Цито-гистологический и биохимический анализ морфогенеза пыльника Triticum Aestivum L.

Куксо, Полина Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Цито-гистологический и биохимический анализ морфогенеза пыльника Triticum Aestivum L.
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Цито-гистологический и биохимический анализ морфогенеза пыльника Triticum Aestivum L."

На правах рукописи

Куксо Полина Александровна

ЦИТО-ГИСТОЛОГИЧЕСКИЙ И БИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МОРФОГЕНЕЗА ПЫЛЬНИКА ТЫТ1СиМАЕБТ1Уи.МЬ.

03.00.12 - «Физиология и биохимия растений»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Уфа-2004

Работа выполнена в Институте биологии Уфимского научного центра РАН

Научные руководители: доктор биологических наук

Иванова Эвилина Алексеевна

доктор биологических наук Круглова Наталья Николаевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Ковалёва Лидия Валентиновна

доктор биологических наук профессор Ахметов Радик Рахимьянович

Ведущая организация: Московский государственный университет

им. М.В Ломоносова

Защита диссертации состоится « 13 » мая 2004 г. в 14°° ч. на заседании диссертационного совета Д 212.013.11 при Башкирском государственном университете по адресу: 450074 г. Уфа, ул. Фрунзе, 32, ауд. 332 (биологический факультет).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь /

диссертационного совет зяхметов Г.Г.

доктор биологических наук "

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Морфогенез — последовательная цепь изменений формы в процессе онтогенеза, приводящая к созданию видоспецифичной пространственной структуры [Бутенко, 1994], что находит отражение в цито-гистологической организации такой структуры.

Особый интерес вызывают исследования морфогенеза в периоды устойчивости и неустойчивости (в терминологии К.Уоддингтона [1964]). С этих позиций моделью для изучения клеточных механизмов дифференциации в условиях выбора альтернативных программ развития может служить пыльник.

Пыльник - специализированный генеративный орган спорофита, основная функция которого состоит в формировании из спорогенных клеток мужских гаме-тофитов - пыльцевых зерен, несущих гаметы-спермии. Иначе говоря, спорогенные клетки пыльника в естественных условиях развиваются по гаметофитной программе. В то же время, в пыльнике имеются спорогенные клетки, в определенной стадии своего развития морфогенетически компетентные к переключению развития с гаметофитной программы на спорофитную программу под действием стрессовых факторов в экспериментальных условиях in situ. На примере пшеницы выявлено, что одна из морфогенетически компетентных клеток пыльника — сильно-вакуолизированная микроспора [Горбунова, Круглова, 1997], находящаяся в критической стадии развития [Batygma, 2002; Круглова, 2002; Batygina, Vasilyeva, 2003]. Выделен фактор, индуцирующий такое переключение, - стрессовое воздействие на пыльники пшеницы in situ холодом в определенном режиме (4±1°С в тем-новых условиях в течение 7 сут) [Суханов, 1983; Горбунова, Круглова, 1988; Круглова, Батыгина, 2002].

С другой стороны, важнейшую роль в морфогенезе играют белки [Нейфах, 1985; Птицын и др., 1999; Конарев, 2001]. Дня проявления специфической активности белков в морфогенезе необходим их процессинг, одним из основных механизмов которого является ограниченный протеолиз [Локшина, Былинкина, 1990]. Важное направление исследований в этой области - изучение процессинга белков путем их ограниченного протеолиза по Arg-X, Lys-X связям трипсиноподобными протеиназами (триптазами), поскольку именно аргинин- и лизинбогатые белки участвуют в организации структурных преобразований хроматина [Дебабов, Ре-бентиш, 1970].

РОС НАЦИОНАЛЬНА» БИБЛИОТЕКА

Нами предложен комплексный цито-гистологический и биохимический анализ (а именно, выявление одного из механизмов процессинга белка - динамики активности трипсиноподобных протеиназ) пыльника в процессе морфогенеза и при стрессовом воздействии in situ холодом.

Цель работы состояла в выявлении цито-гистологической организации пыльника пшеницы Triticum aestivum L. и динамики активности трипсиноподобных протеиназ в последовательных стадиях морфогенеза и при стрессовом воздействии in situ холодом.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Цито-гистологический анализ пыльника в динамике развития и выделение последовательных периодов и стадий морфогенеза пыльника на основании последовательных стадий развития спорогенной клетки.

2. Изучение динамики содержания белка, активности трипсиноподобных про-теиназ и их ингибиторов во фракциях целого пыльника в процессе морфогенеза и во фракциях изолированных спорогенных клеток в процессе развития.

3. Цито-гистологический анализ пыльника при стрессовом воздействии in situ (+4±1°С в темновых условиях в течение 1-7 сут).

4. Изучение динамики содержания белка и активности трипсиноподобных про-теиназ во фракциях изолированных ядер сильновакуолизированных микроспор при стрессовом воздействии in situ.

Научная новизна. Показано, что пыльник пшеницы в каждой стадии морфогенеза характеризуется определенной цито-гистологической организацией, которая модифицируется при стрессовом воздействии in situ. Выявлена динамика активности трипсиноподобных протеиназ в пыльнике в процессе морфогенеза, в изолированных спорогенных клетках в процессе развития и в изолированных ядрах сильновакуолизированных микроспорах при стрессовом воздействии in situ.

Практическая значимость - работы. Полученные данные по морфогенезу пыльника и развитию спорогенной клетки в естественных и экспериментальных условиях могут быть применены в генетических, селекционных и биотехнологических исследованиях пшеницы. Данные по динамике активности трипсиноподоб-ных протеиназ в пыльнике, спорогенных клетках пыльника и ядрах сильновакуо-лизированных микроспор могут быть использованы в учебном процессе при чтении курсов лекций по биохимии и биотехнологии растений в ВУЗах.

Связь работы с научными программами. Исследование по теме диссертационной работы под руководством автора поддержано РФФИ (грант № 01-0406565, 2001 г.). Кроме того, исследование по данной теме проводилось как составная часть других проектов, поддержанных РФФИ (грант № 99-04-48496, 19992001 гг. и грант № 02-04-48701, 2002-2004 гг.), а также проектов, поддержанных Комиссией РАН по работе с молодежью (проект-победитель № 249 6-го конкурса-экспертизы, 1999-2001 гг.), Академией наук Республики Башкортостан (1999-2001 гг.) и ФЦП «Интеграция» (проект № ЯО 129,2002-2006 гг.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на V Пущинской конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века» (Пущино, 2001), совещании Всероссийского общества физиологов растений (Уфа, 2001), международном симпозиуме «Биология клетки в культуре» (Санкт-Петербург, 2001), международном симпозиуме «Молекулярные механизмы генетических процессов и биотехнология» (Москва-Минск, 2001), II международной научно-практической конференции «Сельскохозяйственная биотехнология» • (Горки, Беларусь, 2001), II международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2001), международном симпозиуме «Signalling systems of plant cells» (Москва, 2001), международной конфе-реции ISPAS (Киев, 2001), II международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 2002), XIV Всероссийском симпозиуме «Структура и функции клеточного ядра» (Санкт-Петербург, 2002), II научной конференции Московского общества генетиков и селекционеров «Актуальные проблемы генетики» (Москва, 2003), X молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2003), II международной конференции «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений» (Харьков, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на /¿^страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения и выводов. Список литературы включает 343 работы, в том числе 183 работы зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована рисунками и таблицами.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования послужили пыльники яровой мягкой пшеницы сорта Московская 35 {Triticum aestivum L). Выбор объекта мотивировался тем, что ранее биохимические методы анализа клеточных ядер были разработаны на проростках этого сорта пшеницы [Иванова, 1997; Вафина, 1998]. Кроме того, данный сорт активно используется в биотехнологических исследованиях лаборатории генетики и цитологии растений Института биологии Уфимского НЦ РАН. Растения выращивали на опытном участке научного стационара Института биологии. Фенологические наблюдения за развитием растений вели согласно общепринятому методу [Куперман, 1978;Челак, 1991].

При выделении последовательных периодов и стадий морфогенеза пыльника использовали периодизацию развития пыльника злаков, разработанную Н.Н.Кругловой [1999, 2001].

Приготовление постоянных и временных давленых препаратов пыльников проводили по общепринятым методикам [Црозина, 1960; Дженсен, 1965; Паушева, 1988]. Препараты просматривали при помощи светового микроскопа Jenamed-2 (Carl Zeiss, ГДР) с использованием зеленого светофильтра и фотографировали на пленку Микрат 300 с применением микрофотонасадки MF (Carl Zeiss, ГДР).

Подсчет спорогенных клеток и ядер микроспор проводили с помощью счетной камеры Фукса-Розенталя по методике Н.И.Савченко [1982] и Э.А.Ивановой [1977].

Стрессовую обработку in situ пыльников, содержащих сильновакуолизирван-ные микроспоры, проводили при температуре +4±1°С в течение 7 сут в холодовой камере в темновых условиях [Горбунова, Круглова, 1988; Круглова, Батыгина, 2002]. Через каждые 24 ч часть пыльников фиксировали для цито-гистологическо-го анализа, часть пыльников консервировали [Иванова, Вафина, 1998] для цитологического и биохимического анализа.

Клеточные ядра выделяли согласно [Иванова, 1977; Иванова, Вафина, 1991] в собственной модификации.

Спорогенные клетки пыльника выделяли методом центрифугирования через глицериновый градиент очистки [Иванова, Вафина, 1991] в собственной модификации.

Ядра микроспор выделяли при помощи обработки клеток тритоном Х-100 в различных концентрациях в собственной разработке.

Надмолекулярные структуры целых пыльников, изолированных спорогенных клеток и изолированных ядер микроспор получали согласно [Иванова, Вафина, 1991] в собственной модификации (табл.).

Таблица

Фракционирование надмолекулярных структур с помощью ступенчатого градиента возрастающих концентраций солей

Экстракция и последующее центрифугирование

0.14М NaCl 700g (20 мин) 0,3 S M NaCl 700g (20 мин) 2М NaCl 8000g (60 мин) 6М GuCl-HCI с 0,004% /3-меркап-тоэтанолом 8000g (30 мин)

Целый пыльник

Фракция внеклеточного пространства (ВП) Фракция непрочносвя-занная с внеклеточным матриксом (BM-I) Фракция прочносвя-занная с внеклеточным матриксом (ВМ-И) Фракция внеклеточного матрикса, цитоскелета и ядерного матрикса (ВМ)

Изолированные спорогенные клетки

Фракция цитоплазмы (ЦП) Фракция непрочносвя-занная с цитоскелетом (ЦС-1) Фракция прочносвя-занная с цитоскелетом (ЦС-И) Фракция цитоскелета (ЦС)

Изолированные ядра микроспор

Фракция нуклеоплазмы (НП) Фракция непрочносвя-занная с ядерным матриксом (Хр-1) - эухро-матин Фракция прочносвя-занная с ядерным матриксом (Хр-Н) - гете-рохроматин Фракция ядерного матрикса (ЯМ)

Содержание белка в выделенных фракциях надмолекулярных структур определяли по методу Бредфорд в модификации [Иванова, Вафина, 1990].

Трипсиноподобную и трипсин-ингибиторную активность в выделенных фракциях оценивали по активности расщепления Arg-X, Lys-X связей в аргининбога-том белке - протамине и по активности ингибиторов, препятствующих экзогенному трипсину расщеплять Arg-X, Lys-X связи в протамине [Иванова, Вафина, 1990, 1992].

Для статистической обработки полученных данных и построения графиков использовали программу «Microsoft Excel 2000». Числа и точки на графиках представляют среднеарифметические значения 3-5 химических повторов и 2-3 биологических повторов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Цито-гистологический анализморфогенеза пыльника На основании данных цито-гистологического анализа были выделены последовательные периоды и стадии морфогенеза пыльника от заложения археспори-альных клеток до зрелого пыльника согласно последовательным стадиям развития спорогенной клетки пыльника по гаметофитной программе: I. Период формирования пыльника (стадия археспория (It) и стадия спорогенной клетки (I2)); II. Период сформированного пыльника (стадия сформированного микроспороцита (IIt) и стадия микроспороцита в профазе I мейоза (II2)); III. Период созревания пыльника (стадия невакуолизированной микроспоры (IIIj), стадия слабовакуолизированной микроспоры (III2), стадия сильновакуолизированной микроспоры (III3), стадия двуклеточного пыльцевого зерна (III4)); IV. Период зрелого пыльника (стадия трехклеточного пыльцевого зерна (IV)). На рис. 1-2 представлены схемы, обобщающие данные цито-гистологического анализа морфогенеза пыльника и развития спорогенной клетки пыльника по гаметофитной программе и отмечены те периоды и стадии, во время которых пыльник и развивающаяся спорогенная клетка использовались при биохимических исследованиях.

I: III 112 Uli 1112 III] 1114 IV

СпКл Мсц-1 Мсц-11 дм* ТМ* НВМ СчВМ СВМ 2КлПЗ ЗКлПЗ

Рис. 1. Стадии развития спорогенной клетки пыльника по гаметофитной программе.

Условные обозначения СпКл - спорогенная клетка, Мсц-1 - сформированный микро-спороцит, Мсц-П - микроспороцит а профазе I мейоза, ДМ - диада микроспоры, ТМ -тетрада микроспоры, НВМ - невакуолизированная микроспора СлВМ - слабовакуо-лизированная микроспора, СВМ - сильновакуолизированная микроспора, 2КлПЗ -двуклеточное пыльцевое зерно, ЗКлПЗ - трехклеточное пыльцевое зерно. Римскими цифрами обозначены периоды, арабскими - стадии морфогенеза пыльника Примечание: * - в биохимических исследованиях йе использовали.

В целом, цито-гистологические данные по морфогенезу пыльника пшеницы подтверждают важность системного подхода к генезису этого органа [Батыгина, 1974, 1987, 1994; Резникова, 1984; Круглова, 2001]. К структурным элементам системы пыльника относятся спорофитные соматические ткани стенки гнезда (экзотеций, эндотеций, средний слой, тапетум) и спорогенная ткань, клетки которой дают начало мужским гаметофитам - пыльцевым зернам.

Выделение

клетки археспория

Пыльник, сочержаший спорогснные кле!ки

tí*:.? >А1; >, f f

i-iij' ^

Пыльник, юдсржащии сформированные микроспороциты

Пыльник, Пыльник,

юдсржащии содержаний

сформированные микроспороциты

микроспороциты 3 профазе I мейоча

к i

Пыльник, содержащий диады и тетрады микроспор*

Пыльник, содержащий невакуолизированные микроспоры

Пьпьник, содержащий инбивакуолизировакные микроспоры

Пыльник, содержащий силыювакуолизированные микроспоры

Пыльник, содержащий двуклеточные пыльцевые зерна

Пьпьник, содержащий трехклеточпые пыльцевые зерна

Рис. 2. Морфогенез пыльника пшеницы.

Условные обозначения Арх - археспорий, Св - связник, СрСл - средний слой, Tan - тапетум,

ТП - текальная полость, Экз - экзотеций, Энд - эндотеций, Эп - эпидермис.

