Физико-химические свойства мембран зародышевой оси семян пшеницы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат биологических наук Рууге, Андрес Эннович

• Рууге, Андрес Эннович
• кандидат биологических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Рууге, Андрес Эннович

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Анатомия и физиология семян

1.1.1. Фазы развития плода и семени

1.1.2. Способность семян к прорастанию в зависимости от степени зрелости

1.1.3. Покой семян И

1.1.4. Зависимость прорастания семян от внешних факторов

1.1.4.1. Температура

1.1.4.2. Вода

1.1.4.3. Свет

1.1.4.4. Биологические факторы

1.1.5. Жизнеспособность семян

1.2. Высушивание, старение и потеря всхожести

1.2.1. Введение

1.2.2. Биохимические адаптации при ангидробиозе

1.2.3. Стабилизация высушенных мембран и белков с помощью трегалозы

1.2.3.1. Стабилизация высушенных мембран

1.2.3.2. Механизм стабилизации высушенного бислоя

1.2.3.3. Влияние дегидратации на фософолипиды

1.2.3.4. Механизм взаимодействия с фосфолипидами

1.2.3.5. Стабилизация высушенных белков

1.2.3.6. Одинаково ли влияние замораживания и дегидратации?

1.2.4. Применение гипотезы фазового перехода к неповрежденным клеткам

1.2.4.1. Повреждения из-за впитывания

1.2.4.2. Избежание повреждения из-за впитывания

1.3. Методы оценки качества семян

1.4. Применение метода ЭПР-спектроскопии спиновых меток для исследования физико-химических свойств семян

1.4.1. Влияние подвижности парамагнитного фрагмента на спектры ЭПР спиновых меток: область медленных вращений

1.4.2. ЭПР-спектроскопия спиновых меток в исследованиях зародышей семян

Глава 2. Материалы и методы

2.1. Исследуемый материал. Тестирование семян на всхожесть

2.2. Спин-мечение подготовка образцов к измерениям 44 2.2.1. Гидратированные образцы зародышевой оси 44 2.2.2 Дегидратированные образцы зародышевой оси

2.2.3. Подготовка спин-меченых жировых капель

2.3. Оценка целостности клеточных мембран

2.4. Регистрация спектров ЭПР

2.5. Анализ спектров ЭПР

2.5.1. Обычные спектры ЭПР (Fj)

2.5.2. Спектры ЭПР переноса насыщения (V2')

2.5.3. Интегрирование и вычитание спектров ЭПР

Глава 3. Результаты и обсуждение

3.1. Исследование структурной целостности цитоплазматических мембран клеток зародыша семян пшеницы.

3.2. Встраивание спиновых меток в клетки зародышевой оси

3.3. Кинетика встраивания спиновой метки в зародышевую ось

3.4. Позиционный профиль спектров ЭПР 66 3.4.1. Обычные спектры ЭПР (ГО 68 3.4.1.1. Профиль упорядоченности нитроксильных радикалов

3.4.1.2. Профили полярности

3.4.2. Спектры ЭПР переноса насыщения (F2')

3.4.2.1. Исследования спин-меченых зародышеых осей

3.4.2.2. Спиновые метки в модельных системах

3.5. Температурные зависимости подвижности спиновой метки

3.5.1. Обычные спектры ЭПР (V\)

3.5.2. Спектры ЭПР переноса насыщения. (F2')

3.6. Влияние высушивания зародышей на спектр ЭПР 1(12,3)

3.6.1. Кинетика "быстрого" высушивания регидратированных зародышей

3.6.2. Влияние высушивания на термоиндуцированные структурные изменения клеточных мембран зародыша

3.6.2.1. Обычные спектры ЭПР (F

3.6.2.2. Спектры ЭПР переноса насыщения (F2')

3.7. Структурные изменения мембран зародышевой оси, происходящие в условиях естественного хранения зародышевой оси

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические свойства мембран зародышевой оси семян пшеницы»

Диссертационная работа посвящена исследованию физико-химических характеристик цитоплазматических мембран зародышевой оси семян пшеницы.

Нарушение целостности плазматических мембран является одной из причин потери всхожести семян, происходящей при хранении семян. Исследование физико-химических свойств клеточных мембран семян традиционными методами, такими как ИК спектроскопия, затруднено из-за присутствия в них значительного количества липидных телец. В клетках зародышевой оси ИК спектры мембранных липидов перекрываются с ИК спектрами липидных телец. Поэтому разработка новых методических подходов к изучению клеточных мембран семян, которые позволяют следить за динамикой изменения физико-химических свойств клеточных мембран семян, представляет актуальную научную задачу, имеющую важное практическое значение.

Метод спиновых меток является одним из наиболее распространенных методов изучения структурно-функциональных характеристик искусственных и биологических мембран. В последнее время этот метод начал все чаще применяться в биофизике и физиологии растений в частности, для исследования жизнеспособности семян различных растений и для выяснения факторов, определяющих их устойчивость к высушиванию и сохранению всхожести в зависимости от условий хранения семян. Однако, несмотря на многолетнюю научную традицию использования метода спиновых меток для изучения липидных мембран, этот метод не получил еще столь широкого распространения при исследовании мембран семян, по сравнению с другими областями биофизики, биохимии и физиологии, где применение спиновых меток давно стало рутинным методом изучения биологических мембран. Практика этого заключается в том, что растительные клетки представляют собой сравнительно сложные системы, в состав которых наряду с мембранами входят липидные тельца, крахмальные гранулы и другие структурные образования.

Использование традиционного метода ЭПР (регистрация первой производной сигнала поглощения СВЧ) не всегда позволяет разделить сигналы ЭПР от спиновых меток, локализованных в мембранах различного происхождения, особенно в тех случаях, когда движение спиновых меток заторможено. Последнее обстоятельство имеет место при изучении сухих (обезвоженных) биологических структур, какими являются зрелые семена различных растений. В этой связи становится особенно актуальным использование методов регистрации спектров ЭПР, чувствительных к сравнительно медленным вращениям спиновых меток. К числу этих методов относится спектроскопия ЭПР с переносом насыщения.

В диссертационной работе проведено обширное исследование, в котором впервые использована техника ЭПР спектроскопии с переносом насыщения для изучения взаимодействия липидорастворимых спиновых меток с мембранами клеток зародышевой оси и доказана практическая возможность использования этого метода для изучения клеточных мембран в таких сложных биологических системах, как клетки зародышевой оси семян пшеницы.

Впервые показано, что подавляющее число молекул спиновых меток, использованных в данной работе, локализуется в мембранах клеток зародышевой оси, а не в объемной фазе масляных частиц, что служит основанием для применения метода ЭПР спектроскопии спиновых меток для изучения структурных характеристик мембран клеток семян in situ. Установлено, что термоиндуцированные структурные перестройки в липидных областях клеточных мембран зародышевой оси семян пшеницы имеют кооперативный характер. Показано, что мембраны дегидратированных клеток зародышевой оси семян пшеницы в широком диапазоне температур (плоть до 60°С) находятся в твердом состоянии. Гидратация клеток зародышевой оси приводит к разжижению мембран: при температурах выше Ттг ~ -7°С большая часть мембранных липидов находится в жидкокристаллическое состояние, при уменьшении температуры ниже Гт1 ~ -30°С большинство мембранных липидов переходит в твердокристаллическое состояние.

Показано, что хранение семян пшеницы в естественных условиях сопровождается нарушением целостности мембран клеток зародышевой оси. При этом происходят структурные изменения мембран клеток зародышевой оси, сопровождающиеся разрыхлением липидного бислоя, которое проявляется в заметном уменьшении времени вращательной корреляции нитроксильных радикалов, локализованных в мембранах зародышевой оси. С увеличением времени хранения семян наблюдается уменьшение числа интактных клеток; при этом, однако, индекс всхожести семян не коррелирует однозначно с общим количеством клеток зародышевой оси, сохраняющих неразрушенные мембраны.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Рууге, Андрес Эннович

выводы.

1. Сравнительный анализ формы спектров ЭПР (обычные спектры ЭПР и спектры ЭПР с переносом насыщения) и профилей полярности амфифильных спиновых меток (производные стеариновой кислоты) показал, что подавляющее число молекул спиновых меток, использованных в данной работе, локализуется в мембранах клеток зародышевой оси, а не в объемной фазе масляных частиц, что служит основанием для применения метода ЭПР спектроскопии спиновых меток для изучения структурных характеристик мембран клеток семян in situ.

2. Исследование температурных зависимостей спектров ЭПР спиновых меток с различной локализацией нитроксильного радикала относительно поверхности мембраны показало, что термоиндуцированные структурные перестройки в липидных областях имеют кооперативный характер. Установлено, что температурные зависимости параметра порядка и времени вращательной корреляции нитроксильных радикалов амфифильных спиновых меток 1(12,3), 1(5,10) и 1(1,14) и их метилированных производных проявляют характерные особенности при одних и тех же температурах.

3. Показано, что мембраны дегидратированных клеток зародышевой оси семян пшеницы в широком диапазоне температур (плоть до 60°С) находятся в твердом состоянии. Гидратация клеток зародышевой оси приводит к разжижению мембран: при температурах выше Тт2 ~ -7°С большая часть мембранных липидов находится в жидкокристаллическое состояние, при уменьшении температуры ниже Тт\ ~ -30°С большинство мембранных липидов переходит в твердокристаллическое состояние.

4. Показано, что хранение семян пшеницы в естественных условиях сопровождается нарушением целостности мембран клеток зародышевой оси. С увеличением времени хранения семян наблюдается уменьшение числа интактных клеток; при этом, однако, индекс всхожести семян не коррелирует однозначно с общим количеством клеток зародышевой оси, сохраняющих не разрушенные мембраны.

5. Исследование спектров ЭПР с переносом насыщения спиновых меток показано, что в ходе естественного старения семян происходят структурные изменения мембран клеток зародышевой оси, сопровождающиеся разрыхлением липидного бислоя, которое проявляется в заметном уменьшении времени вращательной корреляции нитроксильных радикалов, локализованных в мембранах зародышевой оси.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Проведенное нами исследование четко продемонстрировало возможности использования ЭПР-спектроскопии спиновых меток как удобного и чувствительного метода изучения физико-химических свойств липидо-содержащих компонентов клеток зародышевой оси семян пшеницы. Для исследования динамических характеристик и структурной организации клеточных мембран были использованы липофильные спиновые метки -доксильные производные стеариновой кислоты и ее метального эфира. Для анализа упорядоченности и молекулярной подвижности нитроксильных радикалов, локализованных в мембранах клеток зародышевой оси, мы регистрировали как обычные спектры ЭПР (Vx), так и спектры ЭПР переноса насыщения (V2) в широком диапазоне температур (от -70°С до 60°С). Полученные спектры сравнивали со спектрами соответствующих спиновых меток, растворенных в каплях масла из семян пшеницы.

В работе показано, что подавляющее число молекул спиновых меток, использованных нами, локализуется в мембранах клеток зародышевой оси, а не в объемной фазе масляных частиц. Это служит основанием для применения метода ЭПР спектроскопии спиновых меток для изучения структурных характеристик мембран клеток семян в условиях in situ. Нами было установлено, что термоиндуцированные структурные перестройки в липидных областях клеточных мембран зародышевой оси семян пшеницы имеют кооперативный характер. Оказалось, что мембраны дегидратированных клеток зародышевой оси семян пшеницы в широком диапазоне температур (плоть до 60°С) находятся в твердом состоянии. Гидратация клеток зародышевой оси приводит к разжижению мембран: при температурах выше Тт2 ~ -7°С большая часть мембранных липидов находится в жидкокристаллическом состоянии, при уменьшении температуры ниже rmi ~ -30°С большинство мембранных липидов переходит в твердокристаллическое состояние.

В работе показано, что продолжительное хранение семян пшеницы в естественных условиях сопровождается нарушением целостности мембран клеток зародышевой оси. При этом происходят структурные изменения мембран клеток зародышевой оси, сопровождающиеся разрыхлением липидного бислоя, которое проявляется в заметном уменьшении времени вращательной корреляции нитроксильных радикалов, локализованных в мембранах зародышевой оси. С увеличением времени хранения семян наблюдается уменьшение числа клеток, имеющих неразрушенные цитоплазматические мембраны. При этом, однако, индекс всхожести семян не коррелирует однозначно с общим количеством клеток зародышевой оси, сохраняющих интактные мембраны.

Полученные результаты позволяют заключить, что структурно-функциональные изменения, происходящие в клетках зародышевой оси в ходе естественного старения семян пшеницы, могут быть вызваны процессами, приводящими к изменению упорядоченности и молекулярной подвижности липидов в мембранах зародышевой оси.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Рууге, Андрес Эннович, 2000 год

1. Берлинер JI.M. Метод спиновых меток. Теория и применение. М.: Мир. -1979.

2. Блюменфельд JI.A. Проблемы биологической физики. М.: Наука.1977.

3. Генкель П.А. Методические указания по предпосевному закаливанию растений против засухи. М.: Колос. - 1968.

4. Иванов В.Б. Клеточные основы растений. М.: Наука. - 1974.

5. Илли И.Э. Жизнеспособность семян // В сб.: Физиология семян (под ред. А.А. Прокофьева). М.: Наука. - 1982. - С. 102-124.

6. Калинин Ф.Л. Эмбриональное развитие растений. Киев: Укр. Акад. сельхоз. наук. - 1959.

7. Каменский К.В. Основы сельскохозяйственного семеноведения. М.: Сельхозгиз. - 1931.

8. Крокер В. Рост растений. М.: Иностр. литература. - 1950.

9. Кузнецов А.Н. Метод спинового зонда. М.: Наука. - 1978.

10. Кулешов Н.Н. Процесс зернообразования у пшеницы // Тр. Укр. ин-та растениеводства, селекции и генетики. 1960. - Т. 6. - С. 41-66.

11. Кулиева Л.К., Обручева Н.В., Прокофьев А.А. О физиологической зрелости созревающих семян тонковолокнистого хлопчатника // Физиол. раст. -1984.-Т. 31.-С. 928-933.

12. Лихачев Б.С. Морфологическая оценка проростков и сила роста семян // Селекция и семеноводство. 1977. - № 3. - С. 67-68.

13. Лихачев Б.С. Связь силы роста семян с ростом, развитием и продуктивностью формирующихся растений // Селекция и генетика культурных растений на Кубани. 1984. - Т. 89. - С. 81-88.

14. Лихтенштейн Г.И. Метод спиновых меток в молекулярной биологии. -М.: Наука, 1974.

15. Молодкин В.Ю. Значение влажности семян некоторых зерновых и зерно-бобовых культур при криоконсервации в жидком азоте // Бюлл. ВИР. -1986. № 165.-С. 22-24.

16. Мур Р.П. Влияние механических повреждений на жизнеспособность семян // Жизнеспособность семян. М.: Колос. - 1978. - С. 94-110.

17. Навашин С.Г. Результаты пересмотра процессов оплодотворения у Lilium Martagon и Fritillaria tenella // В сб.: Избраннные труды. М.-Л. 1951. - С. 188-192.

18. Николаева М.Г. Покой семян и способы его преодоления // Онтогенез. 1993.-Т. 24.-С 75-86.

19. Николаева М.Г. Ускоренное проращивание покоящихся семян древесных растений. Л.: Наука. - 1979.

20. Обручева Н.В. Прорастание семян // В сб.: Физиология семян (под ред. А.А. Прокофьева). -М.: Наука. 1982. - С. 223-274.

21. Попов А.С. Сохранение семян и меристем высших растений с помощью глубокого замораживания. В сб.: Консервация генетических ресурсов. -Пущино.- 1982.-С. 14.

22. Попцов А.В. Биология твердосемянности. М.: Наука. - 1976.

23. Роберте Е.Х. Влияние условий хранения семян на их жизнеспособность // В сб.: Жизнеспособность семян. М.: Колос. - 1978. - С. 22-62.

24. Роберте Е.Х., Роберте Д.Л. Номограммы жизнеспособности // В сб.: Жизнеспособность семян. М.: Колос. - 1978. - С. 392-398.

25. Розанцев Э.Г. Свободные иминоксильные радикалы. М.: Химия.1970.

26. Твердислов В.А., Тихонов А.Н., Яковенко Л.В. Физические механизмы функционирования биологических мембран. М.: Издательство Московского Университета. - 1987.

27. Федосенко В.А. Консервация семян культурных и диких видов картофеля при сверхнизкой температуре // Бюлл. ВИР. 1980. - № 105. - С. 8082.

28. Фирсова М.К. Методы определения качества семян. М.: Сельхозлитература. - 1959.

29. Хайдекер У. Сила семян // В сб.: Жизнеспособность семян. М.: Колос.- 1978.-С. 202-243.

30. Bewley, J.D., Black М. Physiology and biochemistry of seeds. 2. Viability, Dormancy and Environmental Control. Berlin, Heidelberg, N.Y.: Spring Verlag. -1982.

31. Bhandal, I.S., Hauptmann, R.M., Widholm, J.M. 1985. Trehalose as cryoprotectant for the freeze preservation of carrot and tobacco cells // Plant Physiol. -V. 78.-P. 430-432.

32. Blackman, S., Leopold, A.C. Chemical and physical factors in seed deterioration. Ithaca, N.Y.: Boyce Thompson Inst. - 1983.

33. Blok, M.C., van der Neut-Kok, E.C. M., Van Deenen, L.L.M., De Gier, J. The effect of chain length and lipid phase transitions on the selective permeability properties of liposomes // Biochim. Biophys. Acta 1975. - V. 406. - P. 187-196.

34. Borelli, M.I., Semino, M.C., Hernandez, R.E. Cryopreservation of islets of Langerhans: the use of trhalose as ciyoprotective agent // Med. Sci. Res. 1987. - V. 15.-P. 299-300.

35. Bramlage W. J., Leopold, A.C., Parrish, D. J. Chilling stress to soybeans during imbibition // Plant Physiol. 1978. - V. 61. - P. 525-529.

36. Buitnik, J., Hemminga, M.A., Hoekstra F.A. Characterization of molecular mobility in seed tissues: an electron paramagnetic resonance spin probe study // Biophys. J. 1999. -V. 76. - P. 3315-3322.

37. Buitnik, J., Hemminga, M.A., Hoekstra F.A. Influence of water content and temperature on molecular mobility and intracellular glasses in seeds and pollen // Plant Physiol. 1998.-V. 118.-P. 531-541.

38. Caffrey, M. In: Membranes, Metabolism and Dry Organisms (Ed. Leopold, A.C.) Ithaca, N.Y.: Cornell University Press. - 1986. - P. 248-258.

39. Caffrey, M., Fonseca, V., Leopold C. Lipid-sugar ineractions // Plant Physiol. 1988. - V. 86. - P. 754-758.

40. Caffrey, M. A lyotrope gradient method for liquid crystal temperature-composition-mesomorph diagram construction using time-resolved x-ray diffraction // Biophys. J. 1989. - V. 55. - P. 47-52.

41. Carpenter, J.F., Crowe, J.H. The mechanisms of cryoprotection of proteins by solutes // Cryobiology. 1988. - V. 25. - P. 244-255.

42. Carpenter, J.F., Crowe, J.H. An infrared spectroscopic study of the interactions of carbohydrates with dried proteins // Biochemistry. 1989. - V. 28. - P. 3916-3922.

43. Carpenter, J.F., Crowe, L.M., Crowe, J.H. Stabilization of phosphokinase with sugars during freeze-drying: characterization of enhanced protection in the presence of divalent cations // Biochim. Biophys. Acta. 1987. - V. 923. - P. 109115.

44. Carpenter, J.F., Hand, S.C., Crowe, L.M., Crowe J.H. Cryoprotection of phosphofruktokinaze with organic solutes: characterization of enhanced protection in the presence of divalent cations // Arch. Biochem. Biophys. 1986. - V. 250. - P. 505-512.

45. Carpenter, J.F., Martin, В., Crowe, L.M., Crowe, J.H. Stabilization phosphofructokinase during air-drying with sugars and sugar/transition metal mixtures // Cryobiology. 1987. - V. 24. - P. 455-464.

46. Chapman, D., Williams, R.M., Ladbrooke, B.D. Physical studies of phospholipids. VI. Thermotropic and lyotropic mesomorphism of some 1,2-diacyl-phosphatidylcholines // Biochim. Biophys. Acta. 1967. - V. 1:- P. 445-75.

47. Coolbear, P., Francis, A., Grierson, D. The effect of low temperature presowing treatment on the germination perfomance and membrane integrity of artificially aged tomato seeds // J. Exp. Bot. 1984. - V. 35. - P. 1609-1617.

48. Crowe, J.H., Carpenter, J.F., Crowe, L.M., Anchordoguy, T.J. Are freezing and dehydration similar stress vectors? A comparison of modes of interaction of stabilizing solutes with biomolecules // Cryobiology 1990. - V. 27. - P. 219-231.

49. Crowe, J.H., Hoekstra, F.A., Crowe, L.M. Anhydrobiosis // Ann. Rev. Physiol. 1992. - V. 54. - P. 579-599.

50. Crowe, J.H., Crowe, L.M. Factors affecting the stability of dry lyposomes // Biochim. Biophys. Acta. 1988. - V. 939. - P. 327-334.

51. Crowe, J.H., Crowe, L.M. Preservation of lyposomes by freeze drying. In: Lyposome Technology (Ed. Gregoriadis, G., Boca Raton, F.L.) -N.Y.: CRC. -1991.

52. Crowe, J.H., Crowe, L.M. Lyotropic effects of water on phospholipids. In: Water Science Rewiews (Ed. Franks, F.). Cambridge: Cambridge Univ Press. -1990.-V. 5.-P. 1-23.

53. Crowe, J.H., Crowe, L.M., Carpenter, J.F., Aurell Wistrom, C. Stabilization of dry phospholipid bilayers and proteins by sugars // Biochem. J. 1987. - V. 242. -P. 1-10.

54. Crowe, J.H., Crowe, L.M., Carpenter, J.F., Rudolph, A.S., Aurell Wistrom, C. Interactions of sugars with membranes // Biochim. Biophys. Acta. 1988. - V. 947.-P. 367-384.

55. Crowe, J.H., Crowe, L.M., Hoekstra, F.A. Phase transitions and permeability changes in dry membranes during rehydration // J. Bioenerg. Biomembr. 1989.-V. 21.-P. 77-91.

56. Crowe, J.H., Crowe, L.M., Jackson, S.A. Preservation of structural and functional activity in lyophilized sarcoplasmic reticulum // Arch. Biochem. Biophys. -1983.-V. 220.-P. 477-484.

57. Crowe, J.H., Crowe, L.M., Mouradian, R. Stabilization of biological membranes at low water activities // Cryobiology. 1983. - V. 20. - P. 346-356.

58. Crowe, J.H., McKersie, B.B., Crowe, L.M. Effects of free fatty acids and transition temperature on the stability of dry liposomes // Biochim. Biophys. Acta. -1989.-V. 979.-P. 7-10.

59. Crowe, J.H., Spargo, B.J., Crowe, L.M. Preservation of dry lyposomes does not require retention of residual water // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. - V. 84. -P. 1537-1540.

60. Crowe, L.M., Crowe, J.H. Trehalose and dry dipalmitoylphosphatidyl-choline revisited // Biochim. Biophys. Acta. 1988. - V. 946. - P. 193-201.

61. Crowe, J.H., Crowe, L.M., Chapman, D. Interaction of carbohydrates with dry dipalmitoylphosphatidylcholine // Arch. Biochim. Biophys. 1985. - V. 236. - P. 289-96.

62. Crowe, L.M., Crowe, J.H., Rudolph, A., Womersley, C., Appel, L. Preservation of freeze-dried lipsomes by trehalose // Arch. Biochem. Biophys. 1985. -V. 242.-P. 240-247.

63. Crowe, L.M., Womersley, C., Crowe, J.H., Reid, D., Appel, L., Rudolph, A. Prevention of fusion and leakage in freeze-dried liposomes by cabohydrates // Biochem. Biophys. Acta. 1986.-V. 861.-P. 131-40

64. De Antoni, G.L., Perez, P., Abracham, A., Anon, M.C. Trehalose, a cryoprotectant for Lactobacillus bulgaricus // Cryobiology. 1989. - V. 26 - P. 149153.

65. Di Nola, L., Mayer, A.M. Effect of tempeature of inhibition on phospholipid metabolism in pea embryonic axes // Phytochemistry. 1985. - V. 24. -P. 2549-2554.

66. Ewart A.J. On the longevity of seeds // Proc. Roy. Soc. Victoria. 1908. -Vol. 21.-P. 1-210.

67. Floris C. Ageing in Triticum durum seeds: behavior of embryos and endosperms from aged seeds as revealed by embiyo transplantation technique // J. Exp. Bot. - 1970. - V. 21. - P. 462-468.

68. Gadd, G.M., Chalmers, K., Reed, R.H. The role of trehalose in dehydration resistance of Saccharomyces cerevisiae // FEMS Microbiol. Letts. 1987. - V. 48. -P. 249-254.

69. Gaffney, B.J., McNamee, C.M. Spin-label measurements in membranes. With appendix a use of computers in EPR spectroscopy // Methods Enzymol. 1974. -V. 32 (Part B). - P. 161-198.

70. Green, J.L., Angell, C.A. Phase relations and nitrification in sacharidewater solutions and the trehalose anomaly // J. Phys. Chem. 1989. - V. 93. - P. 28802882.

71. Golovina, E.A., Tikhonov, A.N. The structural differences between the embryos of viable and nonviable wheat seeds as studied with the EPR spectroscopy of lipid-soluble spin labels // Biochim. Biophys. Acta 1994. - V. 1190. - P. 385-392.

72. Golovina, E.A., Tikhonov, A.N., Hoekstra, F.A. An electron paramagnetic resonance spin probe study of membrane permeability changes with seed aging // Plant Physiol. 1997. - V. 114. - P. 383-389.

73. Harrigan, P.R., Madden, T.D., Cullis, P.R. Protection of liposomes during dehydration or freezing // Chem. Phys. Lipids. 1990. - V. 52. - P. 139-149.

74. Hemberg, T. Biogenous inhibitors // Handbuch Pflanzenphysiol. 1961. -V. 14. — P. 1162-1184.

75. Hemminga, M.A. Interpretation of ESR and saturation transfer ESR spectra of spin labeled lipids and membranes // Chem. Phys. Liquids. 1983. - V. 32. - P 323-383.

76. Hendricks, S.B., Taylorson, R.B. Variation in germination and amino acid leakage of seeds with temperature related to membrane phase change // Plant Physiol. 1976.-V. 58.-P. 7-11.

77. Hendricks, S.B., Taylorson, R.B. Dependence of thermal responses of seeds on membrane transitions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1979. - V. 76. - P. 778-781.

78. Hoekstra, F.A. Imbibitional chilling injury in pollen. Involvement of the respiratory chain // Plant Physiol. 1984. - V. 74. - P. 815-825.

79. Hoekstra, F.A., Crowe, J.H., Crowe, L.M. Effects of sucrose on phase behavior of membranes in intact pollen of Typha latifolia as measured with Fourier Transform infrared spectroscopy// Plant Physiol. 1991. - V. 97. - P. 1073-1079.

80. Hoekstra, F.A., Crowe, J.H., Crowe, L.M. Germenation and ion leakage are linked with phase transitions of membrane lipids during imbibition of Typha latifolia pollen // Plant Physiol. 1991.

81. Hoekstra, F.A., Crowe, J.H., Crowe, L.M., van Roekel, T. Differential phase transition temperatures of membranes in pollen species increased by desiccation // Plant Cell Environ. 1991.

82. Hoekstra, F.A., Haigh AM, Tetteroo FAA, van Roekel, T. Changes in soluble sugars in relation to desiccation tolerance in cauliflower seeds // Seed Sci. Res. 1994.-V. 4.-P. 143-147.

83. Hoekstra, F.A., Crowe, L.M., Crowe, J.H. Differential desiccation sensitivity of corn and Pennisetum pollen linked to their sucrose contents // Plant Cell Environ. 1989. - V. 12. - P. 83-92.

84. Hoekstra, F.A., and Mckersie, B.D. Differential longevity of pollen linked to lipid composition // Physiol. Plant. 1990. - V. 79. - P. A106.

85. Hoekstra, F.A., Van Der Wal, E.W. Initial moisture content and temperature of imbibition determine extent of imbibitional injury in pollen // J. Plant Physiol. 1988. - V. 133 - P. 257-262.

86. Hoekstra, F.A., van Roekel, T. Desiccation resistance of Papaver dubium L. pollen during its development in the anther. Possible roles of phospholipid composition and sucrose content // Plant Physiol. 1988. - V. 88. - P. 4-6.

87. Hoekstra, F.A., Van Roekel, Т., Ten-Pas, N. Pollen maturation and desiccation tolerance. // In: Sexual Reproduction in Higher Plants (Ed. Esti, M., Gori, P., Pacini, E.). Berlin: Springer Verlag. - 1988. -P. 291-296.

88. Hottiger, Т., Boiler, Т., Wiemken, A. Rapid changes of heat and desiccation tolerance correlated with changes of trehalose content in Saccharomyces cerevisiae cells subjected to temperature shifts // FEBS Lett. 1987. - V. 220. - P. 113-115.

89. Hovarth, L.I., Marsh, D. Analysis of multicomponetnt saturation transfer EPR spectra, using the integral method. Application to membrane systems // J. Magn. Res. 1983. - V. 54. - P. 363-373.

90. Hyncha, D.K. Low concentrations of trehalose protect isolated thylakoids against mechanical freeze-thaw damage // Biochim. Biophys. Acta. 1989. - V. 987. -P. 231-234.

91. Hyde, J.S., Thomas, D.D. New EPR methods for the study of very slow motion. Application to spin-labeled hemoglobin // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1973. - V. 222.-P. 680-692.

92. Hyde, J.S., Dalton, L.R. Saturation-transfer spectroscopy // In: Spin Labeling II. Theory and Applications. (Ed. Berliner, L.J.). N.Y.: Academic Press. -1982.-P. 1-70.

93. Kocherginsky, N., Swartz, H.M. Nitroxide Spin Lables, Reactions in Biology and Chemistry. -N.Y.: CRC Press. 1995.

94. Koster, K.L., Leopold, A.C. Sugars and desiccation tolerance in seeds // Plant Physiol. 1988. - V.88. - P. 829-832.

95. Krag, K.T., Koehler, I.-M., Wright, R.W., Jr. Trehalose-A nonpermeable cryoprotectant for direct freezing of early stage murine embryos // Cryobiology. -1985.-V. 22.-P. 636-636.

96. Lee, C.W.B., Das Gupta, S.K., Mattai, J., Shipley, G.G., Abdel-Mageed, O.H. Characterization of the Lambda phase in trehalose-stabilized dry membranes by solid-state NMR and X-ray diffraction // Biochemistry. 1989. - V. 28. - P. 50005009.

97. Lee, C.W.B., Waugh, J.S., Griffin, R.G. Solid-state NMR study of trehalose/ 1,2-dipalmitoyl-sn-phosphatidylcholine interactions // Biochemistry. 1986. -V. 25.-P. 3737-3742.

98. Leopold, A.C. Temperature effects on soybean imbibition and leakage // Plant Physiol. 1980. - V. 65. - P. 1096-1098.

99. Leopold, A.C. Membranes, Metabolism, and Dry Organisms. Ithaca: Cornell Univ. Press. - 1986.

100. Lynch, D.V., Steponkus, P.L. 1989. Lyotropic phase behavior of unsaturated phosphatidylcholine species: Relevance to the mechanism of plasma membrane destabilization and freezing injury // Biochim. Biophys. Acta. 1989. - V. 984.-P. 267-272.

101. MacDonald, R.C., MacDonald, R.I., Menco, B.P., Takeshita, K., Subbarao, N.K., Hu, L.R. Small-volume extrusion apparatus for preparation of large, unilamellar vesicles II Biochim. Biophys. Acta. 1991. - V. 1061. - P. 297-303.

102. Madden, T.D., Bally, M.B., Hope, M.J., Cullis, P.R., Schieren, H.P., Janoff, A.S. Protection of large unilamellar vesicles by trehalose during dehydration: retention of vesicle contents // Biochim. Biophys. Acta. -1985. V. 817. - P. 67-74.

103. Madin, K.A.C., Crowe, J.H. Anhydrobiosis in nematodes: carbohydrate and lipid metabolism during dehydration // J. Exp. Zool. 1975. - V. 193. - P. 335342.

104. Marbach, I., Mayer, A.M. The effect of temperature change on leakage from pea seeds // J. Exp. Bot. 1985. - V. 36. - P. 353-358.

105. Marsh, D. Molecular motion in phospholipid bilayers in the gel phase: long axis rotation // Biochemistry. 1980. - V. 19. - P. 1632-1637.

106. Marsh, D., Schorn K. In: Biological Magnetic Resonance, V. 14. Spin Labelling: the Next Millenium (Ed. Berliner, L.). N.Y.: Plenum Press. - 1998. - P. 405-410.

107. Marsh, D., Horvath, L.I. In: Advanced EPR. Applications in Biology and Biochemistry (Ed. Hoff, A.J.). Amsterdam: Elsevier. - 1989. - P. 707.

108. Mayer, A.M., Poljakoff-Mayber, A. The germination of seeds. Oxford, N.Y.: Pergamon Press. - 1989.

109. McConnell, H.M., McFarland, B.G. // Quart. Rev. Biophys. 1970. - V. 3.-P. 91-154.

110. Mouradian, R., Womersley, C., Crowe, L.M., Crowe, J.H. Preservation of functional integrity during long term storage of a biological membrane // Biochim. Biophys. Acta. 1984. - V. 778. - P. 615-617.

111. Murphy, J.B., Noland, T.L. Temperature effects on seed imbibition and leakage mediated by viscosity and membranes // Plant Physiol. 1982. - V. 69. - P. 428-431.

112. Nicolaus, В., Gambacorta, A., Basso, A.L., Riccio, R., De Rosa, M., Grant, W.D. Trehalose in Archaebacteria. System // Appl. Microbiol. 1988. - V. 10. P. 215-217.

113. Piatt-Aloia, K.A., Thomson, W.W. Advantages of the use of intact plant tissues in freeze-fracture electron microscopy // J. Electron Microsc. Tech. 1989. -V. 13.-P. 288-299.

114. Quinn, P.J. A lipid-phase separation model of low-temperature damage to biological membranes // Cryobiology. -1985. V. 22. - P. 128-146.

115. Quinn, P.J. Effect of sugars on the phase behaviour of phospholipid model membranes // Biochem. Soc. Trans. 1989. - V. 17. - P. 953-957.

116. Reshkin, S.J., Cassano, G., Womersley, C., Ahearn, G.A. Preservation of glucose transport and enzyme activity in fish intestinal brush border and basolateral membrane vesicles //J. Exp. Biol. 1990. -V. 140. - P. 123-136.

117. Rudolph, A.S. The freeze-dried preservation of liposome encapsulated hemoglobin: a potential blood substitute // Cryobiology. 1988. - V. 25. - P. 1-8.

118. Rudolph, A.S., Cliff, R.O. Dry storage of liposome-encapsulated hemoglobin: A blood substitute // Cryobiology. 1990. - V. 27. - P. 585-590.

119. Rudolph, B.R., Chandrasekhar, E., Gaber, B.P., Nagumo, M. Molecular modelling of saccharide-lipid interactions // Chem. Phys. Lipids. 1990. - V. 53. - P. 243-261.

120. Simon, E.W. Phospholipids and plant membrane permeability // New Phytol. 1974. - V. 73. - P. 377-420.

121. Simon, E.W. Plant membranes under dry conditions // Pestic. Sci. -1978. -V. 9.-P. 169-172.

122. Simon, E.W., Harun, R.M.R. Leakage during seed imbibition // J. Exp. Bot. 1972. - V. 23. - P. 1076-1085.

123. Simon, E.W., Minchin, A., Mcmenamin, M.M., Smith, J.M. The low temperature limit for seed germination // New Phytol. 1976. - V. 77. - P. 301-311.

124. Smirnov, A.I., Golovina, E.A., Yakimchenko, O.E., Aksyonov, S.I., Lebedev, Ya. S. J. Plant Physiol. 1992. - V. 140. - P. 447-452.

125. Spaeth, S.C. Pressure-driven extrusion of intracellular substances from bean and pea cotyledons during imbibition // Plant Physiol. 1987. - V. 85. - P. 217223.

126. Strauss, G., Hauser, H. Stabilization of lipid bilayer vesicles by sucrose during freezing // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986. - V. 83. - P. 2422-2426.

127. Strauss, G., Schurtenberger, P., Hauser, H. The interaction of saccharides with lipid bilayer vesicles: stabilization during freeze-thawing and freeze-drying // Biochim. Biophys. Acta. 1986. -V. 858. - P. 169-180.

128. Strzalka, К., Hara-Nishimura, I., Nishimura, M. Changes in physical properties of vacuolar membrane during transformation of protein bodies unto vacuoles in germinating pumpkin seeds // Biochim. Biophys. Acta. 1995. - V. 1239. -P. 103-110.

129. Tsvetkov, T.D., Tsonev, L.I., Tsvetkova, N.M., Koynova, R.D., Tenchov, B.G. Effect of trehalose on the phase properties of hydrated and lyophilized DPPC multilayers // Cryobiology. 1989. - V. 26. - P. 162-69.

130. Thomas, D.D., Dalton, J.S., Hyde. Rotational diffusion studied by passage saturation transferelectron paramagnetic resonance // J. Chem. Phys. 1976. - V. 65. -P. 3006-3024.

131. Van den Dries, I.J., de Jager, P.A., Hemminga, M.A. Sensitivity of saturation transfer electron spin resonance extended to extremely slow mobility in glassy materials // J. Magn. Reson. 1998. - V. 131. - P. 241-247.

132. Vishnyakova, E.A., Ruuge, A.E., Golovina, E.A., Hoekstra, F.A., Tikhonov, A.N. Spin-labeling study of membranes in wheat embryo axes. Partioning of doxyl stearates into the lipid domains // Biochim. Biophys. Acta. 2000. - V. 1467.-P. 380-394.

133. Williams, R.J., Leopold, A.C. The gassy state in corn embryos // Plant Physiol. 1989. - V. 89. - P. 977-981.

134. Womersley, C. Biochemical and physiological aspects of anhydrobiosis // Сотр. Biochem. Physiol. -1981. V. 70B. - P. 669-678.

135. Womersley, C., Smith, L. Anhydrobiosis in nematodes I: The role of glycerol, mio-inostinol and trehalose during desiccation // Сотр. Biochem. Physiol. -1981.-V. 70B.-P. 579-586.

136. Womersley, C., Thompson, S.N., Smith, L. Anhydrobiosis in nematodes -II: Carbohydrate and lipid analysis in undesiccated and desiccated nematodes // J. Nematol. 1982. - V. 14.-P. 145-153.

137. Womersley, C., Uster, P.S., Rudolph, A.S., Crowe, J.H. Inhibition of dehydration-induced fusion between liposomal membranes by carbohydrates as measured by fluorescence energy transfer // Ciyobiology 1986. - V. 23 - P. 245255.