Отзыв ведущей организации (1144728)
Текст из файла
утиерь~аю ':.:::" ,4.'-;.:;;: ' '. -', -', '.И.о. зам. директора ВИР по науке д.б.н., Е.К. Потокина ОТЗЫВ ведущего учреждения на диссертационную работу Цыганова Виктора Евгеньевича «МОЛЕКУЛЯРНΠ— ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ СИМБИОТИЧЕСКОГО КЛУБЕНЬКА»„представленную на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальностям 03.01.05 Физиология и биохимия растений и 03.02.07 Генетика Симбиозы растений с полезной почвенной микрофлорой, включающей азотфиксирующих прокариот, - важнейшие факторы адаптации.
Известно, что создающиеся в результате симбиоза надорганизменные генетические системы приобретают принципиально новые признаки, отсутствующие у партнеров вне взаимодействия. Эти новые признаки значительно расширяют их экологические возможности. Диссертация В.Е.Цыганова посвящена клеточным механизмам дифференцировки симбиотического клубенька у гороха, как результата координированной экспрессии генов обоих симбионтов. Выяснение структурно-функциональных основ симбиотического взаимодействия, а именно формирования азотфиксирующего клубенька, его генетической детерминированности является актупльным для развития теоретических основ симбиоза, понимания процессов дифференциации тканей, фопмообразования„в целом биологии развития.
Кроме того, это актуально и для прикладного использования симбиотических взаимоотношений; научно-обоснованной селекции принципиально новых сортов с повышенной эффективностью азотфиксации. Учитывая сложность функционирования надорганизменной системы, где совместно, сопряженно и слаженно должны действовать, как минимум, два партнера, необходим комплексный, интегрированный подход к ее изучению. Поэтому механизмы таких взаимодействий изучают команды генетиков, молекулярных биологов, микробиологов, цитологов, физиологов и т.п.
То есть перед диссертантом стояла проблема некой методической универсальности, с чем он справился блестяще, Многие аспекты и этапы взаимодействия ризобий и гороха изучены как сотрудниками ВНИИСХМ, откуда вышла данная работа, так и другими учеными, включая международные коллективы. Данная работа интересна тем, что она детализирует и выявляет генетические и молекулярные детерминанты, биохимические компоненты, а также структурно-клеточные основы процесса взаимодействия симбионтов поступательно, последовательно, начиная с момента узнавания партнеров друг другом, заканчивая старением и умиранием клубенька. Диссертация изложена на 509 страницах. Основные компоненты ее структуры: введение, 3 главы, заключение, выводы и список литературы. Последний содержит 741 литературных источников.
Первая и вторая главы— традиционно — «Обзор литературы» и «Материал и методики». В третьей главе изложено все исследование. Это вынудило автора к излишнему дроблению текста, его дискретности и усложнению нумерации разделов. Гораздо логичнее и практичнее было бы подразделить экспериментальную часть на несколько глав. Приводим краткий обзор работы. В первой главе «Генетический контроль клеточных механизмов развития и функционирования симбиотич еского клубе нька» изложены современные представления о событиях, изучению которых посвящена данная работа. Обстоятельно (как и все в данной работе) изложены все стадии развития и функционирования клубенька, начиная с сигналинга, начального взаимодействием ризобий и растения, заканчивая старением клубенька.
Подробно изложены факторы, запускающие программу инфекции и развития клубенька. Дальнейшие события, а именно рост инфекционной нити, формирование клубенькового примордия в клетках коры корня, выход бактерий в цитоплазму клеток растения, формирование меристем у недетерминированных клубеньков и т.д. описаны как с позиций их молекулярно-генетической детерминации, так и структурно-клеточных механизмов.
Большое внимание уделено обзору работ о тубулиновом цитоскелете в клетках клубеньков, поскольку как известно, и как показано самим диссертантом, реорганизация цитоскелета является одним из основных механизмов дифференцировки клеток симбиотического клубенька. Автор считает, что органогенез клубенька зависит от степени развития процесса инфекции и вовлекает в обзор множество известных фактов, подтверждающих это. Следует отметить, что в обзоре в качестве схематического изображения описываемых процессов приведены иллюстрации из цитируемых работ, в подписях к которым детально и доступно обобщаются основные этапы органогенеза и функционирования клубенька.
Далее освещены современные представления о влиянии на формирование клубенька фитогормонов (ауксинов„цитокининов, гиббереллинов, абсцизовой кислоты, этилена и брассиностероидов) и таких важных сигнальных молекул, как жасмоновая кислота, стриголактоны и оксид азота. Заканчивают обзор немногочисленные пока литературные данные о влиянии на формирование клубеньков таких эдафических стрессоров как загрязнение почвы кадмием и ее уплотнение.
В целом литературный обзор свидетельствует о широкой эрудиции автора, интегрированного знания им различных аспектов изучаемой проблемы. Глава 2 знакомит с материалом и методами исследования. Наряду с горохом растительный материал включал модельные виды бобовых: лядвенец японский (Лоцию ~аротсиз (Кеде1) К. Ьагзеп) и люцерну слабоусеченную (Мейсадо п.ипса~и!и баете.). Были использованы различные штаммы ризобий: КЬггоЬшт 1едиттокагит Ьч. Ис1ае. Поскольку в задачи данного исследования входило выяснение влияния эдафических стрессоров на развитие корневой системы и симбиотических клубеньков у гороха материалом явились также полученные в ходе выполнения данной работы мутанты гороха: КбЕсг1, характеризующийся повышенной чувствительностью к плотности субстрата (Тзупапоч е1 а1„2000), и ЯОЕСФ, характеризующийся повышенной устойчивостью к кадмию и повышенной его аккумуляцией (Тлуяапоч е1 а1., 2007), В работе использован комплекс методов генетики, физиологии, молекулярной биологии.
Для идентификации генов бобовых, вовлеченных в развитие и функционирование симбиоза, использовали экспериментальный мутагенез, исследование дифференциальной экспрессии генов, гибридологический анализ. Применен современный набор методов молекулярной генетики: выделение ДНК растений и бактерий, выделение плазмидной ДНК, рестрикция ДНК с помощью эндонуклеаз, лигирование ДНК; ПЦР с детекцией в реальном времени и т.д., а также физиологические методы анализа влияния экзогенных гормонов и определения содержания гормонов. Использовали достаточно большой арсенал методов микроскопии: световой, лазерной сканирующей конфокальной и электронной, с применением гистохимических и цитохимических методик.
В третьей, основной главе диссертации подробно и последовательно излагается исследование двух генетических подпрограмм развития симбиотического клубенька: 1) инфекции тканей клубенька ризобиями («судьбы» бактериальной клетки) и 2) орган о ген еза клубень ка. Существование этих подпрограмм обоснованно с участием автора диссертации и им выявлено наличие точек взаимного контроля реализации данных подпрограмм: 3 точек для инфекции тканей клубенька ризобиями и одной для органогенеза клубенька.
Анализ этой большой главы нам проще привести тезисно, положив в основу тезисов элементы новизны исследования, которых в работе множество. На современном этапе известно около 40 генов гороха, участвующих в становлении симбиотических отношений с ризобиями. Автор диссертации расширил коллекцию симбиотических мутантов гороха, выявил новые серии аллельных мутантов для ряда групп комплементации симбиотических генов гороха и описал новый локус — Рззут42. Впервые ряд симбиотических локусов картирован на генетической карте гороха. На основе фенотипической характеристики большого набора Модмутантов гороха классифицированы симбиотические гены гороха в соответствии со стадией развития клубенька, которую они контролируют.
Впервые на основе анализа микросинтении генома гороха с геномом Ео~ил 1арошст и с использованием детальной характеристики фенотипических проявлений мутаций клонирован симбиотический ген гороха Рззут3э, что является абсолютно новаторским не для модельных бобовых объектов. Наличие цитоскелета - непременное условие приобретения и поддержания дифференцированной клеткой требуемой формы. Поэтому большое место в работе заняло изучение роли реорганизации тубулинового цитоскелета в дифференцировке клеток симбиотических клубеньков гороха и М 1гипса~и1а при реализации поздних этапов генетической программы симбиотического партнерства.
Впервые продемонстрирована трехмерная организация тубулинового цитоскелета клубеньков, которая сопоставлена с организацией симбиотических структур в каждой гистологической зоне клубенька. Характер организации микротрубочек в клетках инфицированных и неинфицированных тканей позволил лишний раз утвердиться в том, что дифференцировка клеток клубенька тесно связана с дифференцировкой бактерий и/или их функционированием, Выявлено, что микротрубочки в инфицированных клетках Мейсар гптса1и1а и гороха, а также судя по литературным данным о них в литературе для других бобовых - сои и люпина имеют различный паттерн.
Этот факт в числе ряда других межвидовых различий процесса автор диссертации причисляет к доводам, собираемым в копилку инициируемого им нового научного направления - сравнительной клеточной биологии бобовых растений. Следует отметить высокое качество фотографий со срезов с иммунолокализацией тубулинов, иллюстрирующих этот раздел работы. Показана детерминированность направленной секреции арабиногалактанпротеин — экстензинов - основного компонента матрикса инфекционных нитей и капель - при их нормальном и аномальном развитии. Доказано также участие пероксида водорода в росте и созревании инфекционных структур. Убедительно показано, что этилен контролирует развитие клубеньков на различных стадиях: при росте инфекционной нити в коре корня, а также при формировании клубеньковой меристемы, и вероятно, контролирует ее функционирование в зрелом клубеньке.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
