Диссертация (1144724), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Таким образом, мутант SGEcrt является первым мутантом,характеризующимся измененным гормональным статусом и специфическиминарушениями, влияющими на тигмоморфогенез. Поэтому он являетсячрезвычайноудобноймодельюдляизучениямолекулярныхосновтигмоморфогенеза корня, реализуемых через изменения организациицитоскелета, индуцированные этиленом. Также мутант SGEcrt являетсяинтересной моделью для изучения роли этилена в клубенькообразовании имикоризообразовании.ВЫВОДЫ1.C использованием ЭМС-мутагенеза получены новые мутанты посимбиотическим признакам.
В результате комплементационного анализаэтих мутантов, а также полученных ранее, выявлены новые аллели геновPssym7, Pssym14, Pssym25, Pssym27, Pssym33, Pssym35, Pssym38 и Pssym40, атакже выявлен новый ген — Pssym42, контролирующие симбиогенез.2.Гены гороха Pssym33, Pssym35, Pssym38, Pscdt и Pscrt локализованы нагенетической карте гороха. Показана перспективность использования SSAPанализа для первичной локализации мутаций.3.В результате проведенного генетического анализа и детальногоизученияфенотиповисследуемыхсимбиотическихмутантовгорохавыявлено существование двух генетических подпрограмм симбиогенеза:органогенеза клубенька и инфекции тканей клубенька ризобиями.
Показаноналичиеточекгенетическоговзаимногоконтроляразвитияданныхподпрограмм.4.Сиспользованиемдетальногоанализамутантныхфенотипов,локализации мутации Pssym35 на генетической карте и геномной синтении сL. japonicus, ген PsSym35 клонирован как ортолог гена LjNin, ключевогорегулятора симбиогенеза.
Тем самым осуществлен переход от модельныхсистем к хозяйственно значимым.5.Выявленаведущаярольмикротрубочеквпроцессахростаинфекционных нитей и формирования инфекционных капель, ориентациисимбиосом во время развития симбиотических клубеньков гороха и Medicagotruncatula. Показано, что выход бактерий из инфекционных капель вцитоплазмурастительнойклеткисопровождаетсяреориентациейкортикальных микротрубочек в клубеньках обоих видов, направленной насоздание условий для увеличения размера инфицированной клетки.Выявлены определенные различия в организации тубулинового цитоскелетав клубеньках проанализированных видов, связанные с различиями вморфологии бактероидов.Выводы6.445Арабиногалактанпротеин-экстензиныявляютсяосновнымкомпонентом матрикса инфекционных нитей и капель при развитииклубеньков.Пероксидводородаучаствуетвростеисозреванииинфекционных структур.
Мутация в гене Pssym40 приводит к нарушениюнаправленнойсекрецииарабиногалактанпротеинов-экстензиноввинфекционные структуры, а также к аномальному распределению пероксидаводорода вокруг ювенильных бактероидов.7.Показано, что этилен контролирует рост инфекционных нитей в корекорня, формирование клубеньковой меристемы и функционированиемеристемы зрелого клубенька гороха. Выявлено, что этиленовый статускорня влияет на формирование клубеньков.8.Показано, что ген PsSym31 не только вовлечен в регуляциюдифференцировки бактероидов, но и в нитрат-зависимую регуляциюклубенькообразования.
Для L. japonicus также выявлены локусы, мутации покоторымприводяткформированиюнеэффективныхклубеньковинарушениям нитрат-зависимой регуляции клубенькообразования.9.Показано, что выход ризобий в цитоплазму растительной клеткиявляются необходимым условием для индукции экспрессии генов fnrN, nifA иfixN R. leguminosarum bv. viciae в процессе формирования азотфиксирующегоклубенька гороха. Выявлены отсутствие экспрессии этих генов у мутантаPssym32 и сниженный уровень экспрессии у мутанта Pssym31 с измененнымкислороднымбарьером.Выявлено,чтосимбиотическиегеныR.leguminosarum bv. viciae nodA и dctA экспрессируются как в ризобиях винфекционных нитях, так и в азотфиксирующих бактероидах.10.Показано, что снижение экспрессии генов «домашнего хозяйства» исимбиотических генов nodA и dctA находится в обратной корреляции состепенью дифференцировки бактероидов, что указывает на специализациюэкспрессии генов в азотфиксирующих бактероидах.11.Показано,чтодифференцировкабактероидовпринедетерминированном симбиогенезе является постепенным процессом иВыводы446способность к возращению к свободноживущему состоянию теряется нафинальных стадиях дифференцировки.12.Показано, что в случае нарушений в развитии симбиотическогоклубенька гороха, вызванных мутациями в ключевых генах макросимбионта(Pssym33, Pssym40 и Pssym42), ризобии могут восприниматься как патогены,что проявляется в индукции синтеза макросимбионтом суберина, каллозы иусилении экспрессии генов защитных реакций.13.Показано, что индуцированное старение симбиотических клубеньковявляется общей реакцией на неэффективное развитие симбиоза.
Показано,что этилен, абсцизовая кислота и пероксид водорода вовлечены впозитивную регуляцию старения симбиотических клубеньков гороха.14.Впервые получен мутант гороха SGECdt, характеризующийся какповышенной устойчивостью к кадмию, так и повышенным его накоплением,при этом показаны моногенный тип наследования и рецессивное проявлениефенотипа. Показано, что устойчивость к кадмию симбиотических клубеньковгороха зависит от общей устойчивости растения и может быть повышена врезультате единичной рецессивной мутации.15.Получены два трансгенных штамма Rhizobium leguminosarum bv.
viceae3841-PsMT1 и 3841-PsMT2, несущие конструкции nifH-PsMT1 и nifH-PsMT2.Генетические конструкции представляют собой кодирующие областирастительных генов PsMT1, PsMT2 (кодирующих металлотионеины), слитыес промоторной областью гена nifH клубеньковых бактерий гороха. Былопоказано, что трансгенные штаммы увеличивают содержание кадмия как вкорнях и клубеньках, так и в стеблях растений гороха.16.Полученогенетическоедоказательство,чтопроявлениетигмоморфогенетических реакций корня гороха опосредуется этиленом исопровождается изменением в ориентации микротрубочек.БЛАГОДАРНОСТИЯ выражаю самую искреннюю и глубокую благодарность научномуконсультанту — Игорю Анатольевичу Тихоновичу за многолетнююстимуляцию диссертанта и критическое прочтение диссертации.Я крайне признателен Алексею Юрьевичу Борисову, под руководствомкоторого были инициированы и выполнены многие из представленныхисследований.Я выражаю огромную благодарность всем преподавателям биологопочвенного факультета СПбГУ, прежде всего кафедры генетики и селекции икафедры физиологии и биохимии растений, заложившим фундамент моейнаучной деятельности.Я выражаю глубокую благодарность зарубежным коллегам замноголетнее сотрудничество и создание теплой обстановки во время работывихучреждениях:проф.УрсулеПрифер(Рейнско-Вестфальскийтехнический университет Ахена), проф.
Хуану Санхуану и проф. ХосеОливаресу (Экспериментальная станция Дель Заидин, Гранада, Испания),проф. Ноелу Эллису и проф. Николасу Бревину (Центр Джона Иннеса,Великобритания), проф. Франтишеку Балушке и проф. Дитеру Фолькману(Боннский университет, Германия), д-ру Тону Тиммерсу (ИНРА, Франция).Я признателен коллегам, с которыми я имел удовольствие трудиться врамкахлабораторийбиотехнологии, генетикирастительно-микробныхвзаимодействий, молекулярной и клеточной биологии, прежде всего: ВереАлександровнеВорошиловой,АннеБорисовнеКитаевой,ТатьянеАлександровне Серовой, Кире Андреевне Ивановой, Злате БорисовнеПавловой,ПетрупризнательностьГлебовичузапомощьКусакинув(емуоформленииявыражаюбольшуюдиссертации),АртемиюПавловичу Горшкову и всем другим.Я выражаю глубокую благодарность Андрею Алексеевичу Белимову запроведение совместных исследований по изучению устойчивости растений кБлагодарности448кадмию, Алексею Федоровичу Топунову за проведение совместных работ поисследованию устойчивости клубенькообразования к действию нитратов,Людмиле Алексеевне Лутовой за совместные исследования ауксиновогостатуса мутанта SGEcrt, Елене Петровне Чижевской за совместную работу пополучению штаммов ризобий, продуцирующих металлотионеины гороха,Елене Валентиновне Селиверстовой за многолетнее сотрудничество вобласти ультраструктурной организации клубеньков, Сергею МихайловичуРозовузаценныепоконсультацииприпроведениилокализациисимбиотических генов гороха и ЭМС-мутагенезе.Я очень благодарен Александру Георгиевичу Пинаеву и ЕвгениюЕвгеньевичу Андронову за их усилия по функционированию ЦКП, услугикоторого оказались так востребованы при выполнении данной работы, атакже за теплое дружеское общение, которое они мне дарят.Я выражаю особую благодарность Кириллу Николаевичу Демченко каксвоему лучшему, надежному и преданному другу, коллеге, чей бесценныйопыт в микроскопических исследованиях так сильно востребован влаборатории диссертанта.Я бесконечно благодарен своим родителям Евгению ПетровичуЦыганову, памяти которого я посвящаю данный труд, и АнтонинеКонстантиновне Цыгановой за ее огромную любовь и заботу, которыми онаодаривает меня всю жизнь.Я безмерно признателен Анне Викторовне Цыгановой не только какближайшемусотруднику,внесшемувесомыйвкладвсозданиепредставляемой диссертации, но и как верной и заботливой подруге илюбящей жене.В заключение я хотел бы сказать огромное спасибо своему сыну Юре,появление которого, возможно и отсрочило создание диссертации, нонаполнило мою жизнь новым ярким смыслом.
А его интерес к биологиипозволяетнадеятьсянавозникновениенаучнойдинастии.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Adamakis I.D.S., Panteris E., Eleftheriou E.P. Tungsten affects the corticalmicrotubules of Pisum sativum root cells: experiments on tungsten-molybdenumantagonism // Plant Biology. — 2010. — V. 12, № 1. — P.
114-124.2.Ahmad E., Zaidi A., Khan M.S., Oves M. Heavy metal toxicity to symbioticnitrogen-fixing microorganism and host legumes // Toxicity of Heavy Metals toLegumes and Bioremediation / Zaidi A. et al. — Vienna: Springer Vienna, 2012.— P. 29-44.3.Alesandrini F., Mathis R., Van de Sype G., Hérouart D., Puppo A.
Possibleroles for a cysteine protease and hydrogen peroxide in soybean noduledevelopment and senescence // New Phytologist. — 2003. — V. 158, № 1. — P.131-138.4.Allmaras R., Fritz V.A., Pfleger F.L., Copeland S.M. Common root rot ofpea (Pisum sativum L.): Oat pre-crop and traffic compaction effects in finetextured mollisols // Root Demographics and Their Efficiencies in SustainableAgriculture, Grasslands and Forest Ecosystems: Proceedings of the 5thSymposium of the International Society of Root Research, held 14–18 July 1996 atMadren Conference Center, Clemson University, Clemson, South Carolina, USA /Box J.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