Остальные обозначения соответствуют рис. 1.

Примечание. * - в биохимических исследованиях не использовали

Как видно из рис. 1-2, каждая из тканей в течение морфогенеза пыльника морфологически и структурно достигает высокой специализации, связанной с выполнением определенных функций.

Особое внимание нами было уделено цито-гистологическому анализу стадии морфогенеза пыльника, содержащего сильновакуолизированные микроспоры (рис. 2, Шз). Стенка гнезда пыльника этой стадии представлена хорошо развитыми экзотецием и эндотецием, дегенеровавшими средним слоем и тапетумом: Следует подчеркнуть тот важный факт, что все сильновакуолизированные микроспоры прикреплены к стенке пыльника, что обеспечивает питание микроспор, определяет их полярность, а в целом способствует развитию по гаметофитной программе.

Содержание белка в пыльнике и изолированных спорогенных клетках.

Определение содержания белка в целых пыльниках в последовательных стадиях морфогенеза показало следующее. Во фракциях непрочносвязанной с внеклеточным матриксом, прочносвязанной с внеклеточным матриксом, внеклеточного матрикса на протяжении всего морфогенеза пыльника и во фракции внеклеточного пространства до стадии микроспороцита в профазе I мейоза содержание белка находится в пределах до 1 мкг/пыльник (рис. 3, ВП, BM-I, ВМ-Н, ВМ). Такое низкое содержание белка во всех фракциях, вероятно, обусловлено, согласно цито-гистологическим данным, как плотным расположением клеток во всех формирующихся и развивающихся тканях пыльника, так и плотной «упаковкой» тканей в гнезде пыльника (рис. 2, Г|-Н|).

В следующих стадиях морфогенеза пыльника отмечено достоверное повышение содержания белка во фракции внеклеточного пространства начиная со стадии микроспороцита в профазе I мейоза (рис. 3, ГГ2-ГУ, ВП). Такой феномен можно объяснить не только ростом пыльника, но и тем, что начиная с этой стадии в гнездах пыльника формируется текальная полость с текальной жидкостью, возможно, содержащей подвижные водорастворимые белки, поступающие из дегенерирующих тканей стенки гнезда пыльника (рис. 2, Иг-ГУ). Кроме того, начиная именно с этой стадии, согласно данным цито-гистологического анализа, наблюдается разрыхление тканей связника (рис. 2, ГГ2-ГУ).

В последовательных стадиях развития в изолированных спорогенных клетках содержание белка во фракции цитоскелета выше, чем в остальных фракциях, за исключением стадии сильновакуолизированной микроспоры (рис. 4, ЦС).

Вполне вероятно, что белки цитоскелета участвуют в активных процессах цитоморфогенеза [Васильев, 1996] в последовательных стадиях развития споро-генных клеток пыльника, в частности обеспечивая закономерные перемещения

ядер и клеток развивающегося пыльцевого зерна злаков [Батыгина, Круглова, 1994].

Повышение содержания белка во фракции непрочносвязанной с цитоскелетом (рис. 4, Ш3, ЦС-1) в сильновакуолизированных микроспорах, по-видимому, определяется структурной организацией клеток, а именно наличием крупной вакуоли.

Ограниченный протеолиз в пыльнике и изолированных спорогенных клетках

Результаты, представленные на рис. 5, 6, показывают, в каких белковых фракциях и в какой стадии морфогенеза целого пыльника (рис. 5) и в какой стадии развития спорогенных клеток (рис. 6) проявляется действие ограниченного (Ащ-Х, Ьу8-Х) протеолиза.

Как видно из рис. 5 и 6, в изолированных спорогенных клетках пыльника активность трипсиноподобных протеиназ значительно выше, чем в целом пыльнике. По-видимому, это связано с высокой активностью ингибиторов экзогенного трипсина в целом пыльнике (рис. 7) по сравнению с активностью таких ингибиторов в изолированных спорогенных клетках (рис. 8).

От стадии археспория до стадии микроспороцита в профазе Г мейоза в целых пыльниках активность трипсиноподобных протеиназ не изменяется во фракции непрочносвязанной с внеклеточным матриксом и ее показатель в этой фракции выше по сравнению с другими фракциями (рис. 5, Гр1Ь). Аналогичная картина наблюдается от стадии спорогенной клетки до стадии микроспороцита в профазе Г мейоза во фракции непрочносвязанной с цитоскелетом (рис. 6, Ь-Нг)- Это можно объяснить активными внутриклеточными и межклеточными процессами, происходящими как в развивающейся стенке, гнезда пыльника, так и развивающихся спорогенных клетках, связанными с организацией премейотического и мейотиче-ского состояния микроспороцитов (рис 1,2, Ь-Нг).

Следует отметить, что во фракциях внеклеточного матрикса целого пыльника (рис. 5) и цитоскелета спорогенных клеток (рис. 6) активность трипсиноподобных протеиназ не наблюдалась ни на одной из стадий.

Анализ данных по ограниченному протеолизу целых пыльников на стадии сильновакуолизированной микроспоры (рис. 5, Шз) по сравнению с предыдущей стадией слабовакуолизированной микроспоры (рис. 5, ПЬ) свидетельствует о следующем.

Jl 42 и SO а » » 71 П сутки

I, I, II, II, Ш, III, 111, 111, IV псриожы Н СТЯДИН

Рис. 5. Динамика активности трипсииоподобных протеиназ во фракциях целого пыльника.

Условные обозначения• буквенные обозначения приведены в тексте на с. 7; сутки - время от посева семян; I-IV- периоды и стадии морфогенеза пыльника в соответствии с рис. 1,2.

Ii Iii М> III, lili IIb III, IV зашипи«

Рис. б. Динамика активности трипсииоподобных протеиназ во фракциях изолированных спорогенных клеток пыльника.

Условные обозначения: буквенные обозначения приведены в тексте на с. 7; сутки - время от посева семян; I-IV - периоды и стадии морфогенеза пыльника в соответствии с рис. 1,2.

В целых пыльниках в стадии слабовакуолизированной микроспоры четко проявляется ограниченный протеолиз во фракции прочносвязанной с внеклеточным матриксом (рис. 5, 1112, ВМ-11), тогда как в стадии сильновакуолизированной микроспоры трипсинолиз связан с фракцией непрочносвязанной с внеклеточным мат-риксом (рис. 5, Ш3, ВМ-1). В данном случае можно только констатировать, «где» и «когда» проявляется активность трипсиноподобных протеиназ. Вопрос, с какими именно тканями пыльника (стенки гнезда или спорогенной тканью) связана активность трипсиноподобных протеиназ, остается открытым.

Сравнительный анализ данных по активности трипсиноподобных протеиназ в изолированных слабовакуолизированных и сильновакуолизированных микроспорах свидетельствует о значительном повышении такой активности в изолированных сильновакуолизированных микроспорах во фракции цитоплазмы (рис. 6, 1113, ЦП) по сравнению с аналогичным показателем изолированных слабовакуолизиро-ванных микроспор (рис. 6, 1112, ЦП). Это может быть связано с образованием сигнальных молекул (например, пептидов), обеспечивающих ядерно-цитоплазматические взаимоотношения, которые способны регулировать дальнейшее развитие спорогенной ткани.

Активность ингибиторов экзогенного трипсина Изучение трипсиноподобных протеиназ непосредственно связано с оценкой активности их ингибиторов, препятствующих экзогенному трипсину расщеплять Ащ-Х, Ьу8-Х. В работе K.S.Sweadneг [1991] указывается, что ингибиторы трипсина стабилизируют активность трипсина и при их полном отсутствии активность трипсина не проявляется. Возможно, подобную функцию ингибиторы экзогенного трипсина выполняли в течение морфогенеза пыльника пшеницы.

В последовательных стадиях морфогенеза пыльника активность ингибиторов экзогенного трипсина значительно выше во фракции внеклеточного матрикса (рис. 7). В последовательных стадиях развития изолированных спорогенных клеток активность этих ингибиторов проявляется только во фракции цитоскелета (рис. 8). Активность ингибиторов экзогенного трипсина в целом пыльнике намного превышает аналогичный показатель изолированных спорогенных клеток.

В работе К.Тотойшй, ¡.ТокцД [1987] отмечается, что ингибиторы протеиназ могут стимулировать рост клеток аналогично ростовым факторам. Возможно, аналогичная стимуляция проявляется и в растущем пыльнике как целом органе.

1 й

1 1 ш

76 сутки

IV периоды и стадии

Рис. 7. Динамика активности ингибиторов экзогенного трипсина во фракциях целого пыльника пшеницы.

Условные обозначения: буквенные обозначения приведены в тексте на с. 7; сутки - время от посева семян; 1-1У - периоды и стадии морфогенеза пыльника в соответствии с рис. 1,2.

□ ЦП 0ЦС-1

□ цс-н шцс

4«

Н.

50 II,

!] Ш,

5» III,

*»

Ш,

1114

76 суп»

IV периоды я СПАИ

Рис. 8. Динамика активности ингибиторов экзогенного трипсина во фракциях изолированных споро генных клеток пыльника.

Условные обозначения- буквенные обозначения приведены в тексте на с. 7; сутки - время от посева семян; [-IV - периоды и стадии морфогенеза пыльника в соответствии с рис. 1,2.

Цшпо-гистологический анализ пыльника при стрессовом воздействии in situхолодом

В соответствии с технологией получения зрелых плодоносящих растений-регенерантов яровой мягкой пшеницы в культуре in vitro изолированных пыльников [Суханов, 1983; Горбунова, Круглова, 1988; Круглова, Батыгина, 2002] было проведено стрессовое воздействие in situ холодом (4±1°С) в течение 7 сут в темно-вых условиях на пыльники, содержащие сильновакуолизированные микроспоры, перед их инокуляцией in vitro. Пыльники через каждые сутки стрессового воздействия in situ изучали цито-гистологически.

Полученные цито-гистологические данные сравнили с цито-гистологическим состоянием пыльников перед началом стрессового воздействия in situ (рис. 2, Шэ), стенка гнезда которых характеризуется хорошо развитыми экзотецием и эндоте-цием, дегенерировавшими средним слоем и тапетумом; при этом все сильновакуо-лизированные микроспоры прикреплены к стенке гнезда пыльника.

По данным цито-гистологического анализа, стрессовое воздействие in situ ведет к отрыву всех сильновакуолизированных микроспор от стенки гнезда пыльника на 3 сут и формированию двуядсрных клеток на 4-7 сут, а также к дегенерации всех тканей стенки гнезда пыльника к 7 сут.

На основании данных цито-гистологического анализа разработана итоговая схема путей развития сильновакуолизированных микроспор в условиях in situ (рис. 9).

Выявленный постепенный отрыв сильновакуолизированных микроспор от стенки гнезда пыльника приводит к нарушению цито-гистологической организации пыльника. Тем самым, в некоторых оторвавшихся микроспорах, по-видимому, подавляется экспрессия гаметофитной программы развития, нарушается детерминация нормального развития трехклеточного пыльцевого зерна (гаметофита) и проявляется спорофитная программа развития, ведущая к появлению двуядерных клеток с равными ядрами (рис. 9:4-» 7 сут).

Именно двуядерные клетки далее в условиях культуры in vitro дают начало за-родышеподобным структурам - эмбриоидам (рис. 9), формирующим спорофиты -растсния-регенеранты*.

'Эти данные, полученные нами на пшенице сорта Московская 35 [Куксо, 2001], не включены в диссертацию. Аналогичные результаты получены сотрудниками лаборатории генетики и цитологии растений Института биологии Уфимского |Щ РАН на других сортах и линиях яровой мягкой пшеницы [Горбунова, 1993; Абрамов, 2000; Гапиева, 2001; Сельдимирова, 2001; Круглова, 2001, 2002].

I сут 2с>т J сут 4 сут 5сут 6 сут 7 сут

(S) - Л'У'Лериа, клетка ЭМбрИОИД

in vitro

ОтрСВМ - оторвавшиеся от тапетума

снльно€вкуали1ирошан1ше микроспоры

Рис. 9. Пути развития сильиовакуолизированных микроспор при различной длительности (1-7 сут) стрессового воздействия холодом (4±1°С) на пыльники in situ в темповых условиях (схема).

Отклонение от нормального митоза, ведущее к формированию двуядерных клеток, можно объяснить изменением поляризации оторвавшихся микроспор, обусловленным изменениями конфигурации цитоскелета под воздействием стрессового холодового фактора Аналогичная точка зрения высказана в литературе [Горбунова, 1993].

Содержание белка в изолированныхядрахсильновакуолизированных микроспор при стрессовом воздействии in situхолодом

Поскольку именно ядро определяет регуляцию жизнедеятельности клетки, а в конечном счете и всего организма, определяли содержание белка во фракциях изолированных ядер сильновакуолизированных микроспор в процессе стрессового воздействия in situ холодом в темновых условиях на 1, 3,5,7 сут.

Полученные данные приведены на рис. 10 (Б). Для сравнения на этом же рисунке приведены данные ло содержанию белка в ядрах невакуолизированных и слабовакуолизированных микроспор в полевых условиях (рис. 10, А, 53-59 сут) и в ядрах сильновакуолизированных микроспор в полевых условиях перед стрессовым воздействием in situ холодом (рис. 10, А, 69 сут).

В изученных стадиях развития микроспор в полевых условиях максимальное содержание белка отмечается во фракции ядерного матрикса (рис. 10, А, III1-III3, 53-69 сут)

На 1 сут стрессового воздействия in situ содержание белка в ядрах сильнова-куолизированных микроспор преобладает во фракции ядерного матрикса, оставаясь на уровне, отмеченном в ядрах сильновакуолизированных микроспор на 69 сут перед началом воздействия in situ (рис. 10, А, 69 сут; Б, 1 сут).

На 3 сут стрессового воздействия in situ при отрыве всех сильновакуолизиро-ванных микроспор от стенки гнезда пыльника содержание белка в ядрах уменьшается во фракции ядерного матрикса (рис. 10, Б, 3 сут). Возможно, эти биохимические данные отражают структурное состояние ядер оторвавшихся сильновакуолизированных микроспор, в том числе микроспор, далее переключающих программу развития на спорофитную при адаптации к стрессовому воздействию.

На 5 сут стрессового воздействия in situ содержание белка резко повышается во всех фракциях (рис. 10, Б, 5 сут). Возможно, это следствие появления ядер дву-ядерных клеток и двуклеточных пыльцевых зерен (рис. 9). В связи с тем, что содержание белка оценивалось на 1 ядро I клетки, которая на 5 сут in situ могла находиться в одном из трех представленных состояний (рис. 9), сложно судить о принадлежности белка к конкретным ядрам на этом временном отрезке.

На 7 сут стрессового воздействия in situ содержание белка понижается во всех фракциях, оставаясь максимальным во фракции нуклеоплазмы, как и на 5 сут стрессового воздействия (рис. 10, Б, 5 сут и 7 сут).

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о реагировании белков ядер сильновакуолизированных микроспор на стрессовое воздействие in situ холодом в темновых условиях.

