных корней пшеницы при ингибировании и комплексов дыхательной цепи митохондрий / О.О. Полыгалова, Е.Н. Буфетов, А.А. Пономарева //Цитология. -2007. Т. 49, №8. С. 664-670.

25. Пономарева, А.А. Структурно-функциональные изменения в клетках корней пшени11ы при действии карбонилцианид 3 — хлоргидразона / А.А. Пономарева, О.О. Полыгалова // Цитология. -2001. Т. 43, № 6. - С. 561-566.

26. Пономарева, А.А. Влияние высокой концентрации протонофора на структуру и функцию клеток корней пшеницы / А.А. Пономарева, О.О. Полыгалова//Цитология 2006. - Т. 48, №3. - С. 199-207.

27. Пономарева, А.А. Динамика структурно-функциональных изменений в клетках корней пшеницы при действии протонофора / А.А. Пономарева, О.О. Полыгалова, А.Н. Ценцевицкий //Цитология. 2004. - Т. 46, №5. - С. 416-422.

28. Новиков B.C. Программированная клеточная гибель /B.C. Новиков СПб.: Наука, 1996. - 216с.

29. Саламатова, Т.С. Физиология растительной клетки / Т.С. Саламатова//Л.: Изд. ЛГУ, 1983.- 232 с.

30. Самуилов, В.Д. Программируемая клетчная смерть / В.Д. Самуилов, А.В. Олескин, Е.М. Лагунова, //Биохимия. 2000. - Т. 65, Выл. 8. - С. 1029-1046.

31. Семихатова О. А. Дыхание поддержания и адаптация растений / О.А. Семихатова // Физиология растений. — 1995. — Т.42, №2. — С. 312-319.

32. Семихатова, О.А. Манометрические методы изучения дыхания и фотосинтеза / О.А. Семихатова, М.В. Чулановская // М.-Л.: Наука, 1965. -168 с.

33. Серебряный, A.M. К механизму антимутагенеза у растений / A.M. Серебряный, Н.Н. Зоз, И.С. Морозова // Генетика. 2005. — Т. 41, №5. - С. 676-679.

34. Скулачев, В.П. Аккумуляция энергии в клетке / В.П. Скулачев //- М.: Наука, 1969. 440 с.

35. Скулачев, В.П. Снижение внутриклеточной концентрации О2 как особая функция дыхательных систем клетки / В.П. Скулачев // Биохимия. 1994. - Т. 59, вып. 12. - С. 910-912.

36. Скулачев, В.П. Явление запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки и органы: Роль активных форм кислорода / Скулачев В.П. // Соросовский Образовательный Журнал. — 2001. — Т. 7, № 6. С. 4-11.

37. Тарчевский, И.А. Сигнальные системы клеток растений / И.А Тарчевский. //- М.: Наука, 2002. 294 с.

38. Пероксидаза клеточной поверхности — генератор супероксид-аниона в корневых клетках пшеницы при раневом стрессе / А.В. Часов, JI.X. Гордон, О.П. Колесников, Ф.В. Минибаева // Цитология. 2002. - Т. 44, № 7. - С. 691-696.

39. Шакирова, Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция / Ф.М. Шакирова Уфа: Гилем, 2001. - 160с.

40. Необходимость образования супероксида для развития этиолированных проростков пшеницы / Б.Ю. Шорнинг, Е.Г. Смирнова, JI.C. Ягужинский // Биохимия. 2000.- Т.65, Вып. 12. — С. 1612-1617.

41. MAP kinase signalling cascade in Arabidopsis innate immunity / Asai Т., Тепа G., Plotnikova J., Willmann M.R., Chin W.L., Gomez-Gomez L., Boiler Т., Ausubel F.M., Sheen J. //Nature, 2002.- Vol. 415.-P. 977-983.

42. Bagga, S. Inhibition of cell proliferation and glyoxalase-I activity by calmodulin inhibitors and lithium in Brassica oleracea / Bagga S., Das R., Sopory S. K. //J. Plant Physiol, 1987. Vol. 129, N.я 1-2. -P. 149-153.

