Tarczewski dhe sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore. Sistemet e sinjalizimit të qelizave dhe roli i tyre në jetën e bimëve. Kërkimi i përafërt i fjalëve
Efekti i barnave elicitore është për shkak të pranisë së substancave të veçanta biologjikisht aktive në përbërjen e tyre. Sipas koncepteve moderne, substancat sinjalizuese ose elicitorët janë përbërje biologjikisht aktive të natyrave të ndryshme, të cilat në doza shumë të ulëta, të matura në mili-, mikro- dhe në në disa raste- dhe nanogramet, shkaktojnë kaskada të përgjigjeve të ndryshme të bimëve në nivele gjenetike, biokimike dhe fiziologjike. Ndikimi i tyre në organizmat fitopatogjenë kryhet duke ndikuar në aparatin gjenetik të qelizave dhe duke ndryshuar fiziologjinë e vetë bimës, duke i dhënë asaj vitalitet dhe rezistencë më të madhe ndaj faktorëve të ndryshëm negativë mjedisorë.
Marrëdhënia e bimëve me botën e jashtme si elementë shumë të organizuar sistemet ekologjike, kryhet duke perceptuar sinjalet fizike dhe kimike që vijnë nga jashtë dhe duke korrigjuar të gjitha proceset e jetës së tyre duke ndikuar në strukturat gjenetike, sistemin imunitar dhe hormonal. Studimi i sistemeve të sinjalizimit të bimëve është një nga fushat më premtuese në biologjinë moderne qelizore dhe molekulare. Në dekadat e fundit, shkencëtarët i kanë kushtuar shumë vëmendje studimit të sistemeve të sinjalizimit përgjegjës për rezistencën e bimëve ndaj fitopatogjenëve.
Proceset biokimike që ndodhin në qelizat bimore koordinohen rreptësisht nga integriteti i organizmit, i cili plotësohet nga reagimet e tyre adekuate ndaj rrjedhave të informacionit që lidhen me ndikime të ndryshme të faktorëve biogjenë dhe teknogjenë. Ky koordinim kryhet për shkak të punës së zinxhirëve (sistemeve) sinjalizuese, të cilat ndërthuren në rrjetet e sinjalizimit të qelizave. Molekulat sinjalizuese aktivizojnë shumicën e hormoneve, zakonisht jo duke depërtuar në qelizë, por duke ndërvepruar me molekulat receptore të membranave qelizore të jashtme. Këto molekula janë proteina integrale të membranës, zinxhiri polipeptid i të cilave depërton në trashësinë e membranës. Një shumëllojshmëri e molekulave që nisin sinjalizimin transmembranor aktivizojnë receptorët në nano-përqendrime (10-9-10-7 M). Receptori i aktivizuar transmeton një sinjal në objektivat ndërqelizore - proteinat, enzimat. Në këtë rast, aktiviteti i tyre katalitik ose përçueshmëria e kanaleve jonike modulohet. Në përgjigje të kësaj, formohet një përgjigje e caktuar qelizore, e cila, si rregull, përbëhet nga një kaskadë reaksionesh biokimike të njëpasnjëshme. Përveç ndërmjetësve të proteinave, në transmetimin e sinjalit mund të marrin pjesë edhe molekulat e dërguara relativisht të vogla, të cilat funksionalisht veprojnë si ndërmjetës midis receptorëve dhe përgjigjes qelizore. Një shembull i një lajmëtari ndërqelizor është acidi salicilik, i cili është i përfshirë në nxitjen e stresit dhe përgjigjet imune te bimët. Pasi sistemi i sinjalizimit është fikur, lajmëtarët shpërbëhen shpejt ose (në rastin e kationeve të Ca) pompohen përmes kanaleve jonike. Kështu, proteinat formojnë një lloj "makine molekulare", e cila, nga njëra anë, percepton një sinjal të jashtëm, dhe nga ana tjetër, ka një aktivitet enzimatik ose një aktivitet tjetër të modeluar nga ky sinjal.
Në organizmat bimore shumëqelizore, transmetimi i sinjalit ndodh përmes nivelit të komunikimit qelizor. Qelizat "flasin" në gjuhën e sinjaleve kimike, gjë që lejon homeostazën e bimës në tërësi. sistemi biologjik. Gjenomi dhe sistemet e sinjalizimit të qelizave formojnë një sistem kompleks vetë-organizues ose një lloj "biocomputer". Bartësi i fortë i informacionit në të është gjenomi, dhe sistemet e sinjalizimit luajnë rolin e një procesori molekular që kryen funksionet e kontrollit operacional. Aktualisht, ne kemi vetëm informacionin më të përgjithshëm në lidhje me parimet e funksionimit të këtij formacioni biologjik jashtëzakonisht kompleks. Në shumë aspekte, mekanizmat molekularë të sistemeve të sinjalizimit mbeten të paqarta. Ndër zgjidhjet e shumë çështjeve, mbetet të deshifrohen mekanizmat që përcaktojnë natyrën e përkohshme (kalimtare) të aktivizimit të sistemeve të caktuara të sinjalizimit, dhe në të njëjtën kohë, memorien afatgjatë të aktivizimit të tyre, e manifestuar veçanërisht në fitimi i imunitetit të zgjatur sistemik.
Ekziston një marrëdhënie e dyanshme midis sistemeve të sinjalizimit dhe gjenomit: nga njëra anë, enzimat dhe proteinat e sistemeve sinjalizuese janë të koduara në gjenom, nga ana tjetër, sistemet e sinjalizimit kontrollohen nga gjenomi, duke shprehur disa gjene dhe duke shtypur të tjerët. gjenet. Ky mekanizëm përfshin marrjen, transformimin, shumëzimin dhe transmetimin e sinjaleve në rajonet promotore të gjeneve, programimin e shprehjes së gjeneve, ndryshimet në spektrin e proteinave të sintetizuara dhe reagimin funksional të qelizës, për shembull, induksionin e imunitetit ndaj fitopatogjenëve.
Komponimet e ndryshme organike të ligandës dhe komplekset e tyre mund të veprojnë si molekula sinjalizuese ose elicitorë që shfaqin aktivitet induktiv: aminoacide, oligosakaride, poliamina, fenole, acide karboksilike dhe estere të acideve yndyrore më të larta (arachidonic, eicosapentaenoic, oleoic, ciklike, etj.). dhe komponimet organoelementare, duke përfshirë disa pesticide, etj.
Elicitorët sekondarë të formuar në qelizat bimore nën veprimin e stresorëve biogjenë dhe abiogjenë dhe të përfshirë në rrjetet e sinjalizimit të qelizave përfshijnë fitohormonet: etilen, abscisik, jasmonik, acide salicilike, dhe
gjithashtu polipeptidi sistemin dhe disa komponime të tjera që shkaktojnë shprehjen e gjeneve mbrojtëse, sintezën e proteinave përkatëse, formimin e fitoaleksinave (substanca specifike që kanë një efekt antimikrobik dhe shkaktojnë vdekjen e organizmave patogjenë dhe qelizave bimore të prekura) dhe, në fund të fundit, kontribuojnë në formimin e rezistencës sistemike në bimë ndaj faktorëve negativë të mjedisit.
Aktualisht, shtatë sisteme sinjalizuese qelizore janë më të studiuarit: cikloadenilati, MAP-kinaza (proteina-kinaza e aktivizuar nga mitogjeni), acidi fosfatidik, kalciumi, lipoksigjenaza, oksidaza NADPH (superoksid sintaza), NO sintaza. Shkencëtarët vazhdojnë të zbulojnë sisteme të reja sinjalizuese dhe pjesëmarrësit e tyre biokimikë.
Bimët, në përgjigje të sulmit patogjen, mund të përdorin rrugë të ndryshme për të formuar rezistencë sistemike, të cilat shkaktohen nga molekula të ndryshme sinjalizuese. Secili prej elicitorëve, duke ndikuar në aktivitetin jetësor të qelizës bimore përgjatë një rruge specifike sinjalizuese, nëpërmjet aparatit gjenetik, shkakton një gamë të gjerë reaksionesh, të natyrës mbrojtëse (imune) dhe hormonale, duke çuar në ndryshime në vetitë e bimëve. vetë, gjë që u lejon atyre të përballojnë një sërë faktorësh stresi. Në të njëjtën kohë, në bimë ka një ndërveprim frenues ose sinergjik të rrugëve të ndryshme sinjalizuese të ndërthurura në rrjetet sinjalizuese.
Rezistenca e induktuar është e ngjashme në manifestim me rezistencën horizontale të përcaktuar gjenetikisht, me ndryshimin e vetëm që natyra e saj përcaktohet nga ndryshimet fenotipike në gjenom. Megjithatë, ai ka një qëndrueshmëri të caktuar dhe shërben si shembull i imunokorreksionit fenotipik të indit bimor, pasi si rezultat i trajtimit me substanca me veprim elikues, nuk ndryshon gjenomi i bimës, por vetëm funksionimi i tij, i lidhur me nivelin e aktiviteti i gjeneve mbrojtëse.
Në një farë mënyre, efektet që ndodhin kur bimët trajtohen me imunoinduktorë janë të ngjashëm me modifikimin gjenetik, duke ndryshuar prej tij në mungesë të ndryshimeve sasiore dhe cilësore në vetë grupin e gjeneve. Me induksion artificial të reaksioneve imune, vërehen vetëm manifestime fenotipike, të karakterizuara nga ndryshime në aktivitetin e gjeneve të shprehura dhe natyrën e funksionimit të tyre. Megjithatë, ndryshimet e shkaktuara nga trajtimi i bimëve me fitoaktivatorë kanë një shkallë të caktuar qëndrueshmërie, e cila manifestohet në nxitjen e imunitetit të zgjatur sistemik, të ruajtur për 2-3 ose më shumë muaj, si dhe në ruajtjen e vetive të fituara nga bimët për 1. -2 riprodhime të mëvonshme.
Natyra e veprimit të një nxitësi të veçantë dhe efektet e arritura varen ngushtë nga fuqia e sinjalit të gjeneruar ose doza e përdorur. Këto varësi, si rregull, nuk kanë natyrë drejtvizore, por sinusoidale, të cilat mund të shërbejnë si dëshmi e ndërrimit të rrugëve sinjalizuese gjatë ndërveprimeve të tyre frenuese ose sinergjike doza më të ulëta të fitoaktivuesve, gjë që tregon një ashpërsi më të lartë të efektit të tyre adaptogjen. Përkundrazi, trajtimi me këto substanca në doza të mëdha, si rregull, shkaktonte procese desensibilizimi në bimë, duke ulur ndjeshëm statusin imunitar të bimëve dhe duke çuar në rritjen e ndjeshmërisë së bimëve ndaj sëmundjeve.
n1.doc
UDC 58 BBK 28,57 T22Redaktor Ekzekutiv Anëtar korrespondues i Akademisë Ruse të Shkencave A.I. Greçkin
Rishikuesit:
L.H. Gordon Doktor i Shkencave Biologjike, Profesor L.P. Khokhlova
Tarchevsky I.A.
Sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore / I.A. Tarchevsky; [Përgjigje. ed. A.N. Grechkin]. - M.: Nauka, 2002. - 294 f.: ill. ISBN 5-02-006411-4
Lidhjet në zinxhirët e informacionit të ndërveprimit midis patogjenëve dhe bimëve merren parasysh, duke përfshirë elicitorët, receptorët nxitës, G-proteinat, protein kinazat dhe proteina fosfatazat, faktorët rregullues të transkriptimit, riprogramimin e shprehjes së gjeneve dhe përgjigjen qelizore. Vëmendja kryesore i kushtohet analizës së veçorive të funksionimit të sistemeve individuale të sinjalizimit të qelizave bimore - adenilate ciklaza, MAP kinaza, fosfatidati, kalciumi, lipoksigjenaza, oksidaza NADPH, NO sintaza dhe protoni, ndërveprimi dhe integrimi i tyre në një rrjet të vetëm sinjalizues. Është propozuar një klasifikim i proteinave të induktuara nga patogjeni sipas karakteristikave të tyre funksionale. Janë dhënë të dhëna për bimët transgjenike me rezistencë të shtuar ndaj patogjenëve.
Për specialistë të fushës së fiziologjisë së bimëve, biokimistë, biofizikantë, gjenetistë, patologë të bimëve, ekologë, agrobiologë.
Përmes rrjetit AK
Tarchevsky I.A.
Sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore /1.A. Tarchevsky; . - M.: Nauka, 2002. - 294 f.; il. ISBN 5-02-006411-4
Libri diskutoi anëtarët e zinxhirëve sinjalizues të ndërveprimit të patogjenëve dhe bimëve-strehuese, përkatësisht elicitorëve, receptorëve, G-proteinave, proteinave kinazave dhe proteinave fosfatazave, faktorëve të transkriptimit të riprogramimit të shprehjes së gjeneve, përgjigjes qelizore. Pjesa kryesore e librit i kushtohet funksionimit të sistemeve të veçanta të sinjalizimit të qelizave: adenilate ciklaza, MAP kinaza, fosfatidati, kalciumi, lipoksi-gjenaza, NADPH-oksidaza, NO-sintaza, sistemet e protoneve. Koncepti i ndërlidhjeve të sistemeve të sinjalizimit celular dhe integrimi i tyre në rrjetin e përgjithshëm të sinjalizimit të qelizave është duke u zhvilluar. Autori ka parashtruar klasifikimin e proteinave të lidhura me patogjenin sipas vetive të tyre funksionale. Janë paraqitur të dhënat për bimët transgjenike me rezistencë të shtuar ndaj patogjenëve.
Për fiziologët, biokimistët, biofizianët, gjenetikët, fitopatologët, ekologët dhe agrobiologët
ISBN 5-02-006411-4
© Akademia Ruse e Shkencave, 2002 © Shtëpia Botuese "Nauka"
(dizajni i artit), 2002
Vitet e fundit, kërkimet mbi mekanizmat molekularë të rregullimit të shprehjes së gjeneve nën ndikimin e ndryshimit të kushteve të jetesës janë zhvilluar me shpejtësi. Në qelizat bimore u zbulua ekzistenca e zinxhirëve sinjalizues që me ndihmën e proteinave të receptorit special, në shumicën e rasteve të vendosura në plazmalemë, perceptojnë impulset e sinjalit, i konvertojnë, përforcojnë dhe i transmetojnë ato në gjenomën e qelizës, duke shkaktuar riprogramimin e shprehjes së gjeneve dhe ndryshimet në metabolizëm (duke përfshirë edhe ato kardinale), të shoqëruara me përfshirjen e gjeneve më parë "të heshtur" dhe fikjen e disa gjeneve aktive. Rëndësia e sistemeve të sinjalizimit të qelizave u demonstrua duke studiuar mekanizmat e veprimit të fitohormoneve. U tregua gjithashtu roli vendimtar i sistemeve të sinjalizimit në formimin e sindromës së adaptimit (stresit) të shkaktuar nga veprimi i stresorëve abiotikë dhe biotikë mbi bimët.
Mungesa e punimeve rishikuese që do të analizonin të gjitha lidhjet e sistemeve të ndryshme të sinjalizimit, duke filluar me karakteristikat e sinjaleve të perceptuara dhe receptorët e tyre, transformimin e impulseve të sinjalit dhe transmetimin e tyre në bërthamë, dhe duke përfunduar me ndryshime dramatike në metabolizmin e qelizave dhe strukturën e tyre. , e detyroi autorin të përpiqej ta plotësonte këtë boshllëk me ndihmën e librit të ofruar në vëmendjen e lexuesve. Duhet të kihet parasysh se studimi i fushës së informacionit të qelizave është ende shumë larg përfundimit dhe shumë detaje të strukturës dhe funksionimit të tij mbeten të ndriçuara mjaftueshëm. E gjithë kjo tërheq studiues të rinj, për të cilët një përmbledhje e botimeve mbi sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore do të jetë veçanërisht e dobishme. Fatkeqësisht, jo të gjitha komentet
Në bibliografi u përfshinë artikuj të natyrës eksperimentale, të cilat në një farë mase vareshin nga vëllimi i kufizuar i librit dhe koha e përgatitjes së tij. Autori u kërkon falje kolegëve, kërkimet e të cilëve nuk u pasqyruan në libër.
Autori shpreh mirënjohje për bashkëpunëtorët e tij që morën pjesë në studimin e përbashkët të sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore. Autori shpreh mirënjohje të veçantë për profesorin F.G. Karimova, Kandidatët e Shkencave Biologjike V.G. Yakovleva dhe E.V. Asafova, A.R. Mukha-metshin dhe profesori i asociuar T.M. Nikolaeva për ndihmën në përgatitjen e dorëshkrimit për botim.
Puna u krye me mbështetjen financiare nga Fondacioni i Shkollës Udhëheqëse Shkencore të Federatës Ruse (grantet 96-15-97940 dhe 00-15-97904) dhe Fondacioni Rus për Kërkime Bazë (grant 01-04-48-785 ).
HYRJE
Një nga problemet më të rëndësishme Biologjia moderne është të deshifrojë mekanizmat e reagimit të organizmave prokariotikë dhe eukariote ndaj ndryshimeve në kushtet e ekzistencës së tyre, veçanërisht ndaj veprimit të faktorëve ekstremë (faktorë stresi ose stresorë) që shkaktojnë një gjendje stresi në qeliza.
Në procesin e evolucionit, qelizat kanë zhvilluar përshtatje që i lejojnë ato të perceptojnë, transformojnë dhe amplifikojnë sinjalet e një natyre kimike dhe fizike që vijnë nga mjedisi dhe, me ndihmën e aparatit gjenetik, t'u përgjigjen atyre, jo vetëm duke iu përshtatur kushteve të ndryshuara. , duke rindërtuar metabolizmin dhe strukturën e tyre, por edhe duke nxjerrë në pah përbërje të ndryshme të paqëndrueshme dhe jo të paqëndrueshme në hapësirën jashtëqelizore. Disa prej tyre veprojnë si substanca mbrojtëse kundër patogjenëve, ndërsa të tjerët mund të konsiderohen si molekula sinjalizuese që shkaktojnë një përgjigje nga qelizat e tjera të vendosura në një distancë të madhe nga vendi i veprimit të sinjalit parësor në bimë.
Mund të supozojmë se të gjitha këto ngjarje adaptive ndodhin si rezultat i ndryshimeve në fushën e informacionit të qelizave. Sinjalet parësore përmes sistemeve të ndryshme sinjalizuese shkaktojnë një përgjigje nga gjenomi qelizor, i manifestuar në riprogramimin e shprehjes së gjeneve. Në fakt, sistemet e sinjalizimit rregullojnë funksionimin e depove kryesore të informacionit - molekulave të ADN-së. Nga ana tjetër, ata vetë janë nën kontrollin e gjenomit.
