Карпець Юрій Вікторович. Загартування рослин короткочасною дією високих температур: особливості передачі сигналу і фізіологічної відповіді. : Дис... канд. наук: 03.00.12 - 2009.
Анотація до роботи:
Карпець Ю.В. Загартування рослин короткочасною дією високих температур: особливості передачі сигналу і фізіологічної відповіді. – Рукопис
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. Інститут фізіології рослин і генетики НАН України. – Київ, 2009
Дисертація присвячена вивченню фізіологічних механізмів процесу теплового загартування рослин після короткочасного впливу на них гіпертермії (сублетальні температури).
На прикладі трьох таксономічно віддалених видів вищих рослин – Pinus sylvestris L., Triticum aestivum L., Cucumis sativus L. – показано ідентичний фазний характер змін теплостійкості і вмісту пероксидів у тканинах після короткочасного впливу сублетальної температури.
Тимчасове зростання вмісту пероксидів в тканинах після короткочасного загартовуючого нагрівання необхідне для подальшого формування теплостійкості рослин. Обробка рослинних об’єктів антиоксидантом іонолом нівелювала зростання вмісту пероксидів і розвиток теплостійкості. З використанням блокатора кальцієвих каналів показана залежність посилення нагромадження пероксидів, спричинюваного загартовуючим прогрівом, від кальцієвого статусу рослинних клітин.
Методом інгібіторного аналізу продемонстровано значення системи біосинтезу білків у формуванні теплостійкості рослин внаслідок короткочасної дії сублетальної температури.
Після короткочасної дії загартовуючої температури відбувалося підвищення активності і термостабільності антиоксидантних ферментів (супероксиддисмутази, каталази і пероксидази). Дані ефекти усувалися обробкою рослинних об’єктів інгібітором біосинтезу білка та антиоксидантом.
Зроблено висновок, що короткочасний (однохвилинний) вплив сублетальних температур після певного лаг-періоду викликає підвищення теплостійкості рослин, при цьому передача сигналу гіпертермії включає зміни про-/антиоксидантного балансу у рослинних тканинах, а формування теплостійкості відбувається за участю білоксинтезуючої системи.
У дисертації наведено й обґрунтовано положення, згідно з яким короткочасний (однохвилинний) вплив сублетальних температур після певного лаг-періоду викликає підвищення теплостійкості рослин, при цьому передача сигналу гіпертермії включає зміни про-/антиоксидантного балансу, а формування теплостійкості відбувається за участю білоксинтезуючої системи.
1. Істотне зростання теплостійкості рослин можливе після короткочасного впливу підвищених температур відносно широкого діапазону. Максимальний загартовуючий ефект після певного лаг-періоду чинять сублетальні температури, одразу після впливу яких спостерігається короткочасне зниження теплостійкості рослинних об’єктів.
2. Динаміка формування теплостійкості і змін вмісту пероксидів якісно не відрізняється у трьох таксономічно віддалених видів вищих рослин – Pinus sylvestris, Triticum aestivum і Cucumis sativus.
3. У процесі формування теплостійкості після короткочасної дії високих температур виокремлюються три фази: зниження резистентності, її підвищення і регенерації (або «роззагартування»). При цьому виявляється зворотна залежність між вмістом АФК (пероксидів) і резистентністю рослин.
4. Тимчасове зростання вмісту пероксидів в тканинах після короткочасного загартовуючого прогріву необхідне для подальшого формування теплостійкості рослин. Обробка рослинних об’єктів антиоксидантом іонолом нівелювала зростання вмісту пероксидів і розвиток теплостійкості.
5. Спричинюване короткочасною дією загартовуючої температури зростання вмісту пероксидів в рослинних тканинах відбувається за участю цитозольного кальцію, оскільки усувається блокатором кальцієвих каналів.
6. Попереднє загартування рослин короткочасною дією високих температур призводить до зниження окиснювальних пошкоджень, які реєстрували за вмістом продукту ПОЛ (МДА), після дії ушкоджуючого прогріву.
7. Короткочасний загартовуючий прогрів викликає підвищення активності і термостабільності антиоксидантних ферментів (СОД, каталази і пероксидази) в рослинних тканинах. Такі ефекти відбуваються за участю АФК (як сигнальних посередників) і системи біосинтезу білків, оскільки нівелюються антиоксидантом та інгібітором білкового синтезу.
Публікації автора:
Карпец Ю.В. О возможных механизмах индуцирования теплоустойчивости проростков пшеницы мягкой и сосны обыкновенной кратковременным действием высокой температуры / Ю.В. Карпец // Вісн. Харків. націон. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія. – 2007. – Вип. 3 (12). – С. 63-70.
Карпец Ю.В. Влияние кратковременного теплового закаливания и повреждающего нагрева на показатели про-/антиоксидантного равновесия в проростках пшеницы / Ю.В. Карпец, Ю.Е. Колупаев, Т.О. Ястреб, А.И. Обозный // Вісн. Харків. націон. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія. – 2008. – Вип. 2 (14). – С. 53-59.
Карпець Ю.В. Значення окиснювального стресу в індукуванні теплостійкості проростків пшениці короткочасною дією супероптимальної температури / Ю.В. Карпець, Ю.Є. Колупаєв // Физиология и биохимия культ. растений. – 2008. – Т. 40, № 3. – С. 245-252.
Карпець Ю.В. Динаміка розвитку теплостійкості рослин після короткочасного теплового загартування: зв'язок з флуктуаціями вмісту пероксидів / Ю.В. Карпець, Ю.Є. Колупаєв // Укр. ботан. журн. – 2008. – Т. 65, № 5. – С. 733-742.
Карпець Ю.В. Роль активних форм кисню у підвищенні термостабільності антиоксидантних ферментів коренів пшениці після теплового загартування / Ю.В. Карпець, Ю.Є. Колупаєв, Л.І. Мусатенко // Доп. НАН України. – 2008. – № 12. – С. 136-140.
Карпец Ю.В. Содержание пероксидов в корнях проростков пшеницы при гипертермии в зависимости от кальциевого статуса их клеток / Ю.В. Карпец, Ю.Е. Колупаев // Вісн. Харків. націон. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія. – 2008. – Вип. 3 (15). – С. 33-40.
Karperts Yu. The Participation of Reactive Oxygen Forms in Plants Heat Hardening / Yu. Karperts, T. Yastreb, O. Obozniy, Yu. Kolupaev // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution. Materials of III Int. сonf. (Odesa, 15-18 May 2007) – Odesa, 2007. – P. 30.
Карпець Ю.В. Супресія антиоксидантом іонолом ефектів короткочасного теплового загартування рослин / Ю.В. Карпець, Ю.Є. Колупаєв, Т.О. Ястреб, О.І. Обозний // Сучасні проблеми фізіології та інтродукції рослин. Мат-ли Всеукр. науково-практ. конф., (ДніпрНУ, 22-23 травня 2007 р.). – Дніпропетровськ, 2007. – С. 59-60.
Карпець Ю.В. Залежність ефекту короткочасного теплового загартування рослин від утворення активних форм кисню і кальцієвого статусу клітин / Ю.В. Карпець, Ю.Є. Колупаєв // 2-ий З’їзд Українського товариства клітинної біології. (КНУ ім. Тараса Шевченка, 23-26 жовтня 2007 р.). Збірник тез. – К., 2007. – С. 243.
Karperts Yu.V. The participation of reactive oxygen species in the plants heat resistance induction at the short-term hardening by superoptimum temperatures / Yu.V. Karperts, Yu.Ye. Kolupaev // Bioecological problems and means of solution. Materials of Int. conf. (Saransk, Russia, 15-18 May 2008). – Saransk, 2008. – P. 202-203.
Karperts Yu.V. Possible mechanisms of increase of antioxidative enzymes thermostability in Triticum aestivum plantlets at the short-term heat hardening / Yu.V. Karperts, Yu.Ye. Kolupaev // Актуальні проблеми ботаніки та екології. Мат-ли Міжнар. конф. мол. учених (м. Кам’янець-Подільський, 13-16 серпня 2008 р.). – Кам’янець-Подільський, 2008. – С. 281-282.
Карпець Ю.В. Вплив короткочасного теплового загартування на активність антиоксидантних ферментів проростків пшениці / Ю.В. Карпець // Сучасні проблеми інтродукції та акліматизації рослин. Тези доп. Міжнар. наук.-практ. конф. до 75-річчя Бот. саду Дніпропетр. нац. ун-ту (ДніпрНУ, 8-11 вересня 2008 р.) – Дніпропетровськ, 2008. – С. 48-49.
Карпець Ю.В. Модифікація антиоксидантом іонолом ефектів теплового загартування проростків пшениці на показники про-/антиоксидантного балансу / Ю.В. Карпець, Т.О. Ястреб, О.І. Обозний, А.О. Вайнер // Проблеми збереження біорізноманіття в природних та техногенно порушених екосистемах. Мат-ли ІІІ Наук. конф. мол. учених (м. Кривий Ріг, 16-18 вересня 2008 р.). – Кривий Ріг, 2008. – С. 85-87.
Карпец Ю.В. Изменение термостабильности супероксиддисмутазы корней проростков пшеницы после кратковременного теплового закаливания / Ю.В. Карпец, А.И. Обозный, А.А. Вайнер, Ю.Е. Колупаев // Регуляція росту і розвитку рослин: фізіолого-біохімічні і генетичні аспекти. Мат-ли Міжнар. наук. конф. (ХНУ ім. Каразіна, 13-15 жовтня 2008 р.). – Харків, 2008. – С. 82-83.
Карпець Ю.В. Залежність окиснювального сплеску при тепловому загартуванні рослин від кальцієвого статусу клітин / Ю.В. Карпець // Біологія: від молекули до біосфери. Мат. III Міжнар. конф. мол. науковців (ХНУ ім. Каразіна, 18-21 листопада 2008 р.). – Харків, 2008. – С. 277-278.
Карпець Ю.В. Механізм зміни термостабільності пероксидази коренів пшениці при короткочасному тепловому загартуванні / Ю.В. Карпець, О.І. Обозний, В.М. Попов // Біологія: від молекули до біосфери. Мат. III Міжнар. конф. мол. науковців (ХНУ ім. Каразіна, 18-21 листопада 2008 р.). – Харків, 2008. – С. 279-280.
