Введение
1. Обзор литературы 14
1.1. Общие представления о процессах фотосинтеза и дыхания в клетках растений 14
1.2. Физиолого-биохимические механизмы адаптации растений к низким температурам 21
1.2.1. Адаптация растений к низким температурам на уровне изменений липидной составляющей клеточных мембран, синтеза стрессовых белков и накопления криопротекторных соединений 23
1.2.2. Дыхание и фотосинтез при низких температурах 28
1.3. Роль митохондрий в механизмах адаптации растений к низким температурам 35
1.3.1. Разветвленная дыхательная цепь митохондрий растений как механизм повышения адаптивного потенциала клеток растений 40
1.3.2. Функционирование ротенон-нечувствительных НАД(Ф)-Н-дегидрогеназ и альтернативной оксидазы в митохондриях растений при действии низких температур 45
1.3.3. Роль митохондрий и альтернативных путей дыхания в фотосинтезе и защите хлоропластов от фотоингибирования 48
1.4. Выводы из обзора литературы, постановка цели исследования
2. Объекты и методы исследования 53
2.1. Объект исследования 53
2.2. Температурная обработка и обработка сахарозой 54
2.3. Определение степени ингибирования роста проростков и растений 55
2.4. Определение морозоустойчивости 55
2.5. Определение содержания водорастворимых углеводов 56
2.6. Выделение и очистка митохондрий 57
2.6.1. Выделение митохондрий из этиолированных проростков 57
2.6.2. Выделение митохондрий из листьев зеленых и этиолированных растений 59
2.6.3. Определение интактности изолированных митохондрий 61
2.6.4. Определение степени загрязненности митохондрий хлоропластами 61
2.7. Определение окислительной и фосфор илирующей активности митохондрий
2.7.1. Определение окислительной и фосфорилирующей активности митохондрий из этиолированных проростков 62
2.7.2. Определение окислительной и фосфорилирующей активности митохондрий из этиолированных и зеленых листьев 63
2.8. Определение содержания активных форм кислорода в митохондриях 64
2.9. Выделение суммарного и митохондриального белка 65
2.9.1. Выделение суммарного белка 65
2.9.2. Выделение митохондриального белка 66
2.10. Электрофорез в ПААГе с ДДС-Na 66
2.11. Вестерн-блоттинг 67
2.12. Список используемых реактивов 68
2.13. Статистическая обработка данных 69
3. Результаты исследования 70
3.1. Влияние холодового закаливания на параметры морозоустойчивости этиолированных проростков озимой пшеницы 70
3.1.1. Рост и морозоустойчивость проростков 70
3.1.2. Содержание Сахаров в побегах 73
3.1.3. Синтез дегидринов в побегах 73
3.2. Влияние холодового закаливания на функциональную активность митохондрий из этиолированных проростков озимой пшеницы 75
3.2.1. Окислительная и фосфорилирующая активность митохондрий 75
3.2.2. Функционирование альтернативных НАД(Ф)-Н-дегидрогеназ и альтернативной оксид азы 79
3.2.3. Антиоксидантная роль альтернативной оксидазы 82
3.3. Параметры морозоустойчивости этиолированных и зеленых растений озимой пшеницы при холодовом закаливании и обработке сахарозой 87
3.3.1. Параметры морозоустойчивости этиолированных растений озимой пшеницы 87
3.3.1.1. Рост и морозоустойчивость растений 87
3.3.1.2. Содержание Сахаров в листьях 91
3.3.1.3. Синтез дегидринов в листьях 93
3.3.2. Параметры морозоустойчивости зеленых растений озимой пшеницы 94
3.3.2.1. Рост и морозоустойчивость растений 94
3.3.2.2. Содержание Сахаров в листьях 99
3.3.2.3. Синтез дегидринов в листьях 100
3.4. Влияние холодового закаливания и экзогенной сахарозы на функциональную активность митохондрий из листьев этиолированных и зеленых растений озимой пшеницы 101
3.4.1. Митохондрии из листьев этиолированных растений 101
3.4.1.1. Окислительная и фосфорилирующая активность митохондрий 101
3.4.1.2. Функционирование альтернативных НАД(Ф)Н-дегидрогеназ и альтернативной оксидазы 106
3.4.2. Митохондрии из листьев зеленых растений 109
3.4.2.1. Окислительная и фосфорилирующая активность митохондрий 109
3.4.2.2. Функционирование альтернативных НАД(Ф)Н-дегидрогеназ и альтернативной оксидазы 116
4. Обсуждение 120
4.1. Общие механизмы и особенности формирования морозоустойчивости этиолированных и зеленых растений озимой пшеницы 120
4.2. Роль альтернативных ферментов дыхания в метаболизме гетеротрофных и фотоавтотрофных клеток растений при холодовом закаливании 126
4.3. Возможные механизмы регуляции альтернативной оксидазы и ротенон-нечувствительных над(ф)н-дегидрогеназ в гетеротрофных и фотосинтезирующих клетках растений при холодовом закаливании 142
Выводы 151
Литература