Për herë të parë në vendin tonë, E.S filloi të studiojë me qëllim sistemet e sinjalizimit të qelizave. Severin [Severin, Kochetkova, 1991] mbi objektet e kafshëve dhe O.N. Kulaeva [Kulaeva et al., 1989; Kulaeva, 1990; Kulaeva et al., 1992; Kulaeva, 1995; Burkhanova et al., 1999] - mbi bimët.
Monografia e paraqitur para lexuesve përmban një përmbledhje të rezultateve të studimit të ndikimit të stresorëve biotikë në funksionimin e sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore. Aktualisht, MAP kinaza, adenilate ciklaza, fosfatidati, kalciumi, lipoksigjenaza, NADPH oksidaza, NO sintaza dhe sistemet e sinjalizimit proton dhe roli i tyre në zhvillimin ontogjenetik të bimëve dhe në formimin e një përgjigjeje ndaj ndryshimit të kushteve të jetesës, veçanërisht efektit të ndryshme abiotike. dhe stresorët biotikë. Autori vendosi të përqëndrohet vetëm në aspektin e fundit të këtij problemi - në mekanizmat molekularë të përgjigjes së bimëve ndaj veprimit të patogjenëve, veçanërisht pasi kjo përgjigje përfshin një numër fitohormonesh dhe sqarimin e veçorive të ndërveprimit të sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore me ato tërheqin shumë vëmendjen e studiuesve.
Ekspozimi ndaj stresorëve biotikë rezulton në një përgjigje të bimës që është gjerësisht e ngjashme me përgjigjen ndaj stresorëve abiotikë. Karakterizohet nga një grup reaksionesh jospecifike, gjë që bën të mundur që ta quajmë sindromë adaptimi, ose stres. Natyrisht, veçoritë specifike të përgjigjes mund të zbulohen gjithashtu, në varësi të llojit të stresorit, megjithatë, me rritjen e shkallës së ndikimit të tij, ndryshimet jospecifike fillojnë të dalin në pah në një masë në rritje [Meyerson, 1986; Tarchevsky, 1993]. Vëmendjen më të madhe i është kushtuar N.S. Vvedensky (ide rreth parabiozës), D.S. Nasonov dhe V.Ya. Alexandrov (ide rreth paranekrozës), G. Selye - në veprat kushtuar stresit te kafshët, V.Ya. Aleksandrov - në hulumtimin mbi bazën molekulare të stresit.
Ndryshimet më të rëndësishme jo specifike gjatë stresit biotik përfshijnë si më poshtë:
Faziciteti në rrjedhën kohore të përgjigjes ndaj veprimit të një patogjeni.
Rritja e katabolizmit të lipideve dhe biopolimereve.
Rritja e përmbajtjes së radikaleve të lira në inde.
Acidifikimi i citosolit me aktivizimin e mëvonshëm të pompave protonike, të cilat e kthejnë pH në vlerën e tij origjinale.
Një rritje në përmbajtjen e joneve të kalciumit në citosol me
aktivizimi i mëpasshëm i ATP-azave të kalciumit.
Lëshimi i joneve të kaliumit dhe klorit nga qelizat.
Një rënie në potencialin e membranës (në plazmalemë).
Ulja e intensitetit të përgjithshëm të sintezës së biopolimereve dhe lipideve.
Ndalimi i sintezës së disa proteinave.
Forcimi i sintezës ose sintezës së atyre që mungojnë
të quajtura proteina mbrojtëse të induktuara nga patogjeni (chi-
tinazat (3-1,3-glukanazat, inhibitorët e proteinazës etj.).
Intensifikimi i sintezës së forcimit të qelizave
komponentët e murit - linjin, suberin, kutinë, kalozë,
proteina e pasur me hidroksiprolinë.
Sinteza e komponimeve antipatogjene jo të paqëndrueshme - fitoaleksinave.
Sinteza dhe izolimi i baktericideve të paqëndrueshme dhe funksionale
komponimet hicidale (heksenale, nonenale, terpene dhe
Forcimi i sintezës dhe rritja e përmbajtjes (ose sipas
fenomeni) i fitohormoneve të stresit - abscisic, jasmo-
të reja, acide salicilike, etilen, hormon peptid
natyra e sistemit.
Frenimi i fotosintezës.
Rishpërndarja e karbonit nga |4 CO 2 të asimiluar në
procesi i fotosintezës, midis komponimeve të ndryshme -
një rënie në përfshirjen e etiketës në përbërjet me polimer të lartë (proteina, niseshte) dhe saharozë dhe një rritje (më shpesh e lidhur me
telous - si përqindje e karbonit të asimiluar) - në alaninë,
malat, aspartat [Tarchevsky, 1964].
Aktivizimi i një oksidaze alternative që ndryshon drejtimin e transportit të elektroneve në mitokondri.
18. Shkeljet e ultrastrukturës - ndryshime në të holl
struktura granulare e bërthamës, një rënie në numrin e polisomeve dhe
diktozomet, ënjtja e mitokondrive dhe kloroplasteve, zvogëlohen
zvogëlimi i numrit të tilakoideve në kloroplaste, ristrukturimi i cito-
skelet
Apoptoza (vdekja e programuar) e qelizave që i nënshtrohen
të ekspozuar ndaj patogjenëve dhe atyre pranë tyre.
Shfaqja e të ashtuquajturës jospecifike sistemike
rezistencë e lartë ndaj patogjenëve në vende të largëta
ekspozimi ndaj patogjenëve në zona (për shembull, metamerike
organet) të bimëve.
Me studimin në rritje të mekanizmave të përgjigjeve të bimëve ndaj patogjenëve, po zbulohen përgjigje të reja jospecifike të qelizave bimore. Këto përfshijnë rrugë sinjalizuese të panjohura më parë.
Gjatë sqarimit të veçorive të funksionimit të sistemeve të sinjalizimit, është e nevojshme të kihet parasysh se këto çështje janë pjesë e një problemi më të përgjithshëm të rregullimit të funksionimit të gjenomit. Duhet të theksohet se universaliteti i strukturës së bartësve kryesorë të informacionit të qelizave organizma të ndryshëm- ADN dhe gjenet - paracakton unifikimin e atyre mekanizmave që i shërbejnë zbatimit të këtij informacioni [Grechkin, Tarchevsky, 2000]. Kjo ka të bëjë me replikimin dhe transkriptimin e ADN-së, strukturën dhe mekanizmin e veprimit të ribozomeve, si dhe mekanizmat e rregullimit të shprehjes së gjeneve duke ndryshuar kushtet e ekzistencës së qelizave duke përdorur një grup sistemesh sinjalizuese kryesisht universale. Lidhjet e sistemeve të sinjalizimit janë gjithashtu në thelb të unifikuara (natyra, pasi ka gjetur në një kohë zgjidhjen optimale strukturore dhe funksionale për një problem biokimik ose informacioni, e ruan dhe e përsërit atë në procesin e evolucionit). Në shumicën e rasteve, një shumëllojshmëri e gjerë e sinjaleve kimike që vijnë nga mjedisi kapen nga qeliza me ndihmën e "antenave" speciale - molekulat e proteinave të receptorit që depërtojnë në membranën qelizore dhe dalin mbi sipërfaqet e jashtme dhe të brendshme të saj.
Asnjë anë. Disa lloje të strukturës së këtyre receptorëve janë të unifikuar në qelizat bimore dhe shtazore. Ndërveprimi jo-kovalent i rajonit të jashtëm të receptorit me një ose një molekulë tjetër sinjalizuese që vjen nga mjedisi që rrethon qelizën çon në një ndryshim në konformimin e proteinës së receptorit, i cili transmetohet në rajonin e brendshëm, citoplazmatik. Në shumicën e sistemeve të sinjalizimit, G-proteinat ndërmjetëse vijnë në kontakt me të - një njësi tjetër e sistemeve të sinjalizimit që është e unifikuar (në strukturën dhe funksionet e saj). Proteinat G kryejnë funksionet e një transduktori sinjali, duke transmetuar një impuls konformues të sinjalit në enzimën fillestare specifike për një sistem të caktuar sinjalizimi. Enzimat fillestare të të njëjtit lloj sistemi sinjalizues në objekte të ndryshme janë gjithashtu universale dhe kanë rajone të zgjeruara me të njëjtën sekuencë aminoacide. Një nga lidhjet më të rëndësishme të unifikuara në sistemet e sinjalizimit janë kinazat e proteinave (enzimat që transferojnë mbetjen përfundimtare të acidit ortofosforik nga ATP në disa proteina), të aktivizuara nga produktet e fillimit të reaksioneve sinjalizuese ose derivatet e tyre. Proteinat e fosforiluara nga protein kinazat janë hallkat e radhës në zinxhirët e sinjalit. Një tjetër lidhje e unifikuar në sistemet e sinjalizimit të qelizave janë faktorët rregullues të transkriptimit të proteinave, të cilët janë një nga substratet e reaksioneve të protein kinazës. Struktura e këtyre proteinave është gjithashtu kryesisht e unifikuar, dhe modifikimet e strukturës përcaktojnë përkatësinë e faktorëve rregullues të transkriptimit në një ose një sistem tjetër sinjalizues. Fosforilimi i faktorëve rregullues të transkriptimit shkakton një ndryshim në konformacionin e këtyre proteinave, aktivizimin e tyre dhe ndërveprimin pasues me rajonin promotor të një gjeni të caktuar, gjë që çon në një ndryshim në intensitetin e shprehjes së tij (induksion ose shtypje), dhe në raste ekstreme. , te “ndezja” ose “fikja” e disa gjeneve të heshtura. Riprogramimi i shprehjes së një grupi gjenesh në gjenom shkakton një ndryshim në raportin e proteinave në qelizë, gjë që është baza e përgjigjes së saj funksionale. Në disa raste, një sinjal kimik nga mjedisi i jashtëm mund të ndërveprojë me një receptor të vendosur brenda qelizës - në citosol ose po -
SINJALET
NIB
Oriz. 1. Skema e ndërveprimit të sinjaleve të jashtme me receptorët qelizor
1,5,6- receptorët e vendosur në plazmalemë; 2,4 - receptorët e vendosur në citosol; 3 - enzima fillestare e sistemit të sinjalizimit, e lokalizuar në plazmalemë; 5 - një receptor i aktivizuar nën ndikimin e një ndryshimi jospecifik në strukturën e përbërësit lipidik të plazmalemës; SIB - proteinat e induktuara nga sinjali; PTF - faktorët rregullues të transkriptimit të proteinave; i|/ - ndryshimi i potencialit të membranës
E njëjta bërthamë (Fig. 1). Në qelizat shtazore, sinjale të tilla janë, për shembull, hormonet steroide. Kjo rrugë e informacionit ka një numër më të vogël të ndërmjetësve, dhe për këtë arsye ka më pak mundësi për rregullim nga qeliza.
Vendi ynë i ka kushtuar gjithmonë një vëmendje të madhe problemeve të fitoimunitetit. Një numër monografish dhe rishikimesh nga shkencëtarë vendas i kushtohen këtij problemi [Sukhorukov, 1952; Verderevsky, 1959; Vavilov, 1964; Gorlenko, 1968; Rubin et al., 1975; Metlitsky, 1976; Tokin, 1980; Metlitsky et al., 1984; Metlitsky, Ozeretskovskaya, 1985; Kursano-va, 1988; Ilyinskaya et al., 1991; Ozeretskovskaya et al., 1993; Korableva, Platonova, 1995; Chernov et al., 1996; Tarchevsky, Chernov, 2000].
Vitet e fundit vëmendje e veçantë i është kushtuar mekanizmave molekularë të fitoimunitetit. Është treguar se
Kur bimët infektohen, aktivizohen sisteme të ndryshme sinjalizuese që perceptojnë, shumëzojnë dhe transmetojnë sinjale nga patogjenët në aparatin gjenetik të qelizave, ku ndodh shprehja e gjeneve mbrojtëse, duke i lejuar bimët të organizojnë mbrojtjen strukturore dhe kimike nga patogjenët. Përparimet në këtë fushë shoqërohen me klonimin e gjeneve, deshifrimin e strukturës së tyre parësore (përfshirë rajonet promotore), strukturën e proteinave që ato kodojnë, përdorimin e aktivizuesve dhe frenuesve të pjesëve individuale të sistemeve të sinjalizimit, si dhe mutantëve dhe bimëve transgjenike. me gjenet e futura përgjegjëse për sintezën e pjesëmarrësve të receptorit, transmetimin dhe amplifikimin e sinjaleve. Në studimin e sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore rol të rëndësishëm luan ndërtimin e bimëve transgjenike me nxitës të gjeneve për proteinat që marrin pjesë në sistemet e sinjalizimit.
Aktualisht, sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore nën stres biotik studiohen më intensivisht në Institutin e Biokimisë. A.N. Bach RAS, Instituti Kazan i Biokimisë dhe Biofizikës RAS, Instituti i Fiziologjisë së Bimëve RAS, dega Pushchino e Institutit të Kimisë Bioorganike RAS, Qendra Bioinxhinierike RAS, Universitetet Shtetërore të Moskës dhe Shën Petersburgut, Instituti Kërkimor Gjith-Rus i Bioteknologjisë Bujqësore Ruse Akademia e Shkencave Bujqësore, Instituti i Kërkimeve Gjith-Ruse fitopatologjia e Akademisë Ruse të Shkencave Bujqësore, etj.
Problemi i deshifrimit të mekanizmave molekularë të stresit biotik, duke përfshirë rolin e sistemeve të sinjalizimit në zhvillimin e tij, ka bashkuar fiziologët dhe biokimistët e bimëve, mikrobiologët, gjenetistët, biologët molekularë dhe fitopatologët gjatë dhjetë viteve të fundit. Një numër i madh artikujsh eksperimentalë dhe rishikues janë botuar mbi aspekte të ndryshme të këtij problemi (përfshirë në revista speciale: "Patologjia e bimëve fiziologjike dhe molekulare", "Ndërveprimet e bimëve molekulare - mikrobeve", "Rishikimi vjetor i fiziologjisë dhe patologjisë së bimëve"). Në të njëjtën kohë, në literaturën vendase nuk ka përgjithësim të veprave kushtuar sistemeve të sinjalizimit të qelizave, gjë që e çoi autorin në nevojën për të shkruar monografinë e ofruar për lexuesit.
PATOGJENËT DHE ELIZITORËT
Sëmundjet e bimëve shkaktohen nga mijëra lloje mikroorganizmash, të cilët mund të ndahen në tre grupe: viruse (më shumë se 40 familje) dhe viroide; bakteret (Agrobacterium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas, Streptomyces) dhe mikroorganizma të ngjashëm me mikoplazmën; kërpudhat (më të ulëta: Plasmodioforomicete, Chitridomicete, Oomycete; më të larta: Askomicete, Basidiomicete, Deuteromycete).
Teza e enzimave mbrojtëse: fenilalanine amoniak liaza dhe anion peroksidaza. Format pa krahë që i përkasin kësaj nënklase u shfaqën si rezultat i humbjes së këtyre organeve gjatë evolucionit të formave me krahë. Nënklasa përfshin 20 rend insektesh, ndër të cilët ka polifagë që nuk kanë specifikë në lidhje me bimën, oligofagë dhe monofagë, në të cilët shprehet qartë specifika e ndërveprimit midis patogjenit dhe bimës pritëse. Disa insekte ushqehen me gjethe (të gjithë tehun e gjethes ose duke skeletizuar gjethen), të tjerët ushqehen me kërcell (duke përfshirë gërryerjen e kërcellit nga brenda), vezoret e luleve, frutat dhe rrënjët. Afidet dhe cikada thithin lëng nga enët vaskulare duke përdorur një proboscis ose stilet.
Pavarësisht masave të marra për të luftuar insektet, problemi i ngutshëm i uljes së dëmeve që ato shkaktojnë vazhdon të jetë. Aktualisht, mbi 12% e rendimentit të bimëve bujqësore në planet humbet si rezultat i sulmit nga mikroorganizmat patogjenë, nematodat dhe insektet.
Dëmtimi i qelizave çon në degradimin e përmbajtjes së tyre, për shembull, përbërjet me polimer të lartë dhe shfaqjen e molekulave sinjalizuese oligomerike. Këto "mbytje të anijeve" [Tarchevsky, 1993] arrijnë në qelizat fqinje dhe shkaktojnë një reagim mbrojtës në to, duke përfshirë një ndryshim në shprehjen e gjeneve dhe formimin e proteinave mbrojtëse që ato kodojnë. Shpesh dëmtimi mekanik i bimëve shoqërohet me infeksion, pasi sipërfaqja e plagës hapet përmes së cilës patogjenët depërtojnë në bimë. Përveç kësaj, mikroorganizmat fitopatogjenë mund të jetojnë në pjesët e gojës së insekteve. Dihet, për shembull, se bartësit e infeksionit të mikoplazmës janë cikadat, në të cilat format e rritura dhe larvat ushqehen me lëngun e enëve të sitës së bimëve, duke shpuar mbulesën e gjetheve me stilin e tyre proboscis dhe
Oriz. 2. Skema e ndërveprimit ndërmjet një qelize patogjene dhe një bime pritëse
/ - kutinaza; 2 - produkte degradimi të përbërësve të kutikulës (ndoshta kanë veti sinjalizuese); 3 - (3-glukanaza dhe glikozilaza të tjera të ekskretuara nga patogjeni; 4 - elicitorë - fragmente të murit qelizor bujtës (CW); 5 - kitinaza dhe glikozilaza të tjera që veprojnë në mënyrë destruktive në CS të patogjenit; 6 - elicitorë - fragmente të patogjenit CS; 7 - fitoaleksina - inhibitorë të proteinazave, kutinazave, glikozilazave dhe enzimave të tjera patogjene; 8 - substanca toksike të patogjenit; 9 - forcimi i CS të bujtësit për shkak të aktivizimit të peroksidazave dhe rritjes së sintezës së linjinës, depozitimit të proteinave hidroksiproline dhe lektinave; 10 - nxitësit e mbindjeshmërisë dhe nekrozës së qelizave fqinje; // - produkte të degradimit të kutinës që veprojnë në qelizën patogjene
Rrjedhat e rinj. Gjethhotësi roseate, ndryshe nga anëtarët e tjerë të gjetheve, thith përmbajtjen e qelizave. Cikadat shkaktojnë më pak dëme në indet e bimëve sesa insektet që hanë gjethe, megjithatë, bimët mund të reagojnë ndaj tij në të njëjtën mënyrë si ndaj një infeksioni të lidhur bimor.
