查看更多>>摘要：Одной из отличительных особенностей растительного организма является вторичный метаболизм (образование веществ специализированного обмена). Данные по полным сиквенсам растительных геномов свидетельствуют, что от 15 до 25% всех генов задействованы в осуществлении этого процесса (биосинтез обслуживающих его ферментов, транспортеров, трансфакторов), при этом до сих пор неясны многие аспекты вторичного метаболизма, в том числе его физиологические функции. Перспективным подходом к рещению фундаментальных и прикладных задач в области специализированного обмена является использование культур клеток и органов высщих растений. Механизмы образования вторичных метаболитов в растительных системах in vitro с разным уровнем дифференцировки клеток могут существенно отличаться от таковых в интактном растении, что, при сопоставлении этих биологических систем, можно эффективно использовать для изучения принципов регуляции, организации и функционирования вторичного метаболизма. К настоящему времени известно более 100000 соединений специализированного обмена (алкалоиды, изопреноиды, фенольные соединения, ряд “минорных” групп вторичных метаболитов), которые, как правило, являются биологически активными веществами. Это обуславливает их практическую значимость и щирокое применение в медицине; на сегоднящний день около трети всех лекарственных субстанций имеют растительное происхождение. На фоне острого дефицита лекарственного растительного сырья, использование культур клеток и органов растений в качествеисточника биологически активных веществ весьма перспективно. Сердечные гликозиды являются одной из важнейщих групп вторичных метаболитов, которая уже более двух веков используется в медицине для лечения кардиологических заболеваний. Сейчас интерес к ним существенно возрастает в связи с обнаружением новых свойств — в том числе антивирусной и противоопухолевой активности. В представленном обзоре проведен анализ основных результатов работ, посвященных изучению образования сердечных гликозидов в культурах клеток и органов растений-продуцентов этих соединений.
查看更多>>摘要：Монооксид углерода (CO) является одной из ключевых молекул-газотрансмиттеров, задействованных в передаче разнообразных сигналов, необходимых для регуляции множества функций живых организмов. В обзоре рассматриваются особенности синтеза СО у растений, приводится краткая характеристика гемоксигеназы как основного фермента, катализирующего образование монооксида углерода. Анализируется участие СО в процессах роста и развития растений, в частности, прорастания семян, образования корней, старения. Особое внимание уделяется роли монооксида углерода в формировании адаптивных реакций на действие стрессоров различной природы. Рассмотрено участие ионов кальция, АФК и оксида азота как посредников в реализации биологических эффектов СО. Помимо этого анализируется вовлечение монооксида углерода в проявление действия других сигнальных молекул, в том числе и фитогормонов. Приводится краткая характеристика доноров СО и оценивается возможность их использования в биологических экспериментах.
查看更多>>摘要：Одомашнивание растений включает их адаптацию к различным климатическим условиям, в том числе к изменениям фотопериода и температуры. Многие генетические локусы одомашнивания ортологичны у отдаленных таксонов. Основные молекулярно-генетические механизмы цветения детально охарактеризованы у модельного растения Arabidopsis thaliana L., что составляет основу для изучения и построения моделей цветения других видов растений. Одомашнивание и селекция кукурузы Zea mays L. привели к тому, что сегодня у данного вида наблюдается большое разнообразие реакций на продолжительность светового дня при сохранении основного каркаса генетической сети, контролируюшей чувствительность к фотопериоду. В обзоре рассмотрены особенности реакции на фотопериод растений кукурузы в сравнении с модельным видом Arabidopsis, включая фенологические гены для селекции кукурузы, являвшиеся мишенью отбора в процессе адаптации Zea mays к новым эколого-географическим условиям.
查看更多>>摘要：Засухоустойчивость растений — сложный количественный признак, в формировании которого участвует множество генов. На примере аллогексаплоидной пшеницы {Triticum aestivum L.) описаны подходы к изучению механизмов засухоустойчивости полиплоидных растений и их генетической и геномной архитектуры от картирования локусов количественных признаков (QTL) на хромосомах до профилирования транскриптомов и выявления стабильных блоков гаплотипов, благоприятных для урожайности в разных условиях доступности воды. Анализ функций идентифицированных кан-дидатных генов позволил экстраполировать молекулярные события при адаптации к засухе и выявлять уникальные для сортов стратегии адаптации, а также указал на решающую роль перепрограммирования транскрипции в процессе адаптации. Для контроля экспрессии генов функционально важна их физическая ассоциация, однако влияние пространственной организации хроматина и ко-регуляторов транскрипции на экспрессию генов, контролирующих ключевые хозяйственно-ценные признаки сельскохозяйственных растений, все еще плохо изучено. Ограничено также наше понимание специфики экспрессии генов-гомеологов, участвующих в адаптации к дефициту воды.
查看更多>>摘要：Существование аденилатциклаз у растений долгое время считалось недоказанным и лишь в последние два десятилетия появились новые сведения, уточняющие как биохимические свойства фермента, так и данные о его молекулярной структуре. Поэтому в обзоре обсуждаются особенности функционирования растительных аденилатциклаз в мультимолекулярных комплексах и физиологическое значение этого феномена в реакциях растений на стрессы. Рассматриваются проблемы поиска и успехи в расшифровке нуклеотидных последовательностей аденилатциклаз растений.
查看更多>>摘要：Продолжен цикл работ по изучению влияния синтетических фитогормонов на ростовые и биосинтетические параметры суспензионной культуры клеток якорцев стелющихся Tribulus terrestris L., и исследовано влияние цитокининов на эти характеристики. В дополнение к ранее полученным результатам об альтернативном действии двух аналогов ауксинов - 2,4-Д и О'-НУ К (первый из них активирует рост клеток in vitro, но тормозит образование стероидных гликозидов, второй — вызывает цитодифференцировку, приводящую к замедлению и остановке роста культуры, но активирует образованиевторичных соединений), показано, что природа цитокинина и его концентрация может модулировать действие этих ауксинов. Установлено, что после перевода культуры с “ростовой” среды (содержащей 2,4-Д) на среду с а-НУК и различным составом цитокининов (БАП или кинетин в различных концентрациях) она сохраняет способность к активному росту в течение как минимум 3 циклов выращивания. Затем, при неоптимальной комбинации фитогормонов, культура клеток перестает расти и погибает. Однако при определенном составе регуляторов роста в питательной среде (1 или 2 мг/ла-НУК + I мг/л кинетина) после длительной лаг-фазы (12—18 суток) рост культуры возобновляется и впоследствии возможно ее длительное культивирование. На среде с 2 мг/л а-НУК и 1 мг/л кинетина суспензию T. terrestris поддерживали в течение 70 циклов выращивания без ухуд-щения ростовых характеристик (максимальный уровень накопления сухой биомассы M_(max) — 12—16 г/л, индекс роста 1 - 13-18, удельная скорость роста р - 0.18-0.28 сут~(-1)). Содержание стероидных гликозидов в клетках при этом не опускалось ниже 0.2—0.3% к сухой биомассе. С использованием метода UPLC-ES1-MS показано наличие в клеточной биомассе как минимум 4 стероидных гликозидов фуростанолового ряда — производных гидрокси-диосгенина и тигогенина/неотигогенина. Полученные результаты подтверждают общие закономерности развития популяций клеток in vitro и важны для оптимизации ростовых и биосинтетических характеристик культур клеток высших растений.
查看更多>>摘要：На примере листьев пшеницы Triticum aestivum L. и растений редиса Raphanussativus var. radicula Pers. сорта “Вировский белый” изучали возможность использования интегральных характеристик медленной стадии индукции флуоресценции хлорофилла (ИФХ) для мониторинга физиологического состояния растений в ценозах в условиях светокультуры. Исследовали поведение T_(0.5) (время полуспада интенсивности флуоресценции хлорофилла от максимума к стационарному уровню), Лщ (индекс спада флуоресценции, известный также как “индекс жизнеспособности”), параметра (максимально возможная средняя скорость индукционного перехода) и а (средняя эффективность ФСА в индукционный период) в онтогенезе листа. Объектом исследования служили высечки разновозрастных равномерно освещенных листьев верхнего (шестого) яруса растений пшеницы и высечки вторых (по мере появления)настоящих листьев редиса в возрасте от 3 до 24 дней. Растения выращивали в контролируемых условиях вегетационных камер методом гидропоникина керамзите при облученности 100 Br/м~2 фотосинтетически активной радиации (ФАР).При дальнейшем старении и сравнении параметров 24- и 26-суточных листьев наблюдали в наибольшей степени изменения значений для Tq 5 (на 37.6%) и (на 36.0%) и в меньшей степени для а (на 23.0%) и R_(fd) (на 13.0%). Таким образом, наблюдаемые нами особенности в поведении параметра T_(0.5) в онтогенезе листьев пшеницы в сравнении с изменениями значений других флуоресцентных параметров медленной стадии ИФХ (R_(fd), alpha и V_(max)) подтверждают перспективность использования в качестве одного из наиболее простых интегральных показателей физиологического состояния и индикатора патофизиологических (необратимых) изменений листьев растений в широком возрастном диапазоне и при старении. Для однозначной интерпретации данных при использовании параметра в стрессовых условиях для оценки необратимости наблюдаемых изменений ФСА необходимы дальнейшие исследования.
查看更多>>摘要：Проведено изучение механизмов адаптогенного действия фуростаноловых гликозидов (ФГ) на клетки растений in vitro и осуществлено сопоставление воздействия гипотермии и гиперосмотического стресса на суспензионную культуру клеток люцерны (Medicago sativa L.). Сохранение высокого уровня жизнеспособности клеток при действии гипотермии, несмотря на 40% повыщение скорости генерации О7, свидетельствует о том, что образовавщиеся активные формы кислорода не вызывали повреждения липидных структур и макромолекул в клетках.Экзогенная обработка ФГ при этом виде стрессового воздействия способствовала повыщению активности антиоксидантных ферментов, однако неоказывала заметного влияния на изначально высокий уровень жизнеспособности клеток. В условиях гиперосмотического стресса предварительное воздействие ФГ приводило к 3-кратному увеличению выживаемости клеток (с 25 до 73%) и повыщению на 30% активности растворимой пероксидазы по сравнению с ее уровнем при влиянии только стрессора. Воздействие ФГ также вызывало повыщение активности антиоксидантных ферментов, снижение уровня перекисного окисления липидов и повыщение активности ферментов малатдегидрогеназного (МДГ) комплекса. Однако, в отличие от гипотермии, наблюдаемые изменения вызывали существенное повыщение жизнеспособности клеток люцерны in vitro. На увеличение образования осмолитов в реакциях НАД/НАД Н-МДГ указывала повыщен-ная в сравнении с контролем концентрация осмотика (маннита), вызывающего начальную степень плазмолиза клеток. Обсуждаются особенности культуры клеток люцерны, влияющие на специфику ее стресс-устойчивости, возможные механизмы защиты клеток in vitro при гипотермии и гиперосмотическом стрессе и роль ФГ в этих процессах.
查看更多>>摘要：Мягкая пшеница (Triticum aestivum L.) является важнейшей продовольственной культурой в мире. Отрицательное влияние на урожайность пшеницы оказывают стрессовые факторы, прежде всего, засуха и гипотермия. Транскрипционные факторы (ТФ) являются перспективной мишенью для повышения устойчивости растений к стрессу из-за их способности контролировать экспрессию большого числа зашитных генов. Наиболее значимыми регуляторами реакций стрессоустойчивости являются следующие семейства ТФ: NAC, DREB и bZIP. Нами проведен анализ изменений относительного содержания транскриптов генов TaNAC69, TaDREBl, TabZIP60 у семи сортов и двух перспективных селекционных линий мягкой пшеницы при засухе и гипотермии. Изменения уровней экспрессии этих генов коррелировали с такими параметрами стрессоустойчивости, как относительное содержание воды, пролина и малонового диальдегида. Для гена TaNAC69 было характерно повышение относительного содержания транскриптов при засухе во всех изучаемых сортообразцах, гипотермия вызывала гораздо .меньшие изменения в профиле экспрессии этого гена. При действии гипотермии и засухи наибольшее содержание транскриптов гена TaDREBl было выявлено у линии Л43466, у гена TabZIP60 при засухе максимальные значения транскрипционной активности показала также линия Л43466. Наибольшее относительное содержание транскриптов при действии стрессовых факторов среди всех изучаемых генов показала линия Л43466, что может говорить о ее наибольшей перспективности для дальнейшей селекции.
NETL
NSTL