Презентация на тему: Гормональная система растений (продолжение)

Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Цитокинины и их биосинтез
Конъюгаты цитокининов
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Цитокинины задерживают старение листьев
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Синтез гиббереллинов происходи в разных органах в разное время GA1 - промотор фермента CPS, циклизующего GGPP + GUS)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Система трасдукции гиббереллинового сигнала очень похожа на ауксиновую …
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Сигнальная система гиббереллинов – как минимум, два типа рецепторов, несколько сигнальных путей… Образование амилазы
Гормональная система растений (продолжение)
Гормональная система растений (продолжение)
Структура и действие брассиностероидов
Синтез брассино-стероидов
BRI1: LRR-RLK - рецептор брассиностероидов.
Сигнальная система брассиностероидов.
Брассиностериоды как активируют транскрипцию некоторых генов, так и тормозят, в том числе гены ферментов собственного синтеза.
Брассиностериоды – система рецепции и трансдукции сигнала
Гормональная система растений (продолжение)
Сигнальные пептиды (гормоны?) растений
Развитие побега и работа апикальной меристемы
Развитие SAM регулируется по типу отрицательной обратной связи
1/60
Средняя оценка: 4.0/5 (всего оценок: 88)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (28372 Кб)
1

Первый слайд презентации

Гормональная система растений (продолжение)

Изображение слайда
2

Слайд 2

Цитокинины Открытие цитокининов Опыт Скуга ДНК Каллус Кинетин (Фурфуриладенин) Индолилуксусная кислота

Изображение слайда
3

Слайд 3

Цитокинины Кинетин (Фурфуриладенин) транс-Зеатин Изопентениладенин Открытие цитокининов Опыт Скуга

Изображение слайда
4

Слайд 4

Цитокинины транс-Зеатин Изопентениладенин Биосинтез цитокининов АТФ РР АМФ Изопентенил-пирофосфат Изопентенил-аденин-рибо т ид Изопентенил-аденин-рибо з ид Р транс-Зеатин-рибо т ид Р транс-Зеатин-рибо з ид

Изображение слайда
5

Слайд 5: Цитокинины и их биосинтез

Цитокинины Цитокинины и их биосинтез В отличие от ауксинов, среди цитокининов нет «наиглавнейшего». В рамочках – синтетические соединения с цитокининовой активностью. Но актиная форма – «чистый» агликон…

Изображение слайда
6

Слайд 6: Конъюгаты цитокининов

Цитокинины Конъюгаты цитокининов

Изображение слайда
7

Слайд 7

Цитокинины транс-Зеатин Изопентениладенин Трансмембранный домен Трансмембранный домен Рецепция цитокининов Цитокинин-связывающий домен Трансмиттерный домен Гистидин-киназная активность Аспарагин-киназная активность «Получающий» домен (Receiver)

Изображение слайда
8

Слайд 8

Цитокинины транс-Зеатин Изопентениладенин Рецепция цитокининов Цитокинин-связывающий домен Регуляция синтеза циклинов Запуск S- фазы клеточного цикла Ауксин (ИУК) Cycline- Dependent Kinases (CDK)

Изображение слайда
9

Слайд 9

Цитокинины транс-Зеатин

Изображение слайда
10

Слайд 10

Цитокинины Деление клеток (совместно с ауксином) Дифференцировка флоэмы (Аттрагирующий эффект) Снятие апикального доминирования (Аттрагирующий эффект) Аттрагирующий эффект Деление клеток камбия и дифференцировка флоэмы (Аттрагирующий эффект) Карта основных эффектов Торможение роста боковых корней (Конкуренция между корнями) Открывание устьиц (сигнал: вода из корня)

Изображение слайда
11

Слайд 11

Цитокинины стимулируют превращение пластид в хлоропласты Цитокинины Цитокинин

Изображение слайда
12

Слайд 12: Цитокинины задерживают старение листьев

Цитокинины Цитокинин

Изображение слайда
13

Слайд 13

Реакция устьиц на цитокинины Цитокинины Абсцизовая кислота Цитокинин

Изображение слайда
14

Слайд 14

Взаимодействие ауксинов и цитокининов Цитокинины Ауксины

Изображение слайда
15

Слайд 15

Цитокинины Цитокинин ауксин Ауксин + цитокинин

Изображение слайда
16

Слайд 16

Цитокинины Каллус – естественное образование

Изображение слайда
17

Слайд 17

Цитокинины Биотехнология in vitro

Изображение слайда
18

Слайд 18

Цитокинины Гормоны растений, вредители и болезни Нормальный побег «Ведьмина метла»

Изображение слайда
19

Слайд 19

Цитокинины Гормоны растений, вредители и болезни Галлы. Личинки образуют цитокинин в слюнных железах

Изображение слайда
20

Слайд 20

Цитокинины Гормоны растений, вредители и болезни Rhizobium

Изображение слайда
21

Слайд 21

Генетическая трансформация растений Ti- плазмида Лирическое отступление

Изображение слайда
22

Слайд 22

Цитокинины Гормоны растений, вредители и болезни Agrobacterium tumefaciens Vir - область Т-район Опухоль «корончатого галла» Т-район Ti- плазмида

Изображение слайда
23

Слайд 23

Патогенные: A.tumefaciens – широкий круг хозяев среди двудольных, болезнь корончатого галла (Ti- плазмида: T- район). A.rhizogenes – широкий круг хозяев среди двудольных, болезнь «бородатого» (косматого) корня (Ri- плазмида: T L +T R - районы). A. rubi – поражает малину ( Rubus idaeus ), корневой рак (Ti- плазмида: T А +T B +T C - районы). A.vitis – поражает виноград ( Vitis vinifera ), корневой рак ( Ti -плазмида: Т-район ). Непатогенный вид: A.radiobacter – обитатель ризосферы растений. Семейство Rhizobiaceae Виды Agrobacterium Корончатый галл на стебле томата «Бородатый» корень

Изображение слайда
24

Слайд 24

Vir - область Т-район Механизм трансформации Ацетосирингон VirA VirG VirD1 Растение-хозяин Прямой повтор 25н.п., разрезается белками VirD1+VirD2 Прямой повтор 25н.п., разрезается белками VirD1+VirD2 VirD2 VirE2 Белок VirE2 защищает одноцепочечную T- ДНК от нуклеазной активности растения-хозяина 5’ VirB- белки Белки VirB -района образуют канал для переноса комплекса Т-ДНК+ VirD2 + +VirE2 через мембрану (аналог F- пилей) Ti- плазмида

Изображение слайда
25

Слайд 25

Vir - область Т-район Механизм трансформации Растение-хозяин 5’ iaaH iaaM Белки IaaH и IaaM отвечают за синтез ауксина (ИУК) при попадании в клетки растения-хозяина iptZ Белок IptZ отвечают за синтез цитокинина (изопентениладенина) при попадании в клетки растения-хозяина nos Белок Nos отвечают за синтез опинов (нопалина) гены утилизации опинов Опухоль «корончатого галла»: Высокий синтез ауксинов и цитокининов Ti- плазмида

Изображение слайда
26

Слайд 26

Всегда: Синтез ауксинов и цитокининов приводит к неограниченному росту опухоли. Аттрагирующий эффект: к опухоли устремляется поток питательных веществ Синтез соединений азота, недоступных растению, но метаболизируемых Agrobacterium. Конкуренция с другими видами У некоторых видов: Синтез ферментов, разлагающих неактивные конъюгаты гормонов с образованием физиологически активных гормонов. Колонизация растения-хозяина

Изображение слайда
27

Слайд 27

опины ауксины цитокинины Колонизация растения-хозяина

Изображение слайда
28

Слайд 28

Культура неорганиченно растущих корней (для получения ценных вторичных метаболитов ). Исследование взаимодействия микоризных грибов с корнями. «Разоружение» Ti- плазмид: исключение из Т-района онкогенов iaaH, iaaM, ipt ; включение генов интереса, маркерных и репортерных генов. В качестве маркерных генов используют гены устойчивости к хлорамфениколу, канамицину, гербицидам. В качестве репортерных генов – гены глюкуронидазы ( GUS), зеленого флуоресцентного белка ( GFP). Использование агробактериальной трансформации

Изображение слайда
29

Слайд 29

Гиббереллины

Изображение слайда
30

Слайд 30

Открытие гиббереллинов Гиббереллин А1 (GA1) Гиббереллин А3 ( GA3) Гиббереллин А4 (GA4) Гриб Gibberella fujikuroi Гиббереллины

Изображение слайда
31

Слайд 31

Гиббереллины и растяжение междоузлий Гиббереллины GA1

Изображение слайда
32

Слайд 32

Гиббереллины Мутанты с изменением высоты стебля. Две фенотипические группы : 1. Карликовые, c укороченными междоузлиями 2. Высокие ( slender) с удлиненными междоузлиями Большинство мутантов -«гиббереллиновые», которые по физиологическим и биохимическим характеристикам делятся на 2 группы: Мутанты биосинтеза и катаболизма гиббереллинов (ГА) Мутанты ответа на ГА. Кроме ГА в контроле роста стебля принимают участие и другие гормоны: брассиностероиды и ауксины. GA1

Изображение слайда
33

Слайд 33

Гиббереллины Из терпенов синтезируются различные классы фитогормонов: цитокинины, гиббереллины, брассиностероиды, абсцизовая кислота Основные этапы биосинтеза гиббереллинов GA1

Изображение слайда
34

Слайд 34

Гиббереллины na ga2 ga1 ga3 Основные этапы биосинтеза гиббереллинов GA1

Изображение слайда
35

Слайд 35

ga5 ga5’,ga5’’ ga5 GA 20- оксидаза Гиббереллины плоды стебель стебель GA1 ga4 le 3ß - гидроксилаза ga4 13 3 β 2 β 13

Изображение слайда
36

Слайд 36: Синтез гиббереллинов происходи в разных органах в разное время GA1 - промотор фермента CPS, циклизующего GGPP + GUS)

Гиббереллины Синтез гиббереллинов происходи в разных органах в разное время GA1 - промотор фермента CPS, циклизующего GGPP + GUS)

Изображение слайда
37

Слайд 37

Фенотип G А-дефицитных мутантов Arabidopsis thaliana Гиббереллины GA1 ga1, ga2 карлики стерильные, семена не всходят без ГА; на КД не формируют цветоноса; темно-зеленый цвет листьев ga3 - карлики с низкой плодовитостью, семена имеют низкую всхожесть без ГА; на КД не формируют цветоноса; темно-зеленый цвет листьев ga4 - фертильные полукарлики, прорастание семян без ГА ga5 - фертильные полукарлики, прорастание семян без ГА 3 β 2 β

Изображение слайда
38

Слайд 38

Инактивация гиббереллинов 2β - гидроксилаза Гиббереллины GA1 3 β 2 β

Изображение слайда
39

Слайд 39

Нарушение функции 2 -гидроксилазы (у мутанта sln гороха ) приводит к фенотипу slender. Усиление (у трансгенных растений риса Act:: OsGA2ox1 ) – к карликовости Sakamoto et al., 2001 Гиббереллины GA1 2β - гидроксилаза GA1 Инактивация гиббереллинов 3 β 2 β

Изображение слайда
40

Слайд 40

Регуляция биосинтеза G А. Гиббереллины GA1 GA4 GA5

Изображение слайда
41

Слайд 41

Гиббереллины GA1 нет ответа ГА-ответ ГА (репрессор) нет ответа Деградация Рецепция гиббереллинового сигнала Рецепторы: GAI, RGA – у арабидопсис SLR1 – у риса

Изображение слайда
42

Слайд 42: Система трасдукции гиббереллинового сигнала очень похожа на ауксиновую …

Транскрипция гиббереллин-зависимых генов регулируется GA зависимой деградацией DELLA репрессоров. Гиббереллин связывается с GID1 белком, что ведет к его взаимодействию с SLR1. SCF GID2 комплекс осуществляет убиквитинирование SLR1 и его деградацию. GRAS -семейство трансфакторов – по первым буквам трех представителей – Gibberellin insensitive ( GAI) Repressor of ga1-3 (RGA) Scarecrow (SCR). Они являются репрессорами гиббереллинового сигнала. В N- концевом регуляторном участке DELLA – 5 аминокислот ( аспарагиновая кислота D, глутамновая кислота E, лейцин L, лейцин L, аланин A). С-концевой участок – реапрессорный.

Изображение слайда
43

Слайд 43

GA1 Мишени гиббереллинового сигнала. ГА активируют деления клеток, стимулируя переход клеток из фазы G1 в фазу S. 2. Способствуют растяжению клеток, влияя на экспрессию многих генов ГА-ответа: (а) генов, продукты которых модифицируют клеточную стенку. разрушая связи микрофибрилл с полимерными молекулами (гены глюканаз, ксилоглюкан-эндотрансгликозилаз (XETs) и экспансинов); (б) генов, активирующих поступление воды и увеличение тургора клеток (ген  TIP, кодирующий аквапорин тонопласта), активирует транспорт Са 2+, снижает рН в клетках (активация p-AT Ф a зы ) ; (в) генов, отвечающих за синтез компонентов, необходимых для построения новой клеточной стенки (тубулинов, целлюлозных микрофибрилл, сшивочных гликанов), пектинов и пр.

Изображение слайда
44

Слайд 44

Гиббереллины и растяжение междоузлий Цветение Arabidopsis thaliana Гиббереллины GA1

Изображение слайда
45

Слайд 45

Гиббереллины и фотопериодизм Гиббереллины GA1

Изображение слайда
46

Слайд 46

Гиббереллины и прорастание семян Мобилизация запасных веществ Гиббереллины GA1

Изображение слайда
47

Слайд 47

Гиббереллины и прорастание семян крахмал Синтез Гибберел- лина Мобилизация запасных веществ Щиток Корешок Почечка Колеоптиль Эндосперм Алейроновый слой Вода Амилаза Амилаза Амилаза Амилаза мальтоза+глюкоза Гиббереллины GA1

Изображение слайда
48

Слайд 48: Сигнальная система гиббереллинов – как минимум, два типа рецепторов, несколько сигнальных путей… Образование амилазы

MYB- белки – R2R3-MYB. Трансфакторы. У арабидопсиса – более 120. GAMYB – 18. Три из них участвуют в ответе при образовании амилазы. В их распаде участвуют miRNA. В генах-мишениях: В промторной области (-289) - GARE или GARC GARE: часто UTAACAUANTCYGG ( N – A/G, Y – C/T) GARC : три участка: пиримидиновый (-171), TAACAAA- и TATCCAC (-115)

Изображение слайда
49

Слайд 49

Гиббереллины и плоды Естественный размер ягод Обработка гиббереллином Гиббереллины GA1

Изображение слайда
50

Слайд 50

Брассиностероиды

Изображение слайда
51

Слайд 51: Структура и действие брассиностероидов

Изображение слайда
52

Слайд 52: Синтез брассино-стероидов

Существуют альтернативные пути синтеза – «позднее» и «раннее» окисление по С 6 …

Изображение слайда
53

Слайд 53: BRI1: LRR-RLK - рецептор брассиностероидов

LRR-RLK: leucine rich repeat receptor-like kinase - группа RLK, у Arabidopsis более 170 генов. LRR участок - из повторяющихся лейцин-обогащенных фрагментов из 24 а-к. На N- конце – «лейциновая молния» BRI 1 (Brassinosteroid Insensitiv 1) в плазмалемме. Экстрацеллюлярный домен из 25 неполных RLL. Между 21 и 22 повторами - «островок» из 70 а-к, связывание брассиностероидов. На С-конце – киназный домен, серин-треониновая киназа. Автофосфорилирование после связывания с BL. LRR-RLK: leucine rich repeat receptor-like kinase - группа RLK, у Arabidopsis более 170 генов. LRR участок - из повторяющихся лейцин-обогащенных фрагментов из 24 а-к. На N- конце – «лейциновая молния» BRI 1 (Brassinosteroid Insensitiv 1) в плазмалемме. Экстрацеллюлярный домен из 25 неполных RLL. Между 21 и 22 повторами - «островок» из 70 а-к, связывание брассиностероидов. На С-конце – киназный домен, серин-треониновая киназа. Автофосфорилирование после связывания с BL.

Изображение слайда
54

Слайд 54: Сигнальная система брассиностероидов

После взаимодействия с BL – гомо- или гетеродимеры. BAK (BRI1-assosiated receptor Kinase 1). BRI1/BAK инактивирует репрессор BIN2 (brassinosteroid insensitiv 2). BIN2 – протеин-киназа, гомологичная киназе гликоген-синттазы живльных и дрожжей. BIN2 м. б. локализована в цитозоле, ядре или плазмалемме. Без BL она находится в ядре и фосфорилирует два ядерных белка – BES1 (bri1-EMS-supressor 1) и BZR1 ( brassinazol-resistant 1), что ингибирует их активность. BES1 и BZR1 являются активаторами трансфакторов BR -индуцируемых генов. Фосфорилированные BES1 и BZR1 не могут связываться с трансфакторами, убиквитинируется и разваливаются в протеасоме. С BL – ингибируется BIN2, BES1 BZR1 не фосфорилируются + работает фосфатаза BSU1. Нефосфорилированные BES1 и BZR1 запускают трансфакторы…

Изображение слайда
55

Слайд 55: Брассиностериоды как активируют транскрипцию некоторых генов, так и тормозят, в том числе гены ферментов собственного синтеза

Изображение слайда
56

Слайд 56: Брассиностериоды – система рецепции и трансдукции сигнала

Изображение слайда
57

Слайд 57

Физиологические эффекты брассиностероидов 1. Поддержание реакции роста клеток: ауксины и гиббереллины запускают реакцию растяжения (быстрый ответ), брассиностероиды поддерживают длительный рост. Синергизм. 2. Длительный рост особенно важен при росте пыльцевой трубки (максимальное содержание брассиностероидов в пыльце, мутанты синтеза/ответа со сниженной фертильностью). Рост тычиночных нитей. 3. Длительный рост междоузлий. 4. Рост в длину клеток столбчатого мезофилла (у мутантов синтеза/ответа на брассиностероиды весь мезофилл губчатый). 5. Усиление гравитропической реакции. 6. Подавляют образование боковых корней и стимулируют дифференцировку ксилемы. 7. В больших дозах брассиностероиды повышают устойчивость к стрессам (понижение температуры, водный дефицит, атака патогенов). ЭПИН (ЭПИБРАССИНОЛИД) – сельскохозяйственный препарат брассиностероидов

Изображение слайда
58

Слайд 58: Сигнальные пептиды (гормоны?) растений

1. Системины : олигопептиды из 18 аминокислот, центральная роль в системной устойчивости. Образуются из просистемина ~ 200 а-к. «Табачные» системины содержат гидроксипролин и гликозилированы. Tom Sys: + AVQSKPPSKRDPPKMQTD – Tob Sys I : + RGANLPOOSOASSOOSKE - Tob Sys II: + NRKPLSOOSOKPADGQRP - 2. RALF ( RAPID ALKALINIZATION FACTOR ) – белок из 49 а-к, запускает МАР-киназный каскад. 3. ФИТОСУЛЬФОКИНЫ ( Phytosulfokines). Регулируют пролиферацию. Синтез из пропептида в 89 а-к с лидером. PSK-α: Tyr(SO 3 H)-Ile-Tyr(SO 3 H)-Thr-Gln - PSK- β : Tyr(SO 3 H)-Ile-Tyr(SO 3 H)-Thr - 4. CLAVATA3. Экстрацеллюлярный сигнальный пептид, 79 а-к. Регулирует размер апикальной меристемы (вместе с КАРР). 5. S-LOCUS PROTEINS 11 (SP 11) Семейство белков от 47 до 60 а-к. Центральная роль в само-несовместимости пыльцы у Brassicaceae

Изображение слайда
59

Слайд 59: Развитие побега и работа апикальной меристемы

STM – поддержание стволовых клеток SAM в недифференцированном c состоянии WUS - поддержание клеточных делений в SAM CLV-1 – формирование органов и тормоз делений; имеет LRR участок - из повторяющихся лейцин-обогащенных фрагментов из 24 а-к. на N- конце ZLL – организация SAM. STM и CLV-1 – антагонисты. Баланс между ними регулирует соотношение дифференцированных и недифференцированных клеток в ответ на эндо- и экзогенные факторы. WUS регулируется как STM, так и CLV-1

Изображение слайда
60

Последний слайд презентации: Гормональная система растений (продолжение): Развитие SAM регулируется по типу отрицательной обратной связи

WUSCHEL (WUS) – кодирует трансфактор с гомеодоменом. Активизирует деление клеток SAM CLAVATA (CLV) 1,2,3, - функционально связанные гены. CLV1 – LRR киназа, CLV2 – LRR- белок. CLV3 – небольшой (11 kDa) водорастворимый белок. KAPP – фосфатаза.

Изображение слайда