Детальная информация

Данная работа посвящена исследованию влияния пинолидоксина на биохимическое состояние листьев гороха посевного с помощью метаболомного подхода. Задачи, которые решались в ходе исследования: - вырастить культуру гриба Didymella pinodella - выделить пинолидоксин из культуры гриба Didymella pinodella; - обработать тест-растения гороха посевного фитотоксинами и получить экстракты из листьев гороха посевного; - отработать методику экстракции метаболитов из листьев растений гороха посевного; - провести качественный и количественный анализ метаболитных профилей в полученных экстрактах методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии, построить метаболомную матрицу; - с помощью статистического моделирования определить, на каких сроках произошли самые значительные изменения; - попытаться идентифицировать метаболиты, играющие наибольшую роль в полученных моделях. Объект исследования – пинолидоксин, растения Pisum sativum. Работа выполнена на базе лаборатории фитотоксикологии и биотехнологии ФГБНУ ВИЗР. Анализируемыми параметрами были метаболитные профили листьев гороха посевного, контрольные и обработанные пинолидоксином, состав полученных метаболитных профилей и концентрация отдельных биохимических соединений. В ходе исследования установлено, что пинолидоксин является стрессфактором, влияющим на биохимическое состояние листьев гороха и вызывающим повышение концентрации веществ, отвечающих за противодействие растения негативному влиянию внешних биотических и абиотических факторов. Кроме того, можно предположить, что исследуемое вещество является иммуносупрессором и подавляет защитные реакции растительных клеток на чужеродное вмешательство. Для достижения данных результатов в работе были использованы следующие информационные технологии: в том числе программное обеспечение Microsoft Excel, Microsoft Word, