WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 14 |

Карпеченко никита александрович анализ белковых спектров ферментов метаболических путей и инвертированых повторов днк древесных растений дуба черешчатого, произрастающих в

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Воронежский государственный университет»

На правах рукописи

Карпеченко Никита Александрович

АНАЛИЗ БЕЛКОВЫХ СПЕКТРОВ ФЕРМЕНТОВ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ

ПУТЕЙ И ИНВЕРТИРОВАНЫХ ПОВТОРОВ ДНК ДРЕВЕСНЫХ

РАСТЕНИЙ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В

ЛЕСОСТЕПИ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Специальность 03.01.04 – биохимия Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Попов В. Н.

Воронеж –

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………... Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………. 1.1. Характеристика дуба черешчатого (Quercus robur L.)………….. 1.2. Биологическое разнообразие дуба черешчатого………………… 1.3. Метаболические пути растительной клетки…………………….. 1.4. Биохимические методы в исследовании древесных пород растений……………………………………………………………. 1.5. Биохимико-генетические исследования рода Quercus………….. 1.5.1. Изоферментный анализ древесных растений………………… 1.5.2. Анализ структуры ДНК древесных растений………………... Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………… 2.1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………... 2.2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………. 2.2.1. Объекты исследования………………………………………… 2.2.2. Методы исследования………………………………………… 2.2.2.1. Определение изоферментного состава ………………….. 2.2.2.2. Анализ нуклеотидной последовательности ДНК……….. 2.2.2.2.1. Получение нуклеиновых кислот……………………… 2.2.2.2.2. Спектрофотометрическое определение концентрации ДНК……………………………………. 2.2.2.2.3. Полимеразно-цепная реакция…………………………. 2.2.2.2.4. Электрофоретическое фракционирование продуктов ПЦР……………………………………………………… 2.2.2.3. Математическая обработка полученных результатов….. Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ………………………… 3.1. Изучение полиморфизма изоферментного состава в популяции дуба черешчатого…………………………………... 3.1.1 Алкогольдегидрогеназа…………………………………….. 3.1.2 Аланинаминопептидаза……………………………….…….. 3.1.3 Изоцитратдегидрогеназа……………………………………. 3.1.4 Фосфоглюкомутаза…………………………………………. 3.1.5 Глюкозофосфатизомераза…………………………………… 3.1.6 Шикиматдегидрогеназа…………………………………....... 3.1.7 Лейцинаминопептидаза……………………………………… 3.1.8 Флюоресцентная эстераза…………………………………… 3.2. Определение характера изменения ДНК-маркеров в популяции дуба черешчатого различных мест произрастания………………………………………………….... 3.3. Полиморфизм ДНК-маркеров дуба колоновидного…………. 3.4. Анализ изменения биохимических показателей популяции дуба черешчатого в лесостепи европейской части Российской Федерации………………………………………………………… 3.5. Структура популяции дуба черешчатого в лесостепи европейской части Российской Федерации…………………..... ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………… ВЫВОДЫ………………………………………………………………… СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………….. ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………….. Приложение 1. Рецептура окрашивающих растворов и методика окрашивания гелевых срезов…………………………………………… Приложение 2. Генотипы деревьев дуба черешчатого из лесостепи европейской части Российской Федерации по 12 изоферментным локусам…………………………………………………………………. Приложение 3. Электрофореграммы продуктов ПЦР дуба черешчатого формы колоновидной разных мест происхождения с использованием 9 RAPD- праймеров…………………………………….

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота ПЦР, PCR – полимеразная цепная реакция, polymerase chain reaction ПДРФ – полиморфизм длин рестрикционных фрагментов QTLs – quantitative trait locus ГМИ – генетически модифицированные источники STSs – sequence tagged sites EST – expressed sequence tag SINE, LINE – short and interspersed repetitive elements РНК – рибонуклеиновая кислота VNTR – variable number of tandem repeats SSR – simple sequence repeat STR – short tandem repeat VNTRs – переменное число тандемных повторов HVRs – гипервариабельное число тандемных повторов RAPD – random amplified polymorphic DNA SCAR – sequence characterized amplified region AFLP – amplified fragment length polymorphism ISSR – inter-simple sequence repeats IRAP – inter-retransposon amplified polymorphism SNPs – single-nucleotide polymorphism ЛСП – лесосеменные плантации ММФФ – множественные молекулярные формы фермента ATP –adenosinetriphosphate ПВК – пировиноградная кислота ЦТК – цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса FADH 2 – flavinadeninedinucleotide ЭТЦ – электронтранспортная цепь UCP –ultra corep rotector ЦТАБ – цетилтриэтиламмоний бромид ПВП – поливинилпирролидон ПААГ – полиакриламидный гель Пн – пары нуклеотидов ДМФА – диметилформамид;

МТТ – 3-(4,5-диметилтиазолил 1-2) 2,5-дифенил-тетразолий;

НАД – никотинамидадениндинуклеотид;

НАДН – восстановленная форма никотинамидадениндинуклеотида;

НАДФ – никотинамидадениндинуклеотидфосфат;

НСТ – нитросиний тетразолий;

Т-НСТ – тетранитросиний тетразолий;

Трис – трис - (гидроксиметил) - аминометан;

Трис-HCl – трис - (гидроксиметил) - аминометан гидрохлорид;

ФМС – феназинметасульфат;

ЭДТА – этилендиаминтетрауксусная кислота.



ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В последнее время во всем мире важнейшей проблемой становится сохранение биоразнообразия древесных растений.

Одним из направлений в решении данной проблемы является изучение биохимико-генетических параметров полиморфизма популяций и их особенностей, которые в значительной мере обусловлены происхождением растений.

Научные основы мониторинга биоразнообразия растений требуют получения количественных оценок популяционно-генетических параметров, что возможно лишь на базе молекулярно-биохимических маркеров. Особый интерес представляют изоферментные маркеры и ДНК-маркеры, которые продолжают оставаться одним из главных инструментов изучения популяционно-генетической структуры, внутри- и межвидовой дифференциации и гибридизации растений [98].

Анализ изменений, происходящих как в аминокислотной, так и в нуклеотидной последовательности, в настоящее время приобретает всё большее значение в популяционно-генетических исследованиях, таких как изучение биоразнообразия видов, выявление субпопуляционных структур внутри одной популяции и путей их миграции [39].

Изменение аминокислотной последовательности молекулы фермента и, как следствие, образование различных её форм, по мнению ряда авторов, носит адаптационных характер [18, 38]. Подобные изменения в структуре молекулы фермента могут привести к изменению ряда основных показателей ферментативной реакции, таких как максимальная скорость, сродство к субстрату и т.д., и образованию новых форм данного фермента [18]. Этот процесс наиболее отчетливо выражен у растений, поскольку они не способны к быстрой смене мест обитания, и поэтому (в процессе эволюции) их основные метаболические пути приспособились к более консервативным условиям обитания. Это является причиной того, что любые значимые изменения окружающей среды в процессе перемещения популяции способны оказывать эффект на аминокислотную последовательность молекулы фермента. Данные изменения могут происходить как по причине образования разных молекул РНК в процессе альтернативного сплайсинга, так и по причине возникновения мутации в гене, кодирующем фермент [178].

Известно, что эволюционные процессы и естественный отбор, сопровождающиеся изменением генетического состава популяций и, как следствие, биохимических показателей, формированием адаптаций и видообразованием, направлены на сохранение особей с наиболее удачной комбинацией генов, более приспособленных к условиям обитания. В мировой практике для молекулярно-биологических исследований объектов лесного и сельского хозяйств применяют в основном ДНК-маркеры. К данной группе маркеров относятся элементы генома, в основном микросателлиты, так называемые STR-маркеры, или последовательности ДНК, ограниченные инвертированными повторами [40].

В настоящее время наиболее острой является проблема сохранения и восстановления биоразнообразия основных лесообразующих пород древесных растений. К таким растениям относится дуб черешчатый (Quercus robur L.). Дуб черешчатый представляет собой дерево первой величины, достигающее 35–40 м высоты и диаметр ствола до 2,5 м при благоприятных условиях произрастания. Дуб черешчатый характеризуется особенностью метаболизма и биохимического состава древесины. Для него характерна способность синтезировать группу растворимых в воде, сложных по составу органических веществ ароматического ряда, содержащих в составе молекул гидроксильные радикалы фенольного характера. Дуб относится к засухоустойчивым растениям и при этом способен произрастать в условиях повышенной увлажненности [43]. Данные особенности дуба черешчатого позволяют отнести его к группе особо ценных древесных пород растений. Поэтому исследование характера изменения белкового спектра ферментов и молекулярных маркеров, связанного с трансформацией аминокислотного и нуклеотидного состава биополимерных молекул в популяции растений, произрастающих в условиях различных мест обитания, представляет значительный научный и практический интерес.

Изучение полиморфизма белкового спектра и молекулярных маркеров ДНК в популяции древесных растений позволяет решать задачу поиска путей сохранения биоресурсов, предотвращения истощения генофонда, что является актуальным направлением не только биохимии, но и молекулярной биологии.

Цель и задачи исследования. Цель работы – изучение изменения белкового спектра ферментов метаболических путей клетки и молекулярных маркеров в популяции древесных растений дуба черешчатого, произрастающего в условиях разных мест обитания.

Согласно поставленной цели в программу исследований входило решение следующих задач:

1) Изучить полиморфизм белкового спектра ферментов метаболических путей клетки в популяции дуба черешчатого.

2) Определить характер изменения ДНК-маркеров в популяции дуба черешчатого.

3) Провести анализ и определить параметры биохимико-генетической изменчивости популяции дуба черешчатого в лесостепи европейской части Российской Федерации.

4) На основе полиморфизма биохимических маркеров провести кластерный анализ и составить карты границ популяционной структуры дуба черешчатого в лесостепи европейской части Российской Федерации.

Научная новизна. Научные положения настоящей работы дополняют и расширяют представления о механизмах адаптации растений к различным условиям произрастания, связь данных процессов с изменением биохимических и молекулярно-биологических показателей, что характеризует формирование определенной генетической структуры популяции.

Анализ изменения биохимических и молекулярно-биологических параметров на примере дуба черешчатого, произрастающего в лесостепной зоне европейской части Российской Федерации, показал, что популяция не является абсолютно однородной структурой.

Отклик ферментативной и генетической систем на воздействие изменяющихся параметров окружающей среды активирует адаптационные механизмы, оказывающие влияние на преобразование белкового и генетического состава растительного организма. В зависимости от условий мест произрастания дуба черешчатого формируются группы особей, характеризующиеся более схожим белковым спектром ферментов и молекулярных маркеров, что дает возможность выделять различные экотипы внутри популяции.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 14 |
 

Похожие материалы:

« Горбач Вячеслав Васильевич ФАУНА И ЭКОЛОГИЯ БУЛАВОУСЫХ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ (LEPIDOPTERA: HESPERIOIDEA et PAPILIONOIDEA) ВОСТОЧНОЙ ФЕННОСКАНДИИ 03.02.05 – энтомология 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант: член-корреспондент РАН, профессор, доктор биологических наук Ивантер Эрнест Викторович Петрозаводск 2014 -2СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 Глава 1. Природно-климатические условия района исследований 10 Географическое ...»

« АХМАДУЛЛИН РУСТЕМ ШАМИЛЕВИЧ ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИВЫ БЕЛОЙ (SALIX ALBA L.) В УСЛОВИЯХ УФИМСКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЦЕНТРА Специальность: 03.02.01 – ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: Доктор биологических наук, доцент Зайцев Г.А. Уфа-2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ДРЕВЕСНЫЕ 8 РАСТЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 1.1. Жизненное состояние древесных растений в условиях 8 ...»

« СОНИНА АНЖЕЛЛА ВАЛЕРЬЕВНА Эпилитные лишайники в экосистемах северо-запада России: видовое разнообразие, экология 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Петрозаводск 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Степень изученности эпилитных лишайников на территории северозапада России 1.2. Изучение лихенофлоры прибрежных территорий 1.2.1. Водные ресурсы и состояние водных объектов на территории Карелии 1.2.2. ...»

« АСБАГАНОВ Сергей Валентинович БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТРОДУКЦИИ РЯБИНЫ (SORBUS L.) В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ 03.02.01 – Ботаника ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: к.б.н., с.н.с. А.Б. Горбунов Новосибирск - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 4 Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………. 8 Ботаническая характеристика, распространение и экологические 1.1. особенности рябины (Sorbus L.)………………………………………. 8 ...»

« АНДРЕЯНОВ Олег Николаевич ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ТРИХИНЕЛЛЕЗА В ЦЕНТРАЛЬНОМ РЕГИОНЕ РОССИИ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕР БОРЬБЫ Специальность: 03.02.11 - паразитология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук Научный консультант: член-корреспондент Россельхозакадемии А.В. УСПЕНСКИЙ Москва - 2014 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………. 6 ГЛАВА I. КРАТКАЯ АГРОКЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГИОНА … Ландшафтно-географическая и ...»

« Ковалев Алексей Владимирович ЖЕСТКОКРЫЛЫЕ СЕМЕЙСТВ THROSCIDAE, EUCNEMIDAE, CEROPHYTIDAE И BRACHYPSECTRIDAE (COLEOPTERA) ФАУНЫ РОССИИ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ СТРАН 03.02.05 – энтомология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель доктор биологических наук А. Г. Кирейчук Санкт-Петербург – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 ...»

« Тюрин Владимир Анатольевич МАРАЛ (CERVUS ELAPHUS SIBIRICUS SEVERTZOV, 1873) В ВОСТОЧНОМ САЯНЕ (РАСПРОСТРАНЕНИЕ, ЭКОЛОГИЯ, ОПТИМИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ) Специальность 03.02.08 – Экология (биологические науки) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: Д-р биол. наук, профессор М.Н. Смирнов Красноярск - 2014 2 Содержание Введение ……………………………………………………………………………. 4 Глава 1. Изученность экологии марала…………………………………………… 9 Биология марала ...»

« НОВИКОВ Сергей Геннадьевич ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЁЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ПОЧВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПО КАТЕГОРИЯМ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ Г. ПЕТРОЗАВОДСКА) Специальность 03.02.08 – экология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Федорец Наталия Глебовна Петрозаводск – 2014 Содержание Введение Глава 1. Литературный обзор 1.1. Почвы в условиях урбанизации 1.2. ...»

« ВАЛУЕВ ВИКТОР АЛЕКСЕЕВИЧ ЭКОЛОГО-ФАУНИСТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КУЛИКОВ БАШКОРТОСТАНА И ПРОБЛЕМА ИХ ОХРАНЫ 03.00.16 – экология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель – доктор биологических наук, профессор М. Г. Баянов Уфа - 2006 2 ОГЛАВЛЕНИЕ 1 ВВЕДЕНИЕ Глава 1. Обзор исследований орнитофауны Башкортостана .…. 7 Глава 2. Физико-географическая характеристика района исследований ...»

« КОТЛО Екатерина Николаевна МЕХАНИЗМЫ ЭМОЦИОНАЛЬНОЙ ДЕТЕРМИНИРОВАННОСТИ ВНУТРЕННЕГО ОТСЧЕТА ВРЕМЕНИ СПОРТСМЕНОВ 03.00.13 – Физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Маргарита Геннадьевна Водолажская Ставрополь – 2005 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ…………………………………………………… 5 ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………. 6 ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА МЕХАНИЗМЫ ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.