СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ ............................................................. 5
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 9
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ...................................................................... 16
1.1 Полисахаридный состав первичных клеточных стенок I и II типов ......... 18
1.2 Полисахаридный состав и архитектура вторичных клеточных стенок ..... 27
1.3 Биосинтез полисахаридов клеточной стенки ............................................... 30
1.3.1 Биосинтез целлюлозы ............................................................................ 31
1.3.2 Биосинтез глюкана со смешанным типом связей ............................... 35
1.3.3 Биосинтез глюкуроноарабиноксилана ................................................. 37
1.3.4 Биосинтез ксилоглюкана ....................................................................... 40
1.3.3 Биосинтез пектиновых веществ ........................................................... 42
1.4. Модификация полисахаридов клеточной стенки ....................................... 43
1.4.1. Модификация глюкана со смешанным типом связей ....................... 45
1.4.2. Модификация глюкуроноарабиноксилана ......................................... 48
1.4.3. Модификация ксилоглюкана ............................................................... 50
1.4.4. Модификация пектиновых веществ .................................................... 55
1.5 Современные представления об архитектуре первичных клеточных стенок и механизмах роста растительных клеток растяжением ...................... 57
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ .............................................................. 73
2.1 Растительный материал .................................................................................. 73
2.2 Верификация зонирования кончика первичного корня кукурузы ............. 73
2.3 Идентификация генов, кодирующих ферменты, участвующие в биосинтезе и модификации полисахаридов клеточной стенки ........................ 74
2.4 Филогенетический анализ .............................................................................. 75
3
2.5 Выделение и секвенирование мРНК ............................................................. 76
2.6 Обработка и анализ транскриптомных данных ........................................... 77
2.7 Кластерный и коэкспрессионный анализы ................................................... 78
2.8 Верификация данных РНК-секвенирования ................................................ 78
2.9 Иммуногистохимический анализ .................................................................. 79
2.10 Анализ ферментативной активности гликозидгидролаз и общего содержания белков в растительных гомогенатах .............................................. 81
2.11 Анализ активности гликозидгидролаз на срезах корня ............................ 81
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ .................................................... 83
3.1 Зоны кончика корня кукурузы ....................................................................... 83
3.2 Качество транскриптомных данных и верификация ................................... 84
3.3 Поиск генов, кодирующих гликозилтрансферазы и гликозидгидролазы . 85
3.4 Кластерный анализ экспрессии целевых генов ............................................ 87
3.5 Экспрессия генов гликозилтрансфераз, задействованных в биосинтезе целлюлозы .............................................................................................................. 92
3.6 Экспрессия генов гликозилтрансфераз, задействованных в биосинтезе глюкана со смешанным типом связей ................................................................. 96
3.7 Экспрессия генов гликозилтрансфераз, задействованных в биосинтезе глюкуроноарабиноксилана ................................................................................... 98
3.8 Экспрессия генов гликозилтрансфераз, задействованных в биосинтезе ксилоглюкана ....................................................................................................... 107
3.9 Экспрессия генов гликозилтрансфераз, задействованных в биосинтезе пектиновых веществ............................................................................................ 112
3.10 Локализация и динамика распределения полисахаридов клеточных стенок в ходе роста растяжением корня кукурузы .......................................... 116
4
3.11 Основные закономерности экспрессии гликозилтрансфераз в корне кукурузы ............................................................................................................... 121
3.12 Экспрессия генов гликозидгидролаз, задействованных в модификациях глюкана со смешанным типом связей ............................................................... 125
3.13 Экспрессия генов гликозидгидролаз, задействованных в модификациях глюкуроноарабиноксилана ................................................................................. 133
3.14 Экспрессия генов гликозидгидролаз, задействованных в модификациях ксилоглюкана ....................................................................................................... 137
3.15 Экспрессия генов ферментов, задействованных в модификациях пектиновых веществ............................................................................................ 142
3.17 Экспрессия генов экспансинов .................................................................. 149
3.18 Гликозидгидролазная активность .............................................................. 154
3.19 Основные закономерности экспрессии генов гликозидгидролаз в корне кукурузы ............................................................................................................... 159
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 165
ВЫВОДЫ ............................................................................................................. 170
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................... 172 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ................................................................................................ 224 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ................................................................................................ 245