43. Barber, M.J. Superoxide production during reduction of molecular oxygen by assimilatory nitrate reductase / Barber M.J., Kay C.J. // Arch. Biochem. Biophys., 1996.- Vol.326.- P.227-232.

44. Barr, C.M. Inheritance and recombination of mitochondrial genomes in plants, fungi and animals /Barr C.M., Neiman M., Taylor D.R. // New Phytol., 2005.- Vol. 168, № 1-P. 39-50.

45. Basnakian, A.G. Quantification of 3'OH DNA breaks by random oligonucleotide-primed synthesis (ROPS) assay DNA / Basnakian A.G., James S.J. //Cell Biol. Plant., 1996- Vol 15, № 3. -P. 255-262.

46. Autophagy in development and stress responses of plants / Bassham D.C., Laporte M., Marty F., Moriyasu Y., Ohsumi Y., Olsen L.J., YoshimotoK. //Autophagy, 2006,- Vol. 2, № 1-P. 2-11.

47. Bates, S. Mechanisms of p53-mediated apoptosis / Bates S., Vousden K.H. //CellMolLife Set, 1999.- Vol.55, № 1. -P. 28-37.

48. Berridge, M.J. Inositol lipids and DNA replication / Berridge M.J. // Philos. Trans R. Soc. Lond. В Biol. Sci., 1987.- Vol. 317, № 1187. P. 525-536.

49. Berridge, M.J. Inositol Triphosphate and Calcium Signaling / Berridge M.J. //Nature, 1993. Vol. 361. - P. 315-325.

50. Beyer, W. Superoxide dismutases / Beyer W., Imlay J., Fridovich I. // Prog. Nucl. Acid Res., 1991. Vol. 40, Ж -P. 221-253.

51. Biffen, M. Reduction in the level of intracellular myo-inositol in cultured soybean (Glycine max) cells inhibits cell division / Biffen M., Hanke D.E. //BiochemJ., 1990.- Vol. 265, № 3. -P. 809-814.

52. Receptor-mediated increase in cytoplasmic free calcium required for activation of pathogen defense in parsley / Blume В., Ntirnberger Т., Nass N., ScheelD.//Plant Cell, 2000.- Vol. 12, № 8. -P. 1425-1440.

53. Bohnert, H.J. Adaptations to environmental stresses / Bohnert H.J., Nelson D.E., Jensen R.G. //Plant Cell, 1995.- Vol. 7, № 7. P. 10991111.

54. Broun, P. Genetic engineering of plant lipids / Broun P., Gettner S., Somerville C. //Annu. Rev. Nutr., 1999 Vol. 19. -P. 197-216.

55. Breazeale F. W. Effect of Selected Herbicides on Bacterial Growth Rates / Breazeale F.W., Camper N.D. // Ap. Microbiology, 1972. Vol. 23, № 2.-P. 431-432.

56. Brusick, D. Genotoxic affects in cultured mammalian cells produced by low pH treatment conditions and increased ion concentration / Brusick D. //Environ. Mutagen, 1986.- Vol. 8.-P.879-886.

57. The role of mild uncoupling and non-coupled respiration in the regulation of hydrogen peroxide generation by plant mitochondria / Casolo V., Braidot E., Chiandussi E., Macri F., Vianello A. // FEBS Lett., 2000. -Vol 474.-P.53-57.

58. Castedo, M. Mitotic catastrophe: a special case of apoptosis / Castedo M., Kroemer G. //JSoc Biol., 2004. Vol. 198, № 2. -P. 97-103.

59. Cervos-Navarro, J., Schubert Т.Е. Pitfalls in the evaluation of apoptosis using TUNEL / Cervos-Navarro J., Schubert Т.Е. //Brain Pathol., 1996.-Vol. 6,№3.-P. 347-348.

60. Ca -dependent and Ca~ independent excretion modes of salicylic acid in tobacco cell suspension culture / Chen H.-J., Hou W.-C., Kuc J., Lin Y.-H. J/J. Exp. Bot., 2001. Vol.52, № 359. -P. 1219-1226.

61. Clarke, C.H. Antimutagenesis in microbial systems / Clarke C.H., ShankelD.M. //Bacteriol. Rev., 1975. Vol. 39.-P. 23-53.

