114. Стресс-белки.

Ответ. Белки теплового шока — это класс функционально сходных белков, экспрессия которых усиливается при повышении температуры или при других стрессирующих клетку условиях. Повышение экспрессии генов, кодирующих белки теплового шока, регулируется на этапе транскрипции. Чрезвычайное усиление экспрессии является частью клеточного ответа на тепловой шок и вызывается в основном фактором теплового шока. Высокие уровни белков теплового шока в клетке наблюдают после воздействия различных стрессирующих факторов — при внешних воздействиях токсинов (этанол, мышьяк, тяжелые металлы), при ультрафиолетовом облучении, голодании, гипоксии, недостатке азота или нехватке воды. Белки теплового шока называют белками стресса, так как повышение экспрессии соответствующих генов часто наблюдается при ответе на стресс. Исследована роль белков теплового шока в устойчивости к стрессу у гибридов растений, что может далее привести к выведению засухоустойчивых сортов, растущих на бедной почве.

115. Действие низких положительных температур и холодоустойчивость растений. Приспособление растений к низким положительным температурам. Способы повышения холодостойкости растений.

Ответ. Холодоустойчивость - способность термофильных, теплолюбивых и умеренно теплолюбивых растений кратковременно или длительно переносить действие низких положительных температур. Холодостойкими растениями называются такие растения, у которых при температурах, близких к нулю (от 0 до +10°С), не обнаруживается признаков повреждения и не снижается продуктивность. Нехолодостойкими являются растения, повреждающиеся, а иногда и отмирающие при низких положительных температурах. Низкая температура для растений - это температура на 3 - 4°С выше температуры начала их роста. Холодостойкость свойственна растениям умеренной полосы. Для большинства сельскохозяйственных растений низкие положительные температуры почти безвредны. Наиболее холодоустойчивыми являются растения раннего сева - яровая пшеница, ячмень, овес. Основным условием обеспечения высокой продуктивности растений при низких температурах является сохранение высокого уровня энергетического обмена. Дыхание как источник энергии имеет важное значение для процессов адаптации растений к условиям внешней среды. Низкие повреждающие температуры (+4°С) вызывают у теплолюбивых растений (огурцы, томаты) уменьшение интенсивности поглощения кислорода и снижение величины дыхательного коэффициента. Одним из способов приспособления растений к пониженным температурам является изменение свойств и состава ферментных систем. В корнях теплолюбивого растения кукурузы, выращенной при неблагоприятной температуре (12°С), обнаруживается снижение активности глутаматдегидрогеназы и возрастание активности другого ассимиляторного фермента - глутаминсинтетазы. В связи с холодоустойчивостью объекта меняется только критический температурный предел, ниже которого поглощение нитрата идет слабее, чем аммония. В последние годы появились сведения о том, что наиболее чувствительным к действию температуры звеном нитратного обмена является отток нитратов из корней в листья. Предполагается, что транспорту нитратов из корней в надземные органы принадлежит определяющая роль в процессах усвоения NO-3 среды при пониженной температуре в зоне корней. Для многих видов холодостойких растений характерна адаптация фотосинтеза к низким положительным температурам. Она выражается в изменении липидного состава хлоропластов, а также в увеличении термоустойчивости ферментов цикла Кальвина. Повышение интенсивности фотосинтеза при низких положительных температурах способствует синтезу большого количества защитных веществ, которые помогают холодостойким растениям переносить более низкие температуры. Кроме того, у устойчивых растений происходит возрастание функциональной роли гексозомонофосфатного пути дыхания, изменяются азотный обмен, направленность и продолжительность всех фаз роста клеток.