Изучение ключевых ферментов обмена глютамата в связи с морфогенезом и устойчивостью генотипов злаковых культур к засолению и ржавчине
Оценка полноты решений поставленных задач
жүктеу/скачать 0.54 Mb.
|
Оценка полноты решений поставленных задач. Поставленные в работе задачи выполнены. Обнаружены и охарактеризованы ключевые ферменты обмена глютамата злаковых культур. Впервые изучена регуляция НАДФ-ГДГ сферосом при прорастании и созревании семян пшеницы. Установлены гормональные механизмы активации НАДФ-ГДГ сферосом злаковых культур. Были изучены роли ФК МДГ-ГОАТ при прорастании и созревании семян злаковых культур, также и роли ФК МДГ-ГОАТ в процессах адаптации злаковых культур к стрессовым факторам таким, как: засоление, высокая температура и ржавчинные заболевания. Рекомендации по конкретному использованию результатов исследований. Полученные результаты могут использоваться для повышения урожайности злаковых культур. Выделенные в ходе исследования регуляторы НАДФ-ГДГ сферосом могут использоваться в качестве эффективных биостимуляторов для повышения урожайности и стрессоустойчивости злаковых культур. Активность ФК МДГ-ГОАТ может служить в качестве ферментного маркера для селекции зерновых культур на устойчивость генотипов пшеницы, ячменя и риса к засолению, высокой температуре и ржавчинным болезням, а также для отбора жизнеспособных семян. Технико-экономический и научный уровень в сравнении с лучшими достижениями в этой области. Технико-экономический уровень высокий, так как, проведенные исследования позволили разработать неимеющий аналогов метод для быстрой селекции злаковых культур на устойчивость абиотическому и биотичскому стрессам. Научная новизна и практическая значимость выполненной работы соответствует современному научно-техническому уровню в области генетики и молекулярной биологии. Научный уровень представленной работы соответствует международным стандартам исследований, проводимых в данной области. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1 Кудиярова, Ж.С., Бекбаева, Л.К., Рсалиев, Ш.С. Изучение активности ферментного комплекса МДГ-ГОАТ у сортов мягкой пшеницы различающихся по устойчивости к ржавчинным болезням // Материалы научно-практической конференции «Современные проблемы биохимии и эндокринологии» с международным участием. - Ташкент, 2006. - С. 163-164. 2 Kudiyarova, Zh., Tuimebaeva, B., Rakhmetova, Zh. The new enzyme methods for determination of glutamate in clinic and food stuffs // 31-st FEBS Congress, The FEBS Journal. - Istanbul, 2006. – P. 256. 3 Гильманов, М.К., Кудиярова, Ж.С., Рахметова, Ж.К., Колдасова, А.С. Изучение физико-химических свойств нового ферментного комплекса МДГ-ГОАТ основных злаковых культур // Вестник КазНУ. Серия биологическая. - 2006. - Т.30, №4. - С. 37-43.
10 Kudiyarova, Zh.S., Sabitov, A.N., Gilmanov, M.K., Samenov, N.A. Secondary hormone of cytokinine and 14-3-3 proteins activate Ca2+ dependent ATP-ase of plasmatic membrane from aleuron layer of wheat seeds // 2nd International Symposium Plant growth substances: intracellular hormonal signaling and applying in agriculture. - Kyiv, Ukraine, 2007. – P. 137. 11 Kudiyarova, Zh.S., Gilmanov, M.K., Rakhmetova, Zh.K., Omirbekova, N.Zh., Bekbaeva, L.K., Kurmanov, B.K. The structure and functions of evolutionary young enzyme complex MDh-GOAT // An international Symposium on the nitrogen nutrition of plants «Nitrogen 2007». - Lancaster, UK, 2007. – P. 56. 12 Gilmanov, M.K., Ibragimova, S.A., Samenov, N.A., Sabitov, A.N., Kudiyarova, Zh.S. The participation of mediator of cytokinin and spherosomes in mechanisms of activation of plant NADP-GDh // An international Symposium on the nitrogen nutrition of plants «Nitrogen 2007». - Lancaster, UK, 2007. – P. 54. 13 Kudiyarova, Zh.S., Sabitov, A.N., Gilmanov, M.K., Ibragimova, S.A., Ryskulova, S.T. Активация вторичным гормоном цитокинина и 14-3-3 белками Ca2+-АТФ-азы плазматической мембраны из алейроновых клеток семян пшеницы // Материалы V Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений». - Минск, 2007. – C. 113. 14 Ибрагимова, С.А., Басыгараев, Ж.М., Алашбаева, Л.Ж., Кудиярова, Ж.С. Свойства и применение вторичного гормона цитокинина из зародыша пшеницы // Вестник КазНУ. Серия биологическая. – 2007. - №1 (36). – C. 159. 15 Спанкулова, З.Б., Кудиярова, Ж.С. Екінші реттік цитокинин гормоны және 14-3-3 протеиндері бидай дәнінің алейрон қабатындағы Са2+ тәуелді АТФ- азасын активтендіруі // Студенттер мен жас ғалымдардың екінші халықаралық конгресі, «Ғылым әлемі». – Алматы, 2008. - 107-108 бб. 16 Kudiyarova, Zh.S., Gilmanov, M.K. Cytokinine secondary hormone and 14-3-3 proteins activates Ca–ATP-ase from aleuron layers of wheat seeds // 33rd FEBS Congress, Biochemistry of Cell regulation / The FEBS Journal. - Athens, 2008. – P. 353. 17 Kudiyarova, Zh.S., Cytokinine secondary hormone and 14-3-3 proteins activate spherosomes anchored NADP-GDh in wheat seeds // «Қазақстаннын биологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз ету мәселелері», ЕМК «Ботаника және фитоинтродукция Институты». – Алматы, 2008. - 149-151бб. 18 Kudiyarova, Zh.S., Rakhmetova, Zh, Bekbayeva, L.K., Omirbekova, N.Zh. New malate-dehydrogenase–glutamate oxaloacetate aminotransferase glutamate enzyme system from cereals and its bioengineering application // World Congress on science, Engineering and Technology. - Venice, 2008. - Vol. 34. - P. 631- 634. 19 Кудиярова, Ж.С. Изучение ФК МДГ-ГОАТ и глютаматдегидрогеназы (ГДГ) в связи с морфогенезом и устойчивостью генотипов злаковых культур к засолению // Междунар. научно-практическая конференция «Биологическое разнообразиe и устойчивое развитие природы и общества», посвященная 75-летию КазНУ им. аль-Фараби и 75-летию биологического факультета. – Алматы, 2009. - С. 214-216. Құдиярова Жанар Сырлыбайханқызы ГЛЮТАМАТ АЙНАЛЫМЫНЫҢ НЕГІЗГІ ФЕРМЕНТТЕРІН АСТЫҚ ДАҚЫЛДАРЫНЫҢ ГЕНОТИПТЕРІНІҢ МОРФОГЕНЕЗІНЕ БАЙЛАНЫСТЫ ЖӘНЕ ТҰЗДАНУМЕН ТАТ АУРУЛАРЫНА ҚАРСЫ ТӨЗІМДІЛІГІН ЗЕРТТЕУ «генетика» мамандығы бойынша биология саласында философия докторы (Ph.D.) академиялық дәрежесін алу үшін дайындалған диссертация авторефератына ТҮЙІН Тәжірибелік зерттеудің негізгі нысаналары ретінде бидайдың (Triticum aestivum L.), (Triticum durum Desf.) 32 түрлі генотиптері, арпаның (Hordeum vulgare L.), 14 түрлі сорттары және 12 генетикалық линиялары, күріштің (Oriza Sativa L.) 8 сорты алынды. Сонымен қатар зерттеуде жүгері, асқабақ, бұршақ, арша, шырша, кедр, алма және алмұрттың дәндері қолданылды. Жұмыстың мақсаты: астық дақылдарының генотиптерінің морфогенезіне байланысты және олардың тұзданумен тат ауруларына қарсы төзімділігіндегі глютамат айналымының негізгі ферменттерінің атқаратын қызметтерін зерттеу. Зерттеу мақсатында қолданылған әдістер: гомогенизациялау, центрифугалау, октилсефарозада гидрофобты хроматографиялау, RP 18 кері фазалы хромотографиясымен және көміртек-кремний нанокарбосорбентінде препаративті хроматографиясымен бөлу, пішінді анықтауға электрондық микроскопиялау, Н+-АТФ-азаның активтілігін анықтау, ионалмасу хроматографиясы, аффинді хроматографиясы, SDS–электрофорез, және глютамат айналымының негізгі ферменттері ГДГ-нің, НАДФ-глютаматдегидрогеназаның, МДГ–ГОАТ ферменттік комплексінің активтіліктерін анықтау үшін спектрофотометриялық әдісі, протеиндердің мөлшерін анықтау үшін Микробиурет және Брэдфорд әдістері қолданылды. Зерттеудің нәтижесінде: -морфогенетикалық және биохимиялық зерттеулер арқылы астық дақылдарының глютамат айналымындағы негізгі ферменттері анықталды. Бидай және жүгері дәндерінің пісу кезеңінде НАДФ-ГДГ сферосомасының ролі зор. Бидай дәндерінің өнуінде НАДФ-ГДГ-сферосомасын активтендіру механизмдері анықталды. Фузикокциннің әсерінен бидайдың алейрон қабатында кальций иондарының цитоплазмаға енуіне ықпал ететін протонды АТФ-аза активтенеді. Кальций иондары фузикокциннің әсерінен төменгі молекулалы қосылыстармен бірге «С»-фосфокиназасын активтендіреді, соның салдарынан НАДФ-ГДГ-сферосомалары түзіледі. -бидайдың құрғақ дәнінен малатдегирогеназа және глютаматоксалоацетат-аминтрансферазадан тұратын ферменттік комплекс бөлініп алынды. SDS–электрофорез арқылы ол екі әртүрлі бөліктерден, яғни массасы 60 кДа және 50 кДа-дан тұратын полипептидтер екендігі анықталды. Демек, ол екі қабысқан малатдегидрогеназаның және глютаматдегидрогеназаның гендерімен реттеледі. ФК-ның активтілігі микроорганизмдерде, балдырларда, төменгі сатылы өсімдіктерде және эволюциялық байырғы өсімдіктерде байқалған жоқ. Сондықтан ол эволюциялық жаңа белокты комплекс, себебі ол эволюциялық тұрғыдан кейін пайда болған өсімдіктерден табылған. ФК-ның активтілігі астық дақылдарының дәндерінің өміршеңдігін көрсетеді. Сонымен қатар ФК дәндердің өсу кезеңінде ұрықтың өсуін энергиямен қамтамасыз етеді. ФК-ның активтілігі өсімдіктің онтогенезінің маңызды кезеңдерімен тікелей байланысты, әсіресе өсіп-өну және пісіп жетілу кезеңдерінде атқаратын қызметі зор. Тұздануға төзімділігі әртүрлі бидайдың, арпаның және күріштің дәндеріне зерттеулер жүргізу нәтижесінде төзімді генотиптерде ФК-ның активтілігі жоғары, ал төзімсіз өсімдіктерде оның активтілігі томендігі байқалды. Сонымен қатар арпаның жоғары температураға төзімді сорттарында төзімсіз сорттарына қарағанда ФК-ның активтілігі екі есе жоғары болып табылды. Тат ауруларына да төзімділігі бойынша әртүрлі 20 сорттарында жүргізілген зерттеулер бойынша да төзімді сорттарда ФК-ның жоғары активтілігін, ал төзімсіз сорттарында төмен активтілікті көрсетті.
Бұл жумысты генетикалық селекцияда, биотехнология және энзимология салаларында қолдануға болады. summary of dissertation for an academic degree of Doctor of Philosophy (Ph.D.) in the field of biology sciences on a speciality of genetic Kudiyarova Zhanar Syrlybaikhanovna THE INVESTIGATION OF THE KEY ENZYMES OF METABOLISM OF GLUTAMATE IN RELATION WITH MORPHOGENESIS AND TOLERANCE OF CEREAL’S GENOTYPES TO SALT STRESS AND RUST INFECTION The major objects of investigation were 32 genotypes of wheat (Triticum aestivum L.), (Triticum durum Desf.), 14 cultivars and 12 constant lines of barley (Hordeum vulgare L.), 8 cultivars of rice (Oriza Sativa L.) and (Zea Maize L.). The purpose of the present research was to study of the new key enzymes of glutamate metabolism of the major cereal cultures in relations with morphogenesis and tolerance of genotypes to salt stress and rust infection. In this investigation were used next methods: homogenization, centrifugation, hydrophobic chromatography on column with octylsepharose, reverse-phase chromatography on column type RP 18, preparative chromatography on carbon-sorbent nanocarbosorb, scanning electronic microscopy, biochemical methods of determination of activities of GDh, NADP-GDh of spherosome, MDh-GOAT and plasmatic membrane H+-ATP-ase, ion-exchange chromatography, gel–chromatography, SDS-electrophoresis, spectrophotometric methods and for determination of protein quantity were used Microbiyuret and Bradford methods. The obtained dates were statistically calculated by origin computer method. Results of investigations: It was shown that NADP-GDh of spherosome play key role in germinating and maturing wheat seeds. We studied the mechanism of activation of NADP-GDh of spherosome in germinating wheat seeds. It was established, that under action of fusicoccin it is activated proton ATP-ase which transports Ca2+ into the cytoplasm of aleurone cells of wheat seeds. Also fusicoccin activates the formation of the low-molecular regulator. Then this regulator is translocated to aleurone cells. Here Ca2+ and low-molecular regulator activate the phosphokinase "C". At last Ca2+ and phosphokinase "C" fully converts GDh of spherosome to NADP strong dependent GDh of spherosome. NADP-GDh of spherosome has high affinity to NH4+ KM about 1 μM. The activity of NADP-GDh of spherosome very high in maturing wheat and corn seeds. We purified EC MDh-GOAT from the dry wheat seeds. By SDS-electrophoresis showed that EC consists of two heterologic subunits with molecular masses of 50 kDa and 60 kDa. That means that EC is coded by two connected genes of MDh and GOAT. It was established, that EC is absent in microorganisms, in algae, bryophytes and other lowest plants and evolutionary ancient higher plants like lilies. EC was found in evolutionary young plants: Rozhacea, Cucurbitae and Leguminoza and cereal family plants. It was shown that activity of the EC is important for growing wheat seeds embryos. It was shown that the activity of EC is very high in steams, leaves and ears of maturing wheat plants. It was shown, that activity of EC correlates with viability of wheat seeds. The studying of the activity of EC of 46-cultivars of wheat, barley and rice differing by tolerance to salt stress show that the tolerant genotypes have the ability to increase the activity of EC as response to salt stress, whereas intolerant genotypes haven’t this ability. Also it was shown that tolerant to high temperature cultivars of barley have 2 times higher activity of EC than the intolerant one. Also cultivars differing by tolerance to rust infection showed high activity of EC than intolerant cultivars.
Формат 60х84 1/16. бумага офсет №1. Гарнитура Times New Roman, кегль 10 Усл. п. л. 2.0. Тираж 100 экз. Заказ № Подписано в печать: 22.05.2009 г.
Республика Казахстан, г. Алматы, 050000, пр. Сейфуллина, 541 тел.: 261-16-12, 261-48-44 E- mail: print@copyland.kz жүктеу/скачать 0.54 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|