Анотація до роботи:

Гудкова Н.В. Реакція етіольованих проростків озимої пшениці на дію гамма-радіації та високої температури. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. – Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Київ, 2002.

Дисертація присвячена дослідженню фізіологічної відповіді етіольованих проростків озимої пшениці на дію гамма-радіації та високої температури. Визначені окремі специфічні та неспецифічні реакції проростків на дію досліджуваних стресів на рівні цілісного організму, тканин, клітин та їх компонентів.

Виявлено достовірний ріст-інгібуючий ефект гамма-радіації при одноразовому гострому опроміненні п'ятидобових проростків в дозі 15 Гр і більше. Вперше проведено порівняльний аналіз анатомічних і ультраструктурних змін клітин першого листка проростків, що мали місце під впливом гамма-радіації та високої температури. Встановлені морфологічні зміни мезофільних та епідермальних клітин після іонізуючого опромінення та їх відсутність в умовах температурного стресу. Виявлено пошкодження зовнішніх мембран органел і руйнування мітохондрій після гамма-опромінення в дозі 100 Гр, а також зворотні зміни ультраструктури ядер і пластид клітин мезофілу під дією високої температури. Проведено порівняльне дослідження синтезу загальних, мітохондріальних і кислоторозчинних ядерних білків під дією радіаційного та температурного стресів. Зроблено висновок про адаптивний характер виявлених реакцій та їх участь у формуванні фізіологічної відповіді рослин на стрес.

1. Дослідження фізіологічної реакції проростків озимої пшениці на дію гамма-радіації та високої температури дозволило виявити специфічні та неспецифічні компоненти стресової відповіді цілісного організму, окремих тканин, клітин та їх органел.

2. Встановлено, що мінімальна ріст-інгібуюча доза гамма-радіації 15 Гр гальмує ріст проростків озимої пшениці на п'яту добу після опромінення. Збільшення дози до 50 і 100 Гр призводить до пригнічення росту протягом шестидобового післярадіаційного періоду; діапазон доз від 0,5 до 10 Гр суттєво не впливає на швидкість росту.

3. Вперше показано, що на третю добу після гамма-опромінення в дозі 100 Гр відбуваються наступні структурно-морфологічні зміни мезофілу першого листка етіольованих проростків озимої пшениці: утворення великих міжклітинників, збільшення діаметра одних клітин та зменшення розмірів інших. Тепловий шок (40 С, 2 години) не викликає суттєвих морфологічних змін.

4. Вплив гамма-радіації призводить до порушення зовнішніх мембран органел і мітохондрій, тоді як тепловий шок викликає зміни в структурі ядра та етіопластів. Руйнування оболонок органел, сегрегація ядерець, набрякання мітохондрій, накопичення пластоглобул в етіопластах, а також збільшення контактів різноманітних органел при дії як гамма-випромінювання, так і теплового шоку є неспецифічними реакціями на стрес.

5. Гамма-опромінення проростків озимої пшениці в дозі 30 Гр і більше викликало зменшення вмісту гістону Н4, димера Н3 і мономера Н3 та збільшення кількості їх "мінорних" фракцій. Через 2 години після дії теплового шоку збільшувалась кількість кислоторозчинних ядерних білків, вміст яких через 7 годин зменшувався до контрольного рівня.

6. За умов гамма-опромінення та високої температури в проростках озимої пшениці відбувається індукція синтезу загальних білків родин БТШ110, БТШ90 і БТШ70, а також мітохондріальних БТШ110, БТШ70 та низькомолекулярних БТШ. Встановлено, що через 24 години після гамма-опромінення синтезуються нові стресові поліпептиди з мол. м. 96 і 94 кД. Зміни в біосинтезі білків за умов стресів носять зворотний характер, через дві доби після впливу спостерігається їх відновлення.

7. Специфічною реакцією проростків озимої пшениці на дію гамма-радіації є індукція в перші години після опромінення синтезу поліпептиду з мол. м. 45 кД у фракції як загального, так і мітохондріального білка.