Ограниченный протеолиз в изолированныхядрахсильновакуолизированных микроспор при стрессовом воздействии in 81Шхолодом

На рис. 11 представлены данные по динамике активности трипсиноподобных протеиназ во фракциях изолированных ядер сильновакуолизированных микроспор при стрессовом воздействии in situ холодом в темновых условиях (Б, 1-7 сут). Для сравнения, как и при анализе содержания белка (рис. 10), на этом же рисунке приведены данные по динамике активности трипсиноподобных протеиназ в изолированных ядрах невакуолизированных и слабовакуолизированных микроспор в полевых условиях (рис. 11, А, 53-59 сут) и в изолированных ядрах сильновакуолизи-рованных микроспор в полевых условиях перед стрессовым воздействием in situ (рис. 11, А, 69 сут).

Согласно полученным данным, активность трипсиноподобных протеиназ наблюдается только во фракции ядерного матрикса невакуолизированной (рис. 11, IIIi, 53 сут, ЯМ) и сильновакуолизированной (рис. 11, Ulj, 69 сут, ЯМ) микроспор.

На 1 сут стресового воздействия ш situ все процессы ограниченного протеоли-за в ядрах сильновакуолизированных микроспор прекращаются (рис. 11, Б, 1 сут).

При полном отрыве сильновакуолизированных микроспор от стенки гнезда пыльника на 3 сут in situ (рис. 9) функциональная активность ядер этих клеток проявляется только во фракции нуклеоплазмы (рис. 11, Б, 3 сут).

Высказано мнение, что сильновакуолизированная микроспора имеет структурное сходство со зрелой яйцеклеткой [Круглова, 2001]. Как известно, в зрелой яйцеклетке обнаруживается кариофильный белок нуклео плаз мин, извлекающийся из клеточного ядра при низкой ионной силе раствора [Збарский, 1988], роль которого заключается в сборке нуклеосом через образование комплексов с гистонами [Ellis, 1990]. Вполне возможно, что активность трипсиноподобных протеиназ нук-леоплазмы может отражать внутриядерные механизмы, проявившиеся в оторвавшихся сильновакуолизированных микроспорах.

На 5 и 7 сут стрессового воздействия in situ в ядрах сильновакуолизированных микроспор и их производных активность трипсиноподобных протеиназ не отмечается ни в одной из фракций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования в области морфогенеза растений в настоящее время приобрели особую актуальность. Во многом это вызвано потребностями активно развивающейся биотехнологии, требующей фундаментальных знаний о морфогенетических особенностях развития растений. Особый интерес вызывают исследования морфогенеза в периоды устойчивости и неустойчивости.

Именно пыльник может служить моделью для изучения основных закономерностей морфогенеза в периоды устойчивости и неустойчивости. В развивающемся пыльнике находит отражение такой морфогенетический процесс, свойственный растению в целом, как чередование поколений в жизненном цикле: спорофит - га-метофит [Батыгина, 1994]. Кроме того, в пыльнике имеются клетки, морфогенети-чески компетентные к переключению развития с гаметофитной программы на альтернативную спорофитную программу под действием стрессовых (например, холодовых) факторов воздействия in situ. Далекой от окончательного решения остается принципиальная проблема индукции спорофитной программы развития спо-рогенных клеток, по природе своей предназначенных для развития по гаметофит-ной программе с формированием пыльцевых зерен.

Нами предложен комплексный цито-гистологический и биохимический анализ (а именно, выявление динамики активности трипсиноподобных протеиназ) пыльника в процессе морфогенеза и при стрессовом воздействии in situ холодом.

Полученные данные свидетельствуют о том, что для пыльника характерна определенная цито-гистологическая организация в каждую последовательную стадию морфогенеза, что взаимосвязано с реализацией морфогенетического потенциала спорогенных клеток, развивающихся по гаметофитной программе.

Постепенный отрыв сильновакуолизированных микроспор от стенки гнезда пыльника при стрессовом воздействии in situ холодом приводит к нарушению ци-то-гистологической организации пыльника. Тем самым в некоторых оторвавшихся микроспорах, по-видимому, подавляется экспрессия гаметофитной программы развития и нарушается детерминация нормального развития трехклеточного пыльцевого зерна (гаметофита).

Биохимические процессы в оторвавшихся от стенки гнезда пыльника сильно-вакуолизированных микроспорах связаны, по-видимому, с направленностью внутриядерных (нуклеоплазматических) механизмов на адаптивность этих клеток к хо-

лодовому стрессу in situ. Один из способов такой адаптации - переключение развития некоторых сильновакуолизированных микроспор на спорофитную программу, что цитологически проявляется в появлении двуядерных клеток с равными ядрами.

В целом, модификация направления морфогенеза сильновакуолизированных микроспор при стрессовом воздействии in situ холодом представляет собой ответную реакцию клеток на действие этого фактора.

Анализ полученных данных еще раз свидетельствует, что протеом клетки в каждый конкретный момент отражает функциональное состояние генома.

ВЫВОДЫ

1. На основе цито-гистологического анализа пыльника в динамике развития от заложения клетки археспория до зрелой структуры выделены последовательные периоды и стадии морфогенеза: период формирования пыльника (стадия археспория и стадия спорогенной клетки), период сформированного пыльника (стадия сформированного микроспороцита, стадия микроспороцита в профазе I мейоза), период созревания пыльника (стадия невакуолизированной микроспоры, стадия слабовакуолизированной микроспоры, стадия сильновакуолизированной микроспоры и стадия двуклеточного пыльцевого зерна) и период зрелого пыльника (стадия трехклеточного пыльцевого зерна).

2. В последовательных стадиях морфогенеза содержание белка увеличивается во фракции внеклеточного пространства целого пыльника начиная со стадии мик-роспороцита в профазе I мейоза. В последовательных стадиях развития спороген-ных клеток содержание белка во фракции цитоскелета выше, чем в остальных фракциях.

3. В последовательных стадиях морфогенеза активность трипсиноподобных протеиназ во фракциях целого пыльника ниже, чем во фракциях изолированных спорогенных клеток. Активность ингибиторов трипсина значительно выше во фракции внеклеточного матрикса целого пыльника и проявляется только во фракции цитоскелета изолированных спорогенных клеток.

4. По данным цито-гистологического анализа, стрессовое воздействие in situ холодом ведет к отрыву всех сильновакуолизированных микроспор от стенки гнезда пыльника на 3 сутки и формированию двуядерных клеток на 4-7 сутки, а также дегенерации всех тканей стенки гнезда пыльника к 7 суткам.

5. На 3 сутки стрессового воздействия in situ холодом в ядрах оторвавшихся от стенки гнезда пыльника сильновакуолизированных микроспор содержание белка уменьшается во фракции ядерного матрикса и активность трипсиноподобных про-теиназ выявляется только во фракции нуклеоплазмы. Это может свидетельствовать о проявлении альтернативной спорофитной программы развития сильнова-куолизированных микроспор.

В работе показана возможность реализации морфогенетического потенциала спорогенных клеток пыльника по альтернативным программам развития (гамето-фитной или спорофитной) в зависимости от внешних условий. Сделан вывод о том, что модификация направления морфогенеза у растений при стрессовых воздействиях, в частности холодом, представляет собой ответную реакцию растений на действие этих факторов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Круглова Н.Н., Куксо П.А. Синхронизация развития спорогенных клеток пыльника пшеницы in situ под влиянием низких положительных температур // Цитология. 2001. Т. 43. № 4. С. 357-358.

2. Куксо П.А., Мунаварова А. А., Круглова Н.Н., Иванова ЭА. Анализ антиоксидантной активности пероксидазной системы в надмолекулярных комплексах тканей и их ядер на пре- и постэмбриональных этапах морфогенеза пшеницы // Цитология. 2001. Т. 43. № 9. С.872.

3. Куксо П.А. К оценке морфогенетической компетентности микроспор пшеницы в условиях in vitro II Цитология. 2001. Т. 43. № 9. С. 871-872.

4. Куксо П.А., Мунаварова А.А., Иванова Э.А. Биохимический подход к анализу молекулярных механизмов регуляции морфогенеза пшеницы // Вестник БГУ. 2001. № 2. С. 142-144.

5. Куксо П.А., Мунаварова А.А. Особенности антиоксидантной пероксидазной системы в пре- и постэмбриональной фазах морфогенеза пшеницы // Тезисы V Путинской конф. молодых ученых. Пущино, 2001. С. 140.

6. Kukso P.A., Munavarova A.A., Kruglova N.N., Ivanova E.A. Possible role of antioxidant activitiry as the signal system of regulation of pre- and postembryonic phases of wheat morphogenesis // Abstr. Intern. Symp. «Signalling systems ofplant cells». Moscow, 2001. P. 32.

7. Kukso P.A., Kruglova N.N., Ivanova EA. Limited proteolysis as one of the intracellular mechanisms of signal system in anther morphogenesis // Abstr. Intern. Conf. ISPAS. Kyiv, 2001. P. 23.

8. Круглова Н.Н., Куксо ПА. Эндогенный и экзогенный факторы индукции андрокли-нии у яровой мягкой пшеницы // Тезисы докл. II междунар. научно-практ. конф. «Сельскохозяйственная биотехнология». Горки (Беларусь), 2001. С. 59.

9. Куксо П.А., Круглова Н.Н., Иванова ЭА. Молекулярно-генетические механизмы морфогенеза пыльника пшеницы // Тезисы докл. II междунар. конф. «Регуляция роста, развития и продуктивности растений». Минск, 2001. С. 113-114.

10. Kukso P.A., Munavarova AA., Ivanova EA., Kruglova N.N. Molecular mechanisms of wheat pre- and postembryonic morpohogenesis // Abstr. Intern. Sympos. «Molecular mechanisms ofgenetical processes and biotechnology». Moscow-Minsk, 2001. P. 75-76.

5-68 7 5

11. Иванова Э.А., Куксо П.А., Круглова H.H. К вопросу о включении механизма апоптоза на ранних стадиях морфогенеза пыльника пшеницы (Tnticum aestivum L.) // Тезисы докл. II междунар. кож}мтггвнатомии и морфологии растений. СПб., 2002. С. 149.

12. Иванова Kyico П.А., Круглова H.H. Биохимический анализ клеточного ядра критической/|>азы нубрфогенеза пыльника пшеницы Triticum aestivum L. // Цитология. 2002. Т. 44. № 9. C./l9.

13. Иванова Э.А.^руглова H.H., Куксо П.А. Биохимический анализ предопределенной трансформации¿каней в течение морфогенеза пыльника пшеницы (Triticum aestivum L.) // Тезисы докл. Пйцузн.коцф. МОГиС. М., 2003. С. 240-241.

14. Вагнер O.A., Куксо П.Л. Структурно-морфологические изменения тканей пыльника пшеницы (Triticum aespvum L.) как канонизированный результат физиолого-биохимических механмчов онтогенеза // Тезисы докл. X молодежи, научн. конф. «Актуальные проблемы (ш<могии и экологии». Сыктывкар, 2003. С 42-43.

15. Вагнер О.Л/'Куксо П.А. Исследование структурно-функциональных особенностей анатомо-фюи<!логии пыльника пшеницы (Triticum aestivum L.) как объекта для решения приклааяйх задач биотехнологии // Тезисы докл. II междунар. конф. «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений». Харьков, 2003. С. 48.

16. Иванова Э.А., Куксо П.А., Круглова H.H. Значение ограниченного протеолиза в биохимической регуляции морфогенеза пыльника пшеницы // Физиология и биохимия культурных растений. 2003. Т. 35 (202). № 2. С. 439-449.

МОРФОГЕНЕЗА ПЫЛЬНИКА TRITICUM AESTIVUM L

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано в печать 02.04.2004 г. Бумага офсетная. Формат 60x84/16. Гарнитура Times. Отпечатано на ризографе. Усл.печл. 1,38. Уч.-издл. 1,46. Тираж 100 экз. Заказ 222.

Редакционно-издательский отдел Башкирского государственногоуниверситета 450074, РБ, г. Уфа,ул. Фрунзе, 32.

Отпечатано намножительномучастке Башкирского государственногоуниверситета 450074, РБ, г. Уфа,ул.Фрунзе, 32.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Куксо, Полина Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1. МОРФОГЕНЕЗ ПЫЛЬНИКА И ИНДУКЦИЯ IN SITU СПОРОФИТ

НОЙ ПРОГРАММЫ РАЗВИТИЯ МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИ КОМПЕТЕНТНОЙ КЛЕТКИ ПЫЛЬНИКА ПО ЦИТО-ГИСТОЛОГИЧЕСКИМ 1Q И БИОХИМИЧЕСКИМ ДАННЫМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Морфогенез пыльника по цито-гистологическим и биохимическим 10 данным

1.1.1. Морфогенез пыльника злаков по цито-гистологическим данным

1.1.2. Периодизация морфогенеза пыльника злаков 20 * 1.1.3. Морфогенез пыльника по биохимическим данным

1.1.4. Структурно-динамическая основа морфогенеза пыльника

1.1.4.1. . Цитоскелет клеток пыльника

1.1.4.2. Микротрубочковый скелет

1.1.4.3. Микрофиламентный скелет

1.1.4.4. Цитоскелетно-мембранные преобразования

1.1.4.5. Надмолекулярная организация клеточных ядер

1.1.4.6. Ограниченный протеолиз и его значение в преобразовании надмолекулярных структур

1.2. Индукция in situ спорофитной программы развития морфогенетически компетентной клетки пыльника

Ф 1.2.1. Спорогенная клетка пыльника в критической стадии развития компетентный объект стрессового воздействия in situ 48 1.2.2. Холод как стрессовый фактор индукции in situ спорофитной программы компетентных спорогенных клеток пыльника

2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объект исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1. Метод фенологических наблюдений

2.2.2. Цитологические методы исследований

2.2.3. Стрессовая обработка in situ пыльников

2.2.4. Биохимические методы исследования

2.2.5. Статистическая обработка полученных результатов

3. МОРФОГЕНЕЗ ПЫЛЬНИКА ПШЕНИЦЫ ПО ДАННЫМ ЦИТО-ГИСТОЛОГИЧЕСКОГО И БИОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА (РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ)

3.1. Цито-гистологический анализ морфогенеза пыльника пшеницы

3.1.1. Методический подход к цито-гистологическому анализу морфогенеза пыльника пшеницы

3.1.1.1. Используемая терминология

3.1.1.2. Используемая периодизация морфогенеза пыльника пшеницы

3.1.2. Цито-гистологический анализ морфогенеза пыльника пшеницы

3.2. Морфогенез пыльника пшеницы по данным биохимического анализа

3.2.1. Методический подход к биохимическому исследованию морфогенеза пыльника пшенкцы

3.2.2. Биохимический анализ пыльника пшеницы в последовательных стадиях морфогенеза и изолированных спорогенных клеток пыльника пшеницы в последовательных стадиях развития

3.2.2.1. Содержание белка в целом пыльнике и изолированных спорогенных клетках

3.2.2.2. Активность трипсиноподобных протеиназ в целом пыльнике и изолированных спорогенных клетках

3.2.2.3. Активность ингибиторов экзогенного трипсина в целом пыльнике и изолированных спорогенных клетках

