Участие гликозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимых злаков

Трофимова, Оксана Игоревна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Участие гликозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимых злаков
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Участие гликозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимых злаков"

На правах рукописи

ТРОФИМОВА ОКСАНА ИГОРЕВНА

Участие глшсозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимых злаков

03 00 12 - физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Казань 2007

003059065

Работа выполнена в лаборатории механизмов роста растительных клеток Казанского института биохимии и биофизики Казанского научного центра Российской академии наук

Научный руководитель кандидат биологических наук

Заботин Алексей Иванович (КИББ КазНЦ РАН, г Казань)

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор

Чиков Владимир Иванович (КИББ КазНЦ РАН, г. Казань)

доктор биологических наук, профессор Шакирова Фарида Миннихановна (институт биохимии и генетики, УНЦ РАН, г Уфа)

Ведущая организация Казанский Государственный Университет

им В И Ульянова-Ленина

. , £0

Защита состоится «Д/?> _ 2007 г в 77 час на заседании

диссертационного совета К 002 005 01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук при Казанском институте биохимии и биофизики КазНЦ РАН по адресу 420111 Казань, ул Лобачевского 2/31, а/я - 30

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке Казанского научного центра РАН

Автореферат разослан » _

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

CUwcZ/JZ 2007 г

у у

А Б Иванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы В формировании низкотемпературной устойчивости в процессе осенней закалки принимают участие все клеточные компартменты События, имеющие место на уровне протопласта в ходе термоинАудированных изменений клетки, в целом, хорошо охарактеризованы При этом, представления о процессах, происходящих в клеточной стенке под действием низких температур, а также ее роли в низкотемпературной устойчивости еще только формируются Будучи многокомпонентной системой, клеточная стенка участвует в росте и развитии клеток и вовлекается в такие процессы, как устойчивость к различным неблагоприятным воздействиям среды (ТаЬи-с1н, Г^ШвитоЮ, 2001, Р1го й а1, 2003) Являясь динамичным клеточным компартмен-том, клеточная стенка непрерывно претерпевает значительные изменения состава и структуры Неизбежно образуемые при этом фрагменты полисахаридов вовлечены в регуляцию процессов жизнедеятельности растений Так, например, хорошо известно, что олигосахаридные продукты являются активными элиситорами защитных реакций при патогенной инфекции (АШегвЬеип (.4 а1, 1983) Выделенные эндогенные в последнее десятилетие олигосахариды, повышающие морозостойкость растений, открывают новый этап в развитии представлений о механизмах формирования адаптационных процессов (Заботина и др , 1998, 2003)

Одним из основных аргументов для формирования представлений о клеточной стенке, как о динамичной структуре, является присутствие в ней большого спектра ферментов Среди них наиболее распространен класс гидролаз, к которому относятся гликозидазы Показано, что они участвуют в модификации клеточной стенки в процессе роста клеток, созревания плодов (Маэиск е! а1, 1985, Ranwala Й а1, 1992), а также в защитных реакциях растений в ответ на действие патогенов (8ео е1 а1, 1995) Эти ферменты вовлечены также в процессы модификации полисахаридов клеточной стенки в ходе низкотемпературной адаптации (Заботин и др , 1998), что представтяет для нас наибольший интерес Особого внимания заслуживает участие гликозидаз в катаболи-ческих реакциях, исследование которых актуально как с точки зрения их роли в образовании регуляторных молекул (Тарчевский, 2001), так и особенностей формирования морозостойкости растительного организма

Цель и задачи исследования. Целью работы является характеристика вовлеченности гликозидаз клеточной стенки в формирование морозостойкого состояния растений

В связи с эгим были поставлены следующие задачи

1 Провести сравнительное исследование активности гликозидаз проростков различных по устойчивости сортов пшеницы и ржи при формировании низкотемпературной устойчивости

2 Оценить влияние олигосахаридной фракции, индуцирующей морозостойкость, на активность гликозидаз клеточной стенки проростков озимой пшеницы

3 Оценить влияние АБК, инициирующей морозостойкость, на активность гликозидаз клеточной стенки проростков озимой пшеницы

4 Охарактеризовать некоторые особенности формирования морозостойкости клеток при действии АБК в модельной системе - суспензионной культуре озимой пшеницы ТгШсит Пторкеелт ЕЬик

Научная новизна работы Показано, что повышение активности гликозидаз является частью процесса адаптации озимых злаков Впервые обнаружено влияние олиго-сахарина НТ, индуцирующего морозостойкость, на активность гликозидаз Установлено, что реакция ферментов на действие температуры и олигосахарина НТ характерна только для озимых растений и не является сорто- и видоспецифичной Впервые выявлена активация гликозидаз под действием АБК, показано, что эгот процесс сопровождается изменением пропорции нецеллюлозных полисахаридов клеточной стенки Использование частично синхронизированной суспензионной культуры клеток озимой пшеницы позволило показать, что процесс инициации закачивания определяется долей воспринимающих (компетентных) сигнал АБК клеток

Научно-практическая значимость работы В работе получили развитие представления о регуляторных механизмах низкотемпературной адаптации и, в частности, процессов, происходящих на уровне клеточной стенки Показано, что активация гликозидаз, как часть термоиндуцированных катаболических реакций включена в генетическую программу адаптации клеток Она может быть физиологическим показателем закаливающихся растений Расшифровка механизмов перестройки клеточной стенки в ходе низкотемпературной адаптации поможет изменять свойства растительных организмов на молекулярном уровне, что позволит создавать новые устойчивые сорта растений

Связь работы с научными программами и собственный вклад автора в исследования Исследования автора являлись частью работ, проводимых по грантам РФФИ 00-04-48220, Фонда НИОКР РТ 03-3 9-234/2004 Научные положения и выводы диссертации базируются на результатах собственных исследований автора

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 8 международной конференции по клеточной стенке (Норвич, Великобритания, 1998), на XII конгрессе БЕРРЗ (Будапешт, Венгрия, 2000), на международной конференции «Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке», (Сыктывкар, 2001), на 9 международной конференции по клеточной стенке (Т>луза, Франция, 2001), на 6 Пущин-ской конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (2002), на III съезде биохимического общества (СПб, 2002), на 7 Пущинской конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (2003), на международной научной конференции «Новая геометрия природы» (Казань, 2003), на V съезде общества физиологов растений России и международной конференции «Физиология растений - основа фитобиотехнологии» (Пенза, 2003), на всероссийской конференции «Стрессовые белки растений» (Иркутск, 2004), на 10 международной конференции по клеточной сгенке (Сорренто, Италия, 2004), на молодежных конференциях КИББ КазНЦ РАН (2003, 2004), на итоговых

конференциях КазНЦ РАН (Казань, 2004- 2007), II международном симпозиуме «Сигнальные системы клеток растений роль в адаптации и иммунитете» (Казань, 2006)

Публикации По материалам диссертации опубликовано 17 работ (из них 3 статьи в отечественной и зарубежной печати)

Структура и объем работы Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, включает 23 рисунка и 4 таблицы, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы (241 наименование, из них 56 на русском языке)

1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования Объектами исследования служили проростки пшеницы (Triticwn aestivum L) озимых сортов Казанская-84, Мироновская 808 и яровых сортов Артемовна, Керба, проростки озимой ржи (Secale cereale L ) полученных из ВИРа (Всероссийского Института Растениеводства им Вавилова) сортов Бурятская, Ситниковская, Мининская, Вятка-2, Саратовская-7, Dominant, Кунгс-2, Петкус местный, Таловская и суспензионная культура клеток озимой пшеницы Triticum timopheevn Zhuk (РККК BP, № 34), полученная в отделе биотехнологии ИФР РАН из каллуса незрелых зародышей пшеницы (Зоринянц и др , 1993) Клетки выращивали на среде Шенка-Хильдебрандта (Shenk, Hildebrandt, 1971) Период субкультивирования составлял 21 день, при плотности высева 10x5 клеток/мл

Характеристика олигосахарина НТ Используемая в работе высокоочищенная (индивидуальный пик при анализе методом ВЭАОХ (Dionex, США)) олигосахаридная фракция эндогенного происхождения выделена из корней закаливающихся проростков озимой пшеницы (через 6 часов действия температуры) согласно методике, описанной в работах Заботилой и др (1998, 2003) Она на 90% состоит из глюкозы и ксилозы в соотношении 1 1, содержит в минорных количествах арабинозу и галактозу, имеет степень полимеризации 12, представляет собой, наиболее вероятно, фрагмент ксилоглюкана и обозначена в работе как олигосахарин НТ

Приготовление белковых экстрактов За основу выделения клеточных стенок и экстракции связанных с ней белков взята методика Ranwala et al (1992), с модификациями Кончики (2 см) корней проростков растирали в ступке, погруженной в лед, в буфере (20 мМ HEPES ("Sigma", США), 5 мМ Na2S205, рН 7,5) в отношении 1 4 г/мл Полученный гомогенат представлял растворимую фракцию Клеточные стенки суспендировали в среде гомогенизации с добавлением 2М NaCl Солевую экстракцию проводили в течение 24 часов при 4 °С Навеску клеток помещали в тот же буфер 20 мМ HEPES ("Sigma", США) в соотношении 1 10 Для разрушения клеточных стенок клетки озвучивали на ультразвуковом дезинтеграторе УЗДН-1 (Россия), при частоте 22 кГЦ, 0,5 А, два раза по 2 минуты Гомогенат фильтровали, получая, растворимую белковую фракцию

Определение гликозидазной активности Ферментативную активность гликозидаз измеряли по модифицированной методике Masuda et al (1988), с использованием в качестве субстратов 4-метилумбеллиферил меченые сахара (4-Ми-гликозиды), ("Sigma", США) Концентрация каждого субстрата в реакционной смеси была для 4-MU-P-D-галактозида - 75 мкМ, 4-Ми-Р-0-глюкозида - 500 мкМ, 4-MU-a-L-арабинозида - 75 мкМ, A-MU-p-D-машюзида - 75 мкМ, 4-Ми-[3-В-фукозида - 25 мкМ О величине ферментативной активности судили по количеству отщепившегося 4-метилумбеллиферона, содержание которого измеряли на спектрофлюориметре MPF-44В (Perkin Elmer, США) при длине волны 448 нм (длина волны возбуждения 325 нм) Активность фермента выражали в нМ 4-метилумбеллиферона, умножая на коэффициент (2,3), рассчитанный из калибровочной кривой для 4-метилумбеллиферопа (натриевая соль) и относили к единице сырого веса (мг) за единицу времени (мин), или в процентах к исходному значению контрольных образцов

Выделение фракций полисахаридов Корешки проростков (2 см), фиксировали в термостате при 100°С в течение 30 мин, затем сушили при 60°С до постоянного веса Для выделения клеточной стенки 100 мг сухого растительного материала растирали в фарфоровой ступке К растертой до гомогенного состояния массе добавляли 5 мл фосфатного буфера (рН 7 0) и центрифугировали при 10000 об/мин 15 мин Осадок промывали три раза 80 % ацетоном, и центрифугировали при том же режиме Высушенные при комнатной температуре клеточные стенки гомогенизировали с 5 мл NH4 оксалат-ного буфера (рН 5 2) с добавлением 0,05 М ЭДТА Полученный гомогенат выдерживали 1 ч на водяной бане при температуре 80°С и затем центрифугировали при 10000 об/мин 15 мин Осадок еще раз ресуспендировали в том же буфере и повторяли ту же операцию Полученная надосадочная жидкость представляла собой пектиновую фракцию клеточной стенки Затем к осадку добавляли 5 мл 0,05М КОН с 0 01% боргидри-дом натрия и оставляли на 24 часа при комнатной температуре, затем центрифугировали 15 мин при 10000 об/мин, после чего собирали надосадочную жидкость Таким образом, была получена 0,05М КОН фракция гемицеллюлоз Последующие фракции ге-мицеллюлоз были получены таким же образом, путем последовательной экстракции 1М КОН и 4М КОН

Определение каллозы проводили по методике (Kauss et al, 1983)

Определение содержания Сахаров проводили антронным методом (Северин, Соловьев, 1989)

Измерение морозостойкости Об изменении морозостойкости судили по выходу электролитов после промораживания образцов согласно модифицированной методике (Uemura, Steponkus, 1989) В опытах с проростками, листья каждого варианта (1 г) помещали в микрохолодильник типа ТЛМ и выдерживали в течение часа при температурах от -2°С до -16°С с интервалом в 2°С, отбирая через каждый час промороженные пробы Клетки (0,1 г) суспензионной культуры отмывали 3% раствором сахарозы, помещали в микрохолодильник и выдерживали 1 ч при температурах от -3°С до -10°С, с

интервалом 1°С, отбирая через каждый час промороженные пробы Затем к образцам листьев и клеток добавляли 10 мл дистиллированной воды и инкубировали на качалке 1 ч Выход электролитов определяли по электропроводности жидкой фазы на кондуктометре ОК-102-1 с диаметром ячейки 22 мм и высотой 1,97 мм Полумаксимальные значения электропроводности определяли как ЛТ50 - значение температуры, соответствующее 50% гибели клеток За нулевой уровень принимали значение электропроводности образцов, не подвергавшихся промораживанию, за 100% - значения после авто-клавирования образцов при 0,8 атм 30 мин

Определение митотическо! о индекса клеток суспензионной культуры озимой пшеницы Клетки помещали в фиксатор Кларка на 24 часа Для мацерации использовался фермент смесь гликозилаз из Trichoderma viridae (Maxazime С Gist Brocades, Нидерланды) Мацерацию проводили при 40°С, 3 часа Клетки окрашивали 1,5% ор-сеином Готовили препараты типа "раздавленной капли" (Т>рков и др , 1988) На каждом препарате просмотрено не менее 2500 клеток

Опыты проводили в 3 биологических и 3 аналитических повторностях Данные обработаны статистически (Лакин, 1980) Анализ корреляционных связей определялся с использованием пакета программ "Анализ данных Excel ХР" На графиках и в таблицах представлены средние арифметические величины со среднеквадратичной ошибкой

2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 2.1 Влияние низкой положительной температуры на активность гликозидаз и устойчивость проростков разных сортов пшеницы и ржи

-I

2 2

< Рис

Реакция внеклеточного матрикса проростков озимой пшеницы в ходе низкотемпературной адаптации характеризуется изменением моносахаридного состава основных фракций полисахаридов (Заботин и др , 1995) Одной из причин этого может быть активация катаболизма полисахаридов Действительно, ранее была обнаружена активация ряда гликозидаз клеточной стенки проростков озимой пшеницы в первые часы действия низкой положительной температуры (+2 °С), при этом пик активности гликозидаз предшествовал уменьшению содержания полисахаридных фракций (Заботин и др , 1998) Эти работы послужили предпосылкой для выяснения вопроса, связано ли формирование морозостойкости растений с реакцией активации гликозидаз

Для ответа на этот вопрос, была проанализирована активность гликозидаз на начальном этапе закаливания у разных сор-

1100 юоо 900 800 700 600

500

Казанская 84

□ +25° С

Керба Артемовка 0+2° С

1 Влияние краткосрочного воздействия низкой температуры (+2° С, 4 часа) на активность глюкозидазы растворимой фракции проростков разных сортов пшеницы

тов пшеницы и ржи Базовая устойчивость этих сортов и уровень их морозостойкости были протестированы путем определения их ЛТ50 при комнатной температуре (+25°С) и после воздействия низкой потожительной температуры (+2 °С) в течение 7 суток (табл 1)

Были использованы три сорта пшениц - яровые Артемовка и Керба, и озимая Ка-занская-84, на которой ранее был установлен факт активации гидролаз Поскольку на температурное воздействие все исследованные гликозидазы (а-арабинозидаза, ß-

глюкозидаза, р-

Табл 1 Характеристика базовой морозостойкости и способности к закаливанию (по JITjo) проростков разных сортов пшеницы и ржи у незакаленных (+25° С, 7 суток) и закаленных (+2° С, 7 суток) растений ***-Высокоустойчивые, **-среднеустойчивые, *- слабоустойчивые сорта ржи Разница между значениями достоверна (Р<0,05)

галактозидаза, Р-

маннозидаза, р-фукозидаза) реагировали сходным образом, в работе представлены данные по двум ферментам - глюкозидазе и га-лактозидазе Как следует из экспериментов, 4-х часовая обработка проростков пшеницы низкой положительной температурой приводит к увеличению активности р-глюкозидазы (рис 1) и Р-галактозидазы (данные в реферате не приводятся) растворимой фракции морозостойкого сорта и ингибированию этих гликозидаз у яровых сортов То есть, в яровых культурах отсутствует активация гликозидаз клеточной стенки, характерная для озимых культур

Далее было выявлено наличие активации гликозидаз у сортов озимой ржи Следует отметить, что представленные озимые сорта ржи, полученные из коллекции ВИРа, охватывают все климатические зоны культивирования Российской Федерации На основании наших исследований (табл 1), исходя из базовой ЛТ5П, они могут быть условно подразделены на сильно-, средне- и слабоморозостойкие

Была исследована активность ферментов в различных по устойчивости сортах ржи высокоустойчивых (Бурятская и Мининская), среднеустойчивых (Вятка-2 и Dominant), и менее устойчивом сорте (Петкус) Было показано, что стабильно наблю-

Сорт Морозостойкость, °С

+25°С +2°С

Пшеница яровая

Керба -4,7 ± 0,2 -5,3 ±0,0

Артемовка -5,0 ± 0,2 -5,4 ± 0,2

Пшеница озимая

Казанская 84 -5,6 ± 0,2 -9,2 ±0,1

Мироновская 808 -5,9±0,1 -9,6±0,1

Рожь озимая

**»Бурятская -8,3 ±0,1 -14,5 ±0,4

* * * Ситниковская -8,1 ±0,2 -13,8 ±0,4

** »Мининская -8,0 ±0,0 -13,9 ±0,0

**Вятка2 -7,8 ±0,1 -13,0 ±0,5

* »Dominant -7,6 ± 0,2 -13,0 ±0,0

*Кунгс 2 -7,3 ± 0,0 -12,4±0,2

♦Саратовская 7 -7,1 ±0,1 -12,1 ±0,4

*Петкус местный -7,0 ± 0,4 -12,0 ±0,2

♦Таловская -7,0 ± 0,0 -11,8 ±0,3

1600 - -

с.

1200 ■ -.

1 1 "00 4

*!■ I)

- щ

к <

8 .

§-

а+ 25° с

0 +2° С

даемая в озимой пшенице активация глю-козидазы и галактозидазы (данные в реферате не приводятся) через 4 часа действия низкой положительной температуры обнаруживается и во всех исследованных сортах озимой ржи, независимо от степе-пи их устойчивости (рис.2).

Более детальное исследование влияния низкой положительной температурь: на активность ферментов подтвердило наши выводы о сходстве реакции гликозидаз в озимых сортах пшеницы и ржи. Так исследования на примере сортов Бу-

Ы00

Рис. 2 Влияние краткосрочного воздействия кая и Ситниковская (данные в ф

низкои температуры (+2 С, 4 часа) па акт пи- 1 к 1

ность глюкозидаэы растворимой фракции те нс приводятся) показали наличие тср-проростков разных сортов озимой ржи. моиндуцированного повышения активно-

сти р-глюкозидазы, (З-галектозидазы, (3-маннозидазьг, (З-фукозидазы, которое наблюдается и в проростках озимой пшеницы (Заботин и др., 1998). Положительной корреляции между степенью активации гликози-даз и уровнем морозоустойчивости не обнаружено.

Таким образом, суммируя данные по реакции гликозидаз клеточной стенки на действие низкой положительной температуры, и сопоставляя их с данными но измерению морозоустойчивости, можно заключить, что, изменение активности гликозидаз и способность к закаливанию совпадают, что, по-видимому, яыляется частью программы

адаптивной реакции клеток озимых растений.

2.2. Влняине высокоочищенной олягосахярядной фракции, индуцирующей морозостойкость, на активность гликозидаз яровой пшеницы и озимой ржи

Рядом исследователей показано усиление гидролитической активности ферментов при различных приспособительных реакциях, в том числе и на Холодовую обработку (Вовчук и др., 1994), что позволило сделать заключение о вовлеченности катаболических реакций в реорганизацию и обновление структуры и состава клетки (Браун и др., 1987, Тарчевский, 2001).

Аитсмовка Ксрба □ +25° С И +2° С ■ +2" С+<игигосахарикНТ

Рис. 3. Влияние олигосахарина НТ на активность глюкоз и даз 1.1 растворимой фракции проростков яровых пшениц. Олигосахарян НТ (0,05 м к г/мл) вносили в среду выращивания за 16 часов до гипотермии (+2аС, 4 часа).

■Ч

"щ

□ + 25° С a-i'2°C

■кгц,

+ 2° С+олигосахарин Щ'

Рис. 4. Влияние олигосахарина НТ на активность глюкозидазы растворимой фракции проростков разных сортов озимой ржи.

Предполагается, что активация катаболизма может быть связана с образованием регуляторных молекул (Тар невский, 2001). Действительно, из проростков озимой пшеницы была выделена олиго сахари дная фракция, обозначенная олигосахария НТ, которая образуется в первые часы адаптации под действием низкой положительной температуры {Заботяна и др., 1998, 2003). Судя по моносахаридному составу, она происходит из фракции гемицеллюлоз. Было показано, что обработка проростков озимой пшеницы олигосахарином НТ, выделенным из этого же объекта, до начала закалки повышала эффективность термо адаптации растений (Заботина и др., 1998, 2003).

Обработка олигосахарином НТ проростков озимой пшеницы за 16 часов до помещения их на закаливание приводила к усилению активации глякозидаз в начальный период адаптации (Трофимова и др., 2004). При этом у яровых пшениц сортов Артемовка и Керба такая предобработка усилила падение активности глюкозидазы (рис.3) и галактозидазы {данные в реферате ire приводятся). Влияние олигосахарина НТ на морозостойкость проявлялось только у озимых сортов (табл. 2).

При использовании той же схемы воздействия олигосахарином и температурой, была выяснена реакция г.шкозидаз у озимой ржи на внесение олигосахарина НТ, выделенного из пшеницы. Это, вместе с измерениями морозостойкости, позволило выяснить видовую специфичность эффектора. Олигосахарин НТ увеличивал морозостойкость во всех тестируемых сортах ржи (табл. 2). Предобработка "пшеничным" олигосахарином так же повышала активность глюкозидазы озимой ржи трех сортов (по одному из каждой группы устойчивости: Мининская, Вятка-2, Петкус) (рис. 4). По-видимому, в процессе закаливания ржи образуются подобные биологически активные молекулы и, возможно, того же состава, по-

0 3 6 9 12 14 16 Время воз действия,часы —глкжозидаза —£г~ галактозвдаза

Рис. 5. Влияние олигосахарина НТ (0,05 мкг/мл) на актив ¡(ость глюкозидазы и галактозидазы растворимой фракции корней проростков озимой пшеницы Казанская 84

{25°С>.

скольку рожь и пшеница имеют сходный тип строения клеточной стенки (СагрЦа, 2000)

Олигосахарин НТ способен индуцировать морозостойкость озимой пшеницы и при комнатной температуре (Трофимова, Торощина, 2003) К тому же он активирует и гликозидазы (рис 5) Уже в первые 3-6 часов действия олигосахарина НТ при комнатной температуре наблюдается сначала небольшое снижение, а потом кратковременное повышение (к 9 часам) активности гликозидаз

Таким образом, основные события в запуске процесса низкотемпературной перестройки под действием олигосахарина НТ происходят именно в первые часы воздействия, что обуславливает повышение устойчивости пре-добработанных проростков Направленность реакции гликозидаз (активация или инги-бирование) при воздействии низких температур сохраняется и при обработке олигосахарином НТ, но эффект при его применении усиливается, что, в свою очередь, согласуется с его влиянием на морозостойкость разных сортов и видов злаковых (табл 2)

2.3. Изменение астивности гликозидаз и содержания нецеллюлозных фракций полисахаридов клеточной стенки при действии АБК

Известно, что образование морозостойкого состояния растений, находящихся в условии комнатной температуры может быть индуцировано экзогенным добавлением фитоюрмона - абсцизовой кислоты (АБК) (Уе1Ч2 й а1, 1996) Вызываемые ею изменения метаболизма клетки касаются и механических свойств клеточной стенки, аналогично наблюдаемым при закаливании низкими положительными температурами (11а-

Табл 2 Влияние закаливания и обработки олигосахарином НТ на морозоустойчивость проростков разных сортов пшеницы и ржи Олигосахарин НТ (0,05 мкг/мл) вносили за 15 часов до гипотермии (+2°С, 7 сугок) ***-Высокоустойчивые, **- среднеустойчивые, *- слабоустойчивые сорта озимой ржи Разница между значениями достоверна (Р<0,05)

Сорт Морозостойкость, °С

2°С Олигосахарин НТ + 2°С

Пшеница яровая

Керба -5,3 ±0,0 -5,3 ±0,1

Артемовка -5,4 ±0,2 -5,4 ±0,1

Пшеница озимая

Казанская 84 -9,2 ±0,1 -10,8 ±0,2

Мироновская 808 -9,6 ±0,1 -11,1 ±0,3

Рожь озимая

***Бурятская -14,5 ±0,4 -15,8 ±0,5

* * * Ситниковская -13,8 ±0,4 -15,0 ±03

** »Мининская -13,9 ±0,0 -15,2 ±0,1

**Вятка 2 -13,0 ±0,5 -14,3 ±0,4

»♦Dominant -13,0 ±0,0 -14,2 ±0,0

* Куп гс 2 -12,4 ±0,2 -13,6 ±0,2

* Саратовская 7 -12,1 ±0,4 -13,0 ±0,3

*Петкус местный -12,0 ±0,2 -13,3 ±0,3

*Таловская -11,8 ±0,3 -12,8 ±0,4

А)

б 1218243036424854606672 Время воздействия АБК, часы

jashekar, Lafta, 1996) Существующая точка зрения, о том, что низкая температура и АБК могут иметь независимые пути транс-дукции сигнала (Thomashow, 1999, Gusta et al, 2005), при одновременном сходстве ответной реакции на них, позволила-сравнить влияние АБК и температуры на активности гликозидаз на начальных этапах формирования низкотемпературной адаптации

Исследования показали, что как в растворимой (рис 6, А), так и в ионно-связанной фракциях (рис 6,Б), активация всех исследованных нами гликозидаз а-арабинозидазы, р-галактозидазы, р-глюкозидазы, Р-фукозидазы и р-маннозидазы наблюдалась, в основном, через 6-9 часов после действия гормона Характерно, что как и в случае действия низкой положительной температуры, она продолжалась в течение суток

Исходя из попученных данных реакции гликозидаз, мы предположили, что при действии АБК фракции матриксных почисахари-дов клеточной стенки могут подвергаться модификации таким же образом, как и при действии температуры (Заботин и др , 1995)

Действительно, в ходе исследований было обнаружено, что обработка растений АБК приводила к изменениям в содержании полисахаридных фракций, что

характеризовалось временным снижением количества пектинов ~ и фракций гемицеллюлоз, экстрагируемых щелочью 0,05М, 1М и 4М в первые часы действия АБК

(рис 7) Наиболее интересным представляется увеличение фракции гемицеллюлоз, экстрагируемых 4М щелочью через 24 часа действия гормона Возможно, что модификация этой фракции можег свидетельствовать об усилении прочности клеточной стенки

При действии температуры активация гликозидаз как в растворимой, так и ионно-связанной фракциях предшествовала уменьшению количества полисахаридных фракций (Заботин и др , 1998)

При сравнении содержания матриксных полисахаридов и их синтеза с изменением гликозидазной активности, был сделан вывод, что уменьшение количества полиса-

Б)

6 1218243036424854606672

Время воздействия АБК, часы —О— арабинозвдаза -6г- галактозцдаза

—Ж- пгокозвдаза -в- маннозвдаза

-О— фукозццаза

Рис 6 Динамика активности гликозидаз растворимой А), ионно-связаной Б) фракции из корней проростков озимой пшеницы при действии АБК (10 мкМ, 25° С) За 100% принята активность ¡ликозидаз без воздействия

О 50 100

Содержание полисахаридов,

нг/г сух, массы ■ 4М ге ми целлюлозы ЕЗ 1М гемицеллюлозы □ 0; 05М гемицеллюлозы 0 пектины

Г и с. 7, Изменение содержания нецеллюлозных фракций полисахаридов корней проростков озимой пшеницы при воздействии АБК (!0 мкМ, 25я С).

Таким образом, индуцируемые АБК вающие повышение морозоустойчивости, точной стенки так же. как это происходит п

чар идо в является результатом как снижения их образования, так и увеличения их деградации (гаЬоНп е1 а1., 1998). Выявленные нами сходные изменения в содержании фракций и активации гликозидаз могут свидетельствовать об изменениях моносахарияного состава как при действии температуры, так и АБК. Анализ моносахариды о го состава и типов связей показал, что при гипотермии наблюдается, главным образом, обмен геми-целлюлозной фракции (2аЬо1ш е! а!., 1998). Предполагается, что активация катаболизма гемицеллюлоз в процессе их обновления приводит к появлению олиго-сахаридов - фрагментов полисахаридов, вовлеченых в процесс низкотемпературной адаптации ('Заботима и др., 2003). Они могут образовываться в результате активной работы ферментов, локализованных в клеточной стенке и участвующих в гидролизе 1'ликозилы1ых связей мачриксных полисахаридов,

изменения клеточного метаболизма, вызы-приводят к перестройке метаболизма кле-ри действии низкой температуры.

2.4. Действие циклогексимнда на индуцированное АБК изменение активности гликозидаз корней проростков озимой пшеницы

Использование ингибиторов трансляции и транскрипции позволило сформировать современные представления о роли белоксинтезирующей системы в формировании морозостойкого состояния растений. Известно, что циклогексимид (ЦП препятствует образованию морозостойкого состояния (Зверева, Трунова, 1985; Новицкая и др., 1995). Повышение устойчивости к низким температурам с помощью обработки АБК как при нормальной, так и при температуре закаливания, реализуется посредством дифференциальной экспрессии генов, что приводит к изменениям в синтезе белка (Мо-Ьарана е1 а!,, 1988; Хт, 11, 1992). Между тем, имеются данные, что морозостойкость, индуцируемая гормоном при физиологически нормальной температуре не подавляется ингибиторами белкового синтеза (Таланова и др., 1988). Результаты проведенных нами ранее экспериментов показали, что ЦГ, добавленный одновременно с АБК в среду

культивирования суспензионных клеток озимой пшеницы, препятствовал образованию морозостойкого состояния (Трофимова, Заботин, 2001) Поскольку обнаружено, что АБК способна активировать гликозидазы, возник вопрос о вовлеченности белоксинтезирующего аппарата клетки в регуляцию этого процесса

Исследуя влияние ЦГ на индуцируемую АБК активацию гликозидаз, было обнаружено, что обработка ЦГ за 15 часов до внесения АБК полностью снимает эффект гормона как в растворимой (рис 8), так и в ионно-связанной (данные в реферате не приводятся) фракциях, на примере ¡Гчасов) нГдинамиТу''активное™ глюкози- глюкозидазы Это свидетельствует о том, дазы растворимой фракции корней пророст- что регуляция активности этих ферментов ков озимой пшеницы при воздействии АБК сопряжена с функционированием бело-(10 мкМ, 25° С) За 100% принята активность КСИНтезирующей системы, и привело нас к гликозидаз без воздействия

выводу о сходстве механизмов регуляции метаболизма клеточной стенки под действием гормона и под действием температурного фактора

На корнях проростков озимой пшеницы было показано, что ЦГ полностью подавляет фазу активации гликозидаз клеточной стенки в первые часы закаливания низкой температурой (Барышева и др, 1999) Авторы предполагают, что подавление цикло-гексимидом термоиндуцированного адаптивного "всплеска" активности гликозидаз происходит через блокирование экспрессии генов, ответственных за образование регу-ляторных молекул, которые в норме ответственны за активацию гликозидаз клеточной стенки В этой же работе был обнаружен интересный факт повышения активности гликозидаз за время предобработки этим ингибитором при комнатной температуре, что также наблюдается в наших экспериментах в обеих фракциях в момент внесения АБК

Исходя из полученных данных, пока сложно установить точный механизм, с помощью которого ингибитор активирует гликозидазы Следует отметить, что как в случае индукции активности АБК (рис 8), так и температурой (Барышева и др , 1999), ЦГ подавлял именно фазу активации ферментов

2.5. Характеристика действия АБК на ростовые параметры и формирование морозостойкого состояния суспензионной культуры озимой пшеницы

Культуры растительных клеюк широко испочьзуются в качестве модельных систем для проведения физиологических исследований Их использование позволяет стро-

Ё с

Риг

0 3 6 9 12 15 18 21 24

Время воздействия АБК, часы А ЦГ(15 ч)+АБК -О- АБК Я Пчтипи' пп^плбпяботки ТТГ П 1П"5\/Г

го контролировать и изменять условия роста и развития, а синхронизация роста клеток позволяет вести исследования с достаточно однородной популяцией Ранее было обнаружено, что в первые часы закаливания частично синхронизированной суспензионной культуры озимой пшеницы Тписит ШорИееуи Zh\зk низкими положительными температурами активируются те же гликозидазы, что и у проростков озимой пшеницы (Барышева, Заботин, 2001) Поэтому, исследование АБК-индуцированного формирования морозоустойчивости клеток проводилось на суспензионной культуре озимой пшеницы

На рисунке 9 представлен рост культуры клеток озимой пшеницы ТгШсит Пто-рИееун гЬик (РККК ВР, № 34), оцениваемой по накоплению сырой массы На графике

можно выделить основные стадии ее т б развития экспоненциальная фаза со 2 по

6 день, когда идет интенсивное деление клеток без значительного увеличения массы клеток, фазу быстрого (логарифмического) роста (от 7 до 12 дней), когда клетки переходят к росту растяжением и стационарную фазу (от 12 до 21 дня), в течение которой не происходит каких-либо изменений в величине митотиче-ского индекса или в увеличении массы клеток

Было показано, что в ходе развития суспензионной культуры озимой пшеницы максимальный митотический индекс предшествовал накоплению эндогенной каллозы (Заботин и др , 2002) Это позволило связать увеличение количества полисахарида с формированием клеточной пластинки в процессе деления клеток Было показано, что деградация каллозы в клетках, закончивших цитокинез, происходит на фоне клеток, переходящих к росту растяжением (Заботин и др , 2002) Таким образом, «время жизни» каллозы ограничено соответствующей стадией цитокинеза Эти данные дают позволяют заключить, что эндогенный уровень каллозы может использоваться как своего рода маркер пролиферативной активности клеток и прохождения ими стадии деления

Было обнаружено, что кривая роста культуры меняется в зависимости от того, на какой фазе роста была внесена АБК На рисунке 10,А представлены данные о том, что при внесении гормона в среду культивирования в начале пассажа (0 день) рост клеток полностью подавлялся, а при внесении гормона на стадии экспоненциального роста (на 3-й день) - на 35% Подсчет митотического индекса показал (рис 10, Б), что практически полное подавление роста при внесении АБК в самом начале пассажа сопровожда-

0 2 4 6 8101214161820 Время культивирования, дни

—Д— митотический индекс -О— масса

Рис 9 Изменение массы и митотического индекса в течение культивирования суспензионной культуры клеток озимой пшеницы ТгШсит Пторкее\и 21шк

Время культивирования, дни

ется падением митотического индекса и появлением его пика на сутки позже, чем в контроле

Если АБК вносилась в момент максимального деления культуры, то мито-тический индекс снижался в меньшей степени Исходя из данных по распределению делящихся клеток в ходе пассажа, видно, что степень подавления роста зависит от количества клеток, находящихся на той стадии клеточного цикла, когда они чувствительны к действию АБК Молекулярные механизмы запуска клеточного деления и регуляция клеточного цикла при изменениях окружающей среды недостаточно изучены Также немного известно о роли и механизмах действия АБК в клеточном цикле Данные литературы предполагают, что механизм влияния АБК на клеточный цикл состоит в экспрессии ингибитора cdc-2 киназы -ICK1 (Wang et al, 1998), а также в запуске экспрессии CKI1A гена, роль которого, возможно, связана с удлинением клеточного цикла растений под действием неблагоприятных факторов (Stals et al, 2000) Есть данные, свидетельствующие о том, что у АБК в клеточном цикле одна «точка приложения» - это момент перехода клеток из стадии G| в стадию S (den Boer, Murray, 2000, Stals, Inzfl, 2001), когда индуцируемый АБК ингибитор 1С КI способен "перепрограммировать" путь развития клеточного цикла, и, пройдя которую, клетки, по-видимому, не воспринимают АБК

Поскольку нами было установлено, что параметры клеточной культуры масса, митотический индекс меняются в ответ на АБК (рис 12) в зависимости от времени ее внесения, нас интересовало, как эти изменения согласуются с возникновением морозостойкости в культуре Были проведены эксперименты по определению морозостойкого состояния клеток озимой пшеницы, индуцированного действием АБК при комнатной температуре Так, если клетки подвергались действию гормона в самом начале пассажа, индукция морозостойкости наблюдалась к третьим суткам Внесение АБК в среду

Время культивирования, дни

Рис

10 Влияние АБК (50 мкМ, 25" С) на рост А) и митотический индекс Б) суспензионной культуры озимой пшеницы ТгШсит ПторЫеуц гЬик в зависимости от времени ее внесения О - ростовая кривая без обработки, □ - АБК внесена в начале пассажа, © - АБК внесена на 3 день пассажа

роста клеток в момент их интенсивного деления значительно сокращало время возникновения морозостойкости - она обнаруживалась уже через 10 часов(табл 3)

Устойчивость и способность клеток к закаливанию зависят от зоны роста органа в случае целых растений кукурузы (Родченко и др, 1988), или от возраста, в случае суспензионной культуры (Сопина и др , 1994) Есть мнение, что клетки, находящиеся на стадии активного деления, до перехода к растяжению и обладающие высокой метаболической активностью, проявляют наибольшую способность к адаптации (Сопина и др , 1994) Известно, что повышение уровня АБК, которое наблюдается при действии любых неблагоприятных факторов, приводит к торможению деления и роста клеток То есть, не активный метаболизм клетки сам по себе является условием устойчивости Возникновение морозостойкости, наблюдавшееся к третьим суткам, связано, как уже упоминалось выше, с появлением достаточного количества клеток, в той фазе клеточного цикла (G|/S) (den Boer, Murray, 2000, Stals, Inzft, 2001), когда сигнал гормона эффективно воспринимался Более быстрое формирование устойчивости связано с количеством проходящих по циклу клеток В варианте с внесением АБК в самом начале пассажа отсутствие формирования морозостойкости в первые 2 суток может быть связано с изначально малым количеством клеток, вступающих в клеточный цикл

Следует отметить, что измерение морозостойкости суспензионной культуры проводилось нами с использованием метода измерения электропроводности водной вытяжки промороженных клеток Это позволило нам, используя более высокую разрешающую способность по температурной шкале, обнаружить очень узкий температурный интервал выживаемости клеток, выражающийся в скачкообразном переходе к максимальному выходу электролитов (свидетельство гибели клеток), тогда как для целых растений этот процесс имеет значительно более "плавный" и постепенный характер Данная особенность при измерении электропроводности клеток суспензии свидетельствует о значительной однородности клеточной популяции, что дает нам основа-

Табл 3 Образование морозостойкого состояния клеток (по ЛТ50) суспензионной культуры озимой пшеницы ТгМсит Пторкееуп гЬик под действием АБК (50 мкМ, 25°С) в зависимости от возраста * Время

обработки 12 часов

Время

куль- АБК вне-

тиви- Контроль сена в на- АБК внесена

рова- чале пас- на 3 день

ния, сажа

ДНИ

JIT50 в °С

1 -5,3 ±0,3 -5,3 ±0,3 -

2 -5,5 ±0,3 -5,5 ±0,3 -

3 -6,5 ±0,2 - 7,4 ± 0,2 - 7,4 ± 0,2*

4 - 7,5 ± 0,2 - 8,2 ± 0,2 - 8,6 + 0,2

5 -8,1 ±0,2 -9,0 ±0,2 -9,5 ±0,2

ние рассуждать о чувствительности клеток, проходящих определенную стадию своего развития

По-видимому, эффективно закаливаться (приобретать устойчивость к какому-либо фактору) способны не все клетки растительной ткани, даже обладающие активным метаболизмом Синхронизованная в достаточной степени культура клеток проходит во времени стадии своего развитая, аналогичные определенным зонам роста целых растений, за исключением дифференциации Представленные нами экспериментальные и литературные данные позвочяют предположить, что закалку инициируют клетки, проходящие определенную стадию клеточного цикла Но доля этих клеток невелика в относительно синхронных суспензионных культурах, а в целом растении еще меньше Тем не менее, у растений наблюдается более высокая степень морозостойкости, чем в культурах Можно предположить, что в воспринявших внешний сигнал клетках образуются интегрирующие факторы, которые могут распространяться от клетки к клетке и вовлекать в процесс образования морозостойкого состояния ткани в целом Действительно, в литературе имеются сведения, указывающие на существование неких интегрирующих факторов (8а1оЬ е1 а1, 1986, Орта с1 а1, 1997) Можно предположить, что определенную роль в передаче сигнала от клетки к клетке при образовании морозостойкого состояния могут играть олигосахарины НТ Эти молекулы обладают определенными особенностями, которые позволяют им выполнять подобные функции во-первых, их накопление обнаруживается уже через 3 часа воздействия низкой температуры в кончике корня, где доля меристематических клеток больше, тогда как в остальной части корня - через 6 часов или позже, и, во-вторых - они обнаруживаются в первые часы и при обработке растений АБК (Торощина, 2004) в-третьих, они имеют небольшую молекулярную массу (степень полимеризации 12) Кроме того, нами получены данные, предполагающие, что одной из функций олигосахарина НТ может быть усиление "сигнала" АБК Так, предобработка этим веществом проростков озимой пшеницы в полумаксимальной концентрации приводила к значительному возрастанию эффекта АБК на их закаливание (табл 4)

Как показали эксперименты, обработка проростков озимой пшеницы либо только олигосахарином НТ, либо АБК, приводила к повышению морозостойкости примерно на 25% Растения, обработанные сначала АБК, а через 15 часов олигосахарином НТ, показали «суммирование» эффектов, равное теоретической сумме, то есть наблюдается аддитивное влияние того и другого вещества на их морозостойкость Иное взаимодействие было выявлено при предобработке проростков озимой пшеницы олигосахарином в течение 15 часов до внесения фитогормона При этом морозостойкость значительно превышала просто суммирование влияния того и другого вещества (табл 4)

Так, уже через 3 часа предобработки олигосахарином НТ эффективность закалки озимой пшеницы под действием АБК превысила простое сложение двух эффекторов, то есть, наблюдался синергический характер взаимодействия, который к 9 часам действия олигосахарина НТ достиг максимального уровня (табл 4) Из этих данных следует, что эффект олигосахарина НТ на закаливание зависит, во-первых, от порядка внесения эффекторов, во-вторых, от продолжительности его воздействия Таким образом, можно

Таблица 4. Влияние олигосахарина на морозостойкость (ЛТ50, %, 7 суток) проростков озимой пшеницы, индуцированную АБК (1 мкМ, 25°С, 7 суток) Олигосахарин НТ (0,025 мкг/мл, 25°С) добавляли на указанное время до или после начала действия фактора За 100 % принято значение ЛТ5() для незакаленных проростков озимой пшеницы (-5,6 °С)

Время предоб- АБК Олигосахарин Олигосахарин АБК + олиго-

работки, ч НТ НТ + АБК сахарин НТ

ЛТ50, %

0 125 ±0,2 123 ±0,2 122 ±0,3 100

1 - - 150 ±0,2 -

3 - - 175 ±0,2 -

6 - - 177 ±0,2 -

9 - - Ш ±0,2 -

12 - - 200 ±0.2 -

15 - - 200 ±0.2 /ДА ±0.1

заключить, что олигосахарин НТ не только сам может индуцировать процесс образования морозостойкого состояния, но также способен повышать эффективность действия АБК Учитывая, что и тот, и другой эффектор эндогенного происхождения, можно предположить, что одной из физиологических задач олигосахарина НТ является увеличение чувствительности клеток растения к действию АБК Таким образом, данный биологически активный сахар играет роль сенсибилизатора клеток к фитогормону, то есть, действительно является эндогенной регуляторной молекулой

Как уже упоминалось выше, к действию абсцизовой кислоты клетки растения чувствительны ограниченный промежуток времени, и к тому же не все клетки тканей, а лишь определенное их количество Поэтому, одной из возможных причин повышения уровня морозостойкости предобработанных олш осахарином НТ проростков является то, что олигосахарин НТ может изменять восприимчивость клеток к гормону И наиболее вероятный механизм явления синергизма, по нашему мнению, связан с эффективностью рецепции сигнала АБК, детали которого еще предстоит выяснить

Заключение

кации полисахаридных компонентов клеточной стенки, но и является составляющей адаптационной программы именно закаливающихся растений Это расширяет наши представления о роли гликозидаз клеточной стенки в растительном организме, поскольку ранее она обычно сводилась к процессам, связанным с ростом или созреванием плодов

Интересными, на наш взгляд, являются данные, показывающие изменение активности гликозидаз в ответ на применение олигосахарина НТ, который появляется в первые часы действия низкой положительной температуры Характерная особенность его влияния на активность гликозидаз - усиление их активации в способных к закаливанию сортах пшеницы и ржи, не только свидетельствует о роли олигосахарина НТ в адаптации, но и предполагает, что его происхождение и цепь вызываемых им процессов могут быть универсальными для озимых культур Способность этого биологически активного сахара самостоятельно повышать морозостойкость растений ставят его в ряд таких эффекторов, как низкая температура и АБК Поскольку, олигосахарин НТ является эндогенным, он может быть назван системным фактором, участвующим в формировании морозостойкости растений

Учитывая, что олигосахарин НТ является продуктом усиления гидролитических процессов, инициируемых низкой температурой, можно заключить, что активация гликозидаз является не просто частью катаболических реакций, но и выявляет регулятор-ную роль этих процессов при закаливании растений Таким образом, процессы, происходящие в клеточной стенке, являются неотъемлемой частью всего комплекса реакций, запускаемых при низкотемпературной адаптации растений

Использование суспензионной культуры озимой пшеницы позволило выяснить особенности формирования морозостойкого состояния растений, в частности, под действием АБК, где выявлена первичная связь этого процесса не столько с активным метаболизмом клеток, сколько с чувствительностью клеток на определенной стадии прохождения ими клеточного цикла Эти данные позволили предположить, что олигосахарин НТ является специфическим межклеточным эффектором, запускающим адаптивную программу клеток, не способных воспринять сигнал гормона непосредственно, то есть, способствовать закаливанию всего растительного организма

Суммируя результаты представленной работы, можно составить следующую цепочку событий, происходящих в клеточной стенке в ходе закаливания растений (рис 11) понижение температуры приводит к повышению уровня АБК, сигнал которой, воспринимаемый клетками, находящимися в определенной фазе клеточного цикла, запускает каскад внутриклеточных реакций, приводящих, в том числе, к активации гликозидаз клеточных стенок, которые принимают участие в модификации полисахаридов этого компартмента (главным образом гемицеллюлоз), следствием чего может быть появление олигосахаринов Олигосахарины НТ, в свою очередь, могут быть следующим звеном в межклеточных и тканевых контактах, запуская интегрированный ответ клеток, в том числе путем их сенсибилизации к АБК, что приводит к формированию морозостойкого состояния растительного организма в целом Подобный механизм формирования .адаптационных процессов, по-видимому, является характерным именно

для озимых растений, т.е. его развитие кон тролируется геномом клетки, что может предоставить широкие возможности для генной инженерии, и способствовать созданию новых, устойчивых сортов.

АБК

ОС

Диффере н 11иал ьная экспрессия генов

ос

асах)

Полисахарид!

Активация гликозидаз

КС

Физиологический ответ

Рис. 11. Схема участия компонентов клеточной стенки в процессах, происходящих в ходе низкотемпературной адаптации растений. Р - рецептор, ЯМ - плазматическая мембрана, КС - клеточная стенка, ОС - олигосахарин НТ.

Выводы

1 Показано, что повышение активности гликозидаз проростков пшеницы и ржи в первые часы воздействия низкой положительной температурой связано с формированием морозостойкости, то "есть, включено в адаптивную программу озимых злаков

2 Впервые обнаружено, что эндогенная высокоочищенная олигосахаридная фракция (олигосахарин НТ), образующаяся в процессе закаливания проростков озимой пшеницы низкой положительной температурой и инициирующая образование морозостойкого состояния, активирует гликозидазы озимой пшеницы и при комнатной температуре

3 Впервые установлено, что активация гликозидаз эндогенной высокоочищенной олигосахаридной фракцией, выделенной из проростков озимой пшеницы, проявляется только у озимых злаков и характеризуется отсутствием видовой и сортовой специфичности

4 Впервые обнаружено, что индукция морозостойкого состояния под действием АБК приводит к активации гликозидаз и изменению пропорции нецеллюлозных полисахаридов клеточной стенки проростков озимой пшеницы

5 Направленность и динамика действия низкой положительной температуры, АБК и олигосахарина НТ на активацию гликозидаз разных сортов злаковых являются маркерами адаптивных процессов при формировании морозостойкого состояния у растений

6 Показано, что ответная реакция на внесение АБК на разных стадиях развития частично синхронизованной суспензионной культуры озимой пшеницы Triticum timopheevii Zhuk отличается по степени подавления роста, деления и по времени, необходимому для формирования морозостойкости

7 Сформировано представление, что, закаливание растений обусловлено субпопуляцией чувствительных клеток, реакция которых сопровождается образованием в процессе катаболизма полисахаридов клеточной стенки, в частности с помощью гликозидаз, интегрирующего клетки фактора (олигосахарина НТ), вовлеченного в формирование морозостойкого состояния растительного организма в целом

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Abscisic acid is involved into the cell wall modification during the process of cold hardiness formation in winter plants / A Zabotm, T Bansheva, I Larskaya, V Lozovaya, О Trofimova, O Zabotina//8th International Cell Wall Meeting Ann abstr-Norwich, 1998

2 Trofimova, O.I. Effect of ABA on the growth and cell-wall glycosidase activities of winter wheat cell culture / O.I. Trofimova, T S Bansheva, AI Zabotm // XII Congress of FEPPS Ann Abstr - Budapest, 2000 - P 22

3 Трофимова, О.И. Некоторые особенности инициирования абсцизовой кислотой морозостойкого состояния клеток озимой пшеницы / О.И. Трофимова, А И Заботин // Вестник Башкирского университета - 2001 - №2(11) - С 126-128

4 Трофимова, О.И. Некоторые ответные реакции суспензионной культуры озимой пшеницы на АБК / О.И. Трофимова, А И Заботин // Международная конференция «Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке» Сб тезисов -Сыктывкар, 2001 -С 351-352

5 Peculiarities of cell wall formation obtained during development of synchronized cell suspension culture of Triticum timopheevu Zhuk / A Zabotin, T Barisheva, I Larskaya, O. Trofimova // 9th International Cell Wall Meeting Toulouse, 2001 - P 250

6 Исследование регуляции метаболизма каллозы в клетках высших растений in vitro / А И Заботин, Т С Барышева, О.И. Трофимова и др // Физиология растений - 2002.Т 49, №6 -С 1-8

7 Трофимова, О.И. Индуцированные АБК ответные реакции суспензионной культуры озимой пшеницы / О.И. Трофимова // 6-ая Пущинская школа молодых ученых Сб тезисов - Пущино, 2002 - С 239

8 Клеточная стенка и гипотермический синдром озимых растений / А И Заботин, Д А Аюпова, Т С Барышева, О А Заботина, И А Ларская, О.И. Трофимова, Т Е Торощи-на//III съезд Биохимического общества Сб тезисов - СПб, 2002 - С 439

9 Трофимова, О.И. Взаимодействие олигосахарида и АБК в процессе низкотемпературной адаптации озимой пшеницы / О.И. Трофимова, Т Е Торощина // 7-ая Пущинская школа молодых ученых Сб тезисов - Пущино, 2003 - С 228

10 The new system factor of cold resistance of winter plants / A Zabotin, О Zabotina T Barisheva, I Larskaya, T Toroshina, O. Trofimova // Proceedings of the international scientific conference "New Geometry of Nature" Kazan, 2003 -V II - P 402-406

11 Новый системный фактор морозоустойчивости озимых растений / О А Заботина, Т С Барышева, И А Ларская, Т Е Торощина, О.И. Трофимова, А И Заботин // V сьезд общества физиологов растений России и международная конференция "Физиология растений - основа фитобиотехнологии" Сб тезисов - Пенза, 2003 - С 275

12 Ohgosaccharins - a new systemic factor in the acquisition of freeze tolerance in winter plants / AI Zabotin, T S Barisheva, I A Larskaya, T E Toroshina, O.I. Trofimova, M G Hahn, О A Zabotina // X Cell Wall Meeting Sorrento, 2004 - №19 - P 61

13 Участие гликозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимой пшеницы / О.И. Трофимова, Т С Барышева, О А Заботина, Т Е Торощина, И А Ларская, А И Заботин // Материалы Всероссийской научной конференции «Стрессовые белки растений» - Иркутск, 2004 - С 121-124

14 Ohgosaccharins - a new systemic factor m the acquisition of freeze toleiance m winter plants / AI Zabotin, T S Barisheva, I A Larskaya, T E Toroshina, O.I. Trofimova, M G Hahn, О A Zabotina // Plant Biosystems -2005 - №1 -P 139-145

15. Идентификация и характеристика посредника, вовлеченного в приобретение морозостойкости озимых растений / А И Заботин, О А Заботина, Т С Барышева, И А Ларская, ТЕ Торощина, О.И. Трофимова // Второй международный симпозиум "Сиг-

нальные системы клеток растений роль в адаптации и иммунитете» Тез докл - Казань, 2006 - С 40

16 Олигосахарины являются естественными посредниками защитных реакций в растениях / О А Заботина, А И Заботин, МГ Хан, ТЕ. Торощина, ТС Барышева, И А Ларская, О.И. Трофимова // Второй международный симпозиум «Сигнальные системы клеток растений роль в адаптации и иммунитете» Тез докл - Казань, 2006 - С 42

17 Торощина Т Е Взаимодействие олигосахарина и АБК в реакции низкотемпературной адаптации проростков озимой пшеницы /ТЕ Торощина, О.И. Трофимова, А И Заботин // Второй международный симпозиум «Сигнальные системы клеток растений роль в адаптации и иммунитете» Тез докл - Казань, 2006 - С 219

Печать - офсетная Тираж 100 экз Заказ № К-58 Типография ООО «Реплика» 420111, г Казань, ул М Джалиля, 19, тел (843)292-46-10

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Трофимова, Оксана Игоревна

Оглавление

Список использованных сокращений

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Образование морозостойкого состояния растениий

1.1.1. Общие принципы формирования устойчивости растений к пониженным температурам

1.1.2. Роль абсцизовой кислоты в формировании низкотемпературной устойчивости растений

1.2. Изменения метаболизма клеточной стенки растений при действии неблагоприятных факторов окружающей среды

1.3. Процессы, происходящие в клеточной стенке при низкотемпературной адаптации и действии АБК

1.4. Гликозидазы клеточных стенок растений

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Обработка растительных объектов

2.3. Приготовление белковых экстрактов

2.4. Определение белка

2.5. Определение гликозидазной активности

2.6. Выделение фракций полисахаридов

2.7. Антронный метод определения Сахаров

2.8. Определение каллозы

2.9. Измерение морозостойкости

2.10. Определение митотического индекса клеток суспензионной культуры озимой пшеницы

2.11. Статистическая обработка результатов

Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1. Исследование влияния низкой положительной температуры на гликозидазы проростков разных сортов пшеницы и ржи при низкотемпературной адаптации

3.1.1. Влияние низкотемпературного воздействия на активность гли-козидаз и устойчивость проростков разных сортов яровой пшеницы и озимой ржи

3.1.2. Сравнение влияния высокоочищеной олигосахаридной фракции, индуцирующей морозостойкость, на активность гликозидаз яровой пшеницы и озимой ржи

3.2. Влияние эффекторов на индуцируемую АБК активацию гликозидаз корней проростков озимой пшеницы

3.2.1. Изменение активности гликозидаз и содержания нецеллюлозных фракций полисахаридов клеточной стенки при действии АБК

3.2.2. Влияние АБК на активность гликозидаз закаливающихся проростков озимой пшеницы

3.2.3. Действие циклогексимида на индуцированное АБК изменение активности гликозидаз корней проростков озимой пшеницы

3.2.4. Действие флуфеназина на индуцированное АБК изменение активности гликозидаз корней проростков озимой пшеницы

3.3. Характеристика действия АБК на ростовые параметры и формирование морозостойкого состояния суспензионной культуры озимой пшеницы

3.3.1. Характеристика и особенности развития суспензионной культуры озимой пшеницы ^

3.3.2.Влияние АБК на рост и митотический индекс суспензионной культуры озимой пшеницы

3.3.3. Особенности возникновения морозостойкости суспензионной культуры озимой пшеницы под действием АБК

3.3.4. Влияние АБК на активность гликозидаз культуры озимой пшеницы в течение пассажа

Введение Диссертация по биологии, на тему "Участие гликозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимых злаков"

Актуальность работы. Температура среды - один из основных экологических факторов, определяющих продуктивность растений, может изменяться в широком диапазоне значений - для нее характерны суточные, сезонные, годовые колебания. Устойчивость растений к низким температурам позволяет им выживать в зимних условиях, а весной возобновлять рост и развитие.

В формировании низкотемпературной устойчивости в процессе осенней закалки принимают участие все клеточные компартменты. События, имеющие место на уровне протопласта в ходе термоиндуцированных изменений клетки, в целом, хорошо охарактеризованы. При этом, представления о процессах, происходящих в клеточной стенке под действием низких температур, а также ее роли в низкотемпературной устойчивости ещё только формируются. Будучи многокомпонентной системой, клеточная стенка участвует в росте и развитии клеток и вовлекается в такие процессы, как устойчивость к различным неблагоприятным воздействиям среды (Tabuchi, Matsumoto, 2001; Piro et al., 2003). Являясь динамичным клеточным компартментом, клеточная стенка непрерывно претерпевает значительные изменения состава и структуры. Неизбежно образуемые при этом фрагменты полисахаридов вовлечены в регуляцию процессов жизнедеятельности растений. Так, например, хорошо известно, что олигосахаридные продукты являются активными эли-ситорами защитных реакций при патогенной инфекции (Albersheim et al., 1983). Выделенные в последнее десятилетие эндогенные олигосахариды, повышающие морозостойкость растений, открывают новый этап в развитии представлений о механизмах формирования адаптационных процессов (Забо-тинаидр., 1998, 2003).

Одним из основных аргументов для формирования представлений о клеточной стенке, как о динамичной структуре, является присутствие в ней большого спектра ферментов. Среди них наиболее распространён класс гидролаз, к которому относятся гликозидазы. Показано, что они участвуют в модификации клеточной стенки в процессе роста клеток, созревания плодов (Ма-suda et al., 1985, Ranwala et al., 1992), а также в защитных реакциях растений в ответ на действие патогенов (Seo et al., 1995). Эти ферменты вовлечены также в процессы модификации полисахаридов клеточной стенки в ходе низкотемпературной адаптации (Заботин и др., 1998), что представляет для нас наибольший интерес. Особого внимания заслуживает участие гликозидаз в ката-болических реакциях, исследование которых актуально как с точки зрения их роли в образовании регуляторных молекул (Тарчевский, 2001), так и особенностей формирования морозостойкости растительного организма.

Цель и задачи исследования. Целью работы является характеристика вовлеченности гликозидаз клеточной стенки в формирование морозостойкого состояния растений.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Провести сравнительное исследование активности гликозидаз проростков различных по устойчивости сортов пшеницы и ржи при формировании низкотемпературной адаптации.

2. Оценить влияние олигосахаридной фракции, индуцирующей морозостойкость, на активность гликозидаз клеточной стенки проростков озимой пшеницы.

3. Оценить влияние АБК, инициирующей морозостойкость, на активность гликозидаз клеточной стенки проростков озимой пшеницы.

4. Охарактеризовать некоторые особенности формирования морозостойкости клеток при действии АБК в модельной системе - суспензионной культуре озимой пшеницы Triticum timopheevii Zhuk.

Научная новизна работы. Показано, что повышение активности гликозидаз является частью процесса адаптации озимых злаков. Впервые обнаружено влияние олигосахарина НТ, индуцирующего морозостойкость, на активность гликозидаз. Установлено, что реакция ферментов на действие температуры и олигосахарина НТ характерна только для озимых растений и не является сорю- и видоспецифичной. Впервые выявлена активация гликозидаз под действием АБК; показано, что этот процесс сопровождается изменением пропорции нецеллюлозных полисахаридов клеточной стенки. Использование частично синхронизированной суспензионной культуры клеток озимой пшеницы позволило показать, что процесс инициации закаливания определяется долей воспринимающих (компетентных) сигнал АБК клеток.

Теоретическая и практическая значимость работы. В работе получили развитие представления о регуляторных механизмах низкотемпературной адаптации и, в частности, процессов, происходящих на уровне клеточной стенки. Показано, что активация гликозидаз, как часть термоиндуцирован-ных катаболических реакций включена в генетическую программу адаптации клеток. Она может быть физиологическим показателем закаливающихся растений. Расшифровка механизмов перестройки клеточной стенки в ходе низкотемпературной адаптации поможет изменять свойства растительных организмов на молекулярном уровне, что позволит создавать новые устойчивые сорта растений.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, включает 23 рисунка и 4 таблицы, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы (241 наименование, из них 56 на русском языке).

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Трофимова, Оксана Игоревна

выводы

1. Показано, что повышение активности гликозидаз проростков пшеницы и ржи в первые часы воздействия низкой положительной температуры связано с формированием морозостойкости, то есть, включено в адаптивную программу озимых злаков.

2. Впервые обнаружено, что эндогенная высокоочищенная олигосахарид-ная фракция (олигосахарин НТ), образующаяся в процессе закалки проростков озимой пшеницы низкой положительной температурой и инициирующая образование морозостойкого состояния, активирует гликозидазы озимой пшеницы и при комнатной температуре.

3. Впервые установлено, что активация гликозидаз эндогенной высоко-очищенной олигосахаридной фракцией, выделенной из проростков озимой пшеницы, проявляется только у озимых злаков и характеризуется отсутствием видовой и сортовой специфичности.

4. Впервые обнаружено, что индукция морозостойкого состояния под действием АБК приводит к активации гликозидаз и изменению пропорции нецеллюлозных полисахаридов клеточной стенки проростков озимой пшеницы.

5. Направленность и динамика действия низкой положительной температуры, АБК и олигосахарина НТ на активацию гликозидаз разных сортов злаковых является маркером адаптивных процессов при формировании морозостойкого состояния растений.

6. Показано, что ответная реакция на внесение АБК на разных стадиях развития частично синхронизованной суспензионной культуры озимой пшеницы Triticum timopheevii Zhuk. отличается по степени подавления роста, деления и по времени, необходимом для формирования морозостойкости.

7. Сформировано представление, что, закаливание растений обусловлено субпопуляцией чувствительных клеток, реакция которых направлена, в том числе, на образование в процессе катаболизма полисахаридов клеточной стенки, в частности с помощью гликозидаз, интегрирующего клетки фактора (олигосахарина НТ), вовлечённого в формирование морозостойкого состояния растительного организма в целом.

Заключение

Начальные этапы низкотемпературного закаливания растений характеризуются усилением катаболических реакций, одним из следствий которого является, по-видимому, появление олигосахаридов - фрагментов полисахаридов клеточной стенки, которые вовлечены в процесс низкотемпературной адаптации. Основываясь на данных, представленных в этой работе, можно заключить, что активация гликозидаз, как показатель усиления катаболических процессов, не только вовлечена в процессы модификации полисахарид-ных компонентов клеточной стенки, но и является составляющей адаптационной программы именно закаливающихся растений. Это расширяет наши представления о роли гликозидаз клеточной стенки в растительном организме, поскольку ранее она обычно сводилась исключительно к процессам, связанным с ростом или созреванием плодов.

Интересными, на наш взгляд, являются данные, показывающие изменение активности гликозидаз в ответ на применение олигосахарина НТ, который появляется в первые часы действия низкой положительной температуры. Характерная особенность его влияния на активность гликозидаз - усиление их активации в способных к закаливанию сортах пшеницы и ржи, не только свидетельствует о роли олигосахарина НТ в адаптации, но и предполагает, что его происхождение и цепь вызываемых им процессов могут быть универсальными для озимых культур. Способность этого биологически активного сахара самостоятельно повышать морозостойкость растений ставят его в ряд таких эффекторов, как низкая температура и АБК. Поскольку, олигосахарин НТ является эндогенным, он может быть назван системным фактором, участвующим в формировании морозостойкости растений.

Учитывая, что олигосахарин НТ является продуктом усиления гидролитических процессов, инициируемых низкой температурой, можно заключить, что активация гликозидаз является не просто частью катаболических реакций, но и выявляет регуляторную роль этих процессов при закаливании растений. Таким образом, процессы, происходящие в клеточной стенке, являются неотъемлемой частью всего комплекса реакций, запускаемых при низкотемпературной адаптации растений.

Использование суспензионной культуры озимой пшеницы позволило выяснить особенности формирования морозостойкого состояния растений, в частности, под действием АБК, где выявлена первичная связь этого процесса не столько с активным метаболизмом клеток, сколько с чувствительностью клеток на определённой стадии прохождения ими клеточного цикла. Эти данные позволили предположить, что олигосахарин НТ может быть специфическим межклеточным эффектором, запускающим адаптивную программу клеток, не способных воспринять сигнал гормона непосредственно, то есть, способствовать закаливанию всего растительного организма.

Суммируя результаты представленной работы, можно составить следующую цепочку событий, происходящих в клеточной стенке в ходе закаливания растений (рис. [23): понижение температуры приводит к повышению уровня АБК, сигнал которой, воспринимаемый клетками, находящимися в определенной фазе клеточного цикла, запускает каскад внутриклеточных реакций, приводящих, в том числе, к активации гликозидаз клеточных стенок, которые принимают участие в модификации полисахаридов этого компар-тмента (главным образом гемицеллюлоз), следствием чего может быть появление олигосахаринов НТ. Олигосахарины НТ, в свою очередь, могут быть следующим звеном в межклеточных и тканевых контактах, запуская интегрированный ответ клеток, в том числе путем их сенсибилизации к АБК, что привоит к формированию морозостойкого состояния растительного организма в целом. Подобный механизм формирования адаптационных процессов, по-видимому, является характерным именно для озимых растений, т.е. его развитие контролируется геномом клетки, что может предоставить широкие возможности для генной инженерии, и способствовать созданию новых, устойчивых сортов.

Клеточный цикл

G 1 —► S

Дифференциальная экспрессия генов

Полисахариды

Активация гликозидаз

КС

Физиологический ответ

Рис. 23. Схема участия компонентов клеточной стенки в процессах, происходящих в ходе низкотемпературной адаптации растений. Р - рецептор, ПМ -плазматическая мембрана, КС - клеточная стенка, ОС - олигосахарин НТ.

106

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Трофимова, Оксана Игоревна, Казань

1. Барышева, Т.С. Влияние циклогексимида на синтез полисахаридов и активность гликозидаз клеточной стенки при закаливании / Т.С. Барышева, О.А. Заботина, А.И. Заботин // Физиология растений.-1999.-Т.46.-№ 4.-С.633-638.

2. Браун, А.Д. Неспецифический адаптационный синдром клеточной системы / А.Д. Браун, Т.П. Моженок. Л.: Наука, 1987.- 232 с.

3. Возможные механизмы активации пептигидролаз проростков озимой пшеницы при закаливании / С.В. Вовчук, О.А. Макаренко, В.Н. Мусич, А.П. Левицкий // Физиология растений.-1994.-Т.41.-С.552-557.

4. Войников, В.К. Синтез стрессовых белков в проростках озимой пшеницы при закаливании к холоду / В.К. Войников, М.В. Корытов // Физиология растений.- 1991.- Т.38.- С.960-969.

5. Войников, В.К. Стрессовые белки растений / В.К. Войников, Г.Б. Боровский, А.В. Колесниченко, Е.Г. Рихванов.- Иркутск, 2004.- 129 с.

6. Горовая, А.И. Изменение параметров клеточного цикла -показатель эффективности регуляторов роста растений / А.И. Горовая, И.А. Огинова // Клеточный цикл растений в онтогенезе.-Киев, 1988.- С. 110-117.

7. Горшкова, Т.А. Метаболизм полисахаридов растительной клеточной стенки: Дис. .докт. биол. наук: 03.00.12/ Т.А. Горшкова; ИФР РАН.-М., 1997,248 с.

8. Гуральчук, Ж.З. Влияние цинка и магния на продолжительность клеточного цикла в корневой меристеме кукурузы / Ж.З. Гуральчук, С.А. Петрова, И.Н. Гудков // Клеточный цикл растений в онтогенезе.-Киев, 1988.- С. 128-140.

9. З.Дорофеев, Н.В. Озимая пшеница в Иркутской области / Н.В. Дорофеев, А.А. Пешкова, В.К. Войников.- Иркутск:Арт-Пресс,2004.-175 с.

10. Клеточная стенка растений и формирование гипотермического синдрома / А.И. Заботин, Т.С. Барышева, О.А. Заботина и др. // Докл. РАН.-1995.- Т. 343.-С. 456-460.

11. Вовлеченность внеклеточного матрикса озимой пшеницы в процесс низкотемпературной адаптации / А.И.Заботин, Т.С. Барышева, О.А. Заботина и др. // Физиология растений.-1998.-Т.45, №3.-С.425-432.

12. Исследование регуляции метаболизма каллозы в клетках высших растений in vitro/AM. Заботин, Т.С. Барышева, О.И. Трофимова и др. // Физиология растений.- 2002.- Т. 49, № 6.-С. 1-8.

13. Физиологически активные олигосахариды, накапливающиеся в корнях озимой пшеницы в ходе низкотемпературной адаптации / О.А. Заботина, Д.А. Аюпова, И.А. Ларская и др. // Физиология растений.-1998.- Т. 45, №2,- С. 262-267.

14. Калинин, Ф.Л. Биологически активные вещества в растениеводстве / Ф.Л. Калинин. К.: Наукова Думка, 1984.-154 с.

15. Колоша, О. И. Морозостойкость озимых зерновых культур в связи с водным режимом и ходом метаболических процессов / О. И. Колоша, И. И. Костеико // Устойчивость растений к неблагоприятным температурным условиям среды.- Киев: Наук. Думка.- 1976.- С. 5-19.

16. Колупаев, Ю.Е. Особенности метаболизма и защитные функции углеводов растений в условиях стрессов / Ю.Е. Колупаев, Т.И. Трунова // Физиология и биохимия культурных растений.-1992.-Т.24.-Вып.6.-С.523-533.

17. Колупаев, Ю.Е. Активность инвертазы и содержание углеводов в колеоптилях пшеницы при гипотермическом и солевом стрессах / Ю.Е. Колупаев, Т.И. Трунова // Физиология растений.- 1994.-Т.41,№ 4.-С.552-555.

18. Лакин, Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. М.: Высш. школа, 1980. - 198 с.

19. Ларская, И.А. Ответные реакции клетки на действие закаливающей температуры: Автореф. дисс. . канд. биол. наук: 03.00.12./ И.А. Ларская; КИБ КНЦ РАН.- Казань, 1996., 24 с.

20. Ларская, И.А. Особенности изменения внеклеточного матрикса клеток в процессе развития суспензионной культуры Triticum timopheevii / И.АЛарская, Т.С. Барышева, А.И.Заботин // Цитология.- 2005. -Т.47, №7.- С.602-608.

21. Мосеев, В.В. Влияние этиленпродуцента 2-хлорэтилфосфоновой кислоты на размножение и рост клеток в онтогенезе озимой ржи / В.В. Мосеев, О.И. Романовская, В.В. Ильин // Клеточный цикл растений в онтогенезе.- Киев, 1988.- С. 43-53.

22. Никитина, Л.И. Изменение чувствительности к пониженной температуре скорости синтеза ДНК в меристеме корней озимых пшениц при яровизации семян / Л.И. Никитина, В.Н. Савин // Клеточный цикл растений в онтогенезе.- Киев, 1988.- С. 146-153.

23. Новицкая, Г.В. Липидный состав листьев и узлов кущения озимой ржи при закаливании к морозу / Г.В. Новицкая, О.А. Зверкова, И.А. Соколова // Физиология растений.-1986.- Т.ЗЗ,- Вып.5.-С.997-1004.

24. Влияние циклогексемида на содержание липидов и растворимых белков при адаптации растений озимой пшеницы к морозу / Г.В. Новицкая, Г.С. Карасев, Т.А. Суворова, Т.И. Трунова // Физиология растений.- 1995.- Т. 42, №3.- С. 385-392.

25. Панкратова, С.И. Динамика содержания фосфолипидов в узлах кущения озимой пшеницы во время осеннего закаливания / С.И. Панкратова, Л.П. Хохлова // Физиология и биохимия культурных растений.-1977.-Т.9.-Вып.2.-С. 129-13 5.

26. Родченко, О. П. Адаптация корня к действию низких температур как показатель экологической устойчивости сорта / О. П. Родченко // Условия среды и продуктивность растений.- Иркутск, 1985.- С. 19-27.

27. Сопина, Н.Ф. АБК как фактор закаливания суспензионной культуры пшеницы к морозу / Н.Ф. Сопина, Г.С. Карасев, Т.Н. Трунова //Физиология растений.-1994.-Т.41 .-С.546-551.

28. Стаценко, А.П. О криозащитной роли аминокислот в растениях / А.П. Стаценко // Физиология и биохимия культурных растений.-1992.-Т.24.-С.560-571.

29. Таланова, В.В. Действие экзогенных гормонов и ингибиторов синтеза белка при повреждающих растения томатов низких ;и высоких температурах / В.В. Таланова, А.Ф. Титов // Физиология и биохимия культ, растений.-1989.-Т. 21, № 1.- С.45-48.

30. Таланова, В.В. Изменение уровня эндогенной абсцизовой кислоты в листьях растений под влиянием холодовой и тепловой закалки / В.В. Таланова, А.Ф. Титов, Н.П. Боева // Физиология растений. 1991.-Т.38, №5.-С.991-997.

31. Тарчевский, И.А. Биосинтез и структура целлюлозы / И.А. Тарчевский, Г.Н. Марченко.- М.: Наука,-1985.

32. Тарчевский, И.А. Метаболизм растений при стрессе / И.А. Тарчевский.- Казань:Фен,- 2001.- 447 с.

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

34. Титов, А.Ф. Степень подавления процессов тепловой и холодовой адаптации растений ингибиторами синтеза РЖ и белка при разных закаливающих температурах / А.Ф. Титов, Е.П. Шерудило // Физиология и биохимия культурных растений.- 1990.-Т.22.-С.384-389.

35. Трофимова, О.И. Некоторые особенности инициирования абсцизовой кислотой морозостойкого состояния клеток озимой пшеницы / О.И. Трофимова, А.И. Заботин // Вестник Башкирского университета,-2001.-№2, (II)- С.126-128.

36. Торощина, Т.Е. Изучение роли активного олигосахарида в процессе низкотемпературной адаптации озимой пшеницы/ Т.Е. Торощина // Молодежная конференция ботаников: Сб. тезисов.- СПб,- 2004.-С.139.

37. Трофимова, О.И. Взаимодействие олигосахарида и АБК в процессе низкотемпературной адаптации озимой пшеницы / О.И. Трофимова, Т.Е. Торощина // 7-й Пущинская школа молодых ученых: Сб. тезисов.-Пущино,-2003.- С.228.

38. Участие гликозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимой пшеницы / О.И. Трофимова, Т.С. Барышева, О.А. Заботина и др. // Материалы Всероссийской научной конференции «Стрессовые белки растений» Иркутск,-2004-С. 121-124.

39. Активация хроматина и метаболизм фитогормонов в клетках меристем корней гороха в течение первого клеточного цикла / В.М. Троян, Ф.Л. Калинин, З.А. Безвенюк, С.И. Левченко // Клеточный цикл растений в онтогенезе.- Киев, 1988.- С. 27-40.

40. Трунова, Т.И. Значения разных форм Сахаров в повышении морозостойкости колеоптилей озимых злаков / Т.И Трунова // Физиология растений.- 1963.-Т. 10, №5.- С. 588 594.

41. Трунова, Т.И. Влияние ингибиторов белкового синтеза на морозостойкость озимой пшеницы / Т.И. Трунова, Г.Н. Зверева // Физиология растений.- 1977.-Т. 24, №2.- С. 395-401.

42. О.Туманов, И.И. Физиология закаливания и морозостойкость растений / И.И. Туманов, М.: Наука.-1979. 350 с.

43. Влияние осеннего закаливания на электрофоретические свойства и структуру белков митохондрий озимой пшеницы /Л.П.Хохлова, Н.С. Елисеева, Е.А. Ступишина, И.Г. Бондарь // Физиология растений.-1975.-Т. 22, №4.- С. 831 -837.

44. Хохлова, Л.П. Структурно-функциональное состояние митохондрий в связи с осенним закаливанием растений: Автореф. дисс. . докт. биол. наук: 03.00.12./ Л.П.Хохлова; ИФР АН УССР.-Киев, 1985,58 с.

45. Чиков, В.И. Клеточная стенка растений и окружающая клетку среда / В.И. Чиков // Соросовский образовательный журнал.-1998.- № 2.-С.66-72.

46. Индукция экспрессии гена дегидрина TADHN и накопление абсцизовой кислоты в растениях пшеницы при гипотермии / Ф.М. Шакирова, Ч.Р. Аллагулова, М.В. Безрукова, Ф.Р. Гималов // Доклады Академии Наук.- 2005.-Т. 400, №4.- С.550-552.

47. Роль липидов клеточных мебран в криозакаливании листьев и узлов кущения озимой пшеницы / И.Ш. Шалхметова, Т.И Трунова, В.Д. Цыденданбаев, А.Г. Верещагин // Физиология растений.- 1990.-Т. 37, №6.- С. 1186-1195.

48. Элберсгейм, П. Олигосахарины / П. Элберсгейм, А.Г. Дарвилл // В мире науки.- 1985.-№11.- С. 16-23.

49. Is Microtubule Disassembly a Trigger for Cold Acclimation? / A. Abdrakhamanova, Q.Y. Wang, L. Khokhlova, P. Nick // Plant Cell Physiol.- 2003.-V. 44.- P. 676-686.

50. Akiyama, T. A cell wall-bound p -glucosidases from germinated rise; purification and properties / T. Akiyama, H. Kaku, H. Shibuya // Phitochemistry.-1998.-V.48, №1.- P.49-54

51. Aldington, S. Oligosaccharins / S. Aldington, S.C. Fry // Adv. in Bot. Res.-1993.- V.19.- P.l-66.

52. AH, Z.M. P-Galactosidase and its significance in ripening mango fruit / Z.M. AH, S. Armugam, H. Lazan // Phytochemistry.-1995.-V.38.-N.5.-P.l 109-1114.

53. Improved germination under osmotic stress of tobacco plants overexpressing a cell wall peroxidase /1. Amaya, M. Botella, M. de la Calle et al. // FEBS Letters.- 1999.-V.457.-P.80-84.

54. WAKs: cell wall-associated kinases linking the cytoplasm to the extracellular matrix / C.M. Anderson, T.A. Wagner, M. Perret et al. // Plant And Mol.Biol.-2001.- V.47.- P. 197-206.

55. Antikainen, M. Antifreeze protein accumulation in freezing-tolerant cereals

56. M. Antikainen, М. Griffith // Physiol. Plant.-1997.- V.99.- P. 423-432.

57. Asamizu, T. Glycosidases in carrot cells in suspension culture: Localization and activity change during growth / T. Asamizu, Y. Inoue, A. Nishi // Plant Cell Physiol.-1981.- V.22.- P. 469-478.

58. Baluska, F. The microtubular cytoskeleton in cells of cold-treated roots of maize (Zea mays L.) shows tissue-specific responses / F. Baluska, J.S. Parker, P.W. Barlow // Protoplasma.- 1993.- V.172.-P.84-96.

59. Bornman, C.H. Nicotiana tabacum callus studies. ABA increases resistance to cold damage / C.H. Bornman, E. Janssen // Physiol. Plantarum.- 1980.-V. 48.-N4.- P.491-493.

60. Bostock, R. M. Superinduction of the Em gene in rice suspension cells in the presence of ABA and cycloheximide / R. M. Bostock, S. Gerttula, R. S. Quatrano // Plant Cell Reports.- 1999.-V.18.-P.848-852.

61. Bowles, D.J. Defence-related proteins in higher plants / D.J. Bowles // Annu.Rev.Biochem.- 1990.-V.59.- P.873-907.

62. Bradford, M.A. Rapid and sensitive method for guantitation of microgram guantities of protein utilizing the principle of protein- dye binding / M.A. Bradford // Anal Biochem.-1976.-V.- 72.-P.248-254.

63. Bradley, D.J. Elicitor- and wound-induced oxidative cross-linking of a proline-rich plant cell wall protein: A novel, rapid defense response / D.J. Bradley, P. Kjellbom, C.J. Lamb // Cell.- 1992.- V.70.- P.21-30.

64. Bravo, L.A. The role of ABA in freezing tolerance and cold acclimation in barley / L.A. Bravo, G.E. Zuniga, M. Alberdi // Physiol. Plantarum.-1998.-V. 103 .-P. 17-22.

65. А p-glucosidase/xylosidase from the phytopathogenic oomycete, Phy-tophthora infestans / F. Brunner, W. Wirtz, J. K.C. Rose et al. // Phyto-chemistry.-2002.-V.59.- P.689-696.

66. Bruce, R. Elicitation of lignin biosynthesis and isoperoxidase activity by pectic fragments in suspension cultures of castor beans / R. Bruce , C. West // Plant Physiology.- 1989.- V. 91.- P. 889-897.

67. Carpita, N.C. Structural models of primaiy cell wall in flowering plants: consistensy of molecular structure with the physicall properties of the walls during growth / N.C.Carpita, D.Gibeaut // The Plant J.- 1993.-V.3.- P. 1-30

68. Carpita, N. In: Biochemistry and molecular biology of Plants / N. Carpita, M. McCann //American Society of Plant Physiologysts.- 2000.- P.52-108.

69. Carpita, N. Molecular biology of the plant cell wall: searching for the genes that define structure, architecture and dynamics / N. Carpita, M. Tierney, M. Campbell // Plant Molecular Biology.-2001.-V.47.-P.l-5.

70. Chalker-Scott, L. Disruption of an ice-nucleation barrier in cold hardy Azalea buds by sublethal heat stress / L. Chalker-Scott //Ann Bot.-1992.-V.70.- P. 409-418.

71. Distribution of glycosidases and acid invertase activities in relation to elongation growth in pearl millet internode / S.V. Chanda, A.K. Joshi, P.N. Krishnan et al. //J. Exp. Bot.- 1986.-V.37.-P.1406-1415.

72. Chen, H.H. Involvement of abscisic acid in potato cold acclimation / H.H. Chen, P.H. Li, M.L. Brenner // Plant Physiol.- 1983.- V.71.- P.362-365.

73. Chen, T.H.H. Abscisic acid induced freezing resistans in cultured plant cells/ T.H.H. Chen, L. Gusta // Plant Physiol.-1983.-V.73.-P.71-75.

74. Calcium signaling through protein kinases. The Arabidopsis calcium-dependent protein kinase gene family. / S.-H. Cheng, M. R. Willmann, H.-C. Chen, J. Sheen // Plant Physiology.- 2002.-Vol. 129.- P.469-485.

75. Chu, B. Alteration of p-tubulin gene expression during low temperature exposure in leaves of Arabidopsis thaliana / B. Chu, D.P. Snustad, J.V.

76. Carter //Plant Physiol.- 1993.-V.103.-P.371-377.

77. CIine, K. Host-pathogen interactions. 15 Fungal glucans which elicit phytoalexin accumulation in soybean also elicit the accumulation of phytoalexins in other plants / K. Cline, M. Wade, P. Albersheim // Plant Physiology.- 1978.- V. 62.- P. 918-921.

78. Cosgrove, D.J. Biophysical control of plant cell growth / D.J. Cosgrove //Annu. Rev. Plant Physiol.-1986.-V.37.- P.377-405.

79. Why are there so many carbohydrate-active enzyme-related genes in plants? / P. M. Coutinho, M. Stam, E. Blanc, B. Henrissat //Trends in Plant Sci-ence.-2003.-Vol.8.- No. 12.-P. 145-150.

80. ABA and low temperature induce freezing tolerance via distinct regulatory pathways in wheat / S. Dallaire, M. Houde, Y. Gagne et al. // Plant Cell Physiol.-1994.-V.35.- P.l-9.

81. Davis, K. R. Induction of defense responses in cultured parsley cell by plant cell wall fragments / K.R. Davis, K.Hahlbrock // Plant Physiology.- 1987.-V. 85.- P. 1286-1290.

82. Extracellular glucosidase activity in barley involved in the hydrolysis of ABA glucose conjugate in leaves / K.Dietz, A.Sauter, K.Wichert et al. // Journal of Experimental Botany.-2000.-V.51,№346.-P.937-944

83. D6rffling, K. In-vitro selection and regeneration of hydroxyproline-resistant lines of winter-wheat with increased proline content and increased frost tolerance / K. Dorffling, H. Dorffling, G. Lesselich // J. Plant Physiol.-1993.-V.142.- P.222-225.

84. Lateral diffusion in the plasma membrane of maize protoplast with implications for cell culture / C.M. Dugas, Q. Li, I.A. Khan, E.A. Nothnagel // Planta.-1989.-V. 179.-P.3 87-396.

85. Xyloglucan (amiloid) mobilization in the cotyledons of Tropaeolum majus L. seeds following germination / M. Edvards, I.C. M.Dea, P.V. Bulpin, J.S.G. Reid // Planta.-1985.-V. 163.-P. 133-140.

86. Farkas, Т. Abscisic acid-related changes in composition and physical state of membranes in bean leaves / T. Farkas, B. Singh, G. Nemecz // Plant Physiol.- 1985.-V.118.-N4,- P.373-379.

87. Activity of cell wall-associated enzymes in ripening olive fruit / J. Ferandez-Bolanose, R. Rodriguez, R. Guillen et al. // Physiol.Plant.-1995.-V.93.-P.651-658.

88. Differential accumulation of two glycine-rich proteins during cold-acclimation of alfalfa / J.-M. Ferullo, L.-P. Vezina, J. Rail et al. // Plant Mol. Biol.- 1997.-V.33.-P.625-633.

89. Abscisic Acid and callose: team players in defence against pathogens? / V. Flors, J. Ton, G. Jakab, B. Mauch-Mani // J. Phytopathology.- 2005.-V.153.- P.377-383.

90. Francis, D. The interface between the cell cycle and plant growth regulators: a mini review / D. Francis, D.A. Sorrell // Plant Growth Regulation.-2001.- V.33.- P.l-12.

91. Fry, S.C. Cross-linking of matrix polymers in the growing cell walls of angiosperms/ S.C. Fry // Annu. Rev. Plant Physiol.-1986.- V.37.- P.165-186.

92. Fry, S.C. The growing cell well: chemical and metabolic analysis./ S.C. Fry // New York,- 1988.- P.333 .

93. Involvement of chromosomes 5A and 5D in cold-induced abscisic acid accumulation in and frost tolerance of wheat calli / G. Galiba, R. Tuberosa, G. Kocsy, J. Sutka // Plant Breeding.-1993.- V.l 10.- P.273-242.

94. RFLP mapping of the vernalization (Vrnl) and frost resistance (Frl) geneson chromosome 5A of wheat / G. Galiba, S.A. Quarrie, J. Sutka et al. // Theor. Appl. Genet.- 1995.- V. 90.-P.1174-1179.

95. Purification and characterisation of a P-glucosidase abundantly expressed in ripe sweet cherry (Prunus avium L.) fruit / C. Gerardi, F. Blando, A. Santino, G. Zacheo // Plant Science.- 2001.- V.160.- P. 795-805.

96. Gilroy, S. Gibberellic acid and abscissic acid coordinately regulate cytoplasmic calcium and secretory activity in barley aleurone protoplasts. / S. Gilroy, R. L. Jones // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1992.- V. 89.- P. 35913595.

97. Grabov, A. Membrane voltage initiates Ca2+ waves and potentiates Ca2+ increases with abscisic acid in stomatal guard cells. / A. Grabov, M.R. Blatt // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1998.- V.95.- P. 4778-4783.

98. Grill, E. ABA-signal transduction / E. Grill, A. Himmelbach // Current Opinion in Plant Biology-1998.- P.412-416.

99. Cell-wall polysaccharides of developing flax plants / T.A. Gorshkova, S.E. Wyatt, V.V. Salnikov et al. // Plant Physiology.-1996.- V.110.- P.-721-729.

100. Metabolism of xyloglucan generates xylose-deficient oligoaccharide sub-units of this polysaccharide in etiolated peas / R. Guillen, W.S. York, M. Pauly et al. // Carbohydrate research.-1995.-V.277.-P.291-311.

101. Gusta, L. V. Plant cold acclimation: the role of abscisic acid / L. V. Gusta, R. Trischuk, C. J. Weiser // J. Plant Growth Regul.-2005.- V.24.-P.308-318.

102. Guy, C.L. Sucrose phosphate synthase and sucrose accumulation at lowtemperature / C.L. Guy, J.L.A. Huber, S.C. Huber // Plant Physiology.-1992.- V.100.- P.502-508.

103. Guy, C.L. The organization and evolution of the spinach stress 70 molecular chaperone gene family / C.L. Guy, Q.B. Li // Plant Cell.-1998.- V.10.-P.539-560.

104. Hahn, M.G. Host-pathogen interactions. The endogenous elicitor, a fragment of a plant cell wall polysaccharide that elicits phytoalexins accumulation in soybeans /M.G. Hahn, A.G.Darvill, P.AIbersheim // Plant Physiology.- 1981.- V. 68.- P. 1161-1169.

105. Roles of cell wall constituents in plant-pathogen interactions / M.G.Hahn, P.Bucheli, F.C.Cervone et al. // Plant-Microbe Interactions. Molecular and Genetic Perspectives. N.-Y.- 1989.- V3.- P. 131-181

106. Hargreaves, J.A. Phytoalexin production by hypocotyls of Phaseolus vulgaris in response to constitutive metabolites released by damaged bean cells /J. A. Hargreaves, J.A.Bailey I I Plant Physiology.- 1978.- V. 13.- P. 89-100.

107. A calcium-dependent protein kinase with a regulatory domain similar to calmodulin / J.F. Harper, M.R. Sussman, G.E. Shaller et al. // Science. 1991.-V.252,№ 5008.- P.951-954.

108. HemerIy, A.S. cdc2a expression in Arabidopsis is linked with competence for cell division / A.S. Hemerly, P. Ferreira, J. de Almeida Engler // Plant Cell.-1993.- V.5.- P. 1711-1723.

109. Hernandez, L.D. Expression of Low Molecular Weight Heat-Shock Proteins under Field Conditions / L.D. Hernandez, E. Vierling // Plant Physiol.- 1993.- V.-101.- P.1209-1216.

110. Hogetsu, T. Reformation of microtubules in Closterium ehrenbergii Men-ghini after cold-induced depolimerization / T. Hogetsu // Planta.-1986.-V.167.-P.437-443.

111. Changes in activities of enzymes of carbon metabolism in leaves duringexposure of plants to low temperature / A.S. Holaday, W. Martindale, R. Alerd et al. // Plant Physiology.-1992.- V.98.-P.1105-1114.

112. Extraction and isolation of antifreeze proteins from winter rye (Secale ce-reale L.) leaves / W.-C. Hon., M. Griffith, P. Chong, D.S.C. Yang //Plant Physiology.-1994.-V. 104.-P. 971-980.

113. Hoson, T. Role of polisaccharide synthesis in elongation growth and cell-wall losening in intact rise coleoptiles / T. Hoson, Y. Masuda // Plant Cell Physiol.- 1991.-V.32- P.763-769.

114. Hughes, M.A. The molecular biology of plant acclimation to low temperature / M.A. Hughes, M.A. Dunn //Jorn.of Experimental Botany-1996.-V.47.-P.291-302.

115. Alteration of the physical and chemical structure of the primary cell wall of growth-limited cells adapted to osmotic stress / N.M. Iraki, R.A. Bressan, P.M. Hasegawa, N.C. Carpita // Plant Physiol.-1989.-V.91.-P.39-47.

116. Ito, K. A cold-inducible bZIP protein gene in radish root regulated by calcium- and cycloheximide-mediated signals / K. Ito, T. Kusano, K. Tsutsumi // Plant Science.-1999.-V.142.-P.57-65.

117. Jung, J.-L. Sanflower (Helianthus annuus L.) Pathogenesis-related proteins / J.-L. Jung, B. Fritig, G. Hahne // Plant Physiology.-1993.-V. 101, № 3.- P.873-880.

118. Kadlecova, Z. Relationship between abscisic acid content, dry weight and freezing tolerance in barley cv. Lunet / Z. Kadlecova, M. Faltus, I. Prasil // J. Plant Physiol.-2000.-V. 157.P.291-297.

119. Katsu, N. Quantitative and qualitative change in cell wall polisacharides in relation togrowth cell wall loosening in Lactuca sativa hypocotyls / N. Katsu, S. Kamisaka // Physiol. Plant.-1983-V.58.- P.33-40.

120. Kauss, H. Influence of free fatty acids, lysophosphatidylcholine, platelet-activating factor, acylcarpitine, and echinocandin В on 1,3-p-D-Glucan synthase and callose synthesis / H. Kauss, W. Jeblick // Plant Physiology.-1986.-V.80.-P.7-13.

121. Keith, C.N. The effect of abscisic acid on the freezing tolerance of callus cultures of Lotus corniculatus L./ C.N. Keith, B.D. McKersie // Plant Physiology.-1986.-V.80.-P.766-770.

122. King, A.I. Duirnal changes in the chilling sensitivity of seedlings / A.I. King, M.S. Reid, B.D. Patterson // Plant Physiology.-1982.-V.70.- N 1.-P.211-214.

123. Alteration of pectic polysaccharides in cell walls, extracellular polysaccharides, and glycanhydrolytic enzymes of growth-restricted carrot cells under calcium deficiency / H. Konno, S. Nakashima, T. Maitani, K. Katoh //

124. Physiol. Plant.-1999.-V. 107.-P.287-293.

125. Pectin-bound p-galactosidase present in cell walls of carrot cells under the different calcium status / H. Konno, S. Nakashima, T. Nakato, K. Katoh // Physiol.Plantarum.-2002.- V.l 14.- P.213-222.

126. Koster, K. Solute accumulation and compartmentation during the cold acclimation of Puma rye / K. Koster, P.V. Lynch // Plant Physiology.-1992.-V.98.-P. 108-113.

127. Kreuger, M. Arabinogalactan proteins are essential in somatic embryo-genesis of Daucus carota L./ M. Kreuger, G-J. van Hoist // Planta.-1993.-V.189.-P.243-248.

128. Kutschera, U. Effect of auxin and abscisic acid on cell wall extensibility in maize coleoptiles / U. Kutschera, P. Schopfer // Planta.-1986.-V.167.-P.527-535.

129. Labrador, E. Autolysis of cell walls in pea epicotyl during growth: Enzymatic activities involved / E. Labrador, G. Nicolas // Physiol.Plant.-1985.-V,- 64.-P-541-546.

130. Laemmli, U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage / U.K. Laemmli //Nature.-1970.-V.4.- P.680-685

131. Induction of freezing tolerance in potato {Solarium commersonii) suspension cultured cells / S.P. Lee, B. Zhu, T.H.H. Chen, P.H. Li // Physiol. Plant.-1992.-V.84.-P.41-48.

132. Levitt, J. Responses of Plants to Environmental Stresses / J. Levitt, New York: Academic Press,-1980.

133. Lozovaya, V. (i-l,3-Glucanase and Resistance to Aspergillus flavus Infection in Maize / V. Lozovaya, A. Waranyuwat, J. M. Widholm // Crop Science.- 1998V.3 8.-P .124-127.

134. Lynch, D.V. Plasma membrane lipid alterations associated with cold acclimation of winter rye seedlings (Secale cereale L. Cv. Puma). / D.V. Lynch, P.L. Steponkus // Plant Physiology.-1987.-V.83.-P.-761-767.

135. Lang, V. Low temperature acclimation and treatment with exogenous abscisic acid induce common polypeptides in Arabidopsis thaliana (L.) / V. Lang, P. Heino, E.T. Palva // Heynh. Theor. Appl. Genet.-1989.- V.77.-P.729-734.

136. Alteration in water status, endogenous abscisic acid, and expression of rabl8 gene during the development of freezing tolerance in Arabidopsis thaliana / V. Lang, E. Mantyla, B. Welin et al. // Plant Physiology.-1994.-V.-104.-P. 1341-1349.

137. Biochemical and molecular characterization of a barley seed p -glucosidase / R. Leach, T. Kigee, I. Jvendsen, T. Mundy // J.Biol.Chem.-1995.-V.270,№26.-P. 15789-15797.

138. Ca signaling in stomatal guard cells. / M.R. McAinsh, J.E. Gray, A.M. Hetherington et al. // Biochem. Soc. Trans. -2000.- V.28.- P. 476-480.

139. Machackova, I. Levels of ethylene, ACC, МАСС, ABA and proline as indicators of cold hardening and frost resistance in winter wheat / I. Machackova, A. Hanisova, J. Krekule // Physiol.Plant.-1989.-V.-76.-P.603-607.

140. Mahadevan, L.C. Signaling and superinduction / L.C. Mahadevan, D.R. Edwards //Nature.- 1991.-V.349.P.747-748.

141. Mantyla, E. Role of abscisic acid in drought induced freezing tolerance, cold acclimation, and accumulation of LTI78 and RAB18 proteins in Arabidopsis thaliana / E. Mantyla, V. Lang, E.T. Palva // Plant Physiol.-1995.-V.107.-P. 141-148.

142. Synthesis and oxidative insolubilization of cell-wall proteins during osmotic stress / J.G. Marshall, E.B. Dumbroff, B.J. Thatcher et al. //

143. Planta.-1999.-V.208.-P.401-408.

144. Changes in the activities of various glycosidases during carrot cell elongation in 2,4-D free medium / H. Masuda, Y. Ozeki, S. Amino, A.Komamine// Plant Physiology.- 1985.- V. 26, № 6.- P. 995-1001.

145. Mauch, F. Antifungal hydrolases in pea tissue. II. Inhibition of fungal growth by combinations of chitinase and p-l,3-glucanase / F. Mauch, B. Mauch-Mani, T. Boiler // Plant Physiol.-1988.-V.88.-P.936-942.

146. McCann, M.C. Changes in cell wall architecture during cell elongation / M.C. McCann, K. Roberts //J Exp. Bot.-1994.-V.45.-P.1683-1691.

147. Cyclin-dependent kinases and cell division in plants: the nexus/ V. Mi-ronov, L. Veylder, M. Montagu et al. // Plant Cell.- 1999.-V.11.- P.509-522.

148. Mohapatra, S. Detection of two membrane polypeptides induced by abscisic acid and cold acclimation / S. Mohapatra, R. Poole, R:> Dhinda // Plant Physiol.-1988.-V.29.-P.727-731.

149. Monroy, A.F. Cold-induced changes in freezing tolerance, protein phosphorylation, and gene expression / A.F. Monroy, F. Sarhan, R.S. Dhindsa // Plant Physiol.-1993.V. 102.-P. 1127-1135.

150. Metabolic changes associated with cold acclimation in contrasting culti-vars of barley / C. Murelli, F. Rizza, F. Marinone Albini et al. // Physiol. Plant.-1995.-V.94.-P.87-93.

151. Muratova, I. The effect of low temperature on hormones content in winter vegetative rye /1. Muratova // Physiol.Plantarum.-1990.- V.79.- P. 106-107.

152. Nagahashi, G. Ingibition of cell wall-associated enzymes in vitro and in vivo wihysiol sugar analogs / G. Nagahashi, T. Shi, G. Fleet // Plant

153. Physiology.-1990.-V.92.-P.413-418.

154. Obel, N. Dynamic changes in cell wall polysaccharides during wheat seedling development / N. Obel, A. C. Porchia, H. Vibe Scheller // Phytochem-istry.-2002.-V.60.P.603-610.

155. An extracellular insoluble inhibitor of cysteine proteinases in cell cultures and seeds of carrot / A. Ojima, H. Shiota, K. Higashi, H. Kamada et al. // Plant Molecular Biology.- 1997.- V. 34.- P.99-109.

156. Olien, C.R. An adaptive response of rye to freezing / C.R. Olien // Crop Sci.-1984.-V.24.-P.51-54.

157. Pearce, R. S. Molecular analysis of acclimation to cold / R. S. Pearce // Plant Growth Regulation.- 1999.-V.29.-P. 47-76.

158. Perrars, M. Energy state of spring and winter wheat during cold hardening. Soluble sugars and adenine nucleotides / M. Perrars, F. Sarham // Plant Physiology.-1984.-V.60.-P. 129-132.

159. Effect of low temperature on the protein metabolism of wheat leaves / M.L. Pinedo, G.F. Hernandez, R.D. Conde, J. A. Tognetti // Biol. Plant.-2000.-V.43.- № 3. p.363-367.

160. Exposure to water stress causes changes in the biosynthesis of cell wall polysaccharides in roots of wheat cultivars varying in drought tolerance / G. Piro, M. Leucci, K. Waldron, G. Dalessandro // Plant Science.- 2003.-V.165.-P.559-569

161. New insights into ABA-mediated processes / R.S. Quatrano, D. Bartels, T.-H. Ho, M. Pages // The Plant Cell.-1997.- P.470-474.

162. Rajashekar, C.B. Freezing characteristics of rigid plant tissues/ C.B. Ra-jashekar, M.J. Burke // Plant Physiol.-1996.-V.111 .-P.597-603.

163. Rajashekar, C.B. Cell-wall changes and cell tension in response to cold acclimation and exogenous abscisic acid in leaves and cell cultures / C.B. Rajashekar, Lafta Abbas // Plant Physiol.-1996.-V.111.-P.605-612.

164. RanwaIa, A.P. The role of P-galactosidases in the modification of cell wall components during muskmelon fruit ripening / A.P. Ranwala, C. Suematsu, H. Masuda // Plant Physiol.- 1992.-V.100.-P. 1318-1325.

165. Sakurai, N. Changes in wall polisaccharides of squash hypocotyls under water stress condition.I. Wall sugar composition and growth as affected by water stress/ N. Sakurai, S. Tanaka, S. Kuraishi // Plant Cell Physiol.-1987,1 .-V.28- P.1051-1057.

166. Sakurai, N. Changes in wall polisaccharides of squash hypocotyls under water stress condition.II.Composition of pectic and hemicellulosic polisaccharides / N. Sakurai, S. Tanaka, S. Kuraishi // Plant Cell Physiol.- 1987, II .-V.28- P.1051-1057.

167. Saroop, S. Biochemical Changes Associated with Brassica juncea Seed Development, II: Glycosidases / S. Saroop, S. V. Chanda, Y. D. Singh // J Plant Growth Regul.-1998.-V.17.-P.71-74.

168. Sasaki, M. Lignin deposition induced by aluminum in wheat (Triticum aestivum) roots / M. Sasaki, Y. Yamamoto, H. Matsumoto // Physiol. Plant.-1996.-V.96.-P. 193-198.

169. Sawicka, T. Soluble and cell wall-associated P-galactosidases from cold-grown winter rape leaves / T. Sawicka, A. Kasperska // J.Plant Physiol.-1995.-V.145.-P.357-362.

170. Schank, R.U. Medium and techniques for induction and growth of cotyli-donous and dicotyledonous plant cell cultures / R.U. Schank, A.C. Hildebrandt // Can. J.Bot.-1971 .-V.-50.-P. 199-204.

171. Biochemical plant responses to ozone. III. Activation of the defense-related proteins (5-1,3-glucanase and chitinase in tobacco leaves / M. Schraudner, D. Ernst, C. Langebartels, H. Sandermann // Plant Physiol.-1992.-V.99.-P. 1321-1328.

172. The stress- and abscisic acid-induced barley gene HVA22: developmental regulation and homologues in diverse organisms / Q. Shen, C-N. Chen, A. Brands et al. // Plant Molecular Biology.-2001 .-V.- 45.-P.327-340.

173. Shen, W.-H. The plant cell cycle: Gl/S regulation / W.-H. Shen // Euphytica.- 2001.-V.118.-P.223-232.

174. Schopfer, P. Determination of auxin-dependent pH changes in coleoptile cell walls by a null-point method / P. Schopfer // Plant Physiol.-1993.-V. 103 .-P.351-357.

175. Accumulation of hydroxyprolin-rich glycoprotein mRNA in response to fungal elicitor and infection / A.M. Showalter, J.N. Bell, C.L. Cramer et al. // Proc.Natl.Acad.Sci.USA.-1985.- V.82.- P.6551-6555.

176. Showalter, A.M. Structure and function of plant cell wall proteins / A.M. Showalter // The Plant Cell.- 1993.-V.5.-P.9-23.

177. Characterization of extracellular polysaccharides from suspension cultures of members of the Poaceae / J.M. Sims, K. Middleton, A.G. Lune et al. // Planta.- 2000.- V.210.- P. 261-268.

178. Stals, H. Regulation of cyclin-dependent kinases in Arabidopsis thaliana / H. Stals, P. Casteels, V. Montagu // Plant Molecular. Biol.-2000.-V.43 -P.583-593.

179. Stals, H. When plant cells decide to divide / H. Stals, D. Inze // Trends in Plant Science.-2001.-V.6.-N.8.-P.359-364.

180. Steele, N. M. Differences in catalytic properties between native isoenzymes of xyloglucan endotransglycosylase (XET) / N.M. Steele, S.C. Fry // Phytochemistry.-2000.-V.54.-P.667-680.

181. Altered synthesis and composition of cell wall of grape (Vitis vinifera L.) leaves during expansion and growth-inhibiting water deficits / W. Sweet, J. Morrison, J. Labavitch, M. Matthews // Plant Cell Physiol.-1990.-V.31.-P.407-414.

182. Tabuchi, A. Changes in cell-wall properties of wheat (Triticum aestivum) roots during aluminum-induced growth inhibition / A. Tabuchi, H. Matsu-moto 11 Physiol. Plantarum.- 2001.- V.l 12.- P.353-358.

183. Abscisic acid-induced cellular alteration during the inductien of freezing tolerance in bromegrass cells / K.K. Tanino, H. Chen, Z. Fushigami et al. // J.Plant Physiol.-l 991 .-V. 137.-P.619-624.

184. Thomashow, M.F. Molecular genetics of cold acclimation in higher plant / M.F. Thomashow //Aclv. Genet.-1990.-V.28.-P.99-124.

185. Thomashow, M.F. Plant cold acclimation: Freezing Tolerance Genes and Regulatory Mechanisms / M. F. Thomashow //Annu. Rev. Plant. Physiol. Plant Mol. Biol.-1999.-V.50.-P.571-599.

186. Thomashow, M. So What's New in the Field of Plant Cold Acclimation? Lots! / M. Thomashow //Plant Physiology.-200l.-V. 125.- P.89-93.

187. AtFXGl, an Arabidopsis gene encoding a-L-Fucosidase active against fucosylated xyloglucan oligosaccharides / F. de la Torre, J. Sampedro, I. Zarra, G. Revilla // Plant Physiol.-2002.-V.128.- P.247-255.

188. Tseng, M. Changes in protein synthesis and translatable messenger RNA populations associated with ABA- induced cold hardiness in potato / M. Tseng, P.H. Li // Physiol. Plantarum.-1991.-V.81.-P.349-358.

189. Uemura, M. Parallel effects of freezing and osmotic stress on the ATPase activity and protein composition of the plasma membrane of winter rye seedlings / M. Uemura, P. Steponkus // Plant Phisiol.-1989.-V.91 .-P.961

190. Uemura, M. Cold acclimation of Arabidopsis thaliana effect on plasma-membrane lipid composition and freeze-induced lesions / M. Uemura, R.A. Joseph, P.L. Steponkus//Plant Physiol.- 1995.-V.109.-P. 15-30.

191. Uemura, M. Effect of cold acclimation on the lipid composition of the inner and outer membrane of the chloroplast envelope isolated from rye leaves / M. Uemura, P.L. Steponkus // Plant Physiol.-1997.-V. 114.-P. 1493-1500.

192. Frost hardiness depending on carbohydrate changes during cold acclimation in wheat / A. Vagujfalvi, I. Kerepesi, G. Galiba et al. // Plant Science.- 1999.- V.144.- P.85-92.

193. Changes in apoplastic aluminum during the initial growth response to aluminum by roots of tolerant maize variety / M. Vazquez, C. Posehenrieder, I. Corrales, J. Barcelo.// Plant Physiol.-1999.-V.l 19.-P.435-444.

194. Veisz, O. Effect of abscisic acid on the cold hardiness of wheat seedlings / O. Veisz, G. Galiba, J. Sutka // J.Plant Physiol.-1996.-V.149.-P.439-442.

195. Volenec, J. Carbohydrate metabolism in roots of Medicago sativa L. during winter adaptation and spring regrowth. / J. Volenec, P.J. Boyce, K.L. Hendershot // Plant Physiol.-199 l.-V. 96.-P. 786-793.

196. Wakabayashi, K. Effects ABA on synthesis of cell-wall polysaccharides in segments of etiolated squash hipocotyl.il. Levels of UDF-neutral sugars/ K. Wakabayashi, N. Sakurai, S. Kuraishi // Plant Cell Physiol-1991.-V.32-P.427-431.

197. Wakabayashi, K. Changes in amounts and molecular mass distribution of cell wall polysaccharides of wheat (Triticum aestivum L.) coleoptiles under water stress / K. Wakabayashi, T. Hoson, S. Kamisaka // J. Plant Physiol.- 1997a.-V.151.-P. 33^0.

198. Wang, H. A plant cyclin-dependent protein kinase inhibitor gene / H. Wang, L.C. Fowke, W.L. Crosby // Nature.- 1997.-V.386.-P.451-452.

199. Wang, H. ICK1, a cyclin-dependent protein kinase inhibitor from Arabidopsis thaliana interacts with both Cdc2a and CycD3, and its expression is induced by abscisic acid / H. Wang, P. Schorr, A.J. Cutler et al. // Plant

200. Journal. -1998.-V.15. P.501-510.

201. Wang, X. The role of phospholipase D in signaling cascades / X. Wang // Plant Physiol.- 1999.-V. 120.-P.645-651.

202. Weiser, R. Cell wall and extensin mRNA changes during cold acclimation of pea seedlings / R. Weiser, S.J. Wallner, J. Waddel // Plant Physiol.-1990.-V.93.-P. 1021-1028.

203. Williams, S. J. Protein-carbohydrate interactions: learning lessons from nature / S. J. Williams, G.J. Davies // Trends in Biotechnology.-2001.-Vol.19.-N.9.-P.124-130.

204. Wu, Y. Root growth maintenance at low water potentials. Increased activity of xiloglucan endotransglycosylase and its possible regulation by abscisic acid / Y. Wu, W.G. Spollen, R.E. Sharp // Plant Physiol.- 1994.-V. 106.-P.607-615.

205. Xin, Z. Abscisic acid-induced cilling tolerance in maize suspension cultured cells / Z. Xin, P.H. Li //Plant Physiol.-1992.-V.99.-P.707-711.

206. Xin, Z. Alteration of genes expression associated with abscisic acid-induced chilling tolerance in maize suspension cultured cells/ Z. Xin, P.H. Li // Plant Physiol.-1993.-V.101.-P.277-284. v

207. Xiong, L. Cell Signaling during Cold, Drought, and Salt Stress / L. Xiong, K.S. Schumaker, J-K. Zhu // The Plant Cell.-2002.- V.14.- P. 165-183.

208. The Arabidopsis XET-related gene family Environmental regulation and hormonal regulation of expression / W. Xu, P. Cambell, A.K. Vargheese, J. Braam // Plant J.-1996.-V.-9.-P.879-889.

209. Yamada, S. Changes in hemicellulose degrading enzymes during development and ripening of Japanese pear fruit / S.Yamada, N.Kakiuchi // Plant Cell Physiol.-1979.- V.20.- P. 301-309.

210. Yoshida, S. Protein and lipid composition of isolated plasma membranes from orched grass (Dactylis glomerata) and changes during cold acclimation / S. Yoshida // Plant Physiol.-1984.-V.75.- № 1p.31-37.

211. Alterations in cell walls of winter wheat roots during low temperature acclimation / A.I. Zabotin, T.S. Barisheva, O.A. Zabotina et al. //J. Plant Physiol. -1998.-V.152. P.473-479.

212. Zhong H. Changes of cell wall composition and polymer size in primary roots of cotton seedlings under high salinity / H. Zhong, A. Lauchli // J.Exp.Botany.- 1993.- V.44.- P.773-778.

Информация о работе

Трофимова, Оксана Игоревна
кандидата биологических наук
Казань, 2007
ВАК 03.00.12

Диссертация

Участие гликозидаз клеточной стенки в формировании низкотемпературной устойчивости озимых злаков - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы