СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1 Описание культуры гречихи 8
1.2 Климат Пензенской области 8
1.3 Общее представление о стрессе и факторах, вызывающих стресс у
растений 10
1.4 Концепция Селье и ее перенос на растительную
систему 11
1.5 Адаптация растений к низким температурам 14
1.6 Система защиты растений от активных форм кислорода 16
1.7 Образование активных форм кислорода 19
1.8 Система антиоксидантной защиты 22
1.8.1 Способы снижения образования активных форм кислорода 22
1.8.2 Система антиоксидантной защиты 24
1.9 Компоненты антиоксидантной системы растений 26
1.9.1 Каталаза 26
1.9.2 Пролин 27
1.9.3 Пероксидаза 28
1.9.4 Полифенолоксидаза 29
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 31
1.1 Объект исследования 31
1.2 Определение активности каталазы 33
1.3 Определение содержания пролина 34
1.4 Определение активности полифенолоксидазы 36
1.5 Определение активности пероксидазы 38
1.6 Методы статистической обработки данных 40
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 41
1.1 Действие низких положительных температур на активность пероксидаз
в семенах и ростках гречихи 41
1.2 Действие низких положительных температур на активность
полифенолоксидазы в сменах и ростках гречихи 45
1.3 Содержание пролина в семенах и ростках гречихи в условиях
низкотемпературного воздействия 49
1.4 Содержание каталазы в семенах и ростках гречихи в условиях
низкотемпературного воздействия 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 60
Актуальность работы заключается не только в научном, но и в практическом интересе для сельскохозяйственной промышленности, поскольку Пензенская область находится в зоне рискованного земледелия, и изучение влияния низких температур на активность антиоксидантных ферментов растений в начальном периоде онтогенеза поможет повысить устойчивость теплолюбивых культур перед заморозками.
В процессе своей жизнедеятельности растения попадают под влияние негативных факторов окружающей среды, которые делят на биотические и абиотические. Ко многим из них растительные организмы не приспособились с течением эволюции, поэтому эти факторы могут приводить к повреждению структур и метаболическим функций клеток растений, а также физико¬химическим аномалиям. Температурные воздействия, в том числе пониженные положительные, являются для культурных растений наиболее значимыми. Неблагоприятные факторы определяют возникновение в растениях совокупность различных реакций, которые называют общим термином «стресс». Стрессом называют индуцируемые из-за влияния факторов внешней среды отрицательные сдвиги в метаболизме. Эти изменения в состоянии жизнедеятельности растений носят обратимый характер. Выживание растениям обеспечено за счет протекания двух кардинально разных реакций: стресс-реакции (быстрого стрессорного ответа) и специализированной (долговременной) адаптации.
Отрицательное воздействие стрессоров разнообразной природы, приводит к усиленной генерации активных форм кислорода (АФК). Как только АФК начинает взаимодействовать с липидами, белками и нуклеиновыми кислотами структура и функция мембран нарушается, потому возникают мутагенезы, снижается активность ферментов, это влечет за собой остановку клеточного цикла и апоптоз. В тоже время, ускорение генерации АФК активирует антиоксидантную защитную систему, компоненты 5
альтернативного защитного механизма которой выступает стресс-зависимое накопление низкомолекулярных органических антиоксидантов, таких как а- токоферол, глутатион, аскорбиновая кислота, пролин, каротиноиды, полиамины (ПА), антоцианы и прочие соединения.
В последнее время в биохимии, а также в молекулярной биологии, большое внимание уделяется проблеме стресса и изучению компенсаторных и регуляторных механизмов функционирования антиоксидантной системы растений в стрессовых и нормальных условиях. Наравне с движением, размножением, питанием и прочим, одним из обязательных свойств живого организма является способность к защите от действия абиотических и биотических факторов среды. Возникла эта функция одновременно с появлением первых живых существ, и с течением эволюционных процессов активно развивалась и совершенствовалась. Для биохимии важно изучение влияния неблагоприятных факторов внешней среды и ответных реакций не только животного, но и растительного организма.
Целью данной работы является изучение воздействия низких положительных температур на активность антиоксидантных ферментов теплолюбивых растений...
Стрессовое состояние растительного организма, являющееся результатом воздействия на него низких температур, вызывает в клетках и тканях комплекс реакций, упрощающий адаптацию к новым условиям среды обитания.
Из результатов проведенных исследований можно сделать вывод о действии низких положительных температур на биохимические и физиологические процессы растений гречихи.
Обработка семян температурой +4°С перед посевами способна изменить физиолого-биохимические параметры растения не только на момент воздействия, но и в дальнейших этапах онтогенеза. Характер полученных изменений может быть как неспецифическим, так и специфическим. К первым относится повышение концентрации пролина, которое приводит к образованию агрегатов, схожих по действию с гидрофильными коллоидами, которые задерживают в клетках воду. Помимо этого, неспецифическую ответную реакцию вызывает повышение активности пероксидазы и полифенолоксидазы, активация синтеза разнообразных стрессовых белков. Специфические реакции, вызванные краткосрочным воздействием щадящих низких положительных температур, способствуют закаливанию - развитию дальнейшей устойчивости растения к похолоданиям.
У проростков гречихи, подверженных воздействию холода, проявились механизмы адаптации к действию фактора стресса и защитные реакции, направленные на его устранение.
Течение стрессовых процессов в проростках изменяют не только активность некоторых ферментов, но и их ферментно-субстратные взаимодействия. Такой скачек ферментативной активности на ранних этапах развития приводит к ускорению гидролитических и обменных процессов.
Низкотемпературное воздействие на растение гречихи вызвало увеличение активности полифенолоксидазы и пероксидазы на 10% и 35% соответственно по сравнению с контролем...