3.3. Цито-гистологический анализ пыльника при стрессовом воздействии in situ холодом

3.3.1. Цито-гистологическая организация пыльника пшеницы перед стрессовым воздействием in situ холодом (+4±1°С)

3.3.2. Цито-гистологическая организация пыльника пшеницы на 1 сут стрессового воздействия in situ холодом (+4±1°С)

3.3.3. Цито-гистологический статус пыльника пшеницы на 2 сут стрессового воздействия in situ холодом (+4±1 °С)

3.3.4. Цито-гистологический статус пыльника пшеницы на 3 сут стрессового воздействия in situ холодом (+4±1°С)

3.3.5. Цито-гистологический статус пыльника пшеницы на 4 сут стрессового воздействия in situ холодом (+4±1°С)

3.3.6. Цито-гистологический статус пыльника пшеницы на 5 сут стрессового воздействия in situ холодом (+4±1оС)

3.3.7. Цито-гистологический статус пыльника пшеницы на 6 сут стрессового воздействия in situ холодом (+4±1°С)

3.3.8. Цито-гистологический статус пыльника пшеницы на 7 сут стрессового воздействия in situ холодом (+4±1оС) 121 3.4. Биохимический анализ изолированных ядер сильновакуолизиро-ванных микроспор при стрессовом воздействии in situ холодом

3.4.1. Содержание белка в изолированных ядрах сильновакуолизиро-ванных микроспор при стрессовом воздействии in situ холодом

3.4.2. Ограниченный протеолиз в изолированных ядрах сильновакуо-лизированных микроспор при стрессовом воздействии in situ холодом 130 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134 ВЫВОДЫ 136 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Арх - археспорий

2ЯКя - двуядерная клетка

2КлПЗ — двуклеточное пыльцевое зерно

ЗКлПЗ - трехклеточное пыльцевое зерно

АнтДл — антиклинальные деления

ВВК — вакуоль вегетативной клетки

ВМ - внеклеточный матрикс

BM-I — фракция непрочносвязанная с внеклеточным матриксом

BM-II - фракция прочносвязанная с внеклеточным матриксом

ВП — фракция внеклеточного пространства

ГК — генеративная клетка

ДМ - диада микроспор

Мсц - микроспороцит

НВМ - невакуолизированная микроспора

НП - фракция нуклеоплазмы

Оп - оперкулум

ПрДл - периклинальные деления

Св - связник

СВМ - сильновакуолизированная мик-роспора

СК - синаптонемный комплекс

СлВМ - слабовакуолизированная микроспора

Сп - спермии

СпКл - спорогенная клетка

СрСл - средний слой

Тап - тапетум

ТМ - тетрада микроспор

Хр-1 - фракция непрочносвязанная с ядерным матриксом -эухроматин

Хр-И - фракция прочносвязанная с ядерным матриксом гетерохроматин

ЦП - фракция цитоплазмы

ЦС - фракция цитоскелета

ЦС-1 - фракция непрочносвязанная с цитоскелетом

ЦС-П - фракция прочносвязанная с цитоскелетом

Экз - экзотеций

Энд - эндотеций

Эп - эпидермис

ЯВК - ядро вегетативной клетки

ЯМ - фракция ядерного матрикса

Введение Диссертация по биологии, на тему "Цито-гистологический и биохимический анализ морфогенеза пыльника Triticum Aestivum L."

Актуальность темы. Морфогенез - последовательная цепь изменений формы в процессе онтогенеза, приводящая к созданию видоспецифичной пространственной структуры [Бутенко, 1994], что находит отражение в цито-гистологической организации такой структуры.

Пыльник - специализированный генеративный орган спорофита, основная функция которого состоит в формировании из спорогенных клеток мужских гаметофитов - пыльцевых зерен, несущих гаметы-спермии. Иначе говоря, спорогенные клетки пыльника в естественных условиях развиваются по гаметофитной программе. В то же время, в пыльнике имеются спорогенные клетки, в определенной стадии своего развития морфогенетически компетентные к переключению развития с гаметофитной программы на спорофитную программу под действием стрессовых факторов в экспериментальных условиях in situ. На примере пшеницы выявлено, что одна из морфогенетически компетентных клеток пыльника -сильновакуолизированная микроспора [Горбунова, Кругл ова, 1997], находящаяся в критической стадии развития [Batygina, 2002; Круглова, 2002; Batygina, Vasilyeva, 2003]. Выделен фактор, индуцирующий такое переключение, - стрессовое воздействие на пыльники пшеницы in situ холодом в определенном режиме (4±1°С в темновых условиях в течение 7 сут) [Суханов, 1983; Горбунова, Круглова, 1988; Круглова, Батыгина, 2002].

С другой стороны, важнейшую роль в морфогенезе играют белки [Нейфах, 1985; Птицын и др., 1999; Конарев, 2001]. Для проявления специфической активности белков в морфогенезе необходим их процессинг, одним из основных механизмов которого является ограниченный протеолиз

Локшина, Былинкина, 1990]. Важное направление исследований в этой области - изучение процессинга белков путем их ограниченного протеолиза по Arg-X, Lys-X связям трипсиноподобными протеиназами (триптазами), поскольку именно аргинин- и лизинбогатые белки участвуют в организации структурных преобразований хроматина [Дебабов, Ребентиш, 1970].

Нами предложен комплексный цито-гистологический и биохимический анализ (а именно, выявление одного из механизмов процессинга белка -динамики активности трипсиноподобных протеиназ) пыльника в процессе морфогенеза и при стрессовом воздействии in situ холодом.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

2. Изучение динамики содержания белка, активности трипсиноподобных протеиназ и их ингибиторов во фракциях целого пыльника в процессе морфогенеза и во фракциях изолированных спорогенных клеток в процессе развития.

3. Цито-гистологический анализ пыльника при стрессовом воздействии ш situ (+4±1°С в темновых условиях в течение 1-7 сут).

4. Изучение динамики содержания белка и активности трипсиноподобных протеиназ во фракциях изолированных ядер сильновакуолизированных микроспор при стрессовом воздействии in situ.

Практическая значимость работы. Полученные данные по морфогенезу пыльника и развитию спорогенной клетки в естественных и экспериментальных условиях могут быть применены в генетических, селекционных и биотехнологических исследованиях пшеницы. Данные по динамике активности трипсиноподобных протеиназ в пыльнике, спорогенных клетках пыльника и ядрах сильновакуолизированных микроспор могут быть использованы в учебном процессе при чтении курсов лекций по биохимии и биотехнологии растений в ВУЗах.

Связь работы с научными программами. Исследование по теме диссертационной работы под руководством автора поддержано РФФИ (грант № 01-04-06565, 2001 г.). Кроме того, исследование по данной теме проводилось как составная часть других проектов, поддержанных РФФИ (грант № 99-04-48496, 1999-2001 гг. и грант № 02-04-48701, 2002-2004 гг.), а также проектов, поддержанных Комиссией РАН по работе с молодежью (проект-победитель № 249 6-го конкурса-экспертизы, 1999-2001 гг.), Академией наук Республики Башкортостан (1999-2001 гг.) и ФЦП «Интеграция» (проект № ЯО 129, 2002-2006 гг.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на V Пущинской конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2001), совещании Всероссийского общества физиологов растений (Уфа, 2001), международном симпозиуме «Биология клетки в культуре» (Санкт-Петербург, 2001), международном симпозиуме «Молекулярные механизмы генетических процессов и биотехнология» (Москва-Минск, 2001), II международной научно-практической конференции «Сельскохозяйственная биотехнология» (Горки, Беларусь, 2001), II международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2001), международном симпозиуме «Signalling systems of plant cells» (Москва, 2001), международной конфереции ISPAS (Киев, 2001), II международной конференции по анатомии и морфологии растений (Санкт-Петербург, 2002), XIV Всероссийском симпозиуме «Структура и функции клеточного ядра» (Санкт-Петербург, 2002), II научной конференции Московского общества генетиков и селекционеров «Актуальные проблемы генетики» (Москва, 2003), X молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2003), II международной конференции «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений» (Харьков, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 170 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения и выводов. Список литературы включает 343 работы, в том числе 183 работы зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 57 рисунками и 3 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Куксо, Полина Александровна

выводы

1. На основе цито-гистологического анализа пыльника в динамике развития от заложения клетки археспория до зрелой структуры выделены последовательные периоды и стадии морфогенеза: период формирования пыльника (стадия археспория и стадия спорогенной клетки), период сформированного пыльника (стадия сформированного микроспороцита, стадия микроспороцита в профазе I мейоза), период созревания пыльника (стадия невакуолизированной микроспоры, стадия слабовакуолизированной микроспоры, стадия сильновакуолизированной микроспоры и стадия двуклеточного пыльцевого зерна) и период зрелого пыльника (стадия тре:йс:®тпешюгдаш^ морфогенеза содержание белка увеличивается во фракции внеклеточного пространства целого пыльника начиная со стадии микроспороцита в профазе I мейоза. В последовательных стадиях развития спорогенных клеток содержание белка во фракции цитоскелета выше, чем в остальных фракциях.

4. По данным цито-гистологического анализа, стрессовое воздействие in situ холодом ведет к отрыву всех сильновакуолизированных микроспор от стенки гнезда пыльника на 3 сутки и формированию двуядерных клеток на 47 сутки, а также дегенерации всех тканей стенки гнезда пыльника к 7 суткам.

5. На 3 сутки стрессового воздействия in situ холодом в ядрах оторвавшихся от стенки гнезда пыльника сильновакуолизированных микроспор содержание белка уменьшается во фракции ядерного матрикса и активность трипсиноподобных протеиназ выявляется только во фракции нуклеоплазмы. Это может свидетельствовать о проявлении альтернативной спорофитной программы развития сильновакуолизированных микроспор.

В работе показана возможность реализации морфогенетического потенциала спорогенных клеток пыльника по альтернативным программам развития (гаметофитной или спорофитной) в зависимости от внешних условий. Сделан вывод о том, что модификация направления морфогенеза у растений при стрессовых воздействиях, в частности холодом, представляет собой ответную реакцию растений на действие этих факторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования в области морфогенеза растений в настоящее время приобрели особую актуальность. Во многом это вызвано потребностями активно развивающейся биотехнологии, требующей фундаментальных знаний о мор-фогенетических особенностях развития растений. Особый интерес вызывают исследования морфогенеза в периоды устойчивости и неустойчивости.

Именно пыльник может служить моделью для изучения основных закономерностей морфогенеза в периоды устойчивости и неустойчивости. В развивающемся пыльнике находит отражение такой морфогенетический процесс, свойственный растению в целом, как чередование поколений в жиз-в ненном цикле: спорофит - гаметофит [Батыгина, 1994]. Кроме того, в пыльнике имеются клетки, морфогенетически компетентные к переключению развития с гаметофитной программы на альтернативную спорофитную программу под действием стрессовых (например, холодовых) факторов воздействия in situ. Далекой от окончательного решения остается принципиальная проблема индукции спорофитной программы развития спорогенных клеток, по природе своей предназначенных для развития по гаметофитной программе с формированием пыльцевых зерен.

Полученные данные свидетельствуют о том, что для пыльника характерна определенная цито-гистологическая организация в каждую последовательную стадию морфогенеза, что взаимосвязано с реализацией морфогене-тического потенциала спорогенных клеток, развивающихся по гаметофитной программе.

Постепенный отрыв сильновакуолизированных микроспор от стенки гнезда пыльника при стрессовом воздействии in situ холодом приводит к нарушению цито-гистологической организации пыльника. Тем самым в некоторых оторвавшихся микроспорах, по-видимому, подавляется экспрессия га-метофитной программы развития и нарушается детерминация нормального развития трехклеточного пыльцевого зерна (гаметофита).

Биохимические процессы в оторвавшихся от стенки гнезда пыльника сильновакуолизированных микроспорах связаны, по-видимому, с направленностью внутриядерных (нуклеоплазматических) механизмов на адаптивность этих клеток к холодовому стрессу in situ. Один из способов такой адаптации - переключение развития некоторых сильновакуолизированных микроспор на спорофитную программу, что цитологически проявляется в появлении двуядерных клеток с равными ядрами.

136

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Куксо, Полина Александровна, Уфа

1. Абрамов С.Н. Морфогенез в культуре изолированных пыльников яровой мягкой пшеницы: Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Уфа, 2000. - 24 с.

2. Абрамов С.Н. Статус пыльника пшеницы при стрессовом воздействии низкими положительными температурами // Цитология. 2001. - Т. 43. -№9.-С. 835.

3. Абрамов С.Н., Сельдимирова О.А. Ультраструктурный анализ ранних этапов морфогенеза микроспориального эмбриоида in vitro и зиготического зародыша in vivo пшеницы // Тез. докл. 2-й междунар. конф. по анатомии и морфологии растений. СПб., 2002. - С. 117.

4. Абрамова Л.И., Авапкина Н.А., Голубева Е.А. и др. Синтез и отложение кал-лозы в пыльниках и семяпочках у мейотических мутантов кукурузы {Zea mays) II Физиол. раст. 2003. - Т. 50. - № 3, - С. 366-372.

5. Алесенко А.В., Красильников В.А., Бойков П.Я. Участие сфингомиелина в образовании связи ДНК с ядерным матриксом в процессе репликации // ДАН СССР. 1983. - Т. 273. - № 3. - С. 231-234.

6. Анапияев Б.Б. Экспериментальный морфогенез и биотехнология получения гаплоидов в культуре микроспор пшеницы: Автореф. дисс. . д-ра биол. наук. М., 2001.-50 с.

7. Аршавский И.А. Роль двигательной активности, осуществляемой цитоскелетом, в механизмах роста и развития растений // Вестн. С.-Петербург. Ун-та. 1996. - Сер. 3. - № 2. - С. 69-73.

8. Ашмарин И.П., Обухова М.Ф. Регуляторные пептиды, функционально-непрерывная совокупность // Биохимия. 1986. - Т. 51. - №. 4. - С. 531545.

9. Ашмарин И.П. Регуляторные пептиды как новый класс эндогенных физиологически активных веществ // Сб. статей III межд.симп. "Механизмы действия сверхмалых доз". М.: 2002. Т. I. С. 10.

10. Балаж А., Блажек И. Эндогенные ингибиторы клеточной пролиферации. -М.: Мир, 1982.-304с.

11. Баскакова И.П., Завалова JI.JI. Ингибиторы протеолитических ферментов медицинской пиявки (Hirudo medicinalis) П Биохимия. 2001. - Т. 66. — Вып. 7.-С. 869-883.

12. Батыгина Т.Б. Эмбриология пшеницы. JL: Колос, 1974. - 206 с.

13. Батыгина Т.Б. Пыльник как модель изучения морфогенетических потенций и путей морфогенеза // Всесоюзн. симп. «Развитие мужской генеративной сферы растений (морфо-физиологические аспекты)»: Тез. докл. Симферополь, 1983. - С. 9-10.

14. Батыгина Т.Б. Хлебное зерно. Л.: Наука, 1987. - 103 с.

15. Батыгина Т.Б. Пыльник как модель изучения морфогенетических потенций и путей морфогенеза // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1: Генеративные органы цветка / Ред. Т.Б.Батыгина. -СПб.: Мир и семья, 1994. С. 120-121.

16. Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Зигота // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 2: Семя / Ред. Т.Б.Батыгина. СПб.: Мир и семья, 1997. - С. 307-321.

17. Батыгина Т.Б., Круглова Н.Н. Движение ядра и клеток в развивающемся пыльцевом зерне // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1: Генеративные органы цветка / Ред. Т.Б.Батыгина. -СПб.: Мир и семья, 1994. С. 99-101.

18. Батыгина Т.Б., Круглова Н.Н., Горбунова В.Ю. Андрогенез in vitro у злаков: анализ с эмбриологических позиций // Цитология. 1994. - Т. 36. - № 9-10.-С. 993-1005.

19. Батыгина Т.Б., Терёхин Э.С., Алимова Г.К., Яковлев М.С. Генезис мужских спорангиев Gramineae и Ericaceae II Ботан. журн. 1963. - Т. 48. - № 8. -С. 1108-1120.

20. Белозерский М.А., Дунаевский Я.Е., Мусалямов А.Х., Егоров Ц.А. Полная аминокислотная последовательность анионного ингибитора протеаз BWI-4a из семян гречихи // Биохимия. — 2000. — Т. 65. Вып. 10. -С.1347-1352.

21. Белоусов JI.B. Биологический морфогенез. — М.: Изд-во Московск. ун-та, 1987.-338 с.

22. Белоусов JI.B., Ермаков А.С., Лучинская Н.Н. Цитомеханический контроль морфогенеза // Цитология. 2000. - Т. 42. - № 1. - С. 84-91.

23. Бланковская Т.Ф. Динамика распределение крахмала и липидов в развивающемся пыльнике пшеницы // Proc. Of the XI Intern, symp. "Embryology and seed reproduction". St. Peterburg, 1992. - C. 80-81.

24. Бойков П.Я., Сидоренко Л.И., Шевченко H.A, Чирков Г.П., Тодоров И.Н. Активация хроматина и протеолиза гистонов при подавлении синтеза белков в клетках печени // Биохимия. 1983. - Т.48. - № 1. - С. 23-32.

25. Босток К., Самнер Э. Хромосома эукариотической клетки. М.: Мир, 1981. — 592 с.

26. Бродский В.Я. Неделящееся ядро // Руководство по цитологии / Ред. Жин-кин Л.Н., Румянцев П.П. М.-Л., 1965. - Т. 1. - С.269-344.

27. Бутенко Р.Г. Клеточные и молекулярные аспекты морфогенеза растений in vitro // I Чайлахяновские чтения. Пущино: Пущинский НЦ, 1994. -С. 7-26.

28. Валуева Т.А., Мосолов В.В. Белки-ингибиторы протеиназ в семенах. 1. Классификация, распространение, структура и свойства // Физиол. раст. -1999. Т. 46. - № 3. - С. 362-378.

29. Ванюшин Б.Ф. Апоптоз у растений // Успехи биол. Химии. 2001. - Т. 41. -С. 3-38.

30. Варшавский А.Я. Структура хроматина // Журнал Всесоюзного химического общества им. Менделеева. 1975. - Т.20. - № 3. - С.254-258.

31. Васильев А.Е. Сравнительная структурно-функциональная характеристика цитоскелета животных и высших растений // Журн. общ. биол. 1996а. -Т. 57.-№3.-С. 212-264.

32. Васильев А.Е. Цитоскелет генеративной сферы высших растений // Журн. общ. биол. 19966. - Т. 57. - № 5. - С. 567-591.

33. Габараева Н.И. Спорополленин // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1: Генеративные органы цветка / Ред. Т.Б.Батыгина. СПб.: Мир и семья, 1994. - С. 50-52.

34. Габараева Н.И. Почему тапетальные пленки не имеют экзины? // Тезисы ме-ждунар. конф. "Проблемы ботаники на рубеже XX-XXI веков". Т. 1. -СПб., 1998.-С. 109.

35. Газиев А.И., Куцый М.П. Протеиназа, специфичная к гистону Ш, ассоциирована с ядерным матриксом и активируется ДНК, содержащей разрывы или денатурированные участки // ДАН СССР. 1988. - Т.29. - № 1. С.240-242.

36. Галиева Э.Р. Феномен альбинизма в культуре изолированных пыльников пшеницы: влияние низких положительных температур: Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Уфа, 2001. - 24 с.

37. Гинейтис А. Белки хроматина. Вильнюс: Мокслас, 1988. - 138 с.

38. Голубева Е.А. Ультраструктура и функция средних слоев стенки пыльника сахарной свеклы // Научн. труды по прикл. ботан., генет. и селекции. -1989.-Т. 124.-С. 78-82.

39. Гомазков О.А. Энзиматические основы физиологического действия регуля-торных пептидов // Биологические науки. 1986. - № 2. - С. 13-23.

40. Гомазков О.А. Полифункциональность регуляторных пептидов и правило "что-где-когда" как принципы их упорядоченного действия // Биологические науки. 1991. - № 11. - С. 5-19.

41. Горбунова В.Ю. Генетические предпосылки спорофитного пути развития микроспор злаков в условиях in vitro. Уфа: УНЦ РАН, 1993. - 104 с.

42. Горбунова В.Ю. Андрогенез in vitro у яровой мягкой пшеницы: Автореф. дисс. . д-ра биол. наук. СПб., 2000. - 48 с.

43. Горбунова В.Ю., Круглова Н.Н. Методические аспекты культивирования изолированных пыльников пшеницы. Уфа: БНЦ УрО АН СССР, 1988.20 с.

44. Горбунова В.Ю., Круглова Н.Н. Индукция андрогенеза in vitro у яровой мягкой пшеницы. Оптимальная фаза микроспорогенеза // Известия РАН. Серия биол. 1997. - № 6. - С. 668-676.

45. Дебабов В.Г., Ребентиш Б.А. Современное состояние исследований по биохимии гистонов // Успехи соврем, биологии. 1970. - Т. 70. - Вып. 2(5). -С. 147-165.

46. Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. -М.: Мир, 1985.-304 с.

47. Дженсен У. Ботаническая гистохимия. М.: Мир, 1965. - 378 с.

48. Дмитриева Н.Н. Выделение клеточных ядер растений // Клетка и клеточные структуры. -М.: "Наука", 1968. С. 48-53

49. Дорогова Н.В., Шамина Н.В. Аномалии микротрубочек цитоскелета в му-тантной линии сахарной свеклы // Цитология. 2000. - Т. 42. — № 4. -С. 372-376.

50. Ермаков И.П., Матвеева Н.П. Диморфизм пыльцы и андрогенез в культуре пыльников и микроспор // Вестн. Московск. ун-та. Серия 16: Биология. 1986, -№ 3. - С. 28-40.

51. Ермаков И.П., Матвеева Н.П., Паршикова В.В., Дубинина Н.П. Анализ гли-коконьюгатов при развитии микроспор in vivo и in vitro I III съезд ВОФР. M., 1992. Тез. докл. Ч. 2. С. 70.

52. Замолодчикова Т.С., Соколова Е.А., Смирнова Е.В. Граспазы особая группа протеиназ семейства химотрипсина, утративших дисульфидную связь в активном центре // Биохимия. - 2003. - Т. 68. - Вып. 3. - С. 375-383.

53. Збарский И.Б. Организация клеточного ядра. М.: Медицина, 1988. - 367 с.

54. Збарский И.Б. Полувековая история ядерного матрикса на пороге XXI века // Цитология. 2003. - Т. 45. - № 3. - С. 219-222.

55. Збарский И.Б., Кузьмина С.Н. Скелетные структуры клеточного ядра. М.: Наука, 1991.-241 с.

56. Зиберт Г. Метаболитические отношения ядра с окружающей средой // Клеточное ядро. Морфология, физиология, биохимия. М. - 1972. - С. 219229.

57. Иванова Э.А. Модификация гистонов у растений и ее физиологическое значение: Дис.канд. биол. наук. М.: ИФР АН СССР. - 1977. - 150 с.

58. Иванова Э.А. Анализ клеточных ядер и их надмолекулярных фракций при прорастании семян пшеницы: Автореф. дисс. . д-ра биол. наук. Уфа, 1996.-36 с.

59. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ выделения протеиназ и их ингибиторов из клеточных ядер проростков пшеницы // Физиология растений. 1990. -Т. 37.-№ З.-С. 609-615.

60. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ выделения растительных клеточных ядер. Авторское свидетельство 1701747 // Б.И. 1991. - Т. 48. - С.98.

61. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ получения ядерных фракций, обладающих протеиназной и ингибирующей активностью. Авторское свидетельство 1733471 // Б.И. 1992. - Т. 18. - С.96.

62. Иванова Э.А., Вафина Г.Х. Способ определения окислительно-восстановительной активности пероксидазной системы в клеточных ядрах проростков пшеницы // Патент № 2127761. 1999.

63. Ивановская Е.В. Цитоэмбриологическое исследование дифференцировки клеток растений. М.: Изд-во Московск. ун-та, 1983. - 152 с.

64. Иванюшина В.А., Мерлин А.Б., Киселев О.И. Молекулярные шапероны: новые белки новые функции // Молекулярная биология. - 1991. - Т.25. -№ 4. - С.869-880.

65. Игнатова С.А. Биотехнологические основы получения гаплоидов, отдаленных гибридов и соматических регенерантов зерновых и бобовых культур в различных системах in vitro: Автореф. дисс. . д-ра. биол. наук. Ялта- 2004. 47 с.

66. Карпов B.JI. ДНК, хроматин, гистоновый код // Вестник РАН. 2003. - Т. 73.- № 6. С. 505-513.

67. Климов С.В. Пути адаптации растений к низким температурам // Успехи соврем, биологии. 2001.-Т. 121.-Вып. 1.-С. 3-22. Клячко Н.Л. Фитогормоны и цитоскелет // Физиол. раст. 2003. Т. 50. № 3. С. 475-480.

68. Конарев В.Г. Морфогенез и молекулярно-биологический анализ растений //

69. Круглова Н.Н. Морфогенез в культуре пыльников пшеницы: эмбриологический подход. Уфа: Гилем, 2001. - 203 с.

70. Круглова Н.Н. Микроспора злаков как модельная система для изучения путей морфогенеза: Автореф. дисс. д-ра. биол. наук. СПб., 2002. - 48 с.

71. Круглова Н.Н. Эндогенный и экзогенный факторы индукции развития микроспоры злаков по спорофитной программе в культуре in vitro // Тез. докл. 1-го съезда Общества клеточной биологии. — СПб., 2003. С. 890891.

72. Круглова Н.Н., Батыгина Т.Б. Стресс как фактор индукции андроклинии у злаков. Компетентный объект стрессового воздействия // Успехи соврем, биологии.-2001.-Т. 121.-№ 1.-С. 67-78.

73. Круглова Н.Н., Батыгина Т.Б. Методические рекомендации по использованию морфогенетического потенциала пыльника в биотехнологических исследованиях яровой мягкой пшеницы. Уфа, 2002. - 22с.

74. Круглова Н.Н., Горбунова В.Ю. Каллусогенез как путь морфогенеза в культуре изолированных пыльников здаков // Успехи соврем, биологии. -1997.-Т. 117.-Вып. 1.-С. 83-94.

75. Круглова Н.Н., Горбунова В.Ю. Стресс как фактор индукции андроклинии у злаков. Стресс-реакция in situ компетентных спорогенных клеток пыльника // Успехи соврем, биологии. 2001. - Т. 121. - № 4. - С. 378-387.

76. Круглова Н.Н., Сельдимирова О.А. Культура изолированных пыльников злаков: точка зрения эмбриолога. 1. Характеристика морфогенной микроспоры // Клеточные культуры. 2000. - № 15. - С. 5-8.

77. Куксо П.А. К оценке морфогенетической компетентности микроспор пшеницы в условиях in vitro // Цитология. 2001. Т. 43. № 9. С. 871-872.

78. Кулагина Т.П., Маркевич Л.Н., Коломийцева И.К., Алесенко А.В. Синтез ли-пидов в изолированных ядрах клеток тимуса и печени крыс // Биохимия. 2003. - Т. 68. - Вып. 5. - С. 698-705.

79. Куперман Ф.М. Морфофизиология растений. М.: Изд-во Московск. ун-та, 1977.-256 с.

80. Курчатова С.Ю., Филимоненко В.В., Гулак П.В. и др. Индукция формирования ядерной оболочки вокруг индивидуальных хромосом под действием гипотонического шока // Цитология. 2003. - Т. 45. - № 3. - С. 298-307.

81. Куций М.П., Газиев А.И. Активируемая ДНК и нуклеотидтрифосфатами про-теиназа ядерного матрикса печени крыс, специфичная к гистону Ш// Молекулярная биология. 1988. - Т.22. - № 5. - С.1430-1436.

82. Лахтин В.М. Лектины регуляторы метаболизма // Биотехнология. - 1986.-№6.-С.66-79.

83. Литовкин К.В. Генотипические особенности морфогенетических реакций в культуре тканей ячменя: Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Ялта, 2003.-20 с.

84. Локшина Л.А. Протеолитические ферменты биологических процессов // Биоорганическая химия. 1994. - Т.20. - №2. - С. 134-142.

85. ЛокшинаЛ.А., Былинкина B.C. Протеолитические ферменты в процессинге белков// Успехи современнной биологии. 1990. - Т. 109. - №2. - С.219-237.

86. Лузиков В.Н. Контроль качества: белки и органеллы // Биохимия. 2002. -Т. 67. - Вып. 2. - С. 205-219.

87. Лях В.А., Шегда В.Н. Жирно-кислотный состав пыльцы у линий подсолнечника с разным содержанием в семенах олеиновой кислоты // Селекция и семеноводство. 1998. - № 3. - С. 7-8.

88. Максимовский Л.Ф. Роль структурной организации генома в регуляции морфогенетических процессов // Структурно-функциональная организация генома. Новосибирск: Наука, 1989. - С.59-80.

89. Маршелл Р.К., Инглис А.С. Определение состава белковых олигомеров, получение мономеров и полипепетидных цепей // Практическая химия белка. М.: Мир, 1989. - С. 51-81

90. Матвеева Н.П., Старостенко Н.В., ТукееваМ.И. Изменение пути развития изолированных микроспор табака под влиянием внеклеточных факторов, выделяемых in vitro//Фт&шол. раст. 1998. - Т. 45. -№ 5. - С. 730-734.

91. Медведев С.С. Физиологические основы полярности растений. СПб.: Коль-на, 1996.- 159 с.

92. Медведев С.С., Маркова И.В. Цитоскелет и полярность растений // Физиол. раст. 1998.-Т. 45.-№2.-С. 185-197.

93. Миляева Э.Л. Физиологическое взаимодействие тканей в процессе развития пыльника Citrus sinensis II Всесоюзн. симп. «Развитие мужской генеративной сферы растений (морфо-физиологические аспекты)»: Тез. докл.- Симферополь, 1983. С. 48-49.

94. Мирзабеков А.Д. Биологические микрочипы // Наука в России. 2003 а. -№2.-С. 11-13.

95. Мирзабеков А.Д. Биочипы в биологии и медицине XXI века // Вестник Российской Академии наук. 20036. - № 5. Т. 73. С. 412-422.

96. Мирзабеков А.Д. С нами все ясно / Интервью с академиком РАН А.Д.Мирзабековым//Поиск. 2003в. № 11(721). С. 10.

97. Миронов Н.М. Содержание некоторых активных и неактивных генов во фракциях хроматина, различающихся доступностью ДНК к действию полициклических ароматических углеводов // Биохимия. 1987. - Т. 52.- № 3. С. 503-511.

98. Монахова М.А. Цитогенетические аспекты пространственной организации интерфазного ядра // Успехи современной биологии. 1990. - Т. 110. -№ 4. - С.163-179.

99. Морозова З.А. Основные закономерности морфогенеза пшеницы. М.: МГУ, 1986.- 161 с.

100. Морозова А.В., Сковородкин И.Н., Хайтлина С.Ю., Малинин А.Ю. Бактериальная протеиназа ЕСР32, специфически расщепляющая актин, и её воздействие на цитоскелет in vivo II Биохимия. — 2001. Т. 66. - Вып. 1. -С. 105-113.

101. Мосолов В.В. Природные ингибиторы протеолитических ферментов// Успехи современной биологической химии. 1982. - Т.22. - С. 100-118.

102. Мосолов В.В. Белковые ингибиторы как регуляторы процессов протеолиза. -М.: Наука, 1983.-С.40.

103. Мосолов В.В. Ингибиторы протеолитических ферментов в растениях // Вопросы медицинской химии. 1987. - № 5. - С.52-56.

104. Мосолов В.В., Валуева Т.А., Колосова Г.В. Выделение белка-ингибитора химотрипсина из семян гледичии // Биохимия. 1982. - Т.17. - № 12. -С. 2015-2021.

105. Нейфах А.А. Только ли ДНК определяет развитие организма? // Онтогенез. -1985. Т. 16.-№1. - С. 15-25.

106. Никандров В.И., Судник Ю.М., Пыжова Н.С. Генерирование активных форм кислорода протеиназами и трипсиногеном в водно-солевых растворах // Докл. АН Белоруси. 1992. - Т. 36. - № 11-12. - С. 1034-1039.

107. Никифоров Ю.Л. Некоторые цитохимические особенности развития пыльцевого зерна хлопчатника: Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Ашхабад, 1962.- 18 с.

108. Огородникова В.Ф. Тапетальная мембрана // Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1: Генеративные органы цветка / Ред. Т.Б.Батыгина. СПб.: Мир и семья, 1994. - С. 49-50.

109. Оловников A.M. Заметки о «принтомерном» механизме клеточной памяти и ионной регуляции конфигураций хроматина // Биохимия. 1999. - Т. 64. -Вып. 12. С. 1689-1698.

110. Орел Л.И. Цитология мужской цитоплазматической стерильности кукурузы и других культурных растений. Л.: Наука, 1972. - 84 с.

111. Орлов П.А. Взаимодействие ядерных и цитоплазматических генов в детерминации развития растений. Минск: НАН Беларуси, 2001. - 170 с.

112. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Колос, 1988. - 170 с.

113. Пенкина М.В., Карпова О.И., Богданов Ю.Ф. Белки синаптонемного комплекса специфические белки митотических хромосом // Мол. Биол. -2002. - Т. 36. - №3. - С. 397-407.

114. Петрович И.В. Мужской гаметофит амарилисовых, бобовых и злаковых растений. Кишинев: "Штиинца", 1976. - 120 с.

115. Плющ Т.А. Ультраструктура зародышевого мешка покрытосеменных. Киев: Наук, думка, 1992. - 146 с.

116. Поддубная-Арнольди В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. Основы и перспективы. М.: Наука, 1976. - 508 с.

117. Поддубная-Арнольди В.А. Цитоэмбриологическая характеристика семейства злаковых // Бюлл. Гл. Бот. сада АН СССР. 1978. - № 109. - С. 57-60.

118. Поддубная-Арнольди В.А. Характеристика семейств покрытосеменных растений по цитоэмбриологическим признакам. М.: Наука, 1982. - 351 с.

119. Полевой В.В. Фитогормоны. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. - 248 с.

120. Полевой В.В. Физиол. раст.: Учеб. для биол. Спец. Вузов. М.: Высш. шк., 1989.-464с.

121. Прозина Н.И. Ботаническая микротехника. М.: Высш. школа, 1960. - 206 с.

122. Птицын О.Б., Финкелыптейн А.В., Добсон К.М. Самоорганизация белковых структур мост между физикой и биологией // Мол.биол. - 1999. - Т. 33. -№ 6. - С. 1012-1015.

123. Рахимбаев И.Р., Тивари Ш., Бишимбаева Н.К. и др. Биотехнология зерновых культур. Алма-Ата: Гылым, 1992. - 240 с.

124. Резникова С.А. Цитология и физиология развивающегося пыльника. М.: Наука, 1984. - 270 с.

125. Робертис Э., Новинский В., Саэс Ф. Биология клетки. М.: Мир, 1973. С.33-53.

126. Романов И.Д. Специфические особенности развития пыльцы злаков // Доклады АН СССР. 1966. - Т. 169. - № 2. - С. 456-459.

127. Романов И.Д. Особенности развития пыльцы злаков и значение их для некоторых генетических исследований // Генетика. 1970а. - Т. 6. - № 10. -С. 11-25.

128. Романов И.Д. Развитие пыльцы пшеницы по наблюдениям на живом материале // Бюлл. ВНИИ растениеводства. 19706. - Вып. 15. - С. 38-46.

129. Савченко Н.И. Пыльцевая продуктивность и производство гибридных семян культурных растений на основе ЦМС // Цитолого-эмбриологические и генетико-биохимические основы опыления и оплодотворения растений. -Киев: Наук, думка, 1982. С. 41-47.

130. Свенсон К., Уэбстер П. Клетка. М.: Мир, 1980. - 300 с.

131. Сельдимирова О.А. Морфогенез in vitro микроспориальных эмбриоидов яровой мягкой пшеницы линии Фотос // Тез. докл. юбилейной научн. «Молодые ученые Волго-Уральского региона на рубеже веков». Уфа, 2001. -С. 123-124.

132. Синнот Э. Морфогенез растений. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963. - 603 с.

133. Скорпан В.Г., Мурин А.В. Связь между размерами бутонов и пыльников и стадией мейоза у лилии регале // Изв. СО АН СССР. Серия биол. наук. -1990.-№2.-С. 37-40.

134. Слободян М.М., Бердышев Г.Д., Тюленев В.И. Гидролаза гистонов печени и почек крыс в постнатальном онтогенезе // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 1979. - Т. 15. -№ 1. - С. 131-135.

135. Спирин А.С. Биосинтез белков, мир РНК и происхождение жизни // Вестник РАН. 2001. - Т. 71. - № 4. - С. 320-328.

136. Спирин А.С. Рибонуклеиновые кислоты как центральное звено живой материи // Вестник РАН. 2003. - Т. 73. - № 2. - С. 117-127.

137. Сравнительная эмбриология цветковых растений. Т. 1: Winteraciae Juglan-daceae / Отв. ред. М.С.Яковлев. - JL: Наука, 1981. - 264 с.

138. Сравнительная эмбриология цветковых растений. Т. 3: Brunelliaceae Tre-mandraceae / Отв. ред. Т.Б.Батыгина. - Л.: Наука, 1985. - 285 с.

139. Степаненко И.JI. Интерференция генных сетей апоптоза и ответа на тепловой шок // Молекуляр. Биология. 2001. - Т. 35. - № 6. - С. 1063-1071.

140. Суханов В.М. Андроклиния и ее особенности у пшеницы: Автореф. дисс. . канд. биол. наук. Саратов, 1983. - 24 с.

141. Тукеева М.И., Матвеева Н.П., Ермаков И.П. Дыхание микроспор при индукции пыльцевого эмбриогенеза табака // Физиол. раст. 1994. - Т. 41. -№6.-С. 821-825.

142. Тураев А. Молекулярная генетика и биотехнология пыльцы покрытосемянных растений: Автореф. дисс. . д-ра биол. наук. Ташкент, 1998. -42 с.

143. Уоддингтон К. Морфогенез и генетика. М.: Мир, 1964. - 259 с.

144. Уоринг Ф., Филлипс И. Рост растений и дифференцировка. М.:Мир, 1984. -520 с.

145. Характеристика сортов сельскохозяйственных культур, включенных в Госреестр по Республике Башкортостан. Пособие для агрономов / Под ред. Д.Б.Гареева. Уфа, 1997. - 96 с.

146. Хохлова Л.П., Олиневич О.В. Реорганизация цитоскелета в клетках Triticum aestivum при закаливании растений к холоду и действии абсцизовой кислоты // Физиол. раст. 2003. - Т. 50. - № 4. - С. 528-540

147. Цыбина Т.А., Дунаевский Я.Е., Мусолямов А.Х. и др. Катионные ингибиторы сериновых протеиназ из семян гречихи // Биохимия. 2001. - Т. 66. -Вып. 9.-С. 1157-1164.

148. Чеботарь А.А. Эмбриология кукурузы. Кишинев: Штиинца, 1972. - 384 с.

149. Чеботарь А.А. Спермиогенез и вопросы обособления цитоплазмы спермиев у ели Picea abies II Успехи соврем, биологии. 1995. - Т. 115. - № 1. -С. 121-126.

150. Челак В.Р. Система размножения пшеницы Triticum L. Кишинев: Штиинца, 1991.-320 с.

151. Ченцов Ю.С. Общая цитология. М.: Изд-во Московск. ун-та, 1984. - 352 с.

152. Чернохвостов В.В. Ядерный матрикс эукариотической клетки: некоторые вопросы выделения, структуры, функционирования // Успехи современной биологии. 1985. - Т.99. - № 3. - С.371-383.

153. Шамина Н.В. Динамика микротрубочек цитоскелета в мейозе высших растений I. Околоядерное кольцо микротрубочек и построение мейотического веретена // Цитология. 2003а. - Т. 45. - № 7. - С. 650-654

154. Шамина Н.В. Динамика микротрубочек цитоскелета в мейозе высших растений III. Стадии ранней прометафазы // Цитология. 20036. - Т. 45. -№7.-С. 661-667.

155. Шамина Н.В., Дорогова Н.В., Серюкова Е.Г. Динамика микротрубочек цитоскелета в мейозе высших растений II. Формирование перинуклеарного кольца микротрубочек // Цитология. 2003. - Т. 45. - № 7. - С. 655-660.

156. Шатаева JI.K., Ряднова И.Ю., Хавинсон В.Х. Исследование информационной ценности олигопептидных блоков в регуляторных пептидах и белках // Успехи современной биологии. 2002. - Т. 122. - № 3. - С. 281-288.

157. Шевченко Г.В. Особенности актинового цитоскелета клеток корневой меристемы Beta vulgaris L. на разных стадиях митоза // Цитол. и генет. -2000. Т. 34. - № 3. - С. 10-14,

158. Шкорбатов Ю.Г., Шахбазов В.Г. Биоэлектрические свойства клеточных ядер // Успехи современной биологии. 1992. - Т.112. - № 4. - С.499-511.

159. Эзау К. Анатомия семенных растений. Т. 1. М.: Мир, 1980. -558 с.

160. Эмбриология растений: использование в генетике, селекции, биотехнологии. Т. 1 / Пер. с англ. Т.Б.Батыгиной, В.Е.Васильевой, З.И.Никитичевой, Н.П.Матвеевой, Г.И.Савиной. Под ред. И.П.Ермакова. М.: Агропром-издат, 1990а. - 509 с.

161. Эмбриология растений: использование в генетике, селекции, биотехнологии. Т. 2 / Пер. с англ. Т.Б.Батыгиной, В.Е.Васильевой, З.И.Ниьситичевой, Н.П.Матвеевой, Г.И.Савиной. Под ред. И.П.Ермакова. М.: Агропром-издат, 19906.-463 с.

162. Эмбриология цветковых растений. Терминология и концепции. Т. 1: Генеративные органы цветка / Ред. Т.Б.Батыгина. СПб.: Мир и семья, 1994. -508 с.

163. Anther and pollen. From biology to biotechnology / Eds C.Clement, E.Pacini, J.C.Aurdan. Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag, 1999. -318 p.

164. Baluska F. Nuclear size, DNA content and chromatin condensation are different in individual tissues of the maize root apex // Protoplasma. 1990. - V. 150. -№ l.-P. 45-52.

165. Banas M., Tirlapur U.K., Charzynska M., Cresti M. Some events of mitosis and cytokinesis in the generative cell of Ornithogalum virens L. // Planta. 1996. - V. 199. - № 2. - P. 202-208.

166. Barnabas В., Szakacs E., Karsai I., Bedo Z. In vitro androgenesis of wheat from fundamentals to practical application // Euphytica. 2001. - V. - 119. — № 1/2.-P. 211-216.

167. Barondes S.H. Bifuctional properties of lectins: lectins redefined // TIBS. — 1988. — V. 13.-№ l.-P. 480-482.

168. Barrett A.J. An introduction to the proteinases// Proteinase inhibitors (Barrett and Salvesen (eds)). 1986. Elsevier Science Publishers BV (Biomedical Division)-P.3-22.

169. Batygina T.B. Critical periods used to embryonal structures // XVII-th Congr. on Sexual Plant Reproduction: Abstr. Lublin, 2002. - P. 33.

170. Batygina T.B., Vasilyeva V.E. Periodization of development of reproductive structures. Critical periods // Acta Biol. Cracov. Ser. Bot. 2003. - V. 45. - № 1. -P. 27-36.

171. Bcach D. et al. Cell cycle control in eukaryotes: Meet., Cold Spring Harbor, March, 1988. XII.-P.211.

172. Bedinger P. The remarkable biology of pollen // Plant Cell. 1992. - V. 4. - № 8. -P. 879-887.

173. Benavente R. Postmitotic nuclear reoeganization events analyzed in living cells // Chromosoma. 1991. - V.100. - №4. -P.215-220.

174. Bergen van S., Kottenhargen M.J., van der Meulen R.M., Wang M. The role of ab-scisic acid in induction of androgenesis: a comparative study between Hor-deum vulgare L. cvs Igri and Digger // J. Plant Growth Regul. 1999. -V. 18.-№ l.-P. 135-143.

175. Binarova P., Straatman K., Hause B. Nuclear DNA synthesis during the induction of embryogenesis in cultured microspores and pollen of Brassica napus L. // Theor. Appl. Genet. 1993. - V. 87. - № 1. - P. 9-16.

176. Binet M.N., Humbert C., Lecourieux D. et al. Disruption of microtubular cy-toskeleton induced by cryptogein, an elicitor or hypersensitive response in tobacco celll. Plant Physol. 2001. - V. 125. - № 2. - P. 564-572.

177. Bouteille M., Laval M., Dupuy-Coin A.M. Localization of nuclear functions as revealed by ultrastructural autoradiography and cytochemistry // The cell nucleus / Ed. H.Busch. New York. 1974. - V.1. - № 1. - P.3-71.

178. Brandt W.F., Bohm L., Holt C.V. Proteolytic degradation of histones and site of cleavage in histone F2al, F3 // FEBS Lett. 1980. - V. 51. - № 1. - P. 8893.

179. Brown R.C., Lemmon B.E. Control of the division plane in normal and griseo-fulvin-treated microsporocytes of Magnolia // J. Cell Sci. 1992. - V. 103. -Pt 4. - P. 1031-1038.

180. Cai G., Romagnoli S., Moscatelli A. et al. Identification and characterization of a novel microtubule-based motor associated with membranous organelles in Tobacco pollen tubes // Plant Cell. 2000. - V. 12. - № 9. - 1719-1736.

181. Calderini O., Bogre L., Vicente O. A cell cycle regulated MAP kinase with a possible role in cytokinesis in tocacco cells // J. Cell Sci. 1998. - V. 111. -№ l.-P. 3091-3100.

182. Carafa A.N., Pizzolongo P. Callose in cell walls during reproductive processes in Cytinus hypocistis L. // Caryologia. 1990. - V. 43. - № 1. - P. 57-63.

183. Carter D., Chae C-B. Chromatin-bound protease: degradation of chromosomal proteins under chromatin dissociation conditions // Biochemistry. 1976. -V. 15.-№ l.-P. 180-185.

184. Chae C-B., Gadski R.A., Carter D.B., Efird P.H. Integrity of proteins in reconstituted chromatin // Biochem. and Biophis. Res. Commun. 1975. - V.87. -№4.-P. 1459-1465.

185. Chaly N. Electron microscopy of nuclear matrixes pre pared in situ under oxidizing conditions // Cell Biol. Int. Repts. 1988. - V.12. - №8. - P.587-595.

186. Chang M.T., Neuffer M.G. Maize microsporogenesis // Genome. 1989. - V. 32. — № 2. - P. 232-244.

187. Chupeau Y., Caboche M., Henry Y. Androgenesis and haploids plants. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 1998.-321 p.

188. Clark D.J., Kimura T. Electrostatic mechanism of chromatin folding // J. Mol. Biol. 1990. -V. 211. № 4. P. 883-896.

189. Clarke S.R., Staiger С J., Gibbon B.C., Franklin-Tong V.E. A potential signaling role for profiling in pollen of Papaver rhoeas H Plant Cell. 1998. - V. 10. -№6. -P. 967-980.

190. Clement C., Chavant L., Burrus M., Audran J. Anther starch variations in Lilium during pollen development // Sex. Plant Reproduct. 1994. - V. 7. - № 6. -P. 347-356.

191. Clement Ch., Laporte P., Audran J.C. The loculus content and tapetum during pollen development in Lilium II Sex. Plant Reproduct. 1998. - № 11. - P. 94106.

192. Cordewener J.H.G., Hause G., Gorden E. Regeneration of anther-derived plants of Hyoscyamus niger L. // Planta. 1995. - V. 127. - № 1. - P. 27-36.

193. Custers J.B.M., Cordewener L.H.G., Dons H.J.M., Lookeren van M.M. Regulation of the inductive phase of microspore embryogenesis in Brassica II Acta Hor-tic. 1996. - Vol. 407. - № 1. - P. 209-217.

194. Custers J.B.M., Cordewener L.H.G., Nollen Y. Temperature controls both gameto-phytic and sporophytic development in microspore cultures of Brassica napus И Plant Cell Repts. 1994. - V. 13. - № 1. - P. 267-271.

195. Datta S.K. Androgenesis in cereals // Current trends in the embryology of Angio-sperms / Eds S.S.Bhojwani, W.Y.Soh. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Acad. Publ. -2001. - P. 471-488.

196. Davis G. Systematic embryology of Angiosperms. New York, 1966. - 528 p.

197. De Boni U. Chromatin motion in interphase nuclei its modulation and its potential role in gene expression // Anticancer Res. 1988. - V. 8. - № 5a. - P.885 -898.

198. DeGuzman R., Riggs C. D. A survey of proteinases active during meiotic development // Planta. 2000. - V. 210. - № 6. - P. - 921-924.

199. Dickinson H.G. Microspore derived embryogenesis // Sexual plant reproduction / Eds Cresti M., Tiezzi A. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 1992. - P. 1-16.

200. Dingwall C. The accumulation of proteins in the nucleus // Trends Biochem. Sci. -1985.-V. 10. P.64-66.

201. Dingwall C., Sharnick S., Laskey R. A polypeptide domain that specifics migration of nucleoplasmin into the nucleus // Cell. 1982. - V.30. - № 3. - P.449-458.

202. Djondjurov L.P., Yancheva N.Y., Ivanova E.Ch., Christov K. Increased proteolysis in chromatin of terminally differentiated and Quiescent cells // Exp. Cell Res. 1984. - V. 152. - № 1. - P.134-147.

203. Dyson M., Walker J.M. The purification of a proteolytic enzyme from calf thymus nuclei//Biochem. Soc. Trans. 1983. - V.ll. -№ 2. -P. 187-188.

204. Earnshaw W.C., Bernat R.L. Chromosomal passengers: Toward an integrated viev of mitosis // Chromosoma. 1991. - V.l 00. - № 3. - P. 139-146.

205. Ellis R. Molecular chaperones: the plant connection // Science. 1990. - V. 250. №4983. P. 954-959.

206. Embryology of Angiosperms / Ed. B.MJohri. Berlin; Heidelberg; New York; Tokyo: Springer-Verlag, 1984. 567 p.

207. Faiferman I., Pogo A.O. Isolation of nuclear ribonucleoprotein notwork that contains heterogeneous RNA and is bound to the nuclear envelope // Biochemistry. 1975. - V.14. - № 17. -P.3808-3815.

208. Feldnerr C.M., Dworetzky S.I. The pore complexs in nucleocytoplasmic exchange // Cell Biol.: Int. Repts. 1988. - V. 12. - № 9. - P.791-808.

209. Fey E.G., Wan K.M., Penman S. Epithelial cytoskeletal framework and nuclear matrix intermediate filament scaffold threedimensional organization and protein composition // J. Cell. Biol. - 1984. - V.98. - P. 1973-1984.

210. Finlay D.R., Forbes D.J. Reconstitution of biochemically altered nuclear pores: transport can be eliminated and restored // Cell. 1990. - V.60. - № 1. - P.l7-29.

211. Forbes D.S., Kirschner M.W., Hewport S.W. Spontaneous formation of nucleuslike structures around bacteriophage DNA injected into Xenopus eggs // Cell. 1983. - V.34. - № 1. - p. 13-23.

212. Garrido D., Chibi F., Matilla A. Polyamines in the induction of Nicotiana tabacum pollen embryogenesis by starvation // Plant Physiol. 1995. - V. 145. - № 5-6.-P. 731-735.

213. Garrido D., Eller N., Heberle-Bors E., Vicente O. De novo transcription of specific mRNAs during the induction of tobacco pollen embryogenesis // Sex. Plant Reproduct. 1993. -V. 6. -№ 1. -P. 40-45.

214. Geitmann A., Snowman B.N., Emons A.M.C. et al. Alterations in the actin cy-toskeleton of pollen tubes are induced by the self-incompatibility reaction in Papaver rhoes II Plant Cell. 2000. - V. 12. - № 8. - P. 1239-1252.

215. Gibbon B.C., Kovar D.R., Staiger C.J. Latrunculin В has different effects on pollen germination and tube growth // Plant Cell. 1999. - V. 11. - № 12. - P. 2349-2364.

216. Goldberg R.B., Beals Th.P., Sanders P.M. Anther development: basic principles and practical application // Plant Cell. 1993. - V. 5. - № 10. - P. 12171229.

217. Gonzales-Melendi P., Testillano P.S., Ahmadian P. et al. In situ characteriztion of the late vacuolated microspore as a convenient stage to induce embryogenesis in Capsicum II Protoplasma. 1995. - V. 187. - № 1. - P. 60-71.

218. Gonzales-Melendi P., Testillano P.S., Ahmadian P. et al. New in situ approaches to study the induction of pollen embryogenesis in Capsicum annuum II Europ. J. Cell Biol. 1996. - V. 69. - № 1. - P. 373-386.

219. Gonzales-Melendi P., Testillano P.S., Ahmadian P. et al. Immunoelectron microscopy of PCNA as an efficient marker for studying of replication times and sites during pollen development // Chromosoma. 2000. - V. 109. - № 6. -P. 397-409.

220. Gonzales-Melendi P., Testillano P.S., Mena C.G. et al. Histones and DNA ultras-tuctural distribution in plant cell nucleus: a combination of immunogold and cytochemical methods // Exp. Cell Res. 1998. - V. 242. - № 1. - P. 45-59.

221. Greber U.F., Senior A., Gerace L. A major glycoprotein of the nuclear pore complex is a membranespanning polypeptide with a large lumenal domain and a small cytoplasmic tail // EMBO J. 1990. - V.9. - №5. - P. 1495-1502.

222. Guha S., Maheshwari S. In vitro production of embryos from anther of Datura I I Nature. 1964. - V. 204. - № 4957. - P. 497.

223. Guo F.-L., Hu Sh.-Y. Study of the sperm ultrastructure in Rhododendron mucro-nulatum II Acta Bot. Sin. 1996. - V. 38. - № 7. - P. 548-552.

224. Guo Y.-D., Pulli S. An efficient androgenic embryogenesis and plant regeneration method through isolated microspore culture in timothy (Phleum pratense L.) // Plant Cell Repts. 2000. - V. 19. - № 1. - P. 761-767.

225. Haaf Т., Schmid M. Chromosome topology in mammalian interphase nuclei // Exp. Cell. Res. 1991. - V.192. 2. -P.325-332.

226. Hagiwara H., Miyazaki K., Matuo Y. . Purification and characterization of alkaline protease and neutral protease from chromatin of rats // Biocim. Biophys. Acta. -1981.- V.660. № 1. - P.73-82.

227. Hardie D.G. Plant protein serine/threonine kinases: classifcation and functions // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Molec. Biol. 1999. - V. 50. - № 1. -P. 97-131.

228. Hause G., Hause В., Van Lammeren A.A.M. Microtubular and actin filament configurations during microspore and pollen development in Brassica napus cv. Topas // Can. J. Bot. 1992. - V. 70. - № 7. - P. 1369-1376.

229. He D.C., Nickerson J.A., Penman S. Core filaments of the nuclear matrix // J. Cell Biol. 1990. - V.l 10. - № 3. - P.569-580.

230. He D.-G., Ouyang J.-W. Callus and plantlet formation from cultured wheat anthers at different developmental stages // Plant Sci. Lett. 1984. - V. 33. -№ l.-P. 71-79.

231. Heberle-Bors E. Experimental control of pollen development // Androgenesis and haploid plants (in memory of J.-P.Bourgin) / Eds Y.Chupeau, M.Caboche, Y.Henry. Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag, 1998. - P. 3853.

232. Heberle-Bors E. Stress treatment for turning immature pollen into plants // Bull. Plant Biotechnol. Inst. 1999. - № 1. - P. 7-9.

233. Hepler P.K., Hush J.M. Behavior of microtubules in living plants cells // Plant Physiol. 1996. - V. 112. - № 2. - P. 455-461.

234. Hepler P.K., Vidali L., Cheung A.Y. Polarized cell growth in higher plants // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2001. - V. 17. - № 1. - P. 159-187.

235. Hermann P.M., Palser B.F. Stamen development in the Ericaceae. I. Anther wall, microsporogenesis, inversion, and appendages // Am. J. Bot. 2000. - V. 87. -№ 5. - P. 934-957.

236. Hepler P.K., Hush J.M. Behavior of microtubules in living plants cells // Plant Physiol. 1996. - V. 112. - № 2. - P. 455-461.

237. Heslop-Harrison J. Cell walls, ceil membranes and protoplasmatic connections during meiosis and pollen development // Pollen physiology and fertilization. Amsterdam: North-Holland Publ.Co., 1964. - P. 39-47.

238. Heslop-Harrison J. The forgotten generation: some thoughts on the genetics and physiology of angiosperm gametophytes // The plant genome. Norwich: The John Innes Charity, 1980. - P. 1-14.

239. Heslop-Harrison J., Heslop-Harrison Y. Intracellular molity, the actin cytoskeleton and germinability in the pollen of wheat (Triticum aestivum L.) // Sex. Plant Reprod. 1992. - V. 5. - № 6. - P. 247-255.

240. Heslop-Harrison J., Heslop-Harrison Y. Microtubules and the positioning of the vegetative nucleus and generative cellin the angiosperm pollen tube: A quantitative study // Proc. Roy. Soc. London. B. 1996. - V. 263. - № 1475. -P. 1299-1304.

241. Hess M.W. Ultrastructural obsrervations on anther tapetum of freeze-fixed Lede-bouria socialis Roth. // Planta. 1994. - V. 192. - № 3. - P. 421-430.

242. Hoekstra S., Bergen van S., Brouwershaven van I.R. et al. Androgenesis in Hor-deum vulgare L.: effects of mannitol, calcium and abscisic acid on anther pre-treatment // Plant Sci. 1997. - V. 126. - № 1. - P. 211-218.

243. Jacson D.A., Cook P.R. Replication occurs at the nuclear skeleton // EMBO J. -1986. V.5. - № 6. - P.1403-1410.

244. Jehn В., Niedenthal R., Wilmen A. et al. Structure and function of centromeres in mitosis and meiosia // Eur. J. Cell Biol.: Suppl. 1990. - V. 51. - № 30. -P. 36.

245. Jing-Feng Y., Ladislav M. Purification of a dry pea seed proteinolytic enzyme complex // Phytochemistry. 1991. - V.30. - № 8. - P.2487-2491.

246. Johansson L.B. Effects of activated charcoal, cold treatment and elevated C02 concentrations on embryogenesis in anther cultures // Intern. Sympos. «Genetic Manipulation in Plant Breeding»: Proceed. Berlin; New-York, 1986. -P. 257-264.

247. Keiji Т., Tetsuro Y., Tomohiro T. et al. Possible mechanism of nuclear translocation of proteasomes // FEBS Lett. 1990. - V.271. - № 1-2. - P.41-46.

248. Khokhiova V., Porfirova S. The influence of the different ecological stresses on plant cell ultrastructure // Physiol, plant. 1990. - V.79. - № 2. - Pt.2. - P.46-50.

249. Kordyum E.L. Evolutionary and taxonomic aspects of anther tapetum development in Angiosperms // Укр. ботан. журн. 1994. - Т. 51. - № 5. - С. 32-40.

250. Kozdoj J. Studies on floret development in the ear of spring wheat (Triticum aesti-vum L.) II Hodow. Rosl. Aklimat. Nasienn. 1990. - V. 31.-№3-4.-P. 4760.

251. Kowalska-Loth В., Brudzynski Т., Toczko K., Chmielewska I. The presence of serine protease in pea embryo chromatin // Acta biochimica Polonica. — 1976. V. 23. - № 4. - P.369-374.

252. Krachmarov Ch.P., Dessev G.N. Reversible contractility of the nuclear lamina // Докл. Болг. АН. 1988. - V.41. - № 9. - P. 119-122.

253. Kurecki Т., Kowalska-Loth В., Toczko К., Chmielewska I. Evidence that neutral protease from calf thymus chromatin is a serine type enzyme // Febs Lett. -1975. V.53. - № 3. - P. 313-315.

254. Kyo M., Harada H. Specific phosphoproteins in the initial period of tobacco pollen embryogenesis // Planta. 1990. - V. 182. - № 1. - P. 58-63.

255. Kwo P., Patel Т., Bronk S.F., Gores G.J. Nuclear serine protease activity contributes to bile acid-induced apoptosis in hepatocytes // Amer. J. Physiol. 1995.- V. 268. № 4. - P. 613-621.

256. Matsumoto L.H. Enrichment of satellite DNA on the nuclear matrix of bovine cell

257. Miller Gh.G. Protein degradation and proteolytic modification// "Escherichia coli and Salmonella typhimurium: Cell. And Mol. Biol., V.l Washington D.C., 1987. -P.680-691.

258. Muramatu M., Kozaki Y. A tripsin-like proteinase appearing at 17-th and 17 min in the cell cycle time of Hela cells correlates with the onset of DNA synthesis // Biochem. et biophys. acta. Gene Struct, and Express. 1990. - V.l087. -№ 1. - P.87-90.

259. Navarro-Alvarez W., Baenziger P.S., Eskridge K.M. et al. Effect of sugars in wheat anther culture media // Plant Breed. 1994. - V. 112. - № 1. - P. 5362.

260. Nelson W.G., Lin L.F., Coffey D.S. Newby replicated DNA is associated with DNA topoisomerase II in cultured rat prostatic adenocarcinoma cells // Nature. 1986. - V.322. - P. 187-189.

261. Neurath H. Proteolytic enzymes past and present the second golden era: Abstr. Keystone Symp. Mol. And Cell. Biol. "Struct, and Mol. Biol. Protease Funct. and Inhib.", Santa Fe, N.M., March 5-12, 1994 // J. Cell Biochem. - 1994. -Suppl. 18b.-P. 128.

262. Newport J., Spann T. Disassembly of the nucleus in mitotic extracts: membrane vesicularization, lamin disassembly and chromosome condensation are independent processes // Cell. 1987. - V.48. - № 2. - P.219-230.

263. Nicolas P., Lamy A., Reymond S. Determination of proteolytic enzymes by flow-injection analysis // Anal. Biochem. 1991. - V. 192. - № 1. -P.70-73.

264. Nirmala C., Kaul M.L.H. Tapetal behaviour, gene action and breeding value in male-sterile//Plant Breed.- 1995.-V. 114.-№ l.-P. 70-73.

265. Otani M., Shimada T. High frequency of pollen embryo formation in Triticum aes-tivum on maltose containing medium // Cereal Res. Commun. 1993. -V. 21.-№ l.-P. 11-15.

266. Otani M., Shimada Т. Effect of synthetic medium on pollen embryo formation of common wheat and tetraploid wheat species // Bull. Res. Inst. Agron. Resour. 1995.-№4.-P. 45-51.

267. Pacini E., Franchi G., Hesse M. The tapetum: its form, function and possible phy-logeny in Embryophyta II Plant System. Evolut. 1985. - V. 149. - № 1. -P. 155-185.

268. Palmer C.E., Keller W.A. Pollen embryos // Pollen biothechnology for crop production and improvement / Eds K.R.Shivanna, V.K.Sawhney. Cambridge: Cambridge Univ. press, 1997. P. 392-422.

269. Paniym S., Jensen R., Chalkley R. Proteilytic contamination of calf thymus nu-cleohistone and its inhibition // Biochem. Biophys. Acta. 1968. - V.160. -№ 1. -P.252-255.

270. Peter M., NaJkagawa J., Doree M., Labbe J.C., Nigg E.A. In vitro disassembly of the nuclear lamina and M-phasespecific phosphorylation of lamins by cdc2 kinase // Cell. 1990. - V.61. - № 4. - P.591-602.

271. Pluta A.F., Cooke C.A., Earnshaw W.C. Structure of the human centromere at metaphase // Trends Biochem. Sci. 1990. - V.15. -№ 5. -P.181-185.

272. Prestamo G., Testillano P.S., Vicente O. et al. Ultrastuctural distribution of a MAP kinase homologue and their transcripts in quiescent and cycling plant cells, and in pollen grains // J. Cell Sci. 1999. - V. 112. - № 7. - P. 1065-1076.

273. Poovaiah B.W., Xia M., Liu Z., Wang W., Yang Т., Sathyanarayanan V.m Franceschi V.R. Development regulation of the gene for chimeric cal-cium/calmodulin-dependent protein kinase in anthers.Planta. 1999. -V. 209. - № 2.-P. 161-171

274. Raghavan V. Molecular embryology of flowering plants. Cambridge: Cambridge Univer. press, 1997. - 565 p.

275. Rodriguez-Garcia M.I., Alche I.D. Contribution to knowledge of the special cal-lose wall during microsporogenesis in Olea europea L. I I Proceed. XI Intern. Sympos. «Embryology and seed reproduction». St. Petersburg: Nauka, 1992.-P. 463-464.

276. Sanchez-Chiang L., Contreras M., Ainol L. Partial characterization of a nuclear proteolytic activity from fertilized sea urchin eggs // Biochem. International. -1988.-V.16. -№ 1. -P.453-463.

277. Sangwan R.S., Sangwan-Norreel B.S. Biochemical cytology of pollen embryo-genesis // International review of cytology. V. 107. Orlando, 1987. - P. 221-272.

278. Sax K. The effects of temperature on nuclear differentiation in microspore development // J. Arnold Arbor. 1935. - №. 16. - P.301-310.

279. Severini A., Morgan A.R. An assay for proteinases and their inhibitor based on DNA. Ethidium bromide fluorescence // Anal. Biochem. 1991. - V.193. -№ 1. -P.83-89.

280. Scherrer K. Prosomes, subcomplexes of untranslated mRNP // Mol. Biol. Repts. -1990. V.14. -№ 1. - P.1-9.

281. Schilperoord P. The concept of morphological polarity and its implication on the concept of the essencial organs and the organisation tipe of the dicotyledonous // Acta Biotheor. 1997. - V. 45. - № 1. - P. 51-63.

282. Shangera J.S., Peter M., Nigg E.A., Pelech S.L. Immunological characterization of avian MAP kinases: evidence for nuclear localization // Molec. Biol. Cell. -1992. V. 3. - № 1. - P. 775-787.

283. Shangera J.S., Peter M., Nigg E.A., Pelech S.L. Immunological characterization of avian MAP kinases: evidence for nuclear localization // Molec. Biol. Cell. -1992. V. 3. - № 1. - P. 775-787.

284. Shimada Т., Otani M., Koba T. Anther culture of Japanese spring wheat Harahi-kari and characterization of doubled haploid plants // Bull. Res. Inst. Agr. Re-sour. 1995. -№ 4. - P. 17-22.

285. Southworth D., Jernstedt J.A. Pollen exine development precedes microtubule rearrangement in Vigna unguiculata (.Fabaceae): A model for pollen wall patterning. 1995. - V. 187. - № 1-4. - P. 79-87.

286. Staiger C. J., Cande W. Z. Microtubule distribution in dv, a maize meiotic mutant defective in the prophase to metaphase transition // Developm. Biol. 1990. -V. 138. - № l.-P. 231-242.

287. Staiger C. J., Cande W. Z. Microfilament distribution in maize meiotic mutants correlates with microtubule organization // Plant Cell. 1991. - V. 3. - № 6. -P. 637-644.

288. Steffen K. Male gametophyte // Recent advances in the embryology of Angio-sperms. Delhi, 1963. - P. 15-40.

289. Strauss A.W., Zimmerman M., Boime I., Ashe В., Momford R.A., Alberts A.W. Characterization of an endopeptidase involved in preprotein processing// Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1979. - V. 76. - № 9. - P.4225-4229.

290. Sunderland N. The concept of morfogenetic competence with reference to anther and pollen culture // Plant cell culture in crop improvement. New York, London: Plenum press, 1983.-P. 125-139.

291. Sunderland N., Huang В., Hills G.J. Disposition of pollen in situ and its relevance to anther/pollen culture // J. Exp. Bot. 1984. V. 35. - № 153. - P. 521-530.

292. Suzuki Y., Murachi T. A chromatin-bound neutral protease and its inhibitor in rat peritoneal macrophages // J. Biochem. 1978. - V.84. - № 4. - P.977-984.

293. Sweadner K.J. Trypsin inhibitor paradoxically stabilizes trypsinactivity in sodium dodecyl sulfate, facilitating proteilytic fingerprinting // Anal. Biochem. -1991. V.194. -№ 1. -P.130-135.

294. Tanaka I. Microtubule-determined plastid distribution during microsporogenesis in Lilium longiflorum H J. Cell Sci. 1991. - V. 99. - Pt 1. - P. 21-31.

295. Tanaka I. Development of male gametes in flowering plants // J. Plant Res. 1993. -V. 106. -№ 1081.-P. 55-63.

296. Tanaka I., Ono K., Fucuda T. The developmental fate of angiosperm pollen is associated with a preferential decrease in the level of histone HI in the vegetative nucleus // Planta. 1998. - V. 206. - № 1. - P. 561-569.

297. Terasaka O., Niitsu T. Unequal cell division and chromatin differentiation in pollen grains cells. I. Centrifugal, cold and caffeine treatments // Bot. Mag. Tokyo. 1987. - V. 200. - № 1058. - P. 205-216.

298. Testillano P.S., Coronado M.J., Segui J.M. et al. Defined nuclear changes accompany the reprogramming of the microspore to embryogenesis // J. Struct. Biol. -2000. — V. 129.-№ l.-P. 223-232.

299. Testillano P.S., Gonzales-Melendi P., Ahmadian P. et al. The immunolocalization of nuclear antigens during the pollen developmental program and the induction of pollen embryogenesis // Exp. Cell Res. 1995. -V. 221. -№ 1. - P. 4154.

300. Testillano P.S., Gorab E., Risueno M.C. A new approach to map transcription sites at the structural level // J. Histochem. Cytochem. 1994. - V. 42. - № 1. -P. 1-10.

301. Tiezzi A. The pollen tube cytoskeleton // Electron Microsc. Rev. 1991. - V. 4. -№ l.-P. 205-219.

302. Tomofumi K., Tokuji I. Новые физиологические функции ингибиторов протеиназ // Karaky, Chemistry (Jap), 1987. V. 42. - № 3. - P. 208-209.

303. Touraev A., Ilham A., Vicente O., Heberle-Bors E. Stress induced microspore embryogenesis from tobacco microspores: an optimal system for molecular studies J J Plant Cell Repts. 1996a. - V.l 5. - № 1. - P. 561-565.

304. Touraev A., Indrianto A., Wratscko I. et al. Efficient microspore embryogenesis in wheat (Triticum aestivum h.) induced by starvation at high temperatures // Sex. Plant Reproduct. 1996b. - V. 9. - № 1. - P. 209-215.

305. Touraev A., Prosser M., Vicente O., Heberle-Bors E. Stress as the major signal controlling the development fate of tobacco microspores: towards a unified model of induction of pollen embryogenesis // Planta. 1996c. - V. 200. -№ l.-P. 144-152.

306. Touraev A., Vicente O., Heberle-Bors E. Initiation of microspore embryogenesis by stress // Trends Plant Sci. 1997. - V. 2. - № 1. - P. 297-302.

307. Tsanev R. Behaviour of nucleosomes during DNA replication // Cell. Biol.: Int. Repts. 3-rd Eur. Congr. Cell. Biol., 2-7 Sept. 1990. Firenze, Italy-London etc.-P.536.

308. Tsurugi K., Ogata K. Studies on the serine proteases associated with rat liver chromatin // J. Biochem. 1982. - V.92. -P.1369-1381.

309. Ueda K., Kinoshita Y., Xu Z.-J. et al. Unusual core histonesspecifically express-edin male gametic cells of Lilium longiflorum // Chromosoma. 2000. — V. 108.-№8.-P. 491-500.

310. Vasil I.K. The new biology of pollen // Naturwissenschschaften. 1973. - Bd. 60.- H. 5.-S. 247-253.

311. Vijayalakshmi A., LakshmananK. Histochemistry of meiocytes, microspores, pollen and tapetum of Haworthia fas data Haw. // Nat. Acad. Sci. Lett. 1988 -V. 11.-№ l.-P. 11-14.

312. Vogl E. Untersuchungen uder die Telungsrichungen in Pollen-mutterzellen und bei der Blanalge Chroococcus // Osterr. Bot. Ztschr. 1947. - Bd. 94. - H. 1.- S. 65-68.

313. Wang M., Bergen van S., Duijn van B. Insights into a key developmental switch and its importance for efficient plant breeding // Plant Physiol. 2000. — V. 124.-№2.-P. 523-530.

314. Wang M., Hoekstra S., Bergen van S. et al. Apoptosis in developing anthers and the role of ABA in this process during androgenesis in Hordeum vulgare L. // Plant Mol. Biol. 1999. -V. 39. -№ 3. - P. 489-501.

315. Wang Y., Lou Ch.-H., Yang Sh.-J. Cytoplasmic connections betwen tapetal cells of Gossypium hirsutum // Acta Phyitophysiol. Sin. 1994. - V. 20. - № 3. -P. 308-312.

316. Wick S.M., Zhao K.N., Li C. et al. Tubulin genes and isoforms in plants // Plant Physiol. 1996. - V. 111. - № 2, Suppl. - P. 3.

317. Wong R.L., Gutowski J.K., Katz M., Goldfarb R.H., Cohen S. Induction of DNA synthesis in isolated nuclei by cytoplasmic factors: inhibition by protease inhibitors // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1987. - V.84. - № 1. - P. 241-245.

318. Zarsky V., Garrido D., Eller N. et al. The expression of a small heat shock gene is activated during induction of pollen embryogenesis by starvation // Plant, Cell and Environment. 1995. - V. 18. - № 1. - P. 139-147.

319. Zhou H. Green plant regeneration from anther culture in cereals // In vitro haploid production in higher plants. V. 2 / Eds S.MJain, S.K.Sopory, R.E.Veilleux. -Dordrecht: Kluwer Acad, press, 1996. P. 169-187.

320. Zocchi G., de Nisi P. Physiological and biochemical mechanisms involved in the response to abscisic acid in maize coleoptiles // Plant Cell Physiol. 1996. -V.37.-№ l.-P. 840-846.

321. Zonia L., Tupi J., Staiger C. Unique actin and microtubule arrays co-ordinate the differentiation of microspores to mature pollen in Nicotiana tabacum // J. Exp. Bot. 1999. - V. 50. - № 5. - P. 581-594.

Информация о работе

Куксо, Полина Александровна
кандидата биологических наук
Уфа, 2004
ВАК 03.00.12

Диссертация

Цито-гистологический и биохимический анализ морфогенеза пыльника Triticum Aestivum L. - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы