<<
>>

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях дефицита кислорода в растениях происходят значительные изменения метаболических процессов, изменяется скорость процессов пероксидации липидов, связанных с окислением полиненасыщенных жирных кислот.
При действии данного стрессора в клетках растений создаются условия для процессов образования различных типов АФК, таких как супероксидный анион-радикал, гидропероксидный радикал, пероксид водорода, гидроксильный радикал и ряд других. Известна как положительная, так и отрицательная роль АФК. С одной стороны, избыточная концентрация АФК может привести к нарушению различных клеточных структур, повреждению мембран. Высокая активность АФК позволяет им реагировать с функциональными и структурными компонентами клеток, а также с их метаболитами. С другой стороны, АФК могут выполнять сигнальную роль в клетках, участвуют в управлении процессами роста и развития. Воспринимая сигналы об изменении концентрации кислорода в окружающей среде, различные АФК могут играть роль вторичных мессенджеров, что позволяет организмам включать механизмы адаптации к действию различных стрессовых факторов, включая дефицит кислорода. Адаптация растений к условиям гипоксии включает в себя не только анатомо-морфологические, но и физиологические и метаболические механизмы, позволяющие растениям приспосабливаться к изменяющимся условиям среды. Изучение механизмов адаптации растений является важным для выяснения особенностей их развития в условиях гипоксического стресса.

Проведенные нами исследования показали, что действие кратковременной гипоксии и среды высоких концентраций диоксида углерода на растения зависит от степени их устойчивости к данным стрессовым факторам. В клетках растений под влиянием дефицита кислорода и среды высоких концентраций диоксида углерода происходили различные изменения в процессах свободнорадикального окисления, образования различных типов АФК и активности ферментов.

В условиях гипоксии у неустойчивых растений гороха процессы свободнорадикального окисления значительно усиливались по сравнению с более устойчивыми растениями сои и кукурузы. При этом в клетках растений гороха происходило значительное накопление различных типов АФК - супероксидного анион-радикала, гидропероксида и пероксида водорода при действии гипоксии и СО2 - среды, в отличие от других растений.

Отмечено, что фитогормоны кинетин и эпибрассинолид снижали скорость образования свободных радикалов в клетках растений, уменьшали количество супероксидного анион-радикала и пероксида водорода в условиях дефицита кислорода и действия среды высоких концентраций углекислого газа, и это не зависело от степени их устойчивости.

Выявлено изменение активности различных антиоксидантных ферментов в растениях при гипоксии. Показано, что у более устойчивых растений активность антиоксидантных ферментов была значительно выше, чем у неустойчивых. При этом активность каталазы существенно возрастала в первые часы гипоксического стресса именно у устойчивых растений. С увеличением сроков действия гипоксии повышалась активность ферментов пероксидазной группы, что было характерно для более устойчивых растений. Высокая активность СОД была характерна также для более устойчивых к гипоксии растений сои и кукурузы, чем для проростков гороха. Это указывает на наличие определенной корреляции между степенью устойчивости растений к гипоксии и активностью антиоксидантных ферментов, включая СОД, что ранее было показано только для некоторых растений [54, 123].

Было показано, что СО2 - среда вызывала более значительные изменения активности ферментов антиоксидантной системы, чем условия обычной гипоксии. У растений сои особенно это было выражено в изменения активности каталазы, когда уже при 3-часовой экспозиции в среде с СО2 ее активность возрастала до такой величины, которая была характерна для фермента, но только через 24 часа действия гипоксии. Полученные данные подтверждают ранее высказанное предположение [35, 40, 47] о том, что диоксид углерода, накапливаясь как продукт дыхательного обмена, может включать системы адаптации растений к условиям гипоксического стресса, что позволяет отнести этот компонент газовой среды к группе низкомолекулярных сигнальных молекул.

Выявлено повышение активности липоксигеназы в исследуемых растениях в первые часы действия гипоксического стресса. Полученные данные могут свидетельствовать о том, что липоксигеназный ферментативный путь накопления АФК, наряду с неферментативным, являлся одинаково активным в клетках как у неустойчивых растений гороха, так и у более устойчивых растений сои и кукурузы, но только в первые часы действия гипоксии и СО2 - среды. Ранее участие липоксигеназного пути в процессах накопления АФК при гипоксии подвергались сомнению. Это связано с тем, что для липоксигеназ, как и всех диоксигеназ, для процесса окисления полиненасыщенных жирных кислот необходимо участие кислорода, содержание которого в клетках растений при гипоксии резко снижается.

В растениях гороха и сои показано присутствие фермента липоксигеназы не только в цитоплазме, хлоропластах, но и в митохондриях, о чем свидетельствовало проведенное электрофоретическое исследование и специфическое проявление электрофореграмм в присутствии линолевой кислоты. Установлено, что митохондриальная форма липоксигеназы отличалась по величине Rf от хлоропластной и цитоплазматической форм. Отмечено значительное повышение активности липоксигеназы в митохондриях у неустойчивых проростков гороха и более устойчивых растений сои через 3-6 часов действия гипоксического стресса. Для цитоплазматической и хлоропластной липоксигеназ это не было характерно.

Исследовали роль отдельных клеточных компартментов в образовании активных форм кислорода в растениях при действии кратковременной гипоксии и среды высоких концентраций диоксида углерода. Для митохондрий растений гороха, сои и кукурузы показана возможность накопления супероксидного анион-радикала и пероксида водорода в условиях кратковременной гипоксии. При этом скорость образования разных типов АФК, таких как супероксидного анион-радикала и пероксида водорода зависела от сроков действия дефицита кислорода и степени устойчивости растений. Отмечено более эффективное действие СО2 - среды на процессы образования АФК в растения гороха, сои и кукурузы при кратковременных экспозициях (до суток), чем условия обычной гипоксии.

<< | >>
Источник: Бердникова Ольга Сергеевна. ВОЗДЕЙСТВИЕ ГИПОКСИИ И СРЕДЫ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СО2 НА ОБРАЗОВАНИЕ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА В КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ПО УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ. 2016

Еще по теме ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

  1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  2. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  3. Заключение
  4. Заключение эксперта
  5. Заключение
  6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  9. 8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  13. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  14. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  15. Заключение
  16. Заключение
  17. Заключение