ВВЕДЕНИЕ 3
1 Обзор литературы 6
1.1 Общие сведения о растительных пептидах - биорегуляторах 6
1.2 Physcomitrella patens как источник биологически активных веществ 7
1.3 Пептид SYSTEMIN 8
1.4 Перспективы использования пептидов в растениеводстве 9
2 Объекты и методы исследований 12
2.1 Объекты исследований 12
2.1.1 Лабораторная культура планарий 12
2.1.2 Семена пшеницы сорта Ирень 13
2.2 Методы исследований 14
2.2.1 Эксперименты по изучению влияния растительных пептидов на
регенерацию планарий 14
2.2.2 Эксперименты по изучению влияния растительных пептидов на
образование первичных корней и побегов в ходе прорастания семян пшеницы сорта Ирень 18
3 Результаты и обсуждение 27
ВЫВОДЫ 34
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 35
Растения являются богатым источником разнообразных биологически активных веществ, в том числе пептидов [Plant peptides and peptidomics, 2008]. Среди них фитогормоны - регуляторы клеточного деления, роста и развития растений, а также индукторы (элиситоры) защитных реакций. Многие пептиды растений выполняют непосредственно защитные функции, обеспечивая устойчивость растений к биотическому и абиотическому стрессу [Antimicrobial peptides ..., 1997]. Таковыми являются антимикробные и
инсектицидные пептиды, подавляющие рост и развитие патогенных грибов и бактерий, а также насекомых-вредителей. Наряду с сигнальными пептидами, участвующими в активации защитных реакций, их объединяют в группу защитных пептидов растений. Кроме защитных пептидов существует также широкий класс пептидов стимуляторов, основное действие которых заключается в активации ростовых процессов, в том числе активации процессов прорастания семян и первичного развития проростков. Из неоднородной по структуре и функциям группы биологически активных пептидов растений в нашей работе рассматриваются три семейства пептидов, такие как SYSTEMIN, IPF и RMV.
Относительно механизма действия данных биологически активных веществ (БАВ), есть основания считать, что речь идёт об универсальной системе межклеточной коммуникации на уровне пептидов. Эта система функционирует в организмах, принадлежащих к разным таксонам, включая все царства эукариот. В качестве экспериментальных доказательств этого положения могут служить многочисленные факты, один из которых состоит в том, что рецепторы к таким универсальным пептидам есть как у растений, так и у червей, которые живут и паразитируют на этих растениях. Оказалось, также, что данные стимуляторы роста растений стимулировали также и регенерацию планарий, которая, в целом отражает пролиферативную активность клеток. При этом, очень важно установить оптимальные концентрации БАВ для стимуляции
(модификации, ингибирования) того или иного процесса. Для пептидов трех классов, указанных выше такие действующие концентрации, могут находиться в широком диапазоне низких и крайне низких концентраций 10 15 10 6 моль/л.
Цель работы: Поиск и исследование стимулирующих эффектов растительных пептидов, при их добавлении в разных концентрациях в среду прорастания семян пшеницы.
Задачи:
1. Изучить действие пептидов SYSTEMIN в концентрации 10-13 моль/л, IPF в концентрации 10-9 моль/л и RMV в концентрации 10-12 моль/л, на пролиферацию необластов планарий;
2. Исследовать влияние пептидов SYSTEMIN в концентрации 10-13 моль/л, IPF в концентрации 10-9 моль/л и RMV в концентрации 10-12 моль/л, на длину первичных корней и побегов у растений пшеницы сорта Ирень;
3. В случае отсутствия значимых эффектов в диапазоне нано- молярных и пико-молярных концентраций оценить возможные эффекты более высоких концентраций исследуемых пептидов на длину первичных корней и побегов у растений пшеницы сорта Ирень.
Выпускная квалификационная работа выполнялась в лаборатории энергетики биологических систем в институте теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН), в г. Пущино Московская область, под руководством старшего научного сотрудника, кандидата биологических наук Тираса Х.П. и на кафедре сельскохозяйственной биологии Института биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства Национального исследовательского Томского государственного университета г. Томск под руководством кандидата биологических наук, доцента Куровского А.В.
Автор работы выражает благодарность за научное руководство:
Старшему научному сотруднику, в лаборатории энергетики
биологических систем в институте теоретической и экспериментальнойбиофизики Российской академии наук (ИТЭБ РАН), в г. Пущино - Тирасу4
Харлампию Пантелеевичу, за предоставленную базу для выполнения и написания выпускной квалификационной работы (ВКР).
Кафедральному научному руководителю - Куровскому Александру Васильевичу, за индивидуальный подход и профессиональное педагогическое руководство в выполнении и оформлении ВКР.
И в целом, выражает слова признательности тем, кто оказывал всяческую поддержку в ходе написания ВКР.
