Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0825U001674, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 05-06-2025 Статус Захищена Назва роботи Сигнальні і протекторні ефекти мелатоніну у рослин за дії абіотичних стресорів Здобувач Тарабан Дмитро Анатолійович, Керівник Карпець Юрій Вікторович Опонент Лихолат Юрій Васильович Опонент Веденичова Ніна Петрівна Опонент Молодченкова Ольга Олегівна Рецензент Рожков Роман Вікторович Опис Накопичення знань про механізми регуляції адаптивних реакцій рослин на несприятливі чинники з початку нового століття набуло особливої динамічності. Цьому сприяли секвенування геномів вищих рослин, що відбулися на межі 20 і 21 століть, формування загальних уявлень про передачу зовнішніх і внутрішніх сигналів у рослинних клітинах, а потім і розвиток «омік» – транскриптоміки, протеоміки, метаболоміки. Ці загальнобіологічні успіхи сприяли значному прогресу у розумінні механізмів розвитку індукованої стійкості рослин. При цьому розширилися уявлення про гормональну і метаболічну регуляцію стійкості рослин. Перелік рослинних гормонів поповнився цілою низкою нових класів сполук, серед яких, зокрема, саліцилати, жасмонати, стриголактони і рослинні нейротрансмітери, одним з найважливіших представників яких є мелатонін (N-ацетил-5-метокситриптамін). Його вважають мультифункціональним стресовим метаболітом, який водночас за регуляторним потенціалом порівнюваний з класичними фітогормонами. Встановлена участь мелатоніну в процесах росту та розвитку рослин, зокрема, проростання зернівок, розвитку кореневої системи, визрівання плодів, формування урожаю. Отримано дані щодо збільшення ендогенного вмісту мелатоніну у відповідь на дію стресових чинників та накопичені відомості про підвищення стійкості рослин до абіотичних стресорів під впливом екзогенного мелатоніну. Водночас дотепер не склалося цілісної картини щодо механізмів стрес-протекторної дії мелатоніну. Зокрема, слабо досліджені сигнальні посередники, задіяні в реалізації захисних ефектів мелатоніну, недостатньо даних про конкретні адаптивні реакції, що індукуються дією мелатоніну, та стосовно видових і сортових особливостей його впливу на рослини. Основна мета дисертаційної роботи полягала у з’ясуванні ролі сигнальних посередників (АФК та іонів кальцію) у прояві стрес-протекторної дії мелатоніну на зернові злаки та визначенні внеску антиоксидантної системи і окремих стресових метаболітів у реалізацію його фізіологічних ефектів на рослини у ювенільній стадії розвитку. Для досягнення цієї мети було поставлено такі завдання: (1) оцінити ефективність впливу екзогенного мелатоніну на інтегральні показники стійкості проростків пшениці та жита до абіотичних стресорів (високі температури, модельна посуха, сольовий стрес); (2) інгібіторним методом встановити участь АФК та іонів кальцію у реалізації впливу мелатоніну на теплостійкість проростків пшениці і функціонування антиоксидантної системи; (3) виявити видові і сортові особливості впливу мелатоніну на стійкість зернових злаків до осмотичних стресів; (4) оцінити можливість регуляції мелатоніном редокс-гомеостазу і проростання зернівок злаків, що зазнали впливу прискореного старіння. Обробка проростків пшениці розчинами мелатоніну в концентраціях діапазону від 10-8 до 10-5 М підвищувала їх виживаність після ушкоджувального прогріву. Отримані дані, які свідчать про залучення АФК та іонів кальцію в реалізацію стрес-протекторної дії мелатоніну: його вплив на виживаність проростків після дії ушкоджувального прогріву усувався антиоксидантом ДМТС, інгібітором НАДФН-оксидази імідазолом, хелатором позаклітинного кальцію ЕГТА та інгібітором фосфоліпази С неоміцином. Порівняння впливу праймінгу насіння мелатоніном на теплостійкість проростків пшениці і жита виявило наявність видових відмінностей його ефектів.В умовах осмотичного стресу (модельна посуха) обробка мелатоніном шляхом надходження через корені позитивно впливала на накопичення біомаси проростками пшениці чутливого (Досконала) і стійкого (Тобак) сортів. Праймінг зернівок пшениці мелатоніном за умов модельної посухи (вплив ПЕГ 6000) і сольового стресу підвищував їх схожість, посилював ріст проростків, а також збільшував співвідношення між біомасою пагонів і коренів. Праймінг старого насіння тритикале і жита мелатоніном істотно підвищував схожість, а також посилював ріст проростків. Таким чином, у роботі вперше проведено дослідження причинно-наслідкових зв’язків між змінами кальцієвого гомеостазу, генерацією АФК та формуванням індукованої мелатоніном теплостійкості рослин (на прикладі проростків пшениці) і встановлено, що розвиток теплостійкості проростків і активація їх ферментативної антиоксидантної системи під впливом мелатоніну можливі лише за умови посилення генерації АФК, пов’язаного з підвищенням активності НАДФН-оксидази. Також у роботі вперше встановлено здатність мелатоніну посилювати проростання старих зернівок жита і тритикале і зменшувати прояв окиснювального стресу, яким супроводжується процес проростання зернівок. Практичне значення роботи полягає, зокрема, у доведенні можливості підвищення стійкості зернових злаків до абіотичних стресів шляхом праймінгу насіння розчинами мелатоніну. Результати досліджень можуть стати основою для розробки спеціальних технологій праймінгу насіння мелатоніном з метою поліпшення проростання насіння за стресових умов і підвищення стійкості рослин на ранніх фазах розвитку. Дата реєстрації 2025-05-13 Додано в НРАТ 2025-05-13 Закрити