Анотація до роботи:

Ємельянов В.І. Роль змін внутрішньоклітинної концентрації Са²⁺ в індукції хітиназної активності та накопиченні калози в клітинах томатів (Lycopersicon esculentum L.). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2004.

Дисертацію присвячено дослідженню ролі змін внутрішньоклітинної концентрації кальцію в індукції двох захисних реакцій в клітинах L. esculentum – збільшення хітиназної активності та накопичення калози.

Розроблено модельну систему на основі суспензійної культури клітин L. esculentum для дослідження механізмів трансдукції сигналу при індукуванні захисних реакцій біотичними еліситорами.

Показано, що додавання біотичних еліситорів – олігомерів хітину та хітозану – до культури клітин томатів індукують ці захисні реакцій. За допомогою інгібіторного аналізу доведена необхідність участі кальцієвої сигнальної системи в трансдукції сигналу для активації захисних реакцій. Для вимірювання цитоплазматичної концентрації кальцію спектрофлуориметричним методом було отримано протопласти томатів та оптимізовані умови завантаження флуоресцентного зонду Індо–1 в клітини при низьких значеннях рН. Визначені зміни [Ca²⁺]_цт і проаналізовано подальше кальцій-залежне збільшення хітиназної активності та накопичення калози.

Встановлено наявність порогових діапазонів концентрацій цитоплазматичного кальцію для індукції двох захисних реакцій.

Вперше визначено тригерний діапазон концентрацій індукованого збільшення цитоплазматичного кальцію, який лімітує кількість накопичення калози, але не перешкоджає подальшому зростанню хітиназної активності в клітинах томатів.

1. Розроблено модельну систему дослідження механізмів трансдукції мікробних сигналів для активації захисних реакцій у культурі клітин томатів.

2. Показано, що біотичні еліситори – фрагменти хітину зі ступенем полімерізації від 2 до 5 та хітозан – індукують дві захисні реакції: збільшення хітиназної активності та накопичення калози в клітинах томатів.

3. Встановлено, що рівень індукованої хітиназної активності та накопичення калози залежить від хімічної будови та концентрації біотичних еліситорів. Кожному з них притаманний свій поріг індукування захисних реакцій.

4. З’ясовано, що ряд речовин (EГTA, верапаміл), які перешкоджають індукованому збільшенню внутрішньоклітинної концентрації кальцію, зменшують інтенсивність синтезу хітинази та накопичення калози в суспензійній культурі клітин L. esculentum.

5. За допомогою кальцій-чутливого флуоресцентного зонду Індо-1 визначено кількісні зміни цитоплазматичної концентрації Ca²⁺ після обробки клітин біотичними еліситорами.

6. Вперше встановлено наявність порогових діапазонів концентрацій цитоплазматичного кальцію для двох захисних реакцій, індукованих в клітинах томатів.

7. Вперше визначено тригерний діапазон концентрацій індукованого збільшення цитоплазматичного кальцію, який лімітує кількість накопичення калози в клітинах томатів, але не перешкодає подальшому зростанню хітиназної активності.

Публікації автора:

1. Ємельянов В.І., Дмитрієв О.П., Гродзінський Д.М. Індукція хітиназної активності хітиновими фрагментами різної довжини в суспензійній культурі клітин томату (Lycopersicon esculentum) // Доповіді Національної академії наук України. – 1999. – № 11. – С. 156 – 158. (Здобувачем виконано експериментальну частину, закладено досліди, проведено статистичну обробку даних та узагальнено результати досліджень).

1. Ємельянов В.І., Грищенко О., Дмитрієв О.П. Визначення індукованої хітиназної активності в суспензійній культурі клітин томатів (Lycopersicon esculentum) // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Біологія. – 2000. – Вип. 31. – С. 35–36. (Здобувачем розроблено та проведено всі експерименти, проведено статистичну обробку даних, узагальнено результати досліджень, написано статтю).

3. Емельянов В.И., Кравчук Ж.Н. Сравнительная характеристика индукции калозообразования в суспензионных культурах лука и томата // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. – 2001. – Вип. 9 – С. 235 – 241. (Здобувачем проаналізовано літературу, закладено експеримент по визначенню кількості калози накопиченої в суспензійній культурі клітин томату, проведено статистичну обробку даних, обговорено та узагальнено результати досліджень).

4. Ємельянов В.І., Дмитрієв О.П. Індукція хітиназної активності в суспензійній культурі клітин томату // Онтогенез рослин в природному та трансформованому середовищі – Львів. – 1998. – С. 114.

5. Emelyanov V.I., Dmitriev A.P. Induction of chitinase activity and callose synthesis in tomato (Lycopersicon esculentum) // Abstracts of "II International Symposium on Plant Biotechnology" – Kyiv. – 1998. – P 38.

6. Ємельянов В. Індукований синтез калози в суспензійній культурі клітин томату // Конференції молодих учених “Актуальні проблеми ботаніки та екології” – Зноб-Новгородське. – 2001 – С. 85–86.

7. Emelyanov V., Dmitriev A. Role of calcium as a secоnd messenger in defense activation in tomato(Lycopersicon esculentum) cells. // Abstract of XXXI Annual meeting ESNA– Chania (Greece) – 2001. – P 93.

8. Emelyanov V.I., Kravchuk J.N. Selection of enzyme mixture and protoplasts isolation for following loading Ca²⁺ fluorescent probe indo-1 // Abstract of International Symposium “Biotechnology approaches for exploitation and preservation of plant resources” – Yalta. – 2002. – P. 71-72.

9. Ємельянов В.І., Кравчук Ж.М. Зміни внутрішньоклітинних концентрацій іонів Са²⁺ в клітинах томату при обробці біогенними еліситорами // Всеукраинская конференция молодых ученых "Актуальные вопросы современного естествознания – 2003"– Симферополь. – 2003. – С. 34-35.