62. Clowes, F.A. Effects of beta-radiation on meristems / Clowes F.A. //Exp. Cell Res., 1961.- Vol. 25. -P. 529-534.

63. Contento, A. L. Visualization of autophagy in Arabidopsis using the fluorescent dye monodansylcadaverine and a GFP-AtATG8e fusion protein / Contento A.L., Xiong Y., Bassham D.C. // Plant J., 2005.- Vol. 42. -P.598-608.

64. Cramer, G.R. Osmotic stress and abscisic acid reduce cytosolic calcium activities in roots of Arabidopsis thaliana / Cramer G.R., Jones R.L. // Plant Cell Environ, 1996.- Vol. 19. -P. 1291-1298.

65. The activated oxygen role of peroxisomes in senescence / del Rio L.A., Pastori G.M., Palma J.M., Sandalio L.M, Sevilla F., Corpus F.J., Jimenes A., Lopez-Huertas J.A. //Plant Physiol., 1998.- Vol. 4.-P. 11951200.

66. Signal interactions between nitric oxide and reactive oxygen intermediates in the plant hypersensitive disease resistance response / Delledonne M., Zeier J., Marocco A., Lamb C. // PNAS, 2001.- Vol. 98.-P. 13454-13459.

67. Free oxygen radicals regulate plasma membrane Ca2+- and K+-permeable channels in plant root cells / Demidchik V., Shabala S.N., CouttsK.B., TesterM.A., Davies J.M. //J. Cell Sci., 2003.- Vol. 116, №> 1. ~ P. 81-88.

68. Dizdaroglu, M. Characterization of free radical-induced base damage in DNA at biologically relevant levels /Dizdaroglu M., Bergtold D.S. //Anal. Biochem., 1986.- Vol. 156, № 1. -P. 182-188.

69. Dunand, C. Distribution of superoxide and hydrogen peroxide in Arabidopsis root and their influence on root development: possible interaction with peroxidases /Dunand C., Crevecoeur M., Penel C. //New Phytol., 2007.- Vol. 174. P. 332-341.

70. Durner, J. Defense gene induction in tobacco by nitric oxide, cyclic GMP, and cyclic ADP-ribose / Durner J., Wendehenne D., Klessig D.F. // PNAS, 1998. Vol 95.-P.10328- 10333.

71. Edinger, A.L. Death by design: apoptosis, necrosis and autophagy / Edinger A.L., Thompson C.B. // Curr. Opin. Cell Biol., 2004.- Vol. 16, № 6. -P. 663-669.

72. Ercetin, M.E. Molecular characterization of an arabidopsis gene encoding a phospholipid-specific inositol polyphosphate 5-phosphatase /

73. Ercetin M. E., Gillaspy G. E. //Plant Physiol., 2002.- Vol. 135.- P. 938946.

74. Farber, J.L. Mechanisms of cell injury by activated oxygen species / Farber J.L. //Environ. Health. Perspect., 1994.- Vol. 102.-P.17-24.

75. Festjens, N. Necrosis, a well-orchestrated form of cell demise: signalling cascades, important mediators and concomitant immune response / Festjens N., Vanden B.T., Vandenabeele P. // Biochim. Biophys. Acta., 2006.- Vol 1757, № 9-10. -P. 1371-1387.

76. More than one way to die: apoptosis, necrosis and reactive oxygen damage / Fiers W., Beyaert R., Declercq W., Vandenabeele P. // Oncogene, 1999.- Vol. 18, Ns 54. -P. 7719-7730.

77. Finkel, T. Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing / Finkel Т., HolbrookN.J.//Nature, 2000.- Vol. 408, № 6809.-P. 239-247.

78. Cytokine-mediated growth hormone release from cultured ovine pituitary cells / Fry C., Gunter D.R., McMahon C.D., Steele В., Sartin J.L. // Neuroendocrinology, 1998.- Vol. 68, №3.-P. 192-200.

79. Methods for the assessment of mitochondrial membrane permeabilization in apoptosis / Galluzzi L., Zamzami N.,'de La Motte Rouge Т., Lemaire C., Brenner C.,-Kroemer G. //Apoptosis, 2007.- Vol. 12.- P. 803-813.

80. Gavrieli, Y. Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragmentation / Gavrieli Y., Sherman Y., Ben-Sasson S.A. //J. Cell Biol., 1992.- V. 119, № 3. -P. 493-501.

81. Reactive oxygen species as signals that modulate plant stress responses and programmed cell death / Gechev T.S., Van Breusegem F., Stone J.M., Denevl., Laloi C. //BioEssays, 2006,- Vol. 28.-P. 1091-1101.

82. Plant inositol monophosphatase is a lithium-sensitive enzyme encoded by a multigene family / Gillaspy G.E., Keddie J.S., Oda 1С, Gruissem W. // Plant Cell, 1995.- Vol. 7, № 12. -P. 2175-2185.

83. Gilroy, S. Calcium homeostasis in plants / Gilroy S., Bentlike P.C., Jones R.L.//J. Cell Sci., 1993.- Vol. 106, №2. -P. 453-461.

84. Paraquat-induced apoptotic cell death in cerebellar granule cells / Gonzalez-Polo R.A., Rodriguez-Martin A., Mordn J.M., Niso M., Soler G., Fuentes J.M. //Brain Res., 2004.- Vol. 1011, №2. -P. 170-176.

85. Halliwell, В. Oxygen free radicals and iron in relation to biology and ' medicine: some problems and concepts / Halliwell В., Gutteridge J.M. // Arch. Biochem. Biophys., 1986.- Vol. 246, №2. -P. 501-514.

86. Hart, J. J. Characterization of paraquat transport in protoplasts f rom maize (Zea mays L.) suspension cells / Hart J.J., DiTomaso J.M., Kochian L.V.//Plant Physiol., 1993.- Vol 103.- P.963-969.

87. A cellular suicide strategy of plants: vacuole-mediated cell death / Hatsugai N., Kuroyanagi M., Nishimura M., Hara-Nishimura I. // Apoptosis, 2006.- Vol 11, № 6.-P. 905-911.

88. Ethylene biosynthesis during aerenchyma formation in roots of maize subjected to mechanical impedance and hypoxia / He C., Finlayson S.A., Drew M.C., Jordan W.R., Morgan P. W. //Plant Physiol, 1996.- Vol 112, №4. -P. 1679-1685.

89. Heath, M.C. Apoptosis, programmed cell death and the hypersensitive response /Heath M.C. //Eur. J. Plant Pathol, 2002.- Vol 104.- P. 117124.

90. Hunter, 71 Protein kinases and phospatases: the yin and yang of protein phosphorylation and signaling / Hunter T. //Cell, 1995.- Vol 80.- P. 225236.

91. Iwata, К. Chromosomal aberration in V79 cells induced superoxide radical generation by the hypoxanthine/xanthine oxidase system / Iwata K., Shibuya Y., Ohkawa Y. //Toxicol. Lett., 1984.- Vol. 22.- P. 75-81.

92. Possible basic and specific functions of plant uncoupling proteins (pUCP) / Jezek P., Borecky J., Zackova M., Costa A.D., Arruda P. // Biosci. Rep., 2001. Vol. 21. - P.237-245.

93. Kakkar, P. Mitochondria: a hub of redox activities and cellular distress control /Kakkar P., Singh B.K. //Mol. Cell Biochem., 2007.- Vol. 305, № 1-2. -P. 235-253.

94. Kalweit, S. Hypotonic treatment leads to chromosomal aberrations but not to sister-chromatid exchanges in human lymphocytes / Kalweit S., Nowak C., Obe G. //Mutat. Res., 1990.- Vol. 245, № 1. — P. 5-9.

95. Induction and its spread of apoptosis in rat spinal cord after mechanical trauma. / Katoh K., Ikata Т., Katoh S., Hamada Y., Nakauchi K, Sano Т., NiwaM. //NeurosciLett., 1996. Vol. 216, № 1. -P. 9-12.

96. Kawano, T. Mechanism of peroxidase action for salicylic acid-induced generation of active oxygen species and an increase in cytosolic calcium in tobacco cell suspension culture / Kawano Т., Muto S. // J. Exp. Bot.,2000.- Vol. 51, № 345. P. 685-693.

97. Kerr, J.F.R. Apoptosis: a basic biological phenomen with wide-ranging implication in tissue kinetics / Kerr J.F.R., Wyllie A.H., Currie A.R. // Brit. J. Cancer, 1972.- Vol. 26, № 4.-P. 239-257.

98. The effect of lithium administration in a diet on the chosen parameters of the antioxidant barrier in rats / Kielczykowska M., Pasternak K, Musik I., Wroniska J. //Ann Univ Mariae Curie Sklodowska Med., 2004. Vol. 59, № 2. -P. 140-145.

99. Fatty acids as natural uncouplerspreventing generation of 0'2 and H2O2 by mitochondria in the resting state / Korshunov S.S., Korkina O.V., Ruuge E.K., Skulachev V.P. Starkov A.A. // FEBS Lett., 1999. Vol. 435.- P.215-218.

100. Kowaltowski, A.J. Activation of the potato plant uncoupling mitochondrial protein inhibits reactive oxygen species generation by therespiratory chain / Kowaltowski A. J., Costa A. D. Т., Vercesi A. E. // FEBSLett, 1999. Vol. 425. - P.213-216.

101. Krause, M. Harpin inactivates mitochondria in Arabidopsis suspension cells /Krause M., Diirner J.//Mol. Plant Microbe Interact., 2004.- Vol. 17, №2.- P. 131-139.

102. Lam, E. Caspase-like protease involvement in the control of plant cell death /Lam E., delPozo O. //Plant Mol. Biol., 2000.- Vol. 44, N2 3. P. 417-428.

103. Calcium-mediated apoptosis in a plant hypersensitive disease resistance response / Levine A., Pennell R.I., Alvarez M.E., Palmer R., Lamb C. // Сип. Biol, 1996.- Vol. 6, № 4. -P. 427-437.

104. Conversion of l-sorbosone to l-ascorbic acid by a NADP-dependent dehydrogenase in bean and spinach leaf / Loewus M. W., Bedgar D.L., Saito K., Loewus F.A. //Plant Physiol., 1990.- Vol. 94, № 3. P. 14921495.

105. Mitochondrial damage modulates alternative splicing in neuronal cells: implications for neurodegeneration / Maracchioni A., Totaro A., Angelini D.F., Di Penta A., Bernardi G., Carri M.T., Achsel T. //J. Neurochem., 2007. Vol. 100, Ns 1. -P. 142-153.

106. Maxwell, D.P. Evidence of mitochondrial involvement in the transduction of signals required for the induction of genes associated with pathogen attack and senescence / Maxwell D.P., Nickels R., Mcintosh L. //Plant J., 2002. Vol. 29. - P.269-279.

107. Maxwell, D.P. The alternative oxidase lowers mitochondrial reactive oxygen production in plant cells /Maxwell D.P., Wang Y., Mcintosh L. // PNAS, 1999.- Vol. 96. -P. 8271-8276.

108. Minibayeva, F.V. Salicylic acid changes the properties of extracellular peroxidase activity secreted from wounded wheat (Triticum aestivum L.) roots./ Minibayeva F.V, Gordon L. // Protoplasma, 2003.- Vol. 221. — P. 67-72.

109. Misra, H.P. The generation of superoxide radical during the autoxidation of ferredoxins / Misra H.P., Fridovich I. // J. Biol. Chem., 1971. Vol. 246.- P. 6886-6890/

110. Moller I.M. Plant mitochondria and oxidative stress: electron tj-ansport, NADPH turnover, and metabolism of reactive oxygen species / Moller.M. // Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 2001.- Vol. 52. -P. 561-591.

111. SOS-inducing activity of chemical carcinogens and mutagens in Salmonella typhimurium TA1535/pSK1002: examination with 151 chemicals / Nakamura S.I., Oda Y., Shimada Т., Oki I., Sugimoto K. // Mutat. Res., 1987. Vol. 192, № 4. -P. 239-246.

112. Lithium treatment induces a hypersensitive-like response in tobacco / Naranjo M.A., Romero C., Belles J.M., Montesinos C., Vicente O., SerranoR. //Planta, 2003. Vol. 217, № 3. -P. 417-424.

