Введение к работе
Актуальность. Приспособление растений к неблагоприятным условиям окружающей среды традиционно вызывает интерес у физиологов растений. Изучению отого процесса посвящено большое количество работ как у нас в стране, так и за рубежом. Известно, что фкто-гормоны играют активную роль в формировании реакции растительного организма в ответ на внешнее воздействие (Пустовойтова. 1978, Pharis, Reid. 1985; Жирмунская. Шаповалов, 1987; Salisbury, Магі-nos, 1985; Jackson. 1993). Данные, полученные в лаборатории физиологии растений УНЦ РАН показывают, что изменение их количества может быть установлено уже через несколько минут после начала воздействия (Кудоярова и др., 1990), что указывает на необходимость анализа детальной динамики гормонов. Однако к началу выполнения данной работы существовали методические сложности в определении гормонов, связанные как с трудоемкостью одних методов анализа (физико-химические), или недостаточной точностью и воспроизводимостью других (биотестирование). Все это затрудняло проведение количественного анализа большого количества образцов одновременно. Разработка иммунологических методов определения фитогормо-нов, и, в частности, твердофазного иммуноферментного метода, позволяет решить многие проблемы.
Цели и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в разработке высокочувствительного и специфичного экспресс-метода иммуноферментного определения ауксинов, цитокининов и абсцизовой кислоты, а также исследовании влияния водного и теплового стрессов на динамику данных фитогормоноь в растениях пшеницы, кукурузы и табака. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
- оценка достаточности очистки индолилуксусной и абсцизовой
кислот по модифицированной схеме экстракции для обеспечения надежности иммуноанализа;
изучение специфичности и воспроизводимости метода твердофазного иммуноферментного анализа ИУК, АБК и цитокининов;
исследование эффективности сочетания тонкослойной хроматографии и иммуноанализа для количественного определения отдельных производных цитокинина зеатина;
изучение быстрого и длительного гормональных ответов растений пшеницы, кукурузы и табака на неблагоприятные воздействия;
сопоставление динамики разных гормонов при стрессе с целью выявления их возможного взаимодействия.
Научная новизна. Показано, что использование минимального объема экстрагента на кавдой стадии экстракции и реэкстракцин ИУК и АБК увеличивает надежность анализа за счет освобождения образца от компонентов, являющихся причиной специфической интерференции.
Продемонстрировано, что сочетание тонкослойной хроматографии (ТСХ) и иммуноферментного анализа (ИФА) позволяет разделять и количественно определять нуклеотид, 9-М-глюкозид, рибозид и свободное основание зеатина.
Применение ТСХ-ИФА позволило зарегистрировать быстрые (в течение 15-30 минут) изменения в спектре иммунореактивных цитокининов в побегах растений кукурузы и пшеницы при их подвядании.
Обнаружена связь между засухоустойчивостью растений разных сортов пшеницы и их способностью накапливать ИУК в зоне меристемы и АБК - в листовой пластинке.
Показано, что локальное внесение удобрений, повышающее засухоустойчивость растений, снижало уровень накопления АБК, индуци-
рованное недостатком влаги в почве.
Практическая ценность. Разработанный вариант определения гормонов с помощью ИФА после адекватной очистки растительного материала находит широкое применение в различных лабораториях исследовательских институтов и ВУЗов.
Показано, что метод отбора цитокининподобных соединений по их способности взаимодействовать с антителами к цитокининам позволяет быстро проводить скрининг веществ, потенциально способных повышать устойчивость растений.
Апробация работы. Основные положения работа доложены на конференциях: "Математическая научная конференция" (Казань, 1988), "Вопросы медицинской биотехнологии и иммунопрепаратов" (Уфа, 1988), 3 Всесоюзной конференции молодых ученых по физиологии растительной клетки (Петрозаводск, 1988), "Актуальные проблемы физиологии растений и генетики" (Киев, 1989). 14 съезде по общей и прикладной химии (Москва, 1989), "Изучение и рациональное использование природных ресурсов" (Уфа, 1989), 1 школе-семинаре "Имму-ноформентный анализ регуляторов роста растений: приложение к физиологии растений и экологии" (Уфа, 1989), 4 Всесоюзной конференции молодых ученых по физиологии растительной клетки (Минск, 1990), з съезде Всесоюзного общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993), Международном симпозиуме "Физиология абсцизовой кислоты. 30 лет исследований" (Пущино, 1993), 9 Конгрессе Федерации европейских обществ физиологов растений (Брно, 1994). 4 Симпозиуме ВВПЕ и комиссии по физиологии растений КНБВ (Дипенбик. 1993), 10 конференции по экстракции (Уфа, 1994). конференции "Физиолого-биохимическая основа физиологии растений" (Пенза. 1996). 10 Конгрессе Федерации Европейских обществ физио-
логов растений (Флоренция, І996).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитированной литературы из 168 наименований, из них 125 на иностранных языках. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, включает в себя 7 таблиц и 17 рисунков.