Pas kontaktit me bimët, qelizat patogjene lëshojnë komponime të ndryshme që sigurojnë depërtimin e tyre në bimë, ushqimin dhe zhvillimin (Fig. 2). Disa nga këto komponime janë toksina që sekretojnë patogjenët për të dobësuar rezistencën e bujtësit. Aktualisht, janë përshkruar më shumë se 20 toksina specifike të bujtësit të prodhuara nga kërpudhat patogjene.
Oriz. 3. Komponim fitotoksik nga Cochlio-bolus carbonum
Bakteret dhe kërpudhat gjithashtu formojnë toksina jo selektive, në veçanti fusikoksina, erikoseteni, koronatina, faza-olotoksina, siringomicina, tabtoksina.
Një nga toksinat specifike të bujtësit të sekretuara nga Pyrenophora triticirepentis është një proteinë 13.2 kDa, të tjerat janë produkte të metabolizmit sekondar me një larmi strukturash - këto janë poliketide, terpenoidë, saharide, peptide ciklike, etj.
Si rregull, këto të fundit përfshijnë peptide, sinteza e të cilave ndodh jashtë ribozomeve dhe që përmbajnë mbetje të aminoacideve D. Për shembull, toksina specifike për bujtësin nga Cochliobolus carbonum ka një strukturë ciklike tetrapeptide (D- npo- L- ana- D- ana- L- A3 JJ), ku shkurtesa e fundit do të thotë acid 2-amino-9,10-epoksi-8-okso-de-kanoik (Fig. 3). Toksina prodhohet në qelizat patogjene duke përdorur toksina sintazë. Rezistenca ndaj këtij përbërësi në misër varet nga gjeni që kodon karbonil reduktazën e varur nga NADPH, e cila redukton grupin karbonil, duke rezultuar në
Deaktivizimi i toksinës. Doli se në bimën pritëse toksina shkakton frenimin e deacetilazave të histonit dhe, si pasojë, mbiacetilimin e histonit. Kjo shtyp përgjigjen mbrojtëse të bimës të shkaktuar nga infeksioni patogjen.
Një lloj tjetër i përbërjeve të sekretuara nga patogjenët quhet elicitor (nga anglishtja elicit - për të identifikuar, për të shkaktuar). Termi kolektiv "elicues" u propozua për herë të parë në 1972 për të përcaktuar sinjalet kimike që dalin në vendet e infeksionit të bimëve nga mikroorganizmat patogjenë dhe është bërë i përhapur.
Elicitorët luajnë rolin e sinjaleve parësore dhe aktivizojnë një rrjet kompleks procesesh të induksionit dhe rregullimit të fitoimunitetit. Kjo manifestohet në sintezën e proteinave mbrojtëse, antibiotikëve bimor jo të paqëndrueshëm - fitoaleksinave, në çlirimin e përbërjeve të paqëndrueshme antipatogjene etj. Aktualisht, struktura e shumë elicuesve natyrorë është karakterizuar. Disa prej tyre prodhohen nga mikroorganizmat, të tjerët (elicitorët dytësorë) formohen gjatë zbërthimit enzimatik të përbërjeve me polimer të lartë të kutikulës dhe polisaharideve të mureve qelizore të bimëve dhe mikroorganizmave, të tjerët janë fitohormone stresi, sinteza e të cilave në bimë është të shkaktuara nga patogjenët dhe stresorët abiogjenë. Elicitorët më të rëndësishëm përfshijnë komponimet proteinike të ekskretuara nga bakteret dhe kërpudhat patogjene, si dhe proteinat e mbështjelljes virale. Elicitorët e proteinave më të studiuara mund të konsiderohen elicitina të vogla (10 kDa), konservative, hidrofile, të pasuruara me cisteinë, të sekretuara nga të gjitha speciet Phytophthora dhe Pythium të studiuara. Këto përfshijnë, për shembull, kriptogjenin.
Elisitinat shkaktojnë mbindjeshmëri dhe vdekje të qelizave të infektuara, veçanërisht në bimët e gjinisë Nicotiana. Formimi më intensiv i elicitinave nga plaga e vonshme ndodh gjatë rritjes së mikro-
U zbulua se elicitinat janë të afta të transportojnë sterole nëpër membrana, pasi ato kanë një vend lidhës për sterolin. Vetë shumë kërpudha patogjene nuk mund të sintetizojnë sterole, gjë që e bën të qartë rolin e elicitinave jo vetëm në ushqimin e mikroorganizmave, por edhe në nxitjen e një reagimi mbrojtës te bimët. Një nxitës glikoproteine 42 kDa u izolua nga plaga e vonë. Aktiviteti i tij dhe lidhja me receptorin e proteinave të membranës plazmatike, forma monomerike e të cilit është një proteinë 100 kDa, u sigurua nga një fragment oligopeptid me 13 mbetje aminoacide. Një peptid elicitor specifik për racën i përbërë nga 28 mbetje aminoacide me tre grupe disulfide u mor nga myku fitopatogjen Cladosporium fulvum dhe peptidi u formua nga një pararendës që përmban 63 aminoacide. Ky faktor avirulence tregoi homologji strukturore me një numër peptidesh të vogla, si frenuesit e karboksipeptidazës dhe bllokuesit e kanaleve jonike, dhe i lidhur nga proteina e receptorit plazmalemë, duke shkaktuar me sa duket modulimin, dimerizimin dhe transmetimin e një impulsi sinjali në sistemet e sinjalizimit. Nga para-proteina më e madhe e Cladosporium fulvum, e përbërë nga 135 aminoacide, përpunimi pas përkthimit prodhon një proteinë elicitore prej 106 aminoacide. Proteinat nxitëse të prodhuara nga myku i ndryshkut Uromyces vignae janë dy polipeptide të vogla, 5,6 dhe 5,8 kDa, me veti ndryshe nga elicitinat e tjera. Ndër nxitësit e proteinave bakteriale, harpinat janë më të studiuarit. Shumë baktere fitopatogjene prodhojnë oligopeptide elicitore (të krijuara nga sintetika e tyre
Analogët e qiellit), që korrespondojnë me rajonet më të ruajtura të proteinës - flagelin, e cila është një faktor i rëndësishëm virulence i këtyre baktereve. Nga Erwinia amylovora është izoluar një proteinë e re elicitore, rajoni C i së cilës është homolog me enzimën pectate liazë, e cila mund të shkaktojë shfaqjen e fragmenteve oligomerike elicitore - produkte të degradimit të pektinës. Bakteri patogjen Erwinia carotovora ekskreton proteinën elicitore harpin dhe enzimat pectate liazë, celulazë, poligalakturonazë dhe proteaza, të cilat hidrolizojnë përbërësit polimerë të mureve qelizore të bimës strehuese (shih Fig. 2), duke rezultuar në formimin e molekulave oligomerike. . Është interesante se liaza pectate e sekretuar nga Erwinia chrysanthemi fitoi aktivitet si rezultat i përpunimit jashtëqelizor.
Disa lipide dhe derivatet e tyre u përkasin gjithashtu elicuesve, në veçanti acidet yndyrore të pangopura me 20 karbon të disa patogjenëve - acidi arachidonic dhe acidi eicosapentaenoic [Ilyinskaya et al., 1991; Ozerets-kovskaya et al., 1993; Ozeretskovskaya, 1994; Gilyazetdinov et al., 1995; Ilyinskaya et al., 1996a, b; Ilyinskaya, Ozeretskovskaya, 1998], dhe derivatet e tyre të oksigjenuara. Puna rishikuese [Ilyinskaya et al., 1991] përmbledh të dhënat mbi efektin nxitës të lipideve (lipoproteinave) të prodhuara nga kërpudhat patogjene në bimë. Doli se nuk është pjesa proteinike e lipoproteinave ajo që ka efektin elicitor, por pjesa e tyre lipidike, e cila nuk është karakteristikë e lipoproteinave. bimët më të larta acidet arachidonic (eikosatetraenoic) dhe eicosapentaenoic. Ato shkaktuan formimin e fitoaleksinave, nekrozën e indeve dhe rezistencën sistematike të bimëve ndaj patogjenëve të ndryshëm. Produktet e transformimit të lipoksigjenazës në indet bimore Acidet yndyrore C 20 (hidroperoksi-, hidroksi-, okso-, derivatet ciklike, leukotrienet), të formuara në qelizat e bimës pritëse me ndihmën e kompleksit enzimë lipoksigjenazë (substratet e të cilave mund të jenë ose acidet yndyrore të polienit C, 8 ose C 20) kishin një efekt të fortë në reagimin mbrojtës të bimëve. Kjo me sa duket shpjegohet me faktin se nuk ka oksigjen në bimët e pa infektuara.
derivatet e acideve yndyrore me 20 karbon, dhe shfaqja e tyre si rezultat i infeksionit çon në rezultate dramatike, siç është formimi i nekrozës rreth qelizave të infektuara, gjë që krijon një pengesë për përhapjen e patogjenëve në të gjithë bimën.
Ka prova që induksioni i aktivitetit të lipoksigjenazës nga një patogjen çoi në formimin e një përgjigjeje bimore edhe në rastin kur elicuesi nuk përmbante acide yndyrore C 20 dhe substrati i aktivitetit të lipoksigjenazës mund të ishte vetëm acidet yndyrore të tij C 18 polien. , dhe produktet ishin oktadekanoide, jo eikosanoide. Syringolidet [L et al., 1998] dhe cerebrozidet, komponime sfingolipide, gjithashtu kanë veti elicitore. Cerebrozidet A dhe C të izoluara nga Magnaporthe grisea ishin nxitësit më aktivë në bimët e orizit. Produktet e degradimit të cerebrozidit (esteret metil të acideve yndyrore, bazat sfingoide, bazat glikosil-sfingoide) nuk shfaqën aktivitet elikues.
Disa elicitorë formohen si rezultat i veprimit të hidrolazave të sekretuara nga patogjenët në indet bimore. Qëllimi i hidrolazave është i dyfishtë. Nga njëra anë, ato sigurojnë ushqim për patogjenët e nevojshëm për zhvillimin dhe riprodhimin e tyre, nga ana tjetër, ato lirojnë barrierat mekanike që qëndrojnë në rrugën e patogjenëve që hyjnë në habitatet e tyre në bimë.
Një pengesë e tillë është kutikula, e cila përbëhet kryesisht nga një heteropolimer kutinë i ngulitur në dyll. Janë zbuluar më shumë se 20 monomere që përbëjnë kutinë. Këto janë acide yndyrore të ngopura dhe të pangopura dhe alkoole me gjatësi të ndryshme, duke përfshirë acidet dikarboksilike të hidroksiluara dhe epooksiduara, me zinxhir të gjatë, etj. Në kutinë, shumica e grupeve parësore të alkoolit marrin pjesë në formimin e lidhjeve esterike, si dhe disa nga grupet dytësore të alkoolit që ofrojnë lidhje tërthore midis zinxhirëve dhe pikave të degëzimit në polimer. Një pjesë e një polimeri tjetër "barrierë", suberin, është afër në përbërje me kutinën. Dallimi kryesor i tij është se acidet yndyrore të lira janë përbërësi kryesor i dyllit suberik, ndërsa në kutinë ka shumë pak prej tyre. Për më tepër, në Suberina
Kryesisht janë të pranishme alkoolet yndyrore C22 dhe C24, ndërsa kutina përmban C26 dhe C28. Për të kapërcyer pengesën mekanike sipërfaqësore të bimëve, shumë kërpudha patogjene sekretojnë enzima që hidrolizojnë kutinën dhe një pjesë të përbërësve të suberinës. Produktet e reaksionit të kutinazës ishin acide yndyrore dhe alkoole të ndryshme të oksigjenuara, kryesisht 10,16-dihidroksi-Sk- dhe 9,10,18-trihidroksi-C|8-acidet, të cilat janë molekula sinjalizuese që nxisin formimin dhe lirimin e shtesave. sasi të kutinazës, duke “gërryer” kutinë dhe duke lehtësuar depërtimin e kërpudhave në bimë. U zbulua se periudha e vonesës për shfaqjen e mARN-së së kutinazës në kërpudhat pas fillimit të formimit të acideve di- dhe trihidroksi të lartpërmendura është vetëm 15 minuta, dhe periudha e vonesës për çlirimin e kutinazës shtesë është dy herë më shumë. gjatë. Dëmtimi i gjenit të kutinazës në Fusarium solani uli shumë virulencën e kësaj kërpudhe. Frenimi i kutinazës nga kimikatet ose antitrupat parandaluan infeksionin e bimëve. Supozimi se produktet e degradimit të kutinës me oksigjen mund të veprojnë jo vetëm si nxitës të formimit të kutinazës në patogjenë, por edhe si nxitës të reaksioneve mbrojtëse në bimën pritëse [Tarchevsky, 1993] u konfirmua më pas.
Pas depërtimit të mikroorganizmave patogjenë përmes kutikulës, disa prej tyre kalojnë në tufat vaskulare të bimëve dhe përdorin lëndët ushqyese të disponueshme atje për zhvillimin e tyre, ndërsa të tjerët transportohen brenda qelizave të gjalla të bujtësit. Në çdo rast, patogjenët ndeshen me një pengesë tjetër mekanike - muret qelizore, të përbërë nga polisaharide dhe proteina të ndryshme dhe në shumicën e rasteve të përforcuara me një polimer të fortë - linjinën [Tarchevsky, Marchenko, 1987; Tarchevsky, Marchenko, 1991]. Siç u përmend më lart, për të kapërcyer këtë pengesë dhe për të siguruar zhvillimin e tyre me ushqimin e karbohidrateve dhe azotit, patogjenët sekretojnë enzima që hidrolizojnë polisaharidet dhe proteinat e murit qelizor.
Studimet e veçanta kanë treguar se gjatë bashkëveprimit të baktereve dhe indeve të bimës pritëse, enzimat
Degradimet nuk shfaqen njëkohësisht. Për shembull, pektilmetilesteraza ishte gjithashtu e pranishme në Erwinia carotovora subsp. atroseptia në indet e tuberit të patates, ndërsa aktivitetet e poligalakturanazës, pektat liazës, celulazës, proteazës dhe ksilanazës u shfaqën përkatësisht 10, 14, 16, 19 dhe 22 orë pas inokulimit.
Doli se produktet e degradimit të oligosakarideve të polisaharideve të murit qelizor të bimëve kanë veti nxitëse. Por oligosakaridet aktive mund të formohen edhe nga polisaharidet që janë pjesë e mureve qelizore të patogjenëve. Dihet se një nga mënyrat për të mbrojtur bimët nga mikroorganizmat patogjenë është formimi pas infektimit dhe çlirimi jashtë plazmalemës i enzimave - kitinazës dhe β-1,3-glukanazës, të cilat hidrolizojnë polisaharidet kitin dhe β-1,3-. poliglukanet e mureve qelizore të patogjenëve, gjë që çon në shtypjen e rritjes dhe zhvillimit të tyre. U zbulua se produktet oligosakaride të një hidrolize të tillë janë gjithashtu nxitës aktivë të reaksioneve të mbrojtjes së bimëve. Si rezultat i veprimit të oligosakarideve rritet rezistenca e bimëve ndaj infeksioneve bakteriale, kërpudhore ose virale.
Një numër artikujsh rishikimi i kushtohen elicuesve të oligosakarideve, strukturës së tyre, aktivitetit, receptorëve, "ndezjes" së tyre të sistemeve të sinjalizimit të qelizave, induksionit të shprehjes së gjeneve mbrojtëse, sintezës së fitoaleksinave, reaksioneve të mbindjeshmërisë dhe përgjigjeve të tjera të bimëve.
Në laboratorin e Elbersheim, dhe më pas në një numër laboratorësh të tjerë, u tregua se oligoglikozidet e formuara si rezultat i degradimit të endoglikozidazës së shkaktuar nga patogjeni i hemicelulozave dhe substancave pektinore të bimëve, kitina dhe kitozani i kërpudhave, mund të luajnë rolin e substancave biologjikisht aktive. . Madje është propozuar që ato të konsiderohen si një klasë e re hormonesh (“oligosakarinat”, në krahasim me oligosakaridet, që nuk kanë aktivitet). Formimi i oligosakarideve si rezultat i hidrolizës së polisaharideve, dhe jo gjatë sintezës nga monosakaridet, u tregua nga shembulli
Oligosakaridi i ksiloglukanit me veprim antiauksin.
Struktura e një numri oligosakaridesh fiziologjikisht aktive u deshifrua: një heptaglukozid i degëzuar i marrë nga muret qelizore të një myku patogjen [Elbersheim, Darvill, 1985]; penta- dhe heksamera të N-acetil-glukozaminës të përftuara nga hidroliza e kitinës, si dhe glukozamina e formuar nga hidroliza e kitozanit; 9-13-mer oligogalakturonide lineare të formuara gjatë hidrolizës së substancave të pektinës; dekagalakturonid me 4-5 mbetje galakturonozili terminale të pangopura; oligogalakturonozide me një shkallë polimerizimi 2-6, që shfaqin aktivitet të caktuar. Janë publikuar të dhëna për xyloglukanet fiziologjikisht aktive të marra nga hemicelulozat me një shkallë polimerizimi 8-9, kitobioza, kito-trioza dhe kitotetroza, fragmentet e ksiloglukanit të degëzuar me formulën Glu(4)-Xi(3)-Gal(1 ose 2). )-Fuc dhe derivatet e tyre natyrale të O-acetiluara. U zbulua se p-glukozidi i degëzuar ka aktivitetin më të lartë nxitës të fitoaleksinës. Modifikimi kimik i kësaj oligosakarine ose një ndryshim në modelin e degëzimit çoi në një ulje të vetive elicitore.
Studimi i mekanizmit të veprimit të oligosakarideve në bimë bëri të mundur që të vërtetohet se spektri i përgjigjeve varet nga përqendrimi dhe struktura e substancave në studim. Elicues të ndryshëm oligosakaride shfaqin aktivitetin më të lartë në përqendrime të ndryshme. Për shembull, induksioni i sintezës së përbërjeve mbrojtëse (kitinazave) në kulturën e qelizave të orizit ishte maksimal në një përqendrim të N-acetilkitohekzaozës prej 1 μg/ml, ndërsa për të arritur të njëjtin efekt në rastin e heksaozës laminare (fragment (3- 1,3-glukan) kërkohej përqendrim 10 herë më i lartë.
U zbulua se shkalla e rezistencës së bimëve ndaj patogjenit përcaktohet (së bashku me faktorë të tjerë) nga raporti i polisaharideve të ndryshme të mureve të qelizave bimore. Kjo mund të gjykohet bazuar në një krahasim të Colletotrichum linde-rezistent dhe të ndjeshëm ndaj patogjenit.
linjat e fasules muthianum që ishin të ekspozuara ndaj endopolygalakturonazës së patogjenit. U izoluan fragmente oligomerike të pektinës; Ka rezultuar se në varietetin rezistent mbizotërojnë mbetjet e sheqernave neutrale, ndërsa në varietetin e paqëndrueshëm mbizotërojnë mbetjet e galakturonateve.
Kohët e fundit, janë marrë rezultate që tregojnë se fragmentet oligogalakturonate formohen në bimë jo vetëm nën ndikimin e enzimave degraduese të pektinës të patogjenëve, por edhe si rezultat i shprehjes së gjeneve të poligalakturonazës në qelizat pritëse në përgjigje të elicitorëve të sisteminës dhe oligosakarideve.
Rregullimi shumëdrejtimësh i përgjigjes mbrojtëse të qelizave nga produktet e degradimit të polisaharideve të murit qelizor tërheq vëmendjen. Doli se oligogalakturonidet e vogla me një shkallë polimerizimi 2-3 janë elicues aktivë, dhe fragmente të pektinave rhamnogalakturonike me një shkallë të lartë polimerizimi janë shtypës të formimit të proteinave hidroksiproline të mureve qelizore. Me fjalë të tjera, proceset e degradimit në muret qelizore të shkaktuara nga patogjenët mund të rregullojnë (si rezultat i një sekuence komplekse reagimesh të sistemeve të sinjalizimit të qelizave) proceset biosintetike që rrisin qëndrueshmërinë e mureve qelizore për shkak të akumulimit të proteinave hidroksiproline dhe formimit të kovalentëve. lidhjet mes tyre.
Fragmentet e ksiloglukanit që përmbajnë fukozë (tri- dhe pentasakaride) kishin veti imunosupresive, por kur zëvendësohej ksiloza me një monosakarid tjetër, aktiviteti supresor ndryshoi në aktivitet elicitor [Ilyinskaya et al., 1997]. Privimi i fukozës së oligosakaridit e privoi atë nga vetitë supresore dhe elicuese. Dozat e ulëta aktive dhe selektiviteti i lartë i shtypësve specifikë tregojnë natyrën e receptorit të veprimit të tyre [Ozeretskovskaya, 2001].
Ka shembuj të tjerë të patogjenëve që prodhojnë jo vetëm nxitës, por edhe shtypës të reaksioneve të mbrojtjes së bimëve. Kështu, pycnosgyurs Mycosphaerella pinodes sekretuan të dy llojet e përbërjeve të tilla.
Duhet të theksohet se fragmentet oligosakaride të polisaharideve të mureve qelizore të bimëve dhe kërpudhave janë nga
Ato përdoren si nxitës jo specifikë të racës që shkaktojnë përgjigje mbrojtëse jo specifike nga ana e bimëve të infektuara. Kjo është e kuptueshme, pasi gjatë degradimit të polisaharideve formohet një gamë e gjerë oligosakaridesh, në të cilat specifikat e specieve të patogjenit ose bujtësit shprehen shumë dobët. Në të njëjtën kohë, faktorët e virulencës bakteriale të proteinave (ose peptideve), të cilët njihen nga receptorët "e tyre" të qelizave bimore, janë specifike për racën. Lloji i fundit i ndërveprimit quhet ping-pong gjenetik, ose ndërveprimi gjen-në-gjen, pasi specifika e elicorit ose receptorit përcaktohet nga gjenet që i kodojnë ato, dhe rezistenca ose ndjeshmëria e bimëve ndaj patogjenit përcaktohet nga aftësia e receptorit për të njohur elicuesin.
Për të studiuar mekanizmat e përgjigjes së qelizave bimore ndaj veprimit të elicuesve, shpesh përdoren jo oligosakaride individuale, por një përzierje e oligosakarideve të formuara gjatë hidrolizës së polisaharideve të mureve qelizore të kërpudhave patogjene. Kjo qasje justifikohet nëse marrim parasysh se edhe në momentet e para të infektimit nga patogjenët, qelizat bimore mund të preken jo nga një, por nga disa elicitorë. Nga rruga, ka relativisht pak vepra kushtuar studimit të veçorive të veprimit të disa elicuesve njëkohësisht. Për shembull, është treguar se elicitinat paraziticein dhe kriptogein, si dhe elicitorët oligosakaride nga muret qelizore, shkaktojnë aktivizim të shpejtë të protein kinazës së tipit SIP 48 kDa dhe liazës së amonit fenilalaninë në duhan. Në të njëjtën kohë, ishin elicitinat, dhe jo oligosakaridet, ato që aktivizuan protein kinazën 40 kDa. Glukani dhe Ca 2+ rritën efektin e arakidonatit dhe eikosapen-taenoatit. Fakti që EGTA (një ligand specifik Ca 2+) frenoi sintezën e fitoaleksinave bën të mundur të pohohet se jonet e kalciumit luajnë një rol të rëndësishëm në rregullimin e funksionit mbrojtës të bimëve. Është e mundur që substancat sinjalizuese të jenë gjithashtu produkte të degradimit të proteinave të murit qelizor të pasura me mbetje hidroksiproline dhe që përmbajnë degë oligoglikozil.
RECEPTORËT ELICITOR
Është përmendur tashmë në hyrje se receptorët për sinjalet elicitore mund të vendosen në membranën qelizore, në citozol dhe në bërthamë, por ne jemi veçanërisht të interesuar për rastin e parë, më të zakonshëm, kur vetë elicuesi nuk depërton në qelizë, por ndërvepron me pjesën jashtëqelizore të receptorit të proteinave të membranës plazmatike, që është lidhja e parë zinxhir kompleks duke sinjalizuar ngjarje që kulmojnë në reagimin e qelizës ndaj kushteve të ndryshuara të jetesës. Numri i antenave molekulare të një lloji të receptorit të membranës plazmatike qelizore me sa duket mund të arrijë disa mijëra. Numri i llojeve të antenave molekulare mbetet i panjohur, por mund të argumentohet se ato kanë veti strukturore themelore të unifikuara. Ato kanë tre domene kryesore: një domen N-terminal me variabël të jashtëm (pranues në lidhje me elicitorët), një domen transmembranor me një përmbajtje të shtuar të leucinës së aminoacidit hidrofobik dhe një domen C-terminal të ndryshueshëm citoplazmatik, struktura e të cilit përcakton transmetimi i një impulsi sinjali në një sistem të caktuar sinjalizimi. Një receptor mund të jetë specifik vetëm për një lloj elicuesi ose për një grup elicues të lidhur (p.sh. oligomerik). Janë përshkruar disa lloje të proteinave receptore të membranave qelizore te kafshët: në disa receptorë, zinxhiri transmembranor i proteinës kalon membranën vetëm një herë, në të tjerët (serpentinë) - shtatë herë, në të tjerët, ndërveprimi me ligand elicitor çon në formimi i një homo- ose heterodimeri (oligomeri), i cili dhe është konverteri kryesor i një sinjali të jashtëm. Struktura e proteinave receptore të plazmalemës bimore është studiuar në një masë më të vogël, por parimet e ndërtimit të tyre janë të njëjta.
ATP
ATP
Oriz. 4. Skema e strukturës së një sistemi sinjalizues receptor me dy komponentë
A - receptor i thjeshtë; b - receptor me shumë lidhje. 1 - domeni "input"; 2 - domeni i histidinës së autokinazës; 3 - domeni pranues i rregullatorit të përgjigjes; 4 - domeni "output" i rregullatorit të përgjigjes; 5 - domeni i transferimit të fosfatit që përmban histidin; A - mbetje e acidit aspartik; G - mbetje histidine; P është një mbetje ortofosfati e transferuar gjatë reaksioneve të kinazës. Sinjali i jashtëm tregohet nga një simbol rrufeje
Njëlloj si në qelizat shtazore. Struktura e receptorit me dy komponentë, e cila ka vetitë e një proteine kinaze, tërheq vëmendje të veçantë (Fig. 4). Fillimisht u zbulua në organizmat prokariote, dhe më pas në një formë të modifikuar në organizmat eukariote, duke përfshirë bimët, si Arabidopsis. Nëse në rastin e parë dy përbërës - vetë receptori dhe ekzekutivi - janë molekula proteinike të pavarura, megjithëse ndërveprojnë, atëherë në të dytën ato janë dy fusha të së njëjtës proteinë.
Konfirmimi i rolit të ndërveprimeve elicitor-receptor në transmetimin dhe transduktimin e sinjaleve nga patogjenët në gjenom ishte vendosja e një korrelacioni pozitiv midis aftësisë së elicuesve për t'u lidhur në mënyrë jokovalente me receptorët dhe për të shkaktuar një përgjigje mbrojtëse qelizore, si p.sh. akumulimi i fitoaleksinave. Lidhja me pjesën e jashtme të receptorëve të proteinave të membranës plazmatike ishte karakteristikë e elicuesve oligosakaridë të mureve qelizore bimore, fragmenteve oligokitine të mureve qelizore të kërpudhave, proteinave dhe peptideve elicitore, siringolide, fitohormoneve të stresit, etilenit, acidit abscisik, metilinoideve dhe steroideve. Në rastin e fundit, ekziston një ndryshim thelbësor nga qelizat shtazore, në të cilat receptorët e hormoneve steroide ndodhen në bërthamë.
Janë izoluar një numër receptorësh elicues të proteinave të membranës. Për ta bërë këtë, pasi receptorët lidhin elicitorët e etiketuar, membranat çlirohen nga qelizat, shkatërrohen dhe proteina me elicitorin e mbajtur identifikohet nga radioaktiviteti i saj. Është zbuluar, për shembull, se receptori për sisteminën është një proteinë 160 kDa, shkaktari bakterial flagelina është një proteinë membranore 115 kDa dhe një glikoproteinë nga muri qelizor i sëmundjes së vonë, e cila ka një fragment oligopeptid sinjalizues prej 13 amino. mbetjet e acidit -91 kDa ose 100 kDa.
Koncepti i ndërveprimit molekular gjen-gjen midis patogjenëve dhe bimëve shpesh përfshin njohjen indirekte (të ndërmjetësuar nga sistemet e sinjalizimit) të gjenit të paafrueshëm të patogjenit (gjeni avr) nga gjeni i tij përkatës i rezistencës (gjeni R) i qelizës bimore.
Baza molekulare e ndërveprimit "gjen-gjen" midis një patogjeni dhe një bime ishte modeli elicitor-receptor. Proteinat receptore janë izoluar dhe pastruar, dhe gjenet që kodojnë këto proteina janë klonuar. Ka një numër punimesh rishikuese kushtuar strukturës së proteinave të receptorit
Doli se shumë prej tyre kanë përsëritje të ngjashme të konservuara të pasura me leucinë (nga 12 në 21), të nevojshme për ndërveprimin protein-proteinë. Këto përsëritje ndërmjetësojnë lidhjen e proteinës së receptorit R me elicitorët. Studimet e mutantëve me rezistencë të dëmtuar ndaj baktereve patogjene të shkaktuara nga zëvendësimi i glutamatit me lizinë në një nga përsëritjet e leucinës konfirmojnë se ndërveprimi protein-proteinë është një lidhje e rëndësishme në transformimin dhe transmetimin e sinjaleve elicitore në gjenomën e qelizës.
Aktualisht, pranohen disa modele të strukturës së receptorit dhe metodave të transmetimit të një sinjali elicitor nga jashtë në brendësi të një qelize bimore. Një familje prej 35 receptorësh gjarpri është gjetur në Arabidopsis. Receptori percepton molekulën e sinjalit në vendin e terminalit N në anën e jashtme të membranës dhe transmeton impulsin e sinjalit në citoplazmë përmes vendit të brendshëm C. Lidhja e një molekule sinjali çon në një ndryshim në konformimin e të gjithë molekulës së receptorit, gjë që shkakton aktivizimin e molekulave proteinike të lidhura me të në citoplazmën që transdukton sinjalin.
Një nga mekanizmat thelbësorë të rëndësishëm të përdorur në sistemet e sinjalizimit të qelizave është dimerizimi (oligomerizimi) i disa ndërmjetësve proteinikë të këtyre sistemeve. Shembujt përfshijnë dimerizimin e receptorëve pas lidhjes së ligandëve me ta, dimerizimin e disa ndërmjetësve të sistemeve të sinjalizimit dhe dimerizimin e faktorëve rregullues të transkriptimit. Vërehen si homo- ashtu edhe heterodimerizimi (oligomerizimi). Tek kafshët, mekanizmi i dimerizimit të receptorëve të tirozinës kinazës së membranës qelizore është karakteristik, për shembull, për transduktimin e hormoneve polipeptide (faktori i rritjes së placentës, etj.). Receptorët serinë/treonin kinazë funksionojnë në mënyrë të ngjashme. Dihet pak se cilat forma të receptorëve - monomerikë, homodimerikë ose heterodimerikë - janë të përfshirë në transformimin e sinjaleve elicitorë në qelizat bimore. Një skemë e ri-heterodimerike
receptor, i cili aktivizohet nga një ligand, i cili çon në fosforilimin e domenit të kinazës citosolike dhe aktivizimin e proteinave të lidhura me të, disa prej të cilave transmetojnë një impuls sinjali në ndërmjetësit e mëposhtëm të sistemeve të sinjalizimit. Një nga proteinat shoqëruese është proteina fosfataza, e cila inaktivizon domenin e kinazës.
Në qelizat shtazore, receptori i tirozinës kinazës përbëhet nga tre fusha - jashtëqelizore, transmembranore dhe citosolike. Specifikimi i strukturës së domenit të parë dhe të tretë (që konsiston, për shembull, në faktin se ato nuk janë në gjendje të fosforilohen) përcakton, nga njëra anë, me cilin hormon ndërvepron receptori dhe, nga ana tjetër, me cilin sinjal sistemet "ndizen" nga ky hormon. Ndërveprimi i domenit të jashtëm me një ligand sinjalizues çon në autofosforilimin e mbetjes së tirozinës së këtij domeni, gjë që rrit aktivitetin e saj të kinazës. Në mënyrë tipike, kinazat e proteinave përmbajnë vende të shumta fosforilimi. Kjo vlen edhe për protein kinazat receptore. Domeni citoplazmatik i formës monomerike të receptorit të faktorit të rritjes në qelizat shtazore përmban të paktën nëntë mbetje tirozine të autofosforilueshme. Njëri prej tyre, Tyr 857, është i rëndësishëm për manifestimin e aktivitetit të kinazës dhe tetë të tjerë përcaktojnë specifikën e lidhjes me molekulat që konvertojnë sinjalin. Ka arsye për të besuar se të njëjtat parime të funksionimit të receptorit përdoren gjithashtu në qelizat bimore, megjithatë, kryesisht proteina kinaza të receptorit serinë-treonine të përfshira në reaksionet e mbrojtjes së bimëve të shkaktuara nga patogjenët gjenden në to.
Aktualisht, 18 kinaza të proteinave serine-treonine të ngjashme me receptorët Arabidopsis ndahen në katër grupe në varësi të strukturës së domenit të tyre jashtëqelizor:
1. Protein kinazat me domene të pasuruara me përsëritje leucine, zakonisht karakteristike për fragmentet e përfshira në ndërveprimet protein-proteinë. Në kafshë, receptorë të tillë lidhin molekulat sinjalizuese të polipeptideve (ose peptideve). Supozohet se ky grup përfshin receptorët brasinolide me të pasuruar
Myleucina përsëritet në rajonin mbimembranor N-terminal. Në domate, një gjen për një proteinë të ngjashme u izolua, por pa domenin e kinazës citosolike.
2. Protein kinazat me domene S, të cilat përmbajnë
shumë mbetje të cisteinës.
Protein kinazat me domene të pasura me leucinë
përsëritje, por, ndryshe nga grupi i parë, shoqërohet
me lektina. Kjo krijon mundësinë e pritjes nga këta
protein kinazat e elicitorëve të oligosakarideve.
Protein kinazat e lidhura me murin qelizor.
Një nga llojet e lashta, konservatore dhe të përhapura të receptorëve të membranës janë kinazat e histidinës autofosforiluese transmembranore, të cilat mund të aktivizohen nga një gamë e gjerë molekulash sinjalizuese elicitore. Lidhja e elicitorit nga regjioni i jashtëm N-terminal i receptorit, i dalë mbi shtresën lipidike të plazmalemës, shkakton një ndryshim në konformimin e tij dhe autofosforilimin e mbetjes së histidinës (shih Fig. 4). Pastaj mbetja e acidit fosforik transferohet në mbetjen e aspartatit të zonës së brendshme (citoplazmike) të proteinës, e cila gjithashtu shkakton një ndryshim në konformimin e saj dhe, si rezultat, aktivizimin e enzimës së lidhur me receptorin (drejtpërsëdrejti ose përmes ndërmjetësve - më së shpeshti G-proteinat). Aktivizimi i enzimës është hallka më e rëndësishme në sistemin e sinjalizimit, qëllimi i të cilit është transmetimi dhe shumëzimi i sinjalit elicitor, duke kulmuar me shprehjen e gjeneve mbrojtëse dhe shfaqjen e proteinave që
Përcaktohet përgjigja e qelizave dhe e bimës në tërësi ndaj infeksionit dhe efekteve të elicitorëve. Specifikimi i receptorëve për elicitorët përcaktohet nga skaji i ndryshueshëm N i jashtëm i proteinës, dhe specifika për enzimën përcaktohet nga fundi C i brendshëm i saj. Ky lloj receptori është treguar se ndërvepron me fitohormonin e stresit etilen IBleecker et al., 1998; Hua dhe Meyerowitz, 1998; Theologis, 1998; Woeste dhe Kieber, 1998; Alonso et al., 1999; Chang, Shockey, 1999; A.E. Hall et al., 1999; Hirayama et al., 1999; Cosgrove et al., 2000; Savaldi-Goldstein, Fluhr, 2000; etj.], e cila shkakton reaksione mbrojtëse të qelizave bimore. Klonimi dhe përcaktimi i strukturës primare të gjenit të receptorit të histidinës në Arabidopsis zbuloi se domeni i tij i membranës N-terminale është i ngjashëm me transportuesit e joneve metalike.
Aktualisht, është përshkruar një proteinë e receptorit transmembranor, fundi N i të cilit ndërvepron me murin qelizor, dhe fundi C ndodhet në citoplazmë dhe ka vetitë e kinazave të proteinave serine-treonine. Sipas autorëve, kjo proteinë receptori kryen funksione sinjalizuese, duke siguruar kontakt sinjalizues midis murit qelizor dhe përmbajtjes së brendshme të qelizës.
Meqenëse ndërveprimi i molekulës së sinjalit dhe receptorit ndodh pa formimin e lidhjeve kovalente midis tyre, nuk mund të përjashtohet mundësia e shkëputjes së tyre. Nga ana tjetër, lidhja e këtyre dy llojeve të molekulave mund të jetë mjaft e fortë, dhe një ndryshim në konformacionin e proteinës së receptorit krijon parakushtet për të lehtësuar sulmin ndaj tij nga proteazat që njohin proteinat me strukturë të çrregulluar dhe shkatërrojnë këto molekula. . Për shkak të kësaj vlerë të madhe fiton aftësinë e qelizave për të rivendosur shpejt numrin e receptorëve të llojeve të ndryshme. Vlen të përmendet eksperimentet kushtuar studimit të efektit të frenuesve të sintezës së proteinave në intensitetin e lidhjes së elicitorëve nga proteinat receptore të plazmalemës. Doli se trajtimi i qelizave me cikloheksimid, një frenues i sintezës së proteinave me pjesëmarrjen e ribozomeve citoplazmike, shkaktoi një ulje mjaft të shpejtë të nivelit të lidhjes së sistemit me qelizat, gjë që tregon se
Shkalla e lartë e qarkullimit të proteinës së receptorit është 160 kDa Ka të dhëna për sintezën e receptorëve të induktuar në plazmalemë, por, me sa dihet, ende nuk ka informacion mbi shkallën e specifikës së. sinteza e një proteine të veçantë receptori në varësi të llojit të elicitorit.
Tarchevsky I. A. Sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore / respekt. ed. A. N. Grechkin. M.: Nauka, 2002. 294 f.
UDC 633.11 (581.14:57.04)
KARAKTERISTIKAT E SHPËRNDARJES SË BIMËVE NË AGROPOPULLIMIN E GRURI SIPAS KLASAVE TË NDRYSHIMIT TË ELEMENTEVE TË PRODUKTIVITETIT TË FOLURIT
A. A. Goryunov, M. V. Ivleva, S. A. Stepanov
Kushtet e rritjes ndikojnë ndjeshëm në shpërndarjen e bimëve në agropopullimin e grurit të fortë sipas klasave të ndryshimit të numrit të bishtave, numrit të kokrrizave të bishtit dhe peshës së tyre. Ndër varietetet e përzgjedhjes së Saratovit në kushtet e kushteve ekstreme agroklimatike të vitit, është tipike numër të ndryshëm bimët: varietetet e lashta - klasa të vogla, varietete të reja - klasa të mëdha variacionesh. Kushtet e favorshme agroklimatike rrisin numrin e bimëve të klasifikuara si klasa më të larta të ndryshimit të elementeve të produktivitetit të veshit.
Fjalët kyçe: varietet, kallinj, kokërr, grurë.
TIPARET SHPËRNDARJA E BIMËVE NË AGROPOPULLIMIN E GRURI MBI KLASAT E NDRYSHIMIT TË ELEMENTEVE EFIÇENCA E VISIT
A. A. Goryunov, M. V. Ivleva, S. A. Stepanov
Kushtet e vegjetacionit në thelb ndikojnë në shpërndarjen e bimëve në agropopullimin e grurit të fortë në klasa të një numri variacion të spikeletave, sasive të bërthamave një kalli dhe peshës së tyre. Ndër kultivarët e përzgjedhjes së Saratovit në kushtet e vitit ekstrem në kushte agroklimatike është karakteristik një numër i ndryshëm bimësh: te kultivarët e vjetër - klasat e vogla, te kultivarët e rinj - klasat e mëdha të një variacioni. Kushtet e favorshme agroklimatike rrisin numrin e bimëve të bartura në klasa më të larta të një ndryshimi të elementeve të efikasitetit të veshit.
Fjalët kyçe: kultivar, spikelet, bërthamë, grurë.
Në morfogjenezën e grurit, sipas studiuesve (Morozova, 1983, 1986), mund të dallohen disa faza: 1) morfogjeneza e pjesës apikale të meristemit të sythit embrional, që çon në formimin e filizit kryesor rudimentar; 2) morfogjeneza e elementeve fitomere të fidanit kryesor rudimentar në organet e bimëve, gjë që përcakton zakonin e shkurret. Faza e parë (organogjeneza primare - sipas Rostovtseva, 1984) përcakton, si të thuash, matricën e bimës. Siç është vërtetuar (Rostovtseva, 1978; Morozova, 1986; Stepanov dhe Mostovaya, 1990; Adams, 1982), veçoritë e proceseve parësore të organogjenezës reflektohen në formimin e strukturës pasuese.
Sipas studiuesve (Morozova, 1986, 1988), formimi i fitomereve në zonën vegjetative të filizit kryesor rudimentar është një proces specifik për speciet, ndërsa vendosja e elementeve fitomere të filizit kryesor rudimentar në organet funksionale të bimëve është një larmi. - proces specifik. Procesi i formimit të fitomereve në zonën gjeneruese të lastarëve është më specifik për varietetin (Morozova, 1994).
Rëndësia e proceseve morfogjenetike parësore shprehet në mënyrë më të kundërt, d.m.th. Krijimi dhe formimi i fitomereve të zonave vegjetative dhe gjeneruese të lastarëve të grurit dhe zbatimi i tyre i mëvonshëm në kushte të përshtatshme agroklimatike kur analizohet struktura e kulturës sipas kurbave të variacionit të elementeve të produktivitetit të lastarëve (Morozova, 1983, 1986; Stepanov, 2009) . Kësaj i paraprin llogaritja selektive e shpërndarjes së bimëve në agropopullimin e tyre sipas klasave të variacionit të elementeve individuale të produktivitetit, në veçanti numrit të bishtave, numrit të kokrrave në kalli, masës së kokrrizave të kalyshit.
Materiali dhe metodologjia
Hulumtimi është kryer në vitet 2007-2009. Si objekte studimi u zgjodhën varietetet e mëposhtme të grurit të fortë pranveror të përzgjedhjes së Saratovit: Gordeiforme 432, Melyanopus 26, Melyanopus 69, Saratovskaya 40, Saratovskaya 59, Saratovskaya Zolotistaya, Lyudmila, Valentina, Nik, Elizavetinskaya, Zolotaya Krasna, Zolotayas. Vëzhgimet dhe regjistrimet kryesore u kryen në eksperimente në terren me parcela të vogla në fushat e rrotullimit të të korrave të përzgjedhjes së stacioneve të Institutit Kërkimor të Bujqësisë në Juglindje dhe Kopshti Botanik SSU, përsëritje 3-fish e eksperimenteve. Për të kryer një analizë strukturore të produktivitetit të varieteteve të grurit, në fund të sezonit të rritjes, u morën 25 bimë nga çdo përsëritje, të cilat më pas u bashkuan në një grup dhe prej tij u zgjodhën 25 bimë duke përdorur mostra të rastësishme për analizë. Janë marrë parasysh numri i kallinjve, numri i kokrrave në kallinj dhe pesha e një kokrre. Bazuar në të dhënat e marra, ne përcaktuam
Në përputhje me metodën e Z. A. Morozova (1983), veçoritë e shpërndarjes së bimëve në agropopullimin e grurit të fortë u ndanë në klasa të ndryshimit të elementeve të produktivitetit të veshit. Përpunimi statistikor i rezultateve të hulumtimit është kryer duke përdorur paketën softuerike Excel Windows 2007.
Rezultatet dhe diskutimi
Siç ka treguar hulumtimi ynë, në sezonin e rritjes së vitit 2007, numri kryesor i fidaneve kryesore të varieteteve të grurit të përzgjedhjes Saratov për sa i përket numrit të spikeletave ishte në klasat e 2-të dhe të 3-të të variacionit. Vetëm një numër i vogël bimësh u klasifikuan si klasa 1 - 4% (Tabela 1).
Tabela 1. Numri i lastarëve të varieteteve të grurit të përzgjedhjes së Saratovit sipas klasave të variacionit në numrin e kaviljeve, % (2007)
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 0 92 8 0 0
Melanopus 26 4 76 20 0 0
Melanopus 69 4 64 32 0 0
Saratovskaya 40 7 93 0 0 0
E vjetër 4 81 15 0 0
Saratovskaya 59 4 76 20 0 0
Saratov e artë 0 16 80 4 0
Lyudmila 8 44 48 0 0
Valentina 0 16 76 8 0
Nick 14 14 72 0 0
Elizavetinskaya 0 24 72 4 0
Vala e Artë 8 16 52 24 0
Annushka 0 20 64 16 0
Crassar 0 20 48 32 0
Të reja 4 27 59 10 0
Gjatë analizimit të varieteteve sipas grupeve, u zbulua se racat e tokës karakterizohen nga numër më i madh bimë të klasës së dytë të variacionit (81%) dhe një numër më të vogël bimësh të klasës së tretë të variacionit (15%). Për grupin e varieteteve të reja, u zbulua se një numër më i madh i bimëve i përkasin klasës së tretë të variacionit (59%), disa prej bimëve i përkasin klasës së katërt të variacionit (10%). Është vërtetuar se në disa varietete të reja numri i bimëve të klasës së 4-të të variacionit është më shumë se 10% - Krassar (32%), Vala e Artë (24%), Annushka (16%) dhe varieteteve individuale numri i tyre është më pak se 10% (Valentina,
Saratovskaya e artë, Elizavetinskaya) ose nuk është vërejtur fare - Saratovskaya 59, Lyudmila, Nik (shih Tabelën 1).
Në sezonin e rritjes të vitit 2008, i cili u karakterizua nga një gjendje agroklimatike më e favorshme, midis varieteteve të përzgjedhjes së Saratovit, të lashta dhe të reja, një numër më i madh i bimëve për sa i përket numrit të spikeletave u klasifikuan si klasa e tretë e variacionit. Asnjë bimë e vetme, si një vit më parë, nuk u përfaqësua në variantin e klasës së 5-të. Është karakteristike se, ndryshe nga varietetet e reja të grurit të fortë, një numër më i madh i bimëve të klasës së dytë të variacionit u vu re në varietetet vendase - 41% (Tabela 2).
Tabela 2. Numri i lastarëve të varieteteve të grurit të seleksionimit të Saratovit sipas klasave të variacionit në numrin e spikeletave, % (2008)
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 12 20 60 8 0
Melanopus 26 4 36 56 4 0
Melanopus 69 4 48 48 0 0
Saratovskaya 40 4 60 28 8 0
E vjetra 6 41 48 5 0
Saratovskaya 59 28 48 24 0 0
Saratov e artë 0 28 64 8 0
Lyudmila 8 44 48 0 0
Valentina 4 28 64 4 0
Nick 4 28 68 0 0
Elizavetinskaya 8 36 52 4 0
Vala e Artë 4 12 68 16 0
Annushka 0 28 60 12 0
Krassar 8 28 32 32 0
E re 7 32 52.5 8.5 0
Midis varieteteve të reja të grurit të fortë, kishte varietete që, si në vitin e kaluar, u karakterizuan nga prania e disa bimëve në klasën e 4-të të variacionit të numrit të thumbave - Krassar (32%), Zolotaya Volna (16%). , Annushka (12%), Saratov Golden (8%), Valentina (4%), Elizavetinskaya (4%), d.m.th., e njëjta tendencë u vërejt si në vitin e kaluar, 2007 (shih Tabelën 2).
Në sezonin e rritjes së vitit 2009 shumica Varietetet e bimëve të grurit të përzgjedhjes së Saratovit, bazuar në numrin e spikeletave, u caktuan në klasat e 4-të dhe të 3-të të variacionit: varietetet e reja - 45 dhe 43%, përkatësisht, varietetet e lashta - përkatësisht 30 dhe 51%. Është karakteristikë se disa
Disa varietete karakterizohen nga prania e një numri më të madh të bimëve të klasës së 4-të të variacionit në krahasim me vlerën mesatare - Annushka (76%), Valentina (64%), Nik (56%), Zolotaya Volna (52%), Saratovskaya 40 (48%). Në disa varietete, u vunë re bimë të klasës së 5-të të variacionit - Vala e Artë (12%), Krassar (8%), Lyudmila (8%), Gordeiforme 432 dhe Saratovskaya 40 - 4% (Tabela 3).
Tabela 3. Numri i lastarëve të varieteteve të grurit të përzgjedhjes së Saratovit sipas klasave të variacionit në numrin e kaviljeve, % (2009)
Variacioni i klasës së varietetit
Gordeiforme 432 4 12 52 28 4
Melanopus 26 4 36 44 16 0
Melanopus 69 0 8 64 28 0
Saratovskaya 40 0 4 44 48 4
E vjetra 2 15 51 30 2
Saratovskaya 59 0 28 48 24 0
Saratov e artë 4 8 72 16 0
Lyudmila 0 4 56 32 8
Valentina 0 0 36 64 0
Nick 4 4 36 56 0
Elizavetinskaya 4 12 40 44 0
Vala e Artë 0 4 32 52 12
Annushka 0 0 24 76 0
Krassar 0 8 40 44 8
E re 1 8 43 45 3
Kështu, studimet e kryera treguan se kushtet e rritjes ndikojnë ndjeshëm në shpërndarjen e bimëve në agropopullatë sipas klasave të variacionit të numrit të spikeletave. Ndër varietetet e përzgjedhjes së Saratovit në kushtet e kushteve ekstreme agroklimatike të vitit, dallohen një numër më i madh bimësh: varietetet e lashta - klasi i dytë, varietetet e reja - klasa e 3-të, dhe disa prej tyre kanë variacione të klasës së 4-të. Në kushte të favorshme agroklimatike, rritet numri i bimëve të klasifikuara si klasa më të larta të variacionit të numrit të spikeletave të grurit të fortë.
Në kushtet e sezonit të rritjes të vitit 2007, numri i fidaneve kryesore të varieteteve të grurit të përzgjedhjes Saratov për sa i përket numrit të kokrrave në kalli ishte në klasat 1 dhe 2 të variacionit. Vetëm një pjesë e bimëve të disa varieteteve u klasifikuan në klasat 3, 4 dhe 5 (Tabela 4).
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 96 4 0 0 0
Melanopus 26 96 4 0 0 0
Melanopus 69 92 8 0 0 0
Saratovskaya 40 93 7 0 0 0
E vjetra 94 6 0 0 0
Saratovskaya 59 80 20 0 0 0
Saratov e artë 20 48 32 0 0
Lyudmila 0 64 24 12 0
Valentina 48 36 16 0 0
Nick 28 62 10 0 0
Elizavetinskaya 48 48 4 0 0
Vala e Artë 12 32 48 4 4
Annushka 52 36 12 0 0
Krassar 88 8 4 0 0
E re 42 39 17 1.5 0.5
Gjatë analizimit të varieteteve sipas grupeve, u zbulua se racat tokësore karakterizohen nga një numër më i madh bimësh të klasës së parë të variacionit (94%) dhe një përqindje shumë e vogël e bimëve të klasës së dytë të variacionit (6%). Për grupin e varieteteve të reja, u zbulua se një numër më i madh i bimëve të varieteteve individuale i përkasin gjithashtu klasës së parë të variacionit - Krassar (88%), Saratovskaya 59 (80%), Annushka (52%), Valentina (48). %), Elizavetinskaya (48%), varietete individuale - deri në klasën e dytë të variacionit - Lyudmila (64%), Nik (62%), Saratovskaya Zolotistaya (48%), Elizavetinskaya (48%) ose në klasën e 3-të - Artë Vala - 48% (shih tabelën 3). Në dy varietete, u vunë re bimë të klasës së 4-të të variacionit në numrin e kokrrave të veshit - Lyudmila (12%) dhe Zolotaya Volna - 4% (shih Tabelën 4).
Gjatë sezonit të rritjes së vitit 2008, i cili, siç u përmend më herët, u karakterizua nga kushte më të favorshme agroklimatike, midis varieteteve të përzgjedhjes së Saratovit, të lashta dhe të reja, një numër më i madh bimësh për sa i përket numrit të spikeletave u caktuan në 2. dhe klasat e treta të variacionit . Sidoqoftë, midis racave të tokës, dy varietete u dalluan nga një numër i madh bimësh të klasës së 2-të në krahasim me vlerat mesatare - Saratovskaya 40 dhe Melyanopus 69 - 72 dhe 48%, respektivisht. Ndër varietetet e reja, 3 varietete u dalluan gjithashtu nga një numër i madh i bimëve të klasës së 2-të në lidhje me vlerat mesatare - Saratovskaya 59 dhe Valentina (72%), Lyudmila - 64%.
Në ndryshim nga viti i kaluar, midis varieteteve të përzgjedhjes së Saratovit ka një prani karakteristike të një numri të caktuar bimësh të klasifikuara si klasa e 4-të e variacionit të numrit të kokrrave të kallirit. Kjo është veçanërisht e vërtetë për varietetet Melyanopus 26, Elizavetinskaya, Lyudmila, Gordeiforme 432, Melyanopus 69, Nik, Annushka (Tabela 5).
Tabela 5. Numri i lastarëve të varieteteve të grurit të përzgjedhjes së Saratovit sipas klasave të variacionit në numrin e kokrrave të kallirit, % (2008)
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 0 28 56 8 8
Melanopus 26 0 24 48 24 4
Melanopus 69 4 48 40 8 0
Saratovskaya 40 0 72 24 4 0
E vjetra 1 43 42 11 3
Saratovskaya 59 20 72 8 0 0
Saratov e artë 4 36 56 4 0
Lyudmila 0 64 24 12 0
Valentina 0 72 28 0 0
Nick 0 32 60 8 0
Elizavetinskaya 0 48 32 20 0
Vala e Artë 12 32 48 4 4
Annushka 4 44 40 8 4
Krassar 4 40 52 4 0
E re 5 49 39 6 1
Në kushtet e sezonit të rritjes të vitit 2009, shpërndarja e bimëve të grurit të varieteteve të përzgjedhjes Saratov sipas numrit të spikeleteve ishte e ndryshme në varësi të përkatësisë së grupit - varieteteve të lashta ose të reja. Në grupin e racave të tokës, shumica e bimëve u klasifikuan në klasat e treta dhe të katërta të variacionit - përkatësisht 42.5% dhe 27%. Në dy varietete, Melyanopus 26 dhe Melyanopus 69, u vëzhguan bimë të klasës së 5-të të variacionit të numrit të kariopseve të veshit (Tabela 6).
Ndër varietetet e reja, shumica e bimëve u klasifikuan në klasat 3 dhe 2 - përkatësisht 50.5 dhe 24% (Tabela 6). Është karakteristike që disa varietete karakterizohen nga prania e një numri më të madh në krahasim me numrin mesatar të bimëve të klasës përkatëse: variacioni i klasës së dytë - Saratovskaya 59 (56%), Elizavetinskaya (32%), Krassar (32%), Gordeiforme 32 (28%), Saratovskaya e artë (28%); Variacionet e klasës së 3-të - Valentina (72%), Annushka (60%), Krassar (56%), Saratovskaya 40 (52%), Nik (52%), Elizavetinskaya (52%); Variacionet e klasës së 4-të - Zo-
Vala lotaya (36%), Annushka (32%), Saratov e artë dhe Lyudmila (20%). Vlen të përmendet se, ndryshe nga vitet e mëparshme, në kushtet e vitit 2009, disa nga bimët e gjysmës së varieteteve ishin në klasën e 5-të të variacionit të numrit të kokrrave të veshit - Lyudmila, Nik, Zolotaya Volna, Annushka, Melyanopus 26 dhe Melyanopus. 69 (shih tabelën 6).
Tabela 6. Numri i lastarëve të varieteteve të grurit të përzgjedhjes së Saratovit sipas klasave të variacionit në numrin e kokrrave të kallirit, % (2009)
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 12 28 28 32 0
Melanopus 26 8 22 46 20 4
Melanopus 69 12 8 44 32 4
Saratovskaya 40 4 20 52 24 0
E vjetra 9 19.5 42.5 27 2
Saratovskaya 59 12 56 24 8 0
Saratov e artë 4 28 48 20 0
Lyudmila 0 12 52 20 16
Valentina 4 20 72 4 0
Nick 8 24 52 8 8
Elizavetinskaya 4 32 52 12 0
Vala e artë 4 12 40 36 8
Annushka 4 0 60 32 4
Krassar 12 32 56 0 0
E re 6 24 50.5 15.5 4
Studimet e kryera treguan se kushtet e sezonit të rritjes ndikojnë ndjeshëm në shpërndarjen e bimëve në popullatën bujqësore sipas klasave të variacionit të numrit të kokrrave në kalli. Ndër varietetet e përzgjedhjes së Saratovit në kushtet e kushteve ekstreme agroklimatike të vitit, dallohen një numër më i madh bimësh: varietetet antike - klasa e parë, varietetet e reja - klasat 1, 2 dhe 3, dhe disa prej tyre kanë variacione të klasës së 4-të. Në kushte të favorshme agroklimatike, rritet numri i bimëve të klasifikuara si klasa më të larta të variacionit në numrin e kokrrave në kallinjtë e grurit të fortë.
Në kushtet e sezonit të rritjes të vitit 2007, numri i lastarëve kryesorë të varieteteve të grurit të përzgjedhjes së Saratovit bazuar në masën e kariopseve të veshit ishte në klasat e 1-rë dhe të dytë të variacionit (Tabela 7).
Gjatë analizimit të varieteteve sipas grupeve, u zbulua se për disa raca tokash numri i bimëve të klasës së parë të variacionit ishte
100% - Gordeiforme 432 dhe Melyanopus 26,93% - Saratovskaya 40. Në këtë drejtim ndryshonte ndjeshëm raca Melyanopus 69, e cila karakterizohet nga një numër më i madh bimësh të klasës së dytë - 80%. Për grupin e varieteteve të reja, u zbulua se disa varietete karakterizohen nga një numër më i madh bimësh të klasës përkatëse në krahasim me mesataren: klasa e parë - Zolotaya Volna (96%), Saratovskaya 59 (80%), Krassar (76). %), Annushka (68%); Klasa e dytë - Nick (52%), Lyudmila (48%), Saratov Golden (44%), Valentina dhe Elizavetinskaya (40%); Variacionet e klasës së tretë - Lyudmila (28%), Saratov Golden (24%), Nick (14%), Valentina - 12%. Vlen të përmendet se në dy varietete, Lyudmila dhe Valentina, u vunë re bimë të klasës së 5-të të variacionit në masën e kayopsave të veshit - përkatësisht 12 dhe 4% (shih Tabelën 7).
Tabela 7. Numri i lastarëve të varieteteve të grurit të përzgjedhjes së Saratovit sipas klasave të variacionit të peshës së kokrrave, % (2007)
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 100 0 0 0 0
Melanopus 26 100 0 0 0 0
Melanopus 69 4 80 16 0 0
Saratovskaya 40 93 7 0 0 0
E vjetra 74 22 4 0 0
Saratovskaya 59 80 16 4 0 0
Saratov e artë 32 44 24 0 0
Lyudmila 12 48 28 12 0
Valentina 44 40 12 4 0
Nick 28 52 14 6 0
Elizavetinskaya 56 40 4 0 0
Vala e Artë 96 4 0 0 0
Annushka 68 32 0 0 0
Krassar 76 20 4 0 0
E re 55 33 9.5 2.5 0
Në kushtet e sezonit të rritjes të vitit 2008, u vu re një numër i ndryshëm i bimëve të klasës përkatëse të ndryshimit në masën e kariopseve të veshit. Ndër varietetet e lashta të përzgjedhjes Saratov, një numër më i madh bimësh për këtë element të produktivitetit korrespondonte me klasën e dytë të variacionit - 48%, midis varieteteve të reja - me klasat e 3-të dhe 2-të të variacionit - përkatësisht 38 dhe 36%. Një numër i caktuar bimësh të varieteteve përkatëse shpërndahen në klasat 4 dhe 5 të variacionit (Tabela 8).
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 12 48 32 4 4
Melanopus 26 0 32 44 12 12
Melanopus 69 16 60 20 4 0
Saratovskaya 40 24 52 12 8 4
E vjetra 13 48 27 7 5
Saratovskaya 59 48 48 4 0 0
Saratov e artë 4 24 64 4 4
Lyudmila 12 48 28 12 0
Valentina 4 36 56 0 4
Nick 12 44 32 12 0
Elizavetinskaya 8 36 36 20 0
Vala e Artë 8 28 40 20 4
Annushka 8 36 36 16 4
Krassar 4 28 48 20 0
E re 12 36 38 12 2
Disa varietete të Saratovit u dalluan nga një përfaqësim i madh në lidhje me mesataren e bimëve të klasës përkatëse të ndryshimit në masën e kayopsave të veshit: klasa e parë - Saratovskaya 59 (48%), Saratovskaya 40 (24%), Melyanopus 69 (16% ); Klasa e dytë - Melyanopus 69 (60%), Saratovskaya 40 (52%), Saratovskaya 59 dhe Lyudmila (48%, përkatësisht), Nik (44%); Klasa e 3-të - Saratov Golden (64%), Valentina (56%), Krassar (48%), Melyanopus 26 (44%); Klasa e 4-të - Elizabetan, Vala e Artë dhe Crassar (përkatësisht 20%); Variacioni i klasës së 5-të - Melanopus 26 - 12% (shih Tabelën 8).
Në kushtet e sezonit të rritjes 2009, shumica e bimëve të grurit të varieteteve të përzgjedhjes së Saratovit u caktuan në klasat e 3-të dhe të 4-të të variacionit bazuar në peshën e kokrrave të kallës. Për më tepër, vlerat mesatare të klasave të variacionit të grupit të varieteteve antike dhe grupit të varieteteve të reja ndryshonin ndjeshëm. Në veçanti, varietetet e lashta u dalluan nga një përfaqësim i madh i bimëve të variacionit të klasave të 3-të dhe të 4-të - përkatësisht 41.5 dhe 29.5%, varietetet e reja u dalluan nga prania mbizotëruese e bimëve të klasave të 4-ta dhe të 3-ta të variacionit në agropopulacion. - 44 dhe 26%, respektivisht. Vlen të përmendet numri i konsiderueshëm i bimëve të klasës së 5-të të variacionit në masën e kariopseve të veshit, e cila është veçanërisht karakteristike për varietetet Krassar (32%), Valentina (24%), Zolotaya Volna (20%), Saratovskaya 40-16 % (Tabela 9) .
Variacioni i klasës së varietetit
1 2 3 4 5
Gordeiforme 432 4 16 48 32 0
Melanopus 26 4 28 38 18 12
Melanopus 69 0 8 48 40 4
Saratovskaya 40 4 20 32 28 16
E vjetra 3 18 41.5 29.5 8
Saratovskaya 59 14 36 38 8 4
Saratov e artë 4 8 28 52 8
Lyudmila 0 0 12 80 8
Valentina 0 8 28 40 24
Nick 8 20 28 36 8
Elizavetinskaya 0 20 24 44 12
Vala e Artë 0 16 32 32 20
Annushka 4 8 32 56 0
Krassar 0 8 12 48 32
E re 3 14 26 44 13
Ashtu si në vitet e tjera, disa varietete u dalluan nga një përfaqësim i madh në lidhje me mesataren e bimëve të klasës përkatëse të ndryshimit në masën e kokrrave të veshit: Klasa 1 - Saratovskaya 59 (14%); Klasa e dytë - Saratovskaya 59 (36%), Melyanopus 26 (28%), Saratovskaya 40, Nik dhe Elizavetinskaya (20%, respektivisht); Variacionet e klasës së tretë - Gordeiforme 432 dhe Melyanopus 69 (përkatësisht 48%), Saratovskaya 59 (38%), Vala e Artë dhe Annushka (përkatësisht 32%); Variacionet e klasës së 4-të - Lyudmila (80%), Annushka (56%), Saratov e artë (52%), Krassar (48%), Melyanopus 69-40% (shih Tabelën 9).
Kështu, studimet e kryera treguan se shpërndarja e bimëve në popullatën bujqësore sipas klasave të variacionit në masën e kariopseve të veshit ndikohet ndjeshëm nga kushtet e sezonit të rritjes. Për shumicën e racave tokësore, në kushte ekstreme të rritjes, numri i bimëve të klasës së parë është 93-100%, ndërsa varietetet e reja dallohen nga një përfaqësim i konsiderueshëm i bimëve të klasave 2 dhe 3. Në kushte të favorshme të rritjes, përqindja e bimëve të një klase më të lartë variacion rritet, por për varietetet e reja mbetet e njëjta tendencë - një numër më i madh bimësh të klasave më të larta të ndryshimit në masën e kariopseve të veshit në krahasim me varietetet e lashta.
Morozova Z. A. Analiza morfogjenetike në mbarështimin e grurit. M.: MGU, 1983. 77 f.
Morozova Z. A. Modelet themelore të morfogjenezës së grurit dhe rëndësia e tyre për përzgjedhjen. M.: MGU, 1986. 164 f.
Morozova Z. A. Aspekti morfogjenetik i problemit të produktivitetit të grurit // Morfogjeneza dhe produktiviteti i bimëve. M.: MSU, 1994. F. 33-55.
Rostovtseva Z. P. Ndikimi i përgjigjes fotoperiodike të bimës në funksionin e meristemit apikal në organogjenezën vegjetative dhe gjeneruese // Morfogjeneza e dritës dhe bimëve. M., 1978. F. 85-113.
Rostovtseva Z. P. Rritja dhe diferencimi i organeve të bimëve. M.: MGU 1984. 152 f.
Stepanov S. A., Mostovaya L. A. Vlerësimi i produktivitetit të varietetit bazuar në organogjenezën parësore të fidaneve të grurit // Procesi i prodhimit, modelimi i tij dhe kontrolli në terren. Saratov: Shtëpia botuese Sarat. Univ., 1990. fq 151-155.
Stepanov S.A. Karakteristikat morfogjenetike të zbatimit të procesit të prodhimit në grurin pranveror // Izv. SSU Ser., Kimi, biologji, ekologji. 2009. T. 9, numri 1. fq 50-54.
Adams M. Zhvillimi i bimëve dhe produktiviteti i të korrave // Manuali CRS Agr. Produktiviteti. 1982. Vëll.1. F. 151-183.
UDC 633.11: 581.19
Yu. V. Dashtoyan, S. A. Stepanov, M. Yu
Universiteti Shtetëror i Saratovit me emrin. N. G. Chernyshevsky 410012, Saratov, rr. Astrakhanskaya, 83 e-mail: [email i mbrojtur]
Janë konstatuar veçori në përmbajtjen e pigmenteve të grupeve të ndryshme (klorofilet a dhe b, karotenoidet), si dhe marrëdhëniet ndërmjet tyre në gjethet e grurit që i përkasin fitomereve të ndryshëm të lastarëve. Përmbajtja minimale ose maksimale e klorofileve dhe karotenoideve mund të vërehet në gjethe të ndryshme, gjë që varet nga kushtet e rritjes së bimës.
Fjalët kyçe: fitomer, klorofil, karotenoid, gjethe, grurë.
STRUKTURA DHE MIRËMBAJTJA E PIGMENTEVE TË FOTOSINTEZËS NË PJATËN E GJETHEVE TË GRURI
Y. V. Dashtojan, S. A. Stepanov, M. Y. Kasatkin
Veçoritë në ruajtjen e pigmenteve të grupeve të ndryshme (klorofili a dhe klorofili b, karotenoidet), si dhe barazitë ndërmjet tyre në gjethet e grurit.
BBK 28,57 T22
Redaktor Ekzekutiv Anëtar korrespondent i Akademisë Ruse të Shkencave.I. Greçkin
Rishikuesit:
Doktor i Shkencave Biologjike, Profesor L.Kh. Gordon Doktor i Shkencave Biologjike, Profesor L.P. Khokhlova
Tarchevsky I.A.
Sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore / I.A. Tarchevsky; [Përgjigje. ed. A.N. Grechkin]. -
M.: Nauka, 2002. - 294 f.: ill. ISBN 5-02-006411-4
Lidhjet në zinxhirët e informacionit të ndërveprimit midis patogjenëve dhe bimëve merren parasysh, duke përfshirë elicitorët, receptorët nxitës, G-proteinat, protein kinazat dhe proteina fosfatazat, faktorët rregullues të transkriptimit, riprogramimin e shprehjes së gjeneve dhe përgjigjen qelizore. Vëmendja kryesore i kushtohet analizës së veçorive të funksionimit të sistemeve individuale të sinjalizimit të qelizave bimore - adenilate ciklaza, MAP kinaza, fosfatidati, kalciumi, lipoksigjenaza, oksidaza NADPH, NO sintaza dhe protoni, ndërveprimi dhe integrimi i tyre në një rrjet të vetëm sinjalizues. Është propozuar një klasifikim i proteinave të induktuara nga patogjeni sipas karakteristikave të tyre funksionale. Janë dhënë të dhëna për bimët transgjenike me rezistencë të shtuar ndaj patogjenëve.
Për specialistë të fushës së fiziologjisë së bimëve, biokimistë, biofizikantë, gjenetistë, patologë të bimëve, ekologë, agrobiologë.
Përmes rrjetit AK
Sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore /1.A. Tarchevsky; . - M.: Nauka, 2002. - 294 f.; il. ISBN 5-02-006411-4
Libri diskutoi anëtarët e zinxhirëve sinjalizues të ndërveprimit të patogjenëve dhe bimëve-strehuese, përkatësisht elicitorëve, receptorëve, G-proteinave, proteinave kinazave dhe proteinave fosfatazave, faktorëve të transkriptimit të riprogramimit të shprehjes së gjeneve, përgjigjes qelizore. Pjesa kryesore e librit i kushtohet funksionimit të sistemeve të veçanta të sinjalizimit të qelizave: adenilate ciklaza, MAP kinaza, fosfatidati, kalciumi, lipoksi-gjenaza, NADPH-oksidaza, NO-sintaza, sistemet e protoneve. Koncepti i ndërlidhjeve të sistemeve të sinjalizimit celular dhe integrimi i tyre në rrjetin e përgjithshëm të sinjalizimit të qelizave është duke u zhvilluar. Autori ka parashtruar klasifikimin e proteinave të lidhura me patogjenin sipas vetive të tyre funksionale. Janë paraqitur të dhënat për bimët transgjenike me rezistencë të shtuar ndaj patogjenëve.
Për fiziologët, biokimistët, biofizianët, gjenetikët, fitopatologët, ekologët dhe agrobiologët
ISBN 5-02-006411-4
© Akademia Ruse e Shkencave, 2002 © Shtëpia Botuese "Nauka"
(dizajni i artit), 2002
Vitet e fundit, kërkimet mbi mekanizmat molekularë të rregullimit të shprehjes së gjeneve nën ndikimin e ndryshimit të kushteve të jetesës janë zhvilluar me shpejtësi. Në qelizat bimore u zbulua ekzistenca e zinxhirëve sinjalizues që me ndihmën e proteinave të receptorit special, në shumicën e rasteve të vendosura në plazmalemë, perceptojnë impulset e sinjalit, i konvertojnë, përforcojnë dhe i transmetojnë ato në gjenomën e qelizës, duke shkaktuar riprogramimin e shprehjes së gjeneve dhe ndryshimet në metabolizëm (duke përfshirë edhe ato kardinale), të shoqëruara me përfshirjen e gjeneve më parë "të heshtur" dhe fikjen e disa gjeneve aktive. Rëndësia e sistemeve të sinjalizimit të qelizave u demonstrua gjatë studimit të mekanizmave të veprimit të fitohormoneve. U tregua gjithashtu roli vendimtar i sistemeve të sinjalizimit në formimin e sindromës së adaptimit (stresit) të shkaktuar nga veprimi i stresorëve abiotikë dhe biotikë mbi bimët.
Mungesa e punimeve rishikuese që do të analizonin të gjitha lidhjet e sistemeve të ndryshme të sinjalizimit, duke filluar me karakteristikat e sinjaleve të perceptuara dhe receptorët e tyre, transformimin e impulseve të sinjalit dhe transmetimin e tyre në bërthamë, dhe duke përfunduar me ndryshime dramatike në metabolizmin e qelizave dhe strukturën e tyre. , e detyroi autorin të përpiqej ta plotësonte këtë boshllëk me ndihmën e librit të ofruar në vëmendjen e lexuesve. Duhet të kihet parasysh se studimi i fushës së informacionit të qelizave është ende shumë larg përfundimit dhe shumë detaje të strukturës dhe funksionimit të tij mbeten të ndriçuara mjaftueshëm. E gjithë kjo tërheq studiues të rinj, për të cilët një përmbledhje e botimeve mbi sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore do të jetë veçanërisht e dobishme. Fatkeqësisht, jo të gjitha komentet
Në bibliografi u përfshinë artikuj të natyrës eksperimentale, të cilat në një farë mase vareshin nga vëllimi i kufizuar i librit dhe koha e përgatitjes së tij. Autori u kërkon falje kolegëve, kërkimet e të cilëve nuk u pasqyruan në libër.
Autori shpreh mirënjohje për bashkëpunëtorët e tij që morën pjesë në studimin e përbashkët të sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore. Autori shpreh mirënjohje të veçantë për profesorin F.G. Karimova, Kandidatët e Shkencave Biologjike V.G. Yakovleva dhe E.V. Asafova, A.R. Mukha-metshin dhe profesori i asociuar T.M. Nikolaeva për ndihmën në përgatitjen e dorëshkrimit për botim.
Puna u krye me mbështetjen financiare nga Fondacioni i Shkollës Udhëheqëse Shkencore të Federatës Ruse (grantet 96-15-97940 dhe 00-15-97904) dhe Fondacioni Rus për Kërkime Bazë (grant 01-04-48-785 ).
HYRJE
Një nga problemet më të rëndësishme të biologjisë moderne është deshifrimi i mekanizmave të reagimit të organizmave prokariote dhe eukariote ndaj ndryshimeve në kushtet e ekzistencës së tyre, veçanërisht ndaj veprimit të faktorëve ekstremë (faktorët e stresit ose stresorët) që shkaktojnë një gjendje stresi në qelizat.
Në procesin e evolucionit, qelizat kanë zhvilluar përshtatje që i lejojnë ato të perceptojnë, transformojnë dhe amplifikojnë sinjalet e një natyre kimike dhe fizike që vijnë nga mjedisi dhe, me ndihmën e aparatit gjenetik, t'u përgjigjen atyre, jo vetëm duke iu përshtatur kushteve të ndryshuara. , duke rindërtuar metabolizmin dhe strukturën e tyre, por edhe duke nxjerrë në pah përbërje të ndryshme të paqëndrueshme dhe jo të paqëndrueshme në hapësirën jashtëqelizore. Disa prej tyre veprojnë si substanca mbrojtëse kundër patogjenëve, ndërsa të tjerët mund të konsiderohen si molekula sinjalizuese që shkaktojnë një përgjigje nga qelizat e tjera të vendosura në një distancë të madhe nga vendi i veprimit të sinjalit parësor në bimë.
Mund të supozojmë se të gjitha këto ngjarje adaptive ndodhin si rezultat i ndryshimeve në fushën e informacionit të qelizave. Sinjalet parësore përmes sistemeve të ndryshme sinjalizuese shkaktojnë një përgjigje nga gjenomi qelizor, i manifestuar në riprogramimin e shprehjes së gjeneve. Në fakt, sistemet e sinjalizimit rregullojnë funksionimin e depove kryesore të informacionit - molekulave të ADN-së. Nga ana tjetër, ata vetë janë nën kontrollin e gjenomit.
Për herë të parë në vendin tonë, E.S filloi të studiojë me qëllim sistemet e sinjalizimit të qelizave. Severin [Severin, Kochetkova, 1991] mbi objektet e kafshëve dhe O.N. Kulaeva [Kulaeva et al., 1989; Kulaeva, 1990; Kulaeva et al., 1992; Kulaeva, 1995;
Burkhanova et al., 1999] - mbi bimët.
Monografia e paraqitur para lexuesve përmban një përmbledhje të rezultateve të studimit të ndikimit të stresorëve biotikë në funksionimin e sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore. Aktualisht, MAP kinaza, adenilate ciklaza, fosfatidati, kalciumi, lipoksigjenaza, NADPH oksidaza, NO sintaza dhe sistemet e sinjalizimit proton dhe roli i tyre në zhvillimin ontogjenetik të bimëve dhe në formimin e një përgjigjeje ndaj ndryshimit të kushteve të jetesës, veçanërisht efektit të ndryshme abiotike. dhe stresorët biotikë. Autori vendosi të përqëndrohet vetëm në aspektin e fundit të këtij problemi - në mekanizmat molekularë të përgjigjes së bimëve ndaj veprimit të patogjenëve, veçanërisht pasi kjo përgjigje përfshin një numër fitohormonesh dhe sqarimin e veçorive të ndërveprimit të sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore me ato tërheqin shumë vëmendjen e studiuesve.
Ekspozimi ndaj stresorëve biotikë rezulton në një përgjigje të bimës që është gjerësisht e ngjashme me përgjigjen ndaj stresorëve abiotikë. Karakterizohet nga një grup reaksionesh jospecifike, gjë që bën të mundur që ta quajmë sindromë adaptimi, ose stres. Natyrisht, veçoritë specifike të përgjigjes mund të zbulohen gjithashtu, në varësi të llojit të stresorit, megjithatë, me rritjen e shkallës së ndikimit të tij, ndryshimet jospecifike fillojnë të dalin në pah në një masë në rritje [Meyerson, 1986; Tarchevsky, 1993]. Vëmendjen më të madhe i është kushtuar N.S. Vvedensky (ide rreth parabiozës), D.S. Nasonov dhe V.Ya. Alexandrov (ide rreth paranekrozës), G. Selye - në veprat kushtuar stresit te kafshët, V.Ya. Aleksandrov - në hulumtimin mbi bazën molekulare të stresit.
Ndryshimet më të rëndësishme jo specifike gjatë stresit biotik përfshijnë si më poshtë:
1. Faziciteti në rrjedhën kohore të përgjigjes ndaj veprimit të një patogjeni.
2. Rritja e katabolizmit të lipideve dhe biopolimereve.
3. Rritja e përmbajtjes së radikaleve të lira në inde.
4. Acidifikimi i citosolit me aktivizimin e mëvonshëm të pompave protonike, të cilat e kthejnë pH në vlerën e tij origjinale.
5. Një rritje në përmbajtjen e joneve të kalciumit në citosol me aktivizimin e mëvonshëm të ATP-azave të kalciumit.
6. Lëshimi i joneve të kaliumit dhe klorit nga qelizat.
7. Një rënie në potencialin e membranës (në plazmalemë).
8. Ulja e intensitetit të përgjithshëm të sintezës së biopolimerit dhe
9. Ndalimi i sintezës së disa proteinave.
10. Sinteza ose sinteza e përmirësuar e të ashtuquajturave proteina mbrojtëse të patogjenit që mungojnë (kitinaza,(3-1,3-glukanazat, inhibitorët e proteinazës etj.).
11. Intensifikimi i sintezës së komponentëve përforcues të murit qelizor - linjina, suberina, kutina, kaloza, proteina e pasur me hidroksiprolinë.
12. Sinteza e komponimeve antipatogjene jo të paqëndrueshme -
fitoaleksina.
13. Sinteza dhe izolimi i komponimeve të avullueshme baktericid dhe fungicid (heksenalet, jonenalet, terpenet dhe
Dr->- 14. Forcimi i sintezës dhe rritja e përmbajtjes (ose sipas
dukuri) e fitohormoneve të stresit - acidet abscisike, jasmonike, salicilike, etilenit, sistemi i hormonit peptid.
15. Frenimi i fotosintezës.
16. Rishpërndarja e karbonit nga |4 CO2, asimiluar gjatë fotosintezës, midis përbërësve të ndryshëm - një rënie në përfshirjen e etiketës në përbërjet me polimer të lartë (proteina, niseshte) dhe saharozë dhe një rritje (më shpesh relative - si përqindje e karboni i asimiluar) - në alaninë, malat, aspartat [Tarchevsky, 1964].
17. Frymëmarrje e shtuar e ndjekur nga frenimi. Aktivizimi i një oksidaze alternative që ndryshon drejtimin e transportit të elektroneve në mitokondri.
18. Çrregullime ultrastrukturore - ndryshime në strukturën granulare të imët të bërthamës, zvogëlim i numrit të polisomeve dhe diktozomeve, ënjtje e mitokondrive dhe kloroplasteve, zvogëlim i numrit të tilakoideve në kloroplaste, ristrukturim i cito-
skelet
19. Apoptoza (vdekja e programuar) e qelizave të ekspozuara ndaj patogjenëve dhe atyre fqinjë me to.
20. Shfaqja e të ashtuquajturës jospecifike sistemike
rezistencë e lartë ndaj patogjenëve në zonat e largëta nga vendi i ndikimit të patogjenit (për shembull, organet metamerike) të bimës.
Shumë nga ndryshimet e listuara më sipër janë pasojë e "ndezjes" së një numri relativisht të vogël të sistemeve të sinjalizimit jospecifik nga faktorë stresues.
Me studimin në rritje të mekanizmave të përgjigjeve të bimëve ndaj patogjenëve, po zbulohen përgjigje të reja jospecifike të qelizave bimore. Këto përfshijnë rrugë sinjalizuese të panjohura më parë.
Gjatë sqarimit të veçorive të funksionimit të sistemeve të sinjalizimit, është e nevojshme të kihet parasysh se këto çështje janë pjesë e një problemi më të përgjithshëm të rregullimit të funksionimit të gjenomit. Duhet të theksohet se universaliteti i strukturës së bartësve kryesorë të informacionit të qelizave të organizmave të ndryshëm - ADN dhe gjenet - paracakton unifikimin e atyre mekanizmave që shërbejnë për zbatimin e këtij informacioni [Grechkin, Tarchevsky, 2000]. Kjo ka të bëjë me replikimin dhe transkriptimin e ADN-së, strukturën dhe mekanizmin e veprimit të ribozomeve, si dhe mekanizmat e rregullimit të shprehjes së gjeneve duke ndryshuar kushtet e qelizave duke përdorur një grup sistemesh sinjalizuese kryesisht universale. Lidhjet e sistemeve të sinjalizimit janë gjithashtu në thelb të unifikuara (natyra, pasi ka gjetur në kohën e saj strukturën optimale dhe zgjidhje funksionale detyrë biokimike ose informative, e ruan dhe e përsërit atë në procesin e evolucionit). Në shumicën e rasteve, një shumëllojshmëri e gjerë e sinjaleve kimike që vijnë nga mjedisi kapen nga qeliza me ndihmën e "antenave" speciale - molekulat e proteinave të receptorit që depërtojnë në membranën qelizore dhe dalin mbi sipërfaqet e jashtme dhe të brendshme të saj.
anët e saj. Disa lloje të strukturës së këtyre receptorëve janë të unifikuar në qelizat bimore dhe shtazore. Ndërveprimi jo-kovalent i rajonit të jashtëm të receptorit me një ose një molekulë tjetër sinjalizuese që vjen nga mjedisi që rrethon qelizën çon në një ndryshim në konformimin e proteinës së receptorit, i cili transmetohet në rajonin e brendshëm, citoplazmatik. Në shumicën e sistemeve të sinjalizimit, G-proteinat ndërmjetëse vijnë në kontakt me të - një njësi tjetër e sistemeve të sinjalizimit që është e unifikuar (në strukturën dhe funksionet e saj). Proteinat G kryejnë funksionet e një transduktori sinjali, duke transmetuar një impuls konformues të sinjalit në enzimën fillestare specifike për një sistem të caktuar sinjalizimi. Enzimat fillestare të të njëjtit lloj sistemi sinjalizues në objekte të ndryshme janë gjithashtu universale dhe kanë rajone të zgjeruara me të njëjtën sekuencë aminoacide. Një nga lidhjet më të rëndësishme të unifikuara në sistemet e sinjalizimit janë kinazat e proteinave (enzimat që transferojnë mbetjen përfundimtare të acidit ortofosforik nga ATP në disa proteina), të aktivizuara nga produktet e fillimit të reaksioneve sinjalizuese ose derivatet e tyre. Proteinat e fosforiluara nga protein kinazat janë hallkat e radhës në zinxhirët e sinjalit. Një tjetër lidhje e unifikuar në sistemet e sinjalizimit të qelizave janë faktorët rregullues të transkriptimit të proteinave, të cilët janë një nga substratet e reaksioneve të protein kinazës. Struktura e këtyre proteinave është gjithashtu kryesisht e unifikuar, dhe modifikimet e strukturës përcaktojnë përkatësinë e faktorëve rregullues të transkriptimit në një ose një sistem tjetër sinjalizues. Fosforilimi i faktorëve rregullues të transkriptimit shkakton një ndryshim në konformacionin e këtyre proteinave, aktivizimin e tyre dhe ndërveprimin pasues me rajonin promotor të një gjeni të caktuar, gjë që çon në një ndryshim në intensitetin e shprehjes së tij (induksion ose shtypje), dhe në raste ekstreme. , te “ndezja” ose “fikja” e disa gjeneve të heshtura. Riprogramimi i shprehjes së një grupi gjenesh në gjenom shkakton një ndryshim në raportin e proteinave në qelizë, gjë që është baza e përgjigjes së saj funksionale. Në disa raste, një sinjal kimik nga mjedisi i jashtëm mund të ndërveprojë me një receptor të vendosur brenda qelizës - në citosol ose
Oriz. 1. Skema e ndërveprimit të sinjaleve të jashtme me receptorët qelizor
1, 5, 6 - receptorët e vendosur në plazmalemë; 2,4 - receptorët e vendosur në citosol; 3 - enzima fillestare e sistemit të sinjalizimit, e lokalizuar në plazmalemë; 5 - receptori i aktivizuar nën ndikimin e ndryshimeve jospecifike në strukturën e përbërësit lipid të plazmalemës; SIB - proteinat e induktuara nga sinjali; PTF - faktorët rregullues të transkriptimit të proteinave; i|/ - ndryshimi i potencialit të membranës
e njëjta bërthamë (Fig. 1). Në qelizat shtazore, sinjale të tilla janë, për shembull, hormonet steroide. Kjo rrugë e informacionit ka një numër më të vogël të ndërmjetësve, dhe për këtë arsye ka më pak mundësi për rregullim nga qeliza.
Vendi ynë i ka kushtuar gjithmonë një vëmendje të madhe problemeve të fitoimunitetit. Një numër monografish dhe rishikimesh nga shkencëtarë vendas i kushtohen këtij problemi [Sukhorukov, 1952; Verderevsky, 1959; Vavilov, 1964; Gorlenko, 1968; Rubin et al., 1975; Metlitsky, 1976; Tokin, 1980;
Metlitsky et al., 1984; Metlitsky, Ozeretskovskaya, 1985; Kursano-va, 1988; Ilyinskaya et al., 1991; Ozeretskovskaya et al., 1993; Korableva, Platonova, 1995; Chernov et al., 1996; Tarchevsky, Chernov, 2000].
Vitet e fundit vëmendje e veçantë i është kushtuar mekanizmave molekularë të fitoimunitetit. Është treguar se
Kur bimët infektohen, aktivizohen sisteme të ndryshme sinjalizuese, të cilat perceptojnë, shumëfishojnë dhe transmetojnë sinjale nga patogjenët në aparatin gjenetik të qelizave, ku ndodh shprehja e gjeneve mbrojtëse, duke i lejuar bimët të organizojnë si struktura ashtu edhe ato. mbrojtja kimike nga patogjenët. Përparimet në këtë fushë shoqërohen me klonimin e gjeneve, deshifrimin e strukturës së tyre parësore (përfshirë rajonet promotore), strukturën e proteinave që ato kodojnë, përdorimin e aktivizuesve dhe frenuesve të pjesëve individuale të sistemeve të sinjalizimit, si dhe mutantëve dhe bimëve transgjenike. me gjenet e futura përgjegjëse për sintezën e pjesëmarrësve të receptorit, transmetimin dhe amplifikimin e sinjaleve. Në studimin e sistemeve të sinjalizimit të qelizave bimore, një rol të rëndësishëm luan ndërtimi i bimëve transgjenike me nxitës të gjeneve për proteinat që marrin pjesë në sistemet e sinjalizimit.
Aktualisht, sistemet e sinjalizimit të qelizave bimore nën stres biotik studiohen më intensivisht në Institutin e Biokimisë. A.N. Bach RAS, Kazan Instituti i Biokimisë dhe Biofizikës RAS, Instituti i Fiziologjisë së Bimëve RAS, Pushchino dega e Institutit të Kimisë Bioorganike RAS, Qendra "Bioinxhinierike" RAS, Moskë dhe Shën Petersburg universitetet shtetërore, Instituti Kërkimor Gjith-Rus i Bioteknologjisë Bujqësore i Akademisë Ruse të Shkencave Bujqësore, Instituti Kërkimor Gjith-Rus i Fitopatologjisë i Akademisë Ruse të Shkencave Bujqësore, etj.
Problemi i deshifrimit të mekanizmave molekularë të stresit biotik, duke përfshirë rolin e sistemeve të sinjalizimit në zhvillimin e tij, ka bashkuar fiziologët dhe biokimistët e bimëve, mikrobiologët, gjenetistët, biologët molekularë dhe fitopatologët gjatë dhjetë viteve të fundit. Një numër i madh artikujsh eksperimentalë dhe rishikues janë botuar mbi aspekte të ndryshme të këtij problemi (përfshirë në revista speciale:
"Patologjia fiziologjike dhe molekulare e bimëve", "Ndërveprimet e bimëve molekulare - mikrobeve", "Rishikimi vjetor i fiziologjisë dhe patologjisë së bimëve"). Në të njëjtën kohë, në literaturën vendase nuk ka përgjithësim të veprave kushtuar sistemeve të sinjalizimit të qelizave, gjë që e çoi autorin në nevojën për të shkruar monografinë e ofruar për lexuesit.
PATOGJENËT DHE ELIZITORËT
Sëmundjet e bimëve shkaktohen nga mijëra lloje mikroorganizmash, të cilët mund të ndahen në tre grupe: viruse (më shumë se 40 familje) dhe viroide; bakteret (Agrobacterium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas, Streptomyces) dhe
mikroorganizma të ngjashëm me mikoplazmën; kërpudha (më të ulëta:
Plazmodioforomicete, Chitridomicete, Oomycete: më të larta: Askomicete, Basidiomicete, Deuteromycete).
sinteza e enzimave mbrojtëse: fenilalanine amoniak liaza
Dhe peroksidaza e anionit. Format pa krahë që i përkasin kësaj nënklase u shfaqën si rezultat i humbjes së këtyre organeve gjatë evolucionit të formave me krahë. Nënklasa përfshin 20 rend insektesh, ndër të cilët ka polifagë që nuk kanë specifikë në lidhje me bimën, oligofagë dhe monofagë, në të cilët shprehet qartë specifika e ndërveprimit midis patogjenit dhe bimës pritëse. Disa insekte ushqehen me gjethe (të gjithë tehun e gjethes ose duke skeletizuar gjethen), të tjerët ushqehen me kërcell (duke përfshirë gërryerjen e kërcellit nga brenda), vezoret e luleve, frutat dhe rrënjët. Afidet dhe cikada thithin lëng nga enët vaskulare duke përdorur një proboscis ose stilet.
Pavarësisht masave të marra për të luftuar insektet, problemi i ngutshëm i uljes së dëmeve që ato shkaktojnë vazhdon të jetë. Aktualisht, mbi 12% e rendimentit të kulturave bujqësore në planet humbet si rezultat i sulmit nga mikroorganizmat patogjenë,
nematodat dhe insektet.
Dëmtimi i qelizave çon në degradimin e përmbajtjes së tyre, për shembull, përbërjet me polimer të lartë dhe shfaqjen e molekulave sinjalizuese oligomerike. Këto "mbytje të anijeve" [Tarchevsky, 1993] arrijnë në qelizat fqinje dhe shkaktojnë një reagim mbrojtës në to, duke përfshirë një ndryshim në shprehjen e gjeneve dhe formimin e proteinave mbrojtëse që ato kodojnë. Shpesh dëmtimi mekanik i bimëve shoqërohet me infeksion, pasi sipërfaqja e plagës hapet përmes së cilës patogjenët depërtojnë në bimë. Përveç kësaj, mikroorganizmat fitopatogjenë mund të jetojnë në pjesët e gojës së insekteve. Dihet, për shembull, se bartësit e infeksionit të mikoplazmës janë cikadat, në të cilat format e rritura dhe larvat ushqehen me lëngun e enëve të sitës së bimëve, duke shpuar mbulesën e gjetheve me stilin e tyre proboscis dhe
Oriz. 2. Skema e ndërveprimit ndërmjet një qelize patogjene dhe një bime strehuese / - kutinaza; 2 - produktet e degradimit të përbërësve të kutikulës (ndoshta
që ka veti sinjalizuese); 3 - (3-glukanaza dhe glikozilaza të tjera të ekskretuara nga patogjeni; 4 - elicitorë - fragmente të murit qelizor bujtës (CW); 5 - kitinaza dhe glikozilaza të tjera që veprojnë në mënyrë destruktive në CS të patogjenit; 6 - elicitorë - fragmente të patogjenit CS - fitoaleksina - inhibitorë të proteinazave, glikozilazave dhe enzimave të tjera patogjene;
kërcell të rinj. Gjethhotësi roseate, ndryshe nga anëtarët e tjerë të gjetheve, thith përmbajtjen e qelizave. Cikadat shkaktojnë më pak dëme në indet e bimëve sesa insektet që hanë gjethe, megjithatë, bimët mund të reagojnë ndaj tij në të njëjtën mënyrë si ndaj një infeksioni të lidhur bimor.
Pas kontaktit me bimët, qelizat patogjene lëshojnë komponime të ndryshme që sigurojnë depërtimin e tyre në bimë, ushqimin dhe zhvillimin (Fig. 2). Disa nga këto komponime janë toksina që sekretojnë patogjenët për të dobësuar rezistencën e bujtësit. Aktualisht, janë përshkruar më shumë se 20 toksina specifike të bujtësit të prodhuara nga kërpudhat patogjene.
Oriz. 3. Komponim fitotoksik nga Cochlio-bolus carbonum
Bakteret dhe kërpudhat gjithashtu formojnë toksina jo selektive, në veçanti fusikoksina, erikoseteni, koronatina, faza-olotoksina, siringomicina, tabtoksina.
Një nga toksinat specifike të bujtësit sekretohet
Pyrenophora triticirepentis është një proteinë 13.2 kDa, të tjerat janë produkte të metabolizmit sekondar me një shumëllojshmëri të gjerë strukturash - poliketide, terpenoidë, saharide, peptide ciklike, etj.
Si rregull, këto të fundit përfshijnë peptide, sinteza e të cilave ndodh jashtë ribozomeve dhe që përmbajnë mbetje të aminoacideve D. Për shembull, toksina specifike e bujtësit nga Cochliobolus carbonum ka një strukturë ciklike tetrapeptide (D-npo-L-ana-D-ana-L-A3JJ), ku shkurtesa e fundit qëndron për 2-amino-9,10-epoksi- Acidi 8-okso-de-kanoik (Fig. 3). Toksina prodhohet në qelizat patogjene duke përdorur toksina sintazë. Rezistenca ndaj këtij përbërësi në misër varet nga gjeni që kodon karbonil reduktazën e varur nga NADPH, e cila redukton grupin karbonil, duke rezultuar në
çaktivizimi i toksinës. Doli se në bimën pritëse toksina shkakton frenimin e deacetilazave të histonit dhe, si pasojë, mbiacetilimin e histonit. Kjo shtyp përgjigjen mbrojtëse të bimës të shkaktuar nga infeksioni patogjen.
Një lloj tjetër i përbërjeve të sekretuara nga patogjenët quhet elicitor (nga anglishtja elicit - për të identifikuar, për të shkaktuar). Termi kolektiv "elicues" u propozua për herë të parë në 1972 për të përcaktuar sinjalet kimike që dalin në vendet e infeksionit të bimëve nga mikroorganizmat patogjenë dhe është bërë i përhapur.
Eliminuesit luajnë rolin e sinjaleve parësore dhe aktivizojnë një rrjet kompleks procesesh të induksionit dhe rregullimit të fitoimunitetit. Kjo manifestohet në sintezën e proteinave mbrojtëse, antibiotikëve bimor jo të paqëndrueshëm - fitoaleksinave, në çlirimin e përbërjeve të paqëndrueshme antipatogjene etj. Aktualisht, struktura e shumë elicuesve natyrorë është karakterizuar. Disa prej tyre prodhohen nga mikroorganizmat, të tjerët (elicitorët dytësorë) formohen gjatë zbërthimit enzimatik të përbërjeve me polimer të lartë të kutikulës dhe polisaharideve të mureve qelizore të bimëve dhe mikroorganizmave, të tjerët janë fitohormone stresi, sinteza e të cilave në bimë është të shkaktuara nga patogjenët dhe stresorët abiogjenë. Elicitorët më të rëndësishëm përfshijnë komponimet proteinike të ekskretuara nga bakteret dhe kërpudhat patogjene, si dhe proteinat e mbështjelljes virale. Elicitorët e proteinave më të studiuara mund të konsiderohen elicitina të vogla (10 kDa), konservative, hidrofile, të pasuruara me cisteinë, të sekretuara nga të gjitha speciet e studiuara.
Phytophthora dhe Pythium. Këto përfshijnë, për shembull, kriptogjenin.
Elisitinat shkaktojnë mbindjeshmëri dhe vdekje të qelizave të infektuara, veçanërisht në bimët e gjinisë Nicotiana. Formimi më intensiv i elicitinave nga plaga e vonshme ndodh gjatë rritjes së mikro-
U zbulua se elicitinat janë të afta të transportojnë sterole nëpër membrana, pasi ato kanë një vend lidhës për sterolin. Vetë shumë kërpudha patogjene nuk mund të sintetizojnë sterole, gjë që e bën të qartë rolin e elicitinave jo vetëm në ushqimin e mikroorganizmave, por edhe në nxitjen e një reagimi mbrojtës te bimët. Një nxitës glikoproteine 42 kDa u izolua nga plaga e vonë. Aktiviteti i tij dhe lidhja me receptorin e proteinave të membranës plazmatike, forma monomerike e të cilit është një proteinë 100 kDa, u sigurua nga një fragment oligopeptid me 13 mbetje aminoacide. Një peptid elicitor specifik për racën i përbërë nga 28 mbetje aminoacide me tre grupe disulfide u mor nga myku fitopatogjen Cladosporium fulvum dhe peptidi u formua nga një pararendës që përmban 63 aminoacide. Ky faktor avirulence tregoi homologji strukturore me një numër peptidesh të vogla, si frenuesit e karboksipeptidazës dhe bllokuesit e kanaleve jonike, dhe i lidhur nga proteina e receptorit plazmalemë, duke shkaktuar me sa duket modulimin, dimerizimin dhe transmetimin e një impulsi sinjali në sistemet e sinjalizimit. Nga para-proteina më e madhe e Cladosporium fulvum, e përbërë nga 135 aminoacide, përpunimi pas përkthimit prodhon një proteinë elicitore prej 106 aminoacide. Proteinat nxitëse të prodhuara nga myku i ndryshkut Uromyces vignae janë dy polipeptide të vogla, 5,6 dhe 5,8 kDa, me veti ndryshe nga elicitinat e tjera. Ndër nxitësit e proteinave bakteriale, harpinat janë më të studiuarit
Shumë baktere fitopatogjene prodhojnë oligopeptide elicitore (të krijuara nga sintetika e tyre
analoge kineze), që korrespondojnë me rajonet më të ruajtura të proteinës - flagellin,
që është një faktor i rëndësishëm virulence për këto baktere. Nga Erwinia amylovora është izoluar një proteinë e re elicitore, rajoni C i së cilës është homolog me enzimën pectate liazë, e cila mund të shkaktojë shfaqjen e fragmenteve oligomerike elicitore - produkte të degradimit të pektinës. Bakteri patogjen Erwinia carotovora ekskreton proteinën elicitore harpin dhe enzimat pectate liazë, celulazë, poligalakturonazë dhe proteaza, të cilat hidrolizojnë përbërësit polimerë të mureve qelizore të bimës pritëse (shih Fig. 2), duke rezultuar në formimin e molekulave oligomerike. . Është interesante, pectate liaza, e sekretuar nga Erwinia chrysanthemi,
aktiviteti i fituar si rezultat i përpunimit jashtëqelizor. Disa lipide dhe derivatet e tyre klasifikohen gjithashtu si
nxitës, në veçanti acide yndyrore të pangopura me 20 karbon të disa patogjenëve - acidi arachidonic dhe acidi eicosapentaenoic [Ilyinskaya et al., 1991; Ozerets-kovskaya et al., 1993; Ozeretskovskaya, 1994; Gilyazetdinov et al., 1995; Ilyinskaya et al., 1996a, b; Ilyinskaya, Ozeretskovskaya, 1998], dhe derivatet e tyre të oksigjenuara. Puna rishikuese [Ilyinskaya et al., 1991] përmbledh të dhënat mbi efektin nxitës të lipideve (lipoproteinave) të prodhuara nga kërpudhat patogjene në bimë. Doli se nuk është pjesa proteinike e lipoproteinave ajo që ka efektin elicitor, por pjesa lipidike e tyre, e cila është acidet arachidonike (eikosatetraenoike) dhe eikosopentaenoike, të cilat nuk janë karakteristike për bimët më të larta. Ato shkaktuan formimin e fitoaleksinave, nekrozën e indeve dhe rezistencën sistematike të bimëve ndaj patogjenëve të ndryshëm. Produktet e transformimit të lipoksigjenazës në indet bimore të acideve yndyrore C20 (hidroperoksi-, hidroksi-, okso-, derivatet ciklike, leukotrienet), të formuara në qelizat e bimës pritëse me ndihmën e kompleksit enzimë lipoksigjenazë (substratet e të cilit mund të jenë të dy acidet yndyrore të polienit C,8 dhe C20) kishin një efekt të fortë në përgjigjen e mbrojtjes së bimëve. Kjo me sa duket shpjegohet me faktin se nuk ka oksigjen në bimët e pa infektuara.
derivatet e acideve yndyrore me 20 karbon, dhe shfaqja e tyre si rezultat i infeksionit çon në rezultate dramatike, siç është formimi i nekrozës rreth qelizave të infektuara, gjë që krijon një pengesë për përhapjen e patogjenëve në të gjithë bimën.
Ka prova që induksioni patogjen i aktivitetit të lipoksigjenazës çoi në formimin e një përgjigjeje bimore edhe në rastin kur elicuesi nuk përmbante acide yndyrore C20 dhe substrati i aktivitetit të lipoksigjenazës mund të ishte vetëm acidet yndyrore të tij polienoike C18, dhe produktet ishin oktadekanoidet, jo eikosanoidet. Syringolidet [L et al., 1998] dhe cerebrozidet, komponime sfingolipide, gjithashtu kanë veti elicitore. Cerebrozidet A dhe C të izoluara nga Magnaporthe grisea ishin nxitësit më aktivë në bimët e orizit. Produktet e degradimit të cerebrozidit (esteret metil të acideve yndyrore, bazat sfingoide, bazat glikosil-sfingoide) nuk shfaqën aktivitet elikues.
Disa elicitorë formohen si rezultat i veprimit të hidrolazave të sekretuara nga patogjenët në indet bimore. Qëllimi i hidrolazave është i dyfishtë. Nga njëra anë, ato sigurojnë ushqim për patogjenët e nevojshëm për zhvillimin dhe riprodhimin e tyre, nga ana tjetër, ato lirojnë barrierat mekanike që qëndrojnë në rrugën e patogjenëve që hyjnë në habitatet e tyre në bimë.
Një pengesë e tillë është kutikula, e cila përbëhet kryesisht nga një heteropolimer kutinë i ngulitur në dyll. Janë zbuluar më shumë se 20 monomere që përbëjnë kutinë
Këto janë acide yndyrore të ngopura dhe të pangopura dhe alkoole me gjatësi të ndryshme, duke përfshirë acidet dikarboksilike të hidroksiluara dhe epooksiduara, me zinxhir të gjatë, etj. Në kutinë, shumica e grupeve parësore të alkoolit marrin pjesë në formimin e lidhjeve esterike, si dhe disa nga grupet dytësore të alkoolit që ofrojnë lidhje tërthore midis zinxhirëve dhe pikave të degëzimit në polimer. Një pjesë e një polimeri tjetër "barrierë", suberin, është afër në përbërje me kutinën. Dallimi kryesor i tij është se acidet yndyrore të lira janë përbërësi kryesor i dyllit suberik, ndërsa në kutinë ka shumë pak prej tyre. Për më tepër, në Suberina
Ka kryesisht alkoole yndyrore C22 dhe C24 të pranishme, ndërsa kutina përmban C26 dhe C28. Për të kapërcyer pengesën mekanike sipërfaqësore të bimëve, shumë kërpudha patogjene sekretojnë enzima që hidrolizojnë kutinën dhe një pjesë të përbërësve të suberinës. Produktet e reaksionit të kutinazës ishin acide yndyrore dhe alkoole të ndryshme të oksigjenuara, kryesisht 10,16-dihidroksi-Sk- dhe 9,10,18-trihidroksi-C|8-acidet, të cilat janë molekula sinjalizuese që nxisin formimin dhe lirimin e shtesave. sasi të kutinazës, duke “gërryer” kutinë dhe duke lehtësuar depërtimin e kërpudhave në bimë. U zbulua se periudha e vonesës për shfaqjen e mARN-së së kutinazës në kërpudhat pas fillimit të formimit të acideve di- dhe trihidroksi të lartpërmendura është vetëm 15 minuta, dhe periudha e vonesës për çlirimin e kutinazës shtesë është dy herë më shumë. gjatë. Dëmtimi i gjenit të kutinazës në Fusarium solani uli shumë virulencën e kësaj kërpudhe. Frenimi i kutinazës duke përdorur kimikate ose antitrupa parandaloi infeksionin e bimëve. Supozimi se produktet e degradimit të kutinës me oksigjen mund të veprojnë jo vetëm si nxitës të formimit të kutinazës në patogjenë, por edhe si nxitës të reaksioneve mbrojtëse në bimën pritëse [Tarchevsky, 1993] u konfirmua më pas.
Pas depërtimit të mikroorganizmave patogjenë përmes kutikulës, disa prej tyre kalojnë në tufat vaskulare të bimëve dhe përdorin lëndët ushqyese të disponueshme atje për zhvillimin e tyre, ndërsa të tjerët transportohen brenda qelizave të gjalla të bujtësit. Në çdo rast, patogjenët ndeshen me një pengesë tjetër mekanike - muret qelizore, të përbërë nga polisaharide dhe proteina të ndryshme dhe në shumicën e rasteve të përforcuara me një polimer të fortë - linjinën [Tarchevsky, Marchenko, 1987; Tarchevsky, Marchenko, 1991]. Siç u përmend më lart, për të kapërcyer këtë pengesë dhe për të siguruar zhvillimin e tyre me ushqimin e karbohidrateve dhe azotit, patogjenët sekretojnë enzima që hidrolizojnë polisaharidet dhe proteinat e murit qelizor.
Studimet e veçanta kanë treguar se gjatë ndërveprimit të baktereve dhe indeve të bimëve pritëse, enzimat
degradimet nuk shfaqen njëkohësisht. Për shembull, pektilmetilesteraza ishte gjithashtu e pranishme në Erwinia carotovora subsp. atroseptia në indet e tuberit të patates, ndërsa aktivitetet e poligalakturonazës, pektat liazës, celulazës, proteazës dhe ksilanazës u shfaqën përkatësisht 10, 14, 16, 19 dhe 22 orë pas inokulimit.
Doli se produktet e degradimit të oligosakarideve të polisaharideve të murit qelizor të bimëve kanë veti nxitëse. Por oligosakaridet aktive mund të formohen edhe nga polisaharidet që janë pjesë e mureve qelizore të patogjenëve. Dihet se një nga mënyrat për të mbrojtur bimët nga mikroorganizmat patogjenë është formimi pas infektimit dhe çlirimi jashtë plazmalemës i enzimave - kitinazës dhe β-1,3-glukanazës, të cilat hidrolizojnë polisaharidet kitin dhe β-1,3-. poliglukanet e mureve qelizore të patogjenëve, gjë që çon në shtypjen e rritjes dhe zhvillimit të tyre. U zbulua se produktet oligosakaride të një hidrolize të tillë janë gjithashtu nxitës aktivë të reaksioneve të mbrojtjes së bimëve. Si rezultat i veprimit të oligosakarideve rritet rezistenca e bimëve ndaj infeksioneve bakteriale, kërpudhore ose virale.
Një numër artikujsh rishikimi i kushtohen elicuesve të oligosakarideve, strukturës së tyre, aktivitetit, receptorëve, "ndezjes" së tyre të sistemeve të sinjalizimit të qelizave, induksionit të shprehjes së gjeneve mbrojtëse, sintezës së fitoaleksinave, reaksioneve të mbindjeshmërisë dhe përgjigjeve të tjera të bimëve.
Në laboratorin e Elbersheim, dhe më pas në një numër laboratorësh të tjerë, u tregua se oligoglikozidet e formuara si rezultat i degradimit të endoglikozidazës së shkaktuar nga patogjeni i hemicelulozave dhe substancave pektinore të bimëve, kitina dhe kitozani i kërpudhave, mund të luajnë rolin e substancave biologjikisht aktive. . Madje është propozuar që ato të konsiderohen si një klasë e re hormonesh (“oligosakarinat”, në krahasim me oligosakaridet, që nuk kanë aktivitet). Formimi i oligosakarideve si rezultat i hidrolizës së polisaharideve, dhe jo gjatë sintezës nga monosakaridet, u tregua nga shembulli