113. Reactive oxygen species generation and antioxidant systems n plant mitochondria / Navrot N., Rouhier N., Gelhaye E., Jacquot J.-P. // Physiol. Plant., 2007.-Vol. 129.-P.185-195.

114. A role for the uncoupling protein-2 as a regulator of mitochondrial peroxide generation /Negre-Salvayre, A., Hirtz C., Carrera G. Cazenave R., Troly M., Salvayre R., Penicaud L., Casteilla L. //FASEB J., 1997. -Vol. 11. P.809-815.

115. Nicotera, P. Calcium-mediated mechanisms in chemically induced cell death / Nicotera P., Bellomo G., Orrenius S. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 1992. Vol. 32. -P. 449-470.

116. Nigg, E.A. Centrosome aberrations: cause or consequence of cancer progression? / Nigg E.A. // Nat. Rev. Cancer, 2002. Vol. 2, № 11. - P. 815-825.

117. Ogier-Denis, E. Autophagy: a barrier or an adaptive response to cancer / Ogier-Denis E., Codogno P. //Biochim Biophys Acta., 2003. Vol. 1603, №2.-P. 113-128.

118. Dopamine natriuresis in salt-repleted, water-loaded humans: a dose-response study / Olsen N. V., Olsen M.H., Bonde J., Kanstrup I.L., Plum I., StrandgaardS., Leyssac P.P. //Br. J. Clin. Pharmacol., 1997. Vol. 43, No 5. -P. 509-520.

119. Overmyer, K. Reactive oxygen species and hormonal control of cell death /Overmyer K., Brosche M., Kangasja J. //Plant Sci., 2003.-Vol. 8, № 7.- P. 335-342.

120. Morphogenic effects of abiotic stress: reorientation of growth in Arabidopsis thaliana seedlings / Pasternak Т., Rudas V., Potters G., Jansen M.A.K. //Environ. Exp. Bot., 2005.-Vol. 53.-P. 299-314.

121. The Herbicide Paraquat Induces Dopaminergic Nigral Apoptosis through Sustained Activation of the JNK Pathway / Peng J., Мао X. O., Stevenson F.F., Hsu M., Andersen J.K. // J. Of Biol. Chemistiy, 2004. -Vol. 279, № 31.-P. 32626-32632.

122. Pennell, R.I. Programmed cell death in plants /Pennell R.I., Lamb C. // Plant Cell, 1997. Vol. 9, № 7. -P. 1157-1168.

123. Is агсАЗ a possible mediator in the signal transduction pathway during agonist cell cycle arrest by salicylic acid and UV irradiation? / Perennes

124. C., Glab N., Guglieni В., Doutriax M.P., Phan Т.Н., Planchais S., Bergounioux C. //J. Cell Sci., 1999. Vol. 112, № 8.-P. 1181-1190.

125. Phillips, B.J. Genetic damage in CHO cells exposed to enzymically generated active oxygen species / Phillips B.J., James T.E.B., Anderson

126. D. //Mutat. Res., 1984.- Vol. 126.-P. 265-271.

127. Inhibition of the alternative oxidase stimulates H2O2 production in plant mitochondria /Popov V.N., Simonian R.A., Skulachev V.P., Starkov A.A. //FEBSLett., 1997. Vol. 415. - P.87-90.

128. DNA fragmentation and nuclear endonuclease activity in rat brain after severe closed head injury / Pravdenkova S. V., Basnakian A.G., James S.J., Andersen B.J. //Brain Res., 1996. Vol 729, Nq 2. -P. 151-155.

129. Proft, M., Repressors and upstream repressing sequences of the stress-regulated ENA1 gene in Saccharomyces cerevisiae: bZIP protein Skolp confers HOG-dependent osmotic regulation / Proft M., Serrano R. // Mol Cell Biol. 1999. Vol 19, № 1. -P. 537-546.

130. Bulky adducts detected by 32P-postlabeling in DNA modified by oxidative damage in vitro. Comparison with rat lung I-compounds / Randerath K., Yang P.F., Danna T.F., Reddy R., Watson W.P., RanderathE. //Mutat. Res., 1991. Vol.250, № 1-2. -P. 135-144.

131. Raskin, I. Salicylate, A new plant hormone /Raskin I. //Plant Physiol, 1992. Vol 99, №3.~P. 799-803.

132. Ray, S.D. GA, ABA, phenol interaction and control of growth: phenolics as effective madulators of GA-ABA interaction in radish seedlings / Ray S.D. //Biol. Plant., 1986. Vol 28, № 7. -P. 361-369.

133. Mitochondrial reactive oxygen species. Contribution to oxidative stress and interorganellar signaling / Rhoads D.M., Umbach A.L., Subbaiah C.C., Siedow J.N. // Plant Physiol, 2006. Vol 141, Ns 2. -P. 357-366.

134. Ryals, J. Systemic Acquired Resistance / Ryals J., Uknes S., Ward E.// Plant Physiol, 1994. Vol 104, № 4. - P. 1109-1112.

135. Caspases. Regulating death since the origin of life / Sanmartin M., Jaroszewski L., Raikhel N.V., Rojo E. //Plant Physiol, 2005. Vol 137, № 3. -P. 841-847.

136. Sarkar, S. Inositol and IP3 levels regulate autophagy: biology and therapeutic speculations /Sarkar S., Rubinsztein D.C. //Autophagy, 2006. Vol 2, №2.-P. 132-134.

137. Sauer, H. Reactive Oxygen Species as Intracellular Messengers During Cell Growth and Differentiation / Sauer, H., Wartenberg M., Hescheler J.// Cell Physiol. Biochem., 2001.-Vol. 11. -P. 173-186.

138. Schansker, G. Methylviologen and dibromothymoquinone treatments of pea leaves reveal the role of photosystem I in the Chi a fluorescence rise OJIP / Schansker G., Toth S.Z., Strasser R.J. // Biochim. Biophys. Acta, 2005. Vol. 1706, No 3.-P. 250-261.

139. Scheel, D. Resistance response physiology and signal transduction / ScheelD. //Curr. Opin. Plant Biol., 1998. Vol. 1, № 4.-P. 305-310.

140. Coordinated plant defense responses in Arabidopsis revealed by microarray analysis / Schenk P.M., Kazan K., Wilson I., Anderson J.P., Richmond Т., Somerville S.C., Manners J.M. //PNAS, 2000.- Vol. 97, № 21.-P. 11655-11660.

141. Evidence that hydroxyl radicals mediate auxin-induced extension growth / Schopfer P., Liszkay A., Bechtold M., Frahry G., Wagner A. // Planta, 2002. Vol. 214, № 6. -P. 821-828.

142. Genotoxicity under extreme culture conditions / Scott D., Galloway S.M., Marshall R.R., Inhidate M., Jr. Brusick D., Ashby J., Myhr B.C. // Mutat. Res., 1991.- Vol 257.-P. 147-204.'

143. Salicylate activity. 1. Protection of plants from paraquat injury / Silverman F.P., Petracek P.D., Fledderman C.M., Ju Z., Heiman D.F., Warrior P. // J. Agric. Food Chem., 2005. Vol 53, № 25. - P. 97649768.

144. Oxidative Stress Affects alpha.- Tocopherol Content in Soybean Embryonic Axes upon Imbibition and following Germination / Simontacchi M., Caro A., Fraga C.G., Puntarulo S. //Plant Physiol, 1993. Vol. 103, №3.-P. 949-953.

145. Springer, S. The control of necrotic enteritis in sucking piglets by means of a Clostridium perfringens toxoid vaccine /Springer S., Selbitz H.J. // FEMSImmunol. Med. Microbiol., 1999. Vol. 24, № 3. -P. 333-336.

146. Stogner, S.W. Oxygen toxicity/StognerS.W., PayneD.K. //Ann Pharmacother., 1992. Vol. 26, № 12. - P. 1554-1562.

147. Taylor, C.T. Mitochondria and cellular oxygen sensing in the HIF pathway /Taylor C.T. //Biochem J., 2008. Vol. 409, № 1.-P. 19-26.

148. Analysis of mitochondrial DNA in microfluidic systems / Taylor P., ManageD.P., HelnileK.E., Zheng Y., Glerum D.M., Backhouse C.J. //J. Chromatogr. В Anal. Technol. Biomed. Life Sci., 2005. Vol. 822, № 1-2. -P. 78-84.

149. Tyers, M. Cell cycle goes global / Tyers M. // Curr. Opin. Cell Biol., 2004. Vol. 16, № 6. -P. 602-613.

150. Utsumi, H. Bleomycin-inducedpotentially lethal damage and its repair / UtsumiH., ElkindM.M. //Radiat. Res., 1989.- Vol. 119.-P.534-541.

151. Van Breusegem, F. Reactive oxygen species in plant cell death / Van Breusegem F., Dat J. F. //Plant Physiol, 2006.- Vol 141.-P. 384-390.

152. A role for salicylic acid and NPR1 in regulating cell growth in Arabidopsis / Vanacker H., Lu H., Rate D.N., Greenberg J.T. //Plant J., 2001. Vol.28, №2.-P. 209-16.

153. Vanlerberghe, G.C. Alternative oxidase: from gene to function / Vanlerberghe G.C., Mcintosh L. // Annu. Rev. Plant Physiol Plant Mol. Biol., 1997. Vol 48. -P.703-734.

154. Plant mitochondrial pathway leading to programmed cell death / Vianello A., Zancani M., Peresson C., Petrussa E., Casolo V., Krajnakova J., Patui S., Braidot E., Macri F. // Physiol. Plant., 2006. -Vol., №

155. Neither caspase-3 nor DNA fragmentation factor is required for high molecular weight DNA degradation in apoptosis / Walker P.R., Leblanc J., Carson C., Ribecco M., Sikorska M. //Ann. N. Y. Acad. Set, 1999. -Vol. 887, №>P. 48-59

156. Mechanisms of AIF-mediated apoptotic DNA degradation in Caenorhabditis elegans / Wang X., Yang C., Chai J., Shi Y., Xue D. // Science, 2002. Vol. 298, N2 5598. -P. 1587-1592.

157. West, G. Cell cycle modulation in the response of the primary root of arabidopsis to salt stress / West G., Inze D.r, Beemster G.T.S. // Plant Physiol., 2004.- Vol. 135.-P. 1050-1058.

158. Whitaker, M. Calcium and mitosis / Whitaker M. // Prog Cell Cycle Res., 1997. Vol. 3. -P. 261-269.

159. A new method to detect apoptosis in paraffin sections: in situ end-labeling of fragmented DNA / Wijsman J.H., Jonker R.R., Keijzer R., van de Velde C.J., Cornelisse C.J., van Dierendonck J.H. // J Histochem Cytochem., 1993. Vol. 41, № l.-P. 7-12.

160. Wolniak, S.M. Lithium alters mitotic progression in stamen hair cells of Tradescantia in a time-dependent and reversible fashion / Wolniak S.M. // Eur. J. Cell Biol., 1987. Vol. 44, № 2. -P. 286-293.

161. Woltering, E.J. Death proteases come alive / Woltering E.J. // Trends Plant Set, 2004. Vol. 9, № 10. -P. 469-472.

162. Xie, Z. Salicylic acid induces rapid inhibition of mitochondrial electron transport and oxidative phosphorylation in tobacco cells /Xie Z., Chen Z. //Plant Physiol., 1999. Vol.120, № l.-P. 217-226.

163. Degradation of Oxidized Proteins by Autophagy during Oxidative Stress in Arabidopsis / Xiong, Y., Contento A. L., Nguyen P.Q., Bassham D. C.

164. Plant Physiol., 2007.- Vol. 143.-P. 291-299.

165. Yakes, F.M. Mitochondrial DNA damage is more extensive and persists longer than nuclear DNA damage in human cells following oxidative stress / Yakes F.M., Van Houten B. //PNAS, 1997.- Vol. 94. -P. 514-549.

166. Zonia, L.E. Essential role of urease in germination of nitrogen-limited Arabidopsis thaliana seeds / Zonia L.E., Stebbins N.E., Polacco J.C. // Plant Physiol., 1995. Vol. 107, № 4. -P. 1097-1103.

Информация о работе

Дмитриева, Светлана Анатольевна
кандидата биологических наук
Казань, 2008
ВАК 03.00.12

Диссертация

Структурно-функциональные изменения клеток корней пшеницы в условиях окислительного стресса - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы