Участие аквапоринов в поступлении воды в осевые органы прорастающих семян тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.12, кандидат биологических наук Шижнева, Ирина Александровна

• Шижнева, Ирина Александровна
• кандидат биологических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шижнева, Ирина Александровна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Прорастание семян

1.2. Роль растяжения клеток в прорастании семян

1.3. Вода как пусковой фактор прорастания

1.4. Аквапорины растений

1.5. Строение и функционирование аквапоринов

1.6. Регуляция активности аквапоринов

1.7. Функции аквапоринов

1.8. Аквапорины в семенах

1.9. Аквапорины и рост клеток 32 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Проращивание семян, снятие кривых набухания и проклевывания

2.2. Стратификация и проращивание семян конского каштана 36 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Определение влажности

3.2. Ингибирование поглощения воды растворами сулемы (

§С12) и его снятие дитиотреитолом (ДТТ)

3.3. Выделение мембран

3.4. Определение количества белка

3.5. Определение активности ванадат-чувствительной Н+-АТФазы

3.6. Измерение количества неорганического фосфата

3.7. Электронно-микроскопическое исследование образцов выделенных мембран

3.8. Световая микроскопия прижизненных препаратов

3.9. Электрофорез мембранных белков в денатурирующих условиях

ЗЛО. Вестерн-блот анализ

3.11. Описание антисывороток, применявшихся для определения аквапоринов

3.11.1. Антисыворотки к аквапоринам плазмалеммы PIP

3.11.2. Антисыворотка к аквапорину тонопласта TIP

3.11.3. Получение антисыворотки против TIP 3;

3.12. Подбор режима солюбилизации и денатурации белка для вестерн-блот анализа

3.12.1. Экстракция белка смесью хлороформ-метанол

3.12.2. Использование мочевины 52 3.13. Анализ окрашенных гелей и блотов

РЕЗУЛЬТАТЫ 56 4. Аквапорины в осевых органах прорастающих семян кормовых бобов и их участие в поступлении воды

4.1. Характеристика прорастания семян

4.2. Повышение оводненности осевых органов при набухании

4.3. Тестирование участия аквапоринов в поглощении воды осевыми органами прорастающих семян

4.4. Характеристика выделенных фракций плазмалеммы и тонопласта

4.4.1. Электронно-микроскопический анализ фракций, выделенных из осевых органов семян бобов

4.4.2. Характеристика выделенных фракций по активности маркерного фермента

4.4.3 Анализ спектров мембранных белков

4.5. Идентификация аквапоринов плазмалеммы PIP в мембранных фракциях из осевых органов семян бобов

4.6. Идентификация аквапоринов тонопласта TIP в мембранных фракциях из осевых органов семян бобов

5. Аквапорины в осевых органах прорастающих семян конского каштана и их участие в поступлении воды

5.1. Характеристика прорастания и водного статуса осевых органов семян каштана

5.2. Тестирование участия аквапоринов в поглощении воды осевыми органами прорастающих семян конского каштана

5.3. Характеристика выделенных мембранных фракций

5.4. Идентификация аквапоринов плазмалеммы PIP в мембранных фракциях из осевых органов семян конского каштана

5.5. Идентификация аквапоринов тонопласта TIP в мембранных фракциях из осевых органов семян конского каштана

ОБСУЖДЕНИЕ

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Участие аквапоринов в поступлении воды в осевые органы прорастающих семян»

Открытие аквапоринов - мембранных белков, формирующих водные каналы в растениях, позволило по-новому взглянуть на регуляцию поступления воды в растительные организмы. В частности, актуальным стало изучение роли аквапоринов в поступлении воды в семена при прорастании, когда семена из воздушно-сухого состояния очень быстро переходят в состояние высокой оводненности и активного метаболизма, кульминацией чего является инициация роста в осевых органах зародыша. Вода играет пусковую роль в прорастании семян, то есть при последовательном достижении уровней оводненности, пороговых для каждого из основных процессов метаболизма, происходит активация метаболизма и начинается подготовка к инициации роста, которая заключается в накоплении осмотиков и размягчении клеточной оболочки. В результате этих процессов в клетки поступает дополнительное количество воды, накапливаемой в формирующихся вакуолях, и благодаря давлению воды на оболочки, начинается их растяжение. Тем самым происходит инициация растяжения клеток, то есть начало прорастания. Поскольку вода играет ведущую роль в прорастании, изучение механизмов ее поступления в растущие осевые органы зародыша семян и участие аквапоринов в нем является актуальной проблемой физиологии растений.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Прорастание семян

Семена растений относят к двум типам - ортодоксальные семена и рекальцит-рантные. Ортодоксальные семена охватывают большинство видов семян, в том числе сельскохозяйственных растений. Их характерная особенность заключается в том, что при созревании они теряют воду и высыхают до влажности 8-10%, не теряя при этом жизнеспособности, затем при наличии воды они прорастают. Рекаль-цитрантные (в переводе «непослушные») преимущественно распространены в тропических и субтропических районах с высокой влажностью. Они отличаются тем, что при созревании высыхают незначительно и сохраняют свою высокую влажность. Если рекальцитрантные семена теряют воду, они погибают. Таким образом, указанные типы семян отличаются по устойчивости к высыханию и своему водному статусу.

Под прорастанием, для всех типов семян, принято понимать переход из состояния покоя (вынужденного или разной степени глубины) к росту, который приводит к формированию проростка. Поэтому, прорастание семян представляет собой первый этап онтогенеза растений. Успешное прорастание семян необходимо для последующего развития растений и, тем самым, является исходным процессом для получения следующего поколения.

Первый этап прорастания - ттаклевывание семени - тестируется по появлению кончика корня на поверхности семени и представляет собой инициацию роста осевых органов зародыша. Осевые органы в семенах двудольных состоят из корешка, гипокотиля и почечки. Инициация роста может происходить в корешке, благодаря чему он «пробивает» кожуру, - если имеет место эпигеальное прорастание (Васильев и др., 1978). Рост может также начинаться в гипокотиле, если происходит гипогеальное прорастание; в этом случае растущий гипокотиль выталкивает кончик корешка через семенную кожуру.

Заключение диссертации по теме «Физиология и биохимия растений», Шижнева, Ирина Александровна

выводы

1. В мембранах осевых органов ортодоксальных семян кормовых бобов и ре-кальцитрантных семян конского каштана обнаружены аквапорины плазмалеммы и тонопласта, которые в препаратах выделенных мембран представлены в виде мономеров, димеров и мультимеров.

2. В осевых органах семян кормовых бобов и конского каштана в период до наклевывания не выявлено заметных изменений количества аквапоринов плазма-леммы PIPI и PIP2.

3. Содержание аквапоринов тонопласта Т1РЗ;1 - маркеров мембран вакуолей созревающих семян, поддерживается на одном уровне в осевых органах кормовых бобов при набухании, значительно уменьшается при инициации роста, а у растущих проростков TIP 3;1 исчезает.

4. В осевых органах семян кормовых бобов аквапорины тонопласта TIP2 сохраняются на протяжении периодов покоя, набухания и инициации роста.

5. В осевых органах семян конского каштана содержание аквапоринов тонопласта TIP 3;1 и TIP2 не меняется в течение периода покоя и возрастает при выходе из него, что связано с высокой оводненностью осевых органов и сохранением в них вакуолей в течение периода покоя.

6. При помощи ингибиторного анализа показано, что после инициации растяжения клеток в растущих проростках поглощение воды происходит при участии аквапоринов, тогда как на более ранних этапах аквапорины, несмотря на их присутствие, не участвуют в поступлении воды через мембраны.

7. Отличие рекальцитрантных семян от ортодоксальных проявляется в изменении состава аквапоринов тонопласта: в рекальцитрантных семенах сохраняются имевшиеся в зрелых семенах аквапорины вакуолей Т1РЗ;1, тогда как в ортодоксальных семенах эти аквапорины при прорастании исчезают.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Шижнева, Ирина Александровна, 2007 год

1. Ампилогова Я.Н., Жесткова И.М., Трофимова М.С. (2006) Редокс-модуляция осмотической водной проницаемости плазмалеммы, изолированной из корней и стеблей проростков гороха. Физиология растений, 53, 703-710.

2. Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятое А.Г., Джалилова Х.Х., Ильина Г.М., Чубатова Н.В. (2004) Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы. М.: Наука, 312 с.

3. Божко К.Н., Жесткова И.М., Трофимова М.С., В.П. Холодова, Кузнецов Вл. В. (2004) Изменение содержания аквапоринов в клеточных мембранах Mesem-bryanthemum crystallinum при переходе с С3-типа фотосинтеза на САМ. Физиология растений. 51, 887 895.

4. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И. (1978) Ботаника: анатомия и морфология растений. М.: Просвещение, 478с.

5. Веселова Т.В., Веселовский В.А. (2006) Возможность участия аквапоринов в поглощении воды семенами гороха разного качества. Физиология растений, 53, 106-112.

6. Веселова Т.В., Веселовский В.А., Усманов П.Д., Усманова О.В., Козарь

7. В.И. (2003) Гипоксия и повреждения при набухании стареющих семян. Физиология растений, 50,930-937.

8. Гумилевская Н.А.,Азаркович М.И., Комарова М.Е., Обручева Н.В. (2001) Белки осевых органов покоящихся и прорастающих семян конского каштана. I. Общая характеристика белков. Физиололгия растений, 48,5-17.

9. Данович К.Н. (1982) Структура и развитие семян. В: кн.: Физиология семян, под ред. A.A. Прокофьева. М.: Наука, с 5-47.

10. Дженн Р.К., Амен Р.Д. (1982) Что такое прорастание? В кн.: Физиология и биохимия покоя и прорастания семян. Пер. с англ. М.: Колос, с 19-44.

11. Каравайко И.Н., Земляченко Я.В., Селиванкина С.Ю. Кулаева О.Н. (1995) Выделение из цитозоля листьев ячменя зеатин-связывающего белка, участвующегов активации транс-зеатином синтеза РНК in vitro. Физиология растений, 42, 547554.

12. Ковалев А.Г., Обручева Н.В. (1977) Клеточный анализ S- кривой роста корня. Особенности деления и растяжения клеток в корнях конского каштана. Онтогенез, 8,397-405.

13. Миронов A.A., Комиссарчик Я.Ю., Миронов В.А. (1994) Методы электронной микроскопии в биологии и медицине. Санкт-Петербург: Наука, 400 с.

14. Мусатенко Л.И., Генералова В.М., Мартын Г.Г. (1997)К вопросу о физиологии семян Aesculus hyppocastanum L. Укр. бот. ж. 54: 86-91.

15. Николаева М.Г., Лянгузова И.В., Поздова JI.M. (1999) Биология семян. Санкт-Петербург: СПбГУ, 133 с.

16. Обручева Н.В., Антипова О.В. (1994) Запуск роста осевых органов и его подготовка при прорастании семян, находящихся в вынужденном покое. 2. Инициация «кислого» роста в осевых органах семян кормовых бобов. Физиология растений, 41,443-447.

17. Обручева Н.В., Антипова О.В. (1997) Физиология инициации прорастания семян. Физиология растений, 44, 287-302.

18. Обручева Н.В., Антипова О.В. (1999) Общность физиологических механизмов подготовки к прорастанию у семян с различным типом покоя. Физиология растений, 46, 426 431.

19. Обручева Н.В., Антипова О.В. (2004) Роль поступления воды в переходе ре-кальцитрантных семян от покоя к прорастанию. Физиология растений, 51,942-951.

20. Обручева Н.В., Антипова О.В., Азаркович М.И., Гумилевская H.A. (2004) Анализ способности к росту зародышевых осей в период покоя семян и выхода из него .Докл. Акад. наук, 396,424-426.

21. Обручева Н.В., Зембднер Г., Дате В. (1985) Эндогенная абсцизовая кислота в прорастающих семенах гороха. Докл. АН СССР, 280, 254-256.

22. Обручева Н.В., Ковадло JI.C. (1985) Два этапа усиления дыхания прорастающих семян гороха по мере увеличения оводненности. Физиология растений, 32, 753-761.

23. Обручева Н.В., Ковадло JI.C., Прокофьев A.A. (1988) Уровень оводненности как пусковой фактор мобилизации крахмала и белка при прорастании семян гороха. Физиология растений, 35,322-328.

24. Обручева Н.В., Литягина C.B., Рихтер А. (2006) Динамика углеводов в осевых органах семян конского каштана при переходе от покоя к прорастанию. Физиология растений, 53, 869-879.

25. Остерман JI.A. (1981) Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование (практическое пособие). М.: Наука, с 50.

26. Пирс Э. (1962) Гистохимия. М.: Иностранная литература, с. 706.

27. Соболев A.M. (1985) Запасание белка в семенах растений М.: Наука, 112 с.

28. Сытник K.M., Мартин Г.И., Мусатенко Л.И. (1977) Цитологический анализ роста корня. Докл. Акад. наук Укр. ССР, сер. биол., 9, 851-854.

29. Трофимова М.С., Жесткова И.М., Андреев И.М., Свинов М.М., Бобылев Ю.С., Сорокин Е.М. (2001) Осмотическая водная проницаемость вакуолярных и плазматических мембран, изолированных из корней кукурузы. Физиология растений, 48,341-348.

30. Хайдекер У. (1982) Стресс и прорастание семян: агрономическая точка зрения. В кн.: Физиология и биохимия покоя и прорастания семян. Пер. с англ., М.: Колос, с 273-319.

31. Шапигузов А.Ю. (2004) Аквапорины: строение, систематика и особенности регуляции. Физиология растений, 51, 142-152.

32. Шарова Е.И. (2004) Клеточная стенка растений. Санкт-Петербург: СПГУ, 153с.

33. Alexandersson E., Saalbach G., Larsson C., Kjellbom P. (2004) Arabidopsis plasma membrane proteomics identifies components of transport, signal transduction and membrane trafficking. Plant Cell Physiol., 45, 1543-1556.

34. Barone L.M., Shih C., Wasserman B.P. (1997) Mercury-induced confomational changes and identification of conserved surface loops in plasma membrane aquaporins from higher plants. J. Biol. Chem., 272,30672-30677.

35. Barrowchlough D.E., Peterson C. A., Steudle E., (2000) Radial hydraulic conductivity along developing onion roots. J. Exp. Bot., 51, 547-557.

36. Bewley J.D., Black M. (1985) Seeds: physiology of development and germination., New York: Plenum Press, 367 p.

37. Bewley J.D., Black M. (1994) Seeds: physiology of development and germination., New York: Plenum Press, 445 p.

38. Boursiac Y., Chen S., Luu D.-T., Sorieul M., van der Dries N., Maurel C. (2005) Early effects of salinity on water transport in Arabidopsis roots molecular and cellular features of aquaporin expression. Plant Physiol. 139, 790-805.

39. Briskin D.P., Leonard R.T., Hordges T.K. (1987) Isolation of the plasma membrane: membrane markers and general principles. Meth. Enzymol., 148, 542-558.

40. Bruni F., Leopold A.C. (1991) Hydration, protons and onset of physiological activities in maize seeds. Physiol. Plant., 81, 359-364.

41. Carter S.G., Karl D.W. (1982) Inorganic phosphate assay with malachite green: An improvement and evaluation. J. Biochem. Biophys. Meth., 7, 7-13.

42. Carvajal M., Cooke D. T., Clarkson D.T. (1996) Responsess of wheat plant to nutrient deprivation may involve the regulation of water-channel function. Planta, 199, 372-381.

43. Chaumont F., Barrieu F., Herman E.M., Chrispeels M.J. (1998) Characterization of a maize tonoplast aquaporin expressed in zones of cell division and elongation. Plant Physiol., 117, 1143-1152.

44. Chaumont F., Barrieu F., Jung R., Chrispeels M.J. (2000) Plasma membrane in-trinistic proteins from maize cluster in two sequence subgroups with differential aq-uaporin activity. Plant Physiol., 122, 1025-1034.

45. Chaumont F., Barrieu F., Wojcik E., Chrispeels M.J., Jung R. (2001) Aq-uaporins constitute a large and highly divergent family in maize. Plant Physiol., 125, 1206-1215.

46. Cheng A., Van Hoek A., Yeager M., Verkman A., Mitra A. (1997) Three-Dimensional organization of a human water channel. Nature, 387,627-630.

47. Daniels M.J., Mirkov E., Chrispeels M.J. (1994) The plasma membrane of Arabi-dopsis thaliana contains a mercury-insensitive aquaporin that is a homolog of the tono-plast water channel protein TIP. Plant Physiol., 106, 1325-1333.

48. Daniels M.J., Chaumont F., Mirkov E.T., Chrispeels M.J. (1996) Characterization of a new vacuolar membrane aquaporin sensitive to mercury at a unique site. Plant Cell, 8,587-599.

49. Denker B., Smith B., Kuhada F., Agre P. (1988) Identification, purification and partial characterization of novel Mr 28.000 integral membrane protein from erithrocytes and renal tubules. J. Biol. Chem., 263,15634-15642

50. Dommes Y., Van de Walle C. (1983) Newly synthesized mRNA is translated during the initial imbibition phase in germinating maize embrio. Plant Physiol., 73,484-487.

51. Farrant J.M., Pammenter N. W., Berjak P., Walters C. (1997) Subcellular organization and metabolic activity during the development of seeds that attain different levels of desiccation tolerance. Seed Sci. Res., 7, 135-144.

52. Farrant J.M., Walters C. (1998) Ultrastructural and biophysical changes in developing embryos of Aesculus hyppocastanum in relation to the acquisition of tolerance to drying. Physiol. Plant., 104, 513-524.

53. Fricke W., Chaumont F. (2006) Solute and water relations of growing plant cells. In: J.P. Verbelen, K. Vissenberg. The expanding cell. Berlin: Springer-Verlag, Plant cell monogr., p. 5-31.

54. Fujiyoshi Y., Mitsuoka K., de Groot B.L., Philippsen A., Grubmuller H., Agre P., Engel A. (2002) Structure and function of water channels. Curr. Opin. Struct. Biol., 12, 509-515.

55. Gao Y.P., Young L. Bonham-Smith P., Gusta L.V. (1999) Characterization and expression of plasma amd tonoplast membrane aquaporins in primed seed of Brassica napus during germination under stress conditions Plant Mol. Biol, 40, 635-644.

56. Gastaldo P., Caviglia M.A., Carli S., Profumo P. (1996) Somatic embryogenesis and esculin formation in calli and embryoids from bark explants of Aesculus hippocasta-num L. Plant Sci., 119,157-162.

57. Gerbeau P., Guclu J., Ripoche P., Maurel C. (1999) Aquaporin Nt-TIPa can account for the high permeability of tobacco cell vacuolar membrane to small neutral solutes. Plant J., 18, 577-587.

58. Haber A.H. (1968) Ionizing radiations as research tools. Annu. Rev. Plant Physiol. 19,463-489.

59. Harvengt P., Vlerick A., Fuks B., Wattiez R., Ruysschaert J.-M., Homble F.2000) Lentil seed aquaporins form a hetero-oligomer which is phosphorylated by a Mg dependent and Ca -regulated kinase. Biochem. J., 352,183-190.

60. Herman E.M., Larkins B.A. (1999) Protein storage bodies and vacuoles. Plant Cell, 11, 601-613.

61. Hofte H., Chrispeels M.J. (1992) Protein sorting to the vacuolar membrane. The Plant Cell, 4, 995-1004.

62. Jauh G.Y., Philips T.E., Rogers J.C. (1999) Tonoplast intrinistic protein isoforms as markers for vacuolar functions. Plant Cell, 11,1867-1882.

63. Javot H., Lauvergeat V., Santoni V., Martin-Laurent F.,Gii£lii J., Vinh J., Heyes J., Franck K.I., Schaffner A.R., Bouchez D., Maurel C. (2003) Role of single aquaporin isoform in root water uptake. Plant Cell, 15, 509-522.

64. Javot H., Maurel C. (2002) The role of aquaporins in root water uptake. Ann. Bot., 90,301-313.

65. Johansson I., Larsson C., Ek B., Kjellbom P. (1996) The major integral proteins of spinach leaf plasma membranes are putative aquaporins and are phosphorylated in response to Ca and apoplastic water potential. Plant Cell, 8,1181-1191.

66. Johansson I., Karlsson M., Shukla V.K., Chrispeels M.J., Larsson C., Kjellbom P. (1998) Water transport activity of the plasma membrane aquaporin PM28A is regulated by phosphorylation. Plant Cell, 10, 451-460.

67. Johnson K.D., Herman E.M., Chrispeels M.J. (1989) An abundant, highly conserved tonoplast protein in seeds. Plant Physiol., 91,1006-1013.

68. Kaldenhoff R., Kolling A., Richter G. (1996) Regulation of the Arabidopsis thaliana aquaporin gene athH2 (PIPlb). J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 36, 351-354.

69. Karlsson M., Johansson I., Bush M., McCann M., Maurel C., Larsson C., Kjellbom P. (2000) An abundant TIP expressed in mature highly vacuolated cells. Plant J., 21, 83-90.

70. Mader M., Chrispeels M.J. (1984) Synthesis of an integral protein of the protein-body membrane in Phaseolus vulgaris cotyledons. Planta, 160, 330-340.

71. Maeshima M. (1990) Development of vacuolar membranes during elongation of cells in mung bean hypocotyls. Plant Cell Physiol., 31, 311-317.

72. Maeshima M., Hara-Nishimura I., Takeuchi Y., Nishimura M. (1994) Accumulation of vacuolar ^-pyrophosphatase and H+-ATPase during reformation of the central vacuole in germinating pumpkin seeds. Plant Physiol., 106,61-69.

73. Maggio A., Joly R.J. (1995) Effect of mercuric chloride on the hydraulic conductivity of tomato root systems: evidence for a channel-mediated water pathway. Plant Physiol., 109,331-335.

74. Marty F. (1999) Plant vacuoles. Plant Cell, 11, 587-599.

75. Matsuda H., Li Y., Murakami T., Yamahara J., Yoshikawa M. (1999) Effectc of escins la, lb, lib from horse chestnuts on gastric emptying in mice. European Journal of Pharmacology., 368, 237-243.

76. Maurel C. (1997) Aquaporins and water permeability of plant membranes. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 48,399-429.

77. Maurel C. (2007) Plant aquaporins: novel function and regulation properties. FEBS Lett., 581,2227-2236.

78. Maurel C., Chrispeels M.J. (2001) Aquaporins. A molecular entry into plant water relations. Plant Physiol. 125, 135-138.

79. Maurel C., Reizer J., Schroeder J.I., Chrispeels M.J. (1993) The vacuolar membrane protein y-TIP creates water specific channels in Xenopus oocytes. EMBO J. 12: 2241-2247.

80. Maurel C., Kado R.T., Guern J., Chrispeels M.J. (1995) Phosphorylation regulates the water channel activity of the seed-specific aquaporin a-TIP. EMBO J. 14, 30283035.

81. Maurel C., Javot H., Lauvergeat V., Gerbeau P., Tournaire C., Santoni V., Heyes J. (2002) Molecular physiology of aquaporins in plants. Int. Rev. Cytol., 215: 1 OS-MS.

82. Mayer A.M., Poljakoff-Mayber A. (1989) The germination of seeds. Oxford: Per-gamon Press, 270 p.

83. Melroy D.L., Herman E.M. (1991) TIP, an integral membrane protein of the protein-storage vacuoles of the soybean cotyledon undergoes developmentally regulated membrane accumulation and removal. Planta, 184, 113-122.

84. Morillon R., Chrispeels M. J. (2001) The role of ABA and the transpiration stream in the regulation of the osmotic water permeability of leaf cells. Proc. Natl Acad Sci. USA, 98, 14138-14143.

85. Obroucheva N.V. (1999) Seed germination: a guide to the early stages. Leiden: Backhuys Publ., 156 p.

86. Obroucheva, N.V., Antipova O.V., Gorbova E. N., Kotova L.M. (1995) Relationship between initiation of cell elongation and cell division in radicles of germinating seeds. Plant Soil., 173, 311-316.

87. Obrucheva N.V., Lityagina S.V. (2007) Dormancy release and germination in recalcitrant Aesculus hippocastanum seeds. Dendrobiology, 57, 27-33.

88. Oliviusson P., Hakman I. (1995) A tonoplast intrinsic protein (TIP) is present in seeds, roots and somatic embryos of Norway spruce (Picea abies). Physiol. Plant., 95, 288-295.

89. Phillips A., Huttly A. (1994) Cloning of two gibberellin-regulated cDNAs from Arabidopsis thaliana by substractive hybridization: expression of the tonoplast water channel, gamma-TIP, is increased by GA3. Plant Mol. Biol., 24, 603-615.

90. Preston G., Agre P. (1991) Isolation of the cDNA for erythrocyte integral membrane protein of 28 kilodaltons: member of an ancient channel family. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88,11110-11114.

91. Preston G.M., Carrol T. P., Guggino W.B., Agre P. (1992) Appearance of water channels in Xenopus oocytes expressing red cell CHIP28 protein. Science, 256,385-387.

92. Preston G.M., Jung J.S., Guggino W.B., Agre P. (1993) The mercury-sensitive residue at cysteine 189 in CHIP28 water channel. J. Biol Chem., 268, 17-20.

93. Quigley F., Rosenberg J.M., Shachar-Hill Y., Bohnert H.J. (2001) From genome to function: the Arabidopsis aquaporins. Genome Biol., 3, 1-17.

94. Robinson D.G., Sieber H., Kammerloher W., Schaffner A.R. (1996) PIP1 aquaporins are concentrated in plasmalemmasomes of Arabidopsis thaliana mesophyll. Plant Physiol, 11, 645-649.

95. Rogan P.G., Simon, E.W. (1975) Root growth and the onset of mitosis in germinating Vicia faba. New Phytol., 74, 273-275.

96. Saito C., Ueda T., Abe H., Wada Y., Kuroiwa T., Hisada A., Furuya M., Na-kano A. (2002) A complex and mobile structure forms a distinct subregion within thecontinuous vacuolar membrane in young cotyledons of Arabidopsis. Plant J., 29, 245255.

97. Sakurai J., Ishikawa F., Yamaguchi T., Uemura M., Maeshima M. (2005) Identification of 33 rice aquaporin genes and analysisof their expression and function. Plant Cell Physiol., 46, 1568-1577.

98. Santoni V., Vinh J., Pelieger D., Sommerer N., Maurel C. (2003) A proteomic study reveals novel insights into the diversity of aquaporin form expressed in the plasma membrane of roots. Biochem. J., 373, 289-296.

99. Santoni V., Verdoucq L., Sommerer N., Vinh J., Pfliger D., Maurel C. (2006) Methylation of aquaporins in plant plasma membrane. Biochem. J., 400: 189-197.

100. Scheuring S., Ringler P., Borgnia M., Stahlberg H., Muller D., Agre P., Engel A. (1999) High resolution AFM topographs of the Escherichia coli water channel aquaporins Z. EMBO J., 18,4981-4987.

101. Siefritz F., Biela A., Eckert M., Otto B., Uehlein N., Kaldenhoff R. (2001) The tobacco plasma membrane aquaporin Nt AQP1. Exp. Bot., 52, 1953-1957.

102. Stuart D.A., Durnani D.J., Jones R.L. (1977) Cell elongation and cell division in elongating lettuce hypocotyl sections. Planta, 135, 249-255.

103. Suga S., Komatsu S., Maeshima M. (2002) Aquaporin isoforms responsive to salt and water stresses and phytohormones in radish seedlings. Plant Cell Physiol43, 12291237.

104. Suga S., Murai M., Kuwagata T., Maeshima M. (2003) Differences in aquaporin levels among cell types of radish and measurement of osmotic water permeability of individual protoplasts. Plant Cell Physiol., 44, 277-286.

105. Tornroth-Horsefield S., Wang Y., Hedfalk K., Johanson U., Karlsson M., Tajkhorsid E., Neutze R., Kjellbom P. (2006) Structural mechanism of plant aquaporin gating. Nature, 439, 688-694.

106. Towbin H., Staehelin T., Gordon J. (1979) Electrophoretic transfer of protein from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77,428-432.

107. Tyerman S.D., Bohnert H.J., Maurel G, Steudle E., Smith J.A. (1999) Plant aq-uaporins: their molecular biology, biophysics and significance for plant water relations. J. Exp. Bot., 50, 1055-1071.

108. Van der Wilden W., Herman E.M., Chrispeels M.J. (1980) Protein bodies of mung bean cotyledons as autophagic organelles. Proc. Natl. Acad. Set, USA, 77, 428432.

109. Veenholf L.M., Heuberger E.H.L.M., Poolman B. (2002) Quaternary structure and function of transport proteins. Trends Biochem. Sci., 27,242-249.

110. Vera-Estrella R., Barkia B.J., Bohnert H.J.,Pantoja O. (2004) Novel regulation of aquaporins during osmotic stress. Plant Physiol., 135, 2318-2329.

111. Verkman A. (2000) Water permeability measurement in living cell and complex tissues. J. Membr. Biol. 173,73-87.

112. Wan X., Steudle E., Hartung W. (2004) Gating of water channels (aquaporins) in cortical cells of young corn roots by mechanical stimuli (pressure pulses): effects of ABA and of HgCl2. J. Exp Bot., 55,411-422

113. Wang M., Heimovaara-Dijkstra S., Van Duijn B. (1995) Modulation of germination of embryos isolated from dormant and nondormant barley grains by manipulation of endogenous abscisic acid. Planta. 195,586-592.

114. Willigen V. G, Postaire O., Tournair-Roux C., Boursiac Y., Maurel C. (2006) Expression and inhibition of aquaporins in germinating Arabidopsis seeds. Plant Cell Physiol. 47,1241-1250.

115. Yamada S., Katsuhara M., Kelly W., Michalowski G, Bohnert H. (1995) A family of transcripts encoding the water channel proteins: tissue-specific expression in the common ice plant. Plant Cell, 7, 1129-1142.

116. Yamamoto Y.T., Taylor C.G., Acedo G.H., Cheng C-L., Conkling M.A. (1991)

117. Characterization of c/'v-acting sequences regulating root-specific gene expression in tobacco. Plant Cell, 3,371-382.

118. Zhang W.H., Tyerman S.D. (1999) Inhibition of water channels by HgCl2 in intact wheat root cell. Plant Physiol, 120, 849-858.1. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

119. Шижнева И.А., Новикова Г.В., Обручева Н.В. (2007) Аквапорины тонопласта и плазмалеммы из осевых органов семян бобов в процессе прорастания. Доклады Академии Наук, 413, (1): 116-119.

120. Шижнева И.А., Новикова Г.В., Обручева Н.В. (2007) Изучение аквапоринов в прорастающих семенах. Материалы 5 Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, Беларусь, 28-30 ноября).

121. Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю доктору биологических наук Обручевой Наталье Владимировне за внимание, всестороннюю поддержку и бесценную помощь в научной работе.

122. Автор выражает искреннюю благодарность доктору биологических наук Новиковой Галине Викторовне за помощь в работе над диссертацией, советы и дружескую поддержку.