Гаметоциды - активаторы апоптоза у растений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Воробьев, Артем Анатольевич

• Воробьев, Артем Анатольевич
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Воробьев, Артем Анатольевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Гаметоциды: история применения, разнообразие и химические свойства.

Структура мужского гаметофита пшеницы.

Нарушения онтогенеза, происходящие в результате применения гамстоцидов и предполагаемые механизмы действия.

Апонтоз в растительных тканях.

Молекулярные механизмы развития апоптоза у растений.

Ультраструктурные особенности запрограммированной клеточной гибели у растений.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

Цель и задачи исследования.

Объекты и методы исследования.

Выделение митохондрий и измерение дыхания.

Измерение генерации проростками супероксид-аниона.

Измерение генерации проростками перекиси водорода.

Выделение и электрофорез ДНК.

Электронная микроскопия.

Результаты исследования.

Особенности ультраструктуры пыльцевых зёрен и тканей пыльника растений пшеницы, обработанных гаметоцидами перед мейозом материнских клеток микроспор.

Особенности ультраструктуры иаренхимных клеток колеопгиля проростков пшеницы, выращенных в присутствии гаметоцидов.

Влияние гаметоцидов на межнуклеосомную фрагментацию ДНК в клетках колеоптилей проростков пшеницы.

Действие гамегоцидов на электрон-транспортную систему митохондрий . 63 Действие гаметоцидов на генерацию проростками пшеницы активных форм кислорода во внешнюю среду.

Обсуждение результатов.

Изменения ультраструктуры мужского гаметофита при химической индукции мужской стерильности.

Поиск мишени действия гаметоцидов в растении.

Возможные пути реализации гаметоцидного эффекта в развивающемся пыльнике.

Выводы.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Воробьев, Артем Анатольевич

1. Показано, что разные по химическому строению гаметоциды - дибутилфталат и бензилхлорид (ДБФ и БХ), нанесённые на растения пшеницы в период предменоза материнских клеток микроспор, вызывают одинаковые специфические деструктивные изменения пыльцевых зёрен.2. Впервые показана целостная структурно-морфологическая картина действия гаметоцидов на мужской гаметофит пшеницы. Зрелые пыльцевые зёрна растений, обработанных ДБФ и БХ характеризуются недоразвитием оболочки, маргинизацией хроматина, специфическими нарушениями ультраструктуры митохондрий и пластид с отложением электроиноплотного вещества по периметру этих органелл, отсутствием накопления крахмала, нарушением структуры эндоплазматического peiикулума.3. Показано, что гаметоциды ДБФ и БХ вызывают деструктивные изменения тканей стенок пыльника растений, резко отличающиеся от протекающих в процессе естественного морфогенеза изменений этих тканей контрольных растений.Впервые обнаружено присутствие митохондрий в строме хлоропластов.4. На основании сопоставления собственных данных и анализа данных литературы продемонстрировано, что гибель пыльцевых зёрен в результате воздействия гаметоцидов обусловлена активацией процесса апоптоза.5. На модели колеоптиля проростков пшеницы обнаружены аиоптогенные свойства гаметоцидов разной химической структуры. При этом показана способность этих соединений подавлять активность дыхательной цепи митохондрий и активировать продукцию АФК (суиероксид-аниона и Н2О2) в тканях растений.6. На основании результатов изучения ультраструктуры установлено, что гаметоциды, в зависимости от условий эксперимента, обладают способностью активировать возникающие в процессе морфогенеза различные типы апоптоза, характеризующиеся разными изменениями ультраструктуры. При этом, ультраструктура митохондрий мужского гаметофита (при обработке гаметоцидом до начала его формирования) не зависит от химического строения гаметоцида, тогда как в случае колеоптиля наблюдается резкая зависимость изменений ультраструктуры митохондрий от химических свойств вещества.