Фізіологічна роль лектинів у процесах дозрівання і проростання насіння квасолі (Phaseolus vulgaris L.) - Автореферат

Київський національний університет імені Тараса ШевченкаЗахист дисертації відбудеться 18.06.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, Київ, проспект академіка Глушкова, 2, біологічний факультет, ауд. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка: 01033, Київ-33, вул. Високий вміст у зародкових осях ФГА та наявність в його молекулі центрів звязування неполярних лігандів цитокінінової природи, що веде до зниження ефективних концентрацій цитокінінів, може свідчити про важливе значення лектину у процесах формування стану спокою насінини. Показана захисна роль ФГА при проростанні насіння, яка базується на здатності лектину виділятися у навколишнє середовище та, внаслідок специфічної взаємодії зі складовими клітинних стінок хвороботворних бактерій, викликати затримку їх росту. По электрофоретической подвижности, молекулярной массе, субъединичному составу и углеводной специфичности, выделенный из семян фасоли сорта Белозерная лектин, аналогичен фитогемагглютинину (ФГА), соотношенте двух субъединиц которого (34 и 36 КДА) определяют различия изолектинового состава зародышевых осей и семядолей при созревании и прорастании семени.Лектини (від лат. legere - вибирати) - білки зі специфічними біологічними властивостями, які зворотно й вибірково звязують вуглеводи, не викликаючи їх хімічного перетворення, привертають увагу вчених не одне десятиліття (Rigas, Osgood, 1955; Roth, 1978; Луцик и др., 1981; Chrispeels, Raikhel, 1991). Проте, наявність ФГА у вегетативних органах протягом усього онтогенезу рослини (Borrebaeck, 1984) та гіпотези про можливу участь в регуляції клітинного поділу (Rietveld et al., 2000), у розвитку білкових тіл протягом дозрівання (Walton, 1980; Booij et al., 1996) та у захисті проростаючого насіння (Peumans, Van Damme, 1995) свідчать про набагато ширшу, ніж запасну, фізіологічну роль лектинів насіння. У роботі була зроблена спроба дослідити кінетику накопичення лектину в процесі дозрівання і проростання насіння квасолі та його звязок зі змінами у комплексі фітогормонів, що має велике значення для розуміння як гормональної регуляції синтезу окремих білків, так і функціональної ролі лектинів. Дисертаційна робота виконувалась у рамках двох бюджетних тем “Гормональна регуляція процесів росту і розвитку нижчих і вищих рослин та грибів” (реєстраційний № 0198U007929) і “Адаптивна роль природних регуляторів росту рослин” (реєстраційний № 0194U013762) відділу фітогормонології Інституту ботаніки ім. Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні задачі: Виділити лектин та дослідити його вміст, активність і вуглеводну специфічність протягом дозрівання і проростання насіння квасолі.А саме, припинення новоутворення клітин у сімядолях та продовження росту органів зародкової осі (30 д.п.з.), припинення поділів у гіпокотилі і завершення періоду росту зародку (40 д.п.з.), та в кінці ембріогенезу насінини (50 д.п.з.), який характеризується відсутністю клітинного росту в органах зародку, накопиченням у ньому запасних речовин, зневодненням і переходом до стану спокою (Мусатенко, 1985). Так, у сімядолях він кількісно поступався лише трьом поліпептидам, які являють собою, очевидно, основний запасний білок квасолі віцилін, оскільки область їх локалізації відповідає молекулярним масам його субодиниць - 52, 49 і 46 КДА (Bollini, Chrispeels, 1978), а у зародкових осях у кінці дозрівання (на 50-й д.п.з. та в сухому насінні) субодиниці ФГА характеризуються максимальною кількістю, порівняно з іншими поліпептидами. На завершальних етапах ембріогенезу насінини його кількість у зародкових осях зростає більше як у 3 рази на 50-й д.п.з., а в сухому насінні більше як у 4 рази, порівняно з початком дозрівання. Якщо на 30-й д.п.з. вміст лектину у сімядолях перевищує вміст у зародкових осях майже у 3,5 раза, то на 50-й д.п.з., його кількість уже менша, ніж у зародкових осях. Так, у зародкових осях вміст Е-вмісних ізолектинів (Е4, Е3Л1, Е2Л2, Е1Л3) зростає в процесі дозрівання, а у сімядолях, навпаки, при переході до стану спокою збільшується кількість Л-вмісних ізолектинів (Л4, Л3Е1, Л2Е2, Л1Е3).Важлива функціональна роль лектинів у насінні дводольних рослин полягає, в першу чергу, в процесах формування стану спокою, та в захисті проростаючого насіння. У фракції легкорозчинних запасних білків насіння виявлено дві субодиниці ФГА з молекулярними масами 34 і 36 КДА, співвідношення між якими змінювалося протягом дозрівання і проростання, очевидно, внаслідок кількісних змін в ізолектиновому складі. Лектинова активність і вміст ФГА у зародкових осях зростали протягом дозрівання, тоді як у сімядолях кількість лектину збільшувалася на стадії припинення ростових процесів на 40-й д.п.з. і різко падала на завершальному етапі ембріогенезу, на відміну від типових запасних білків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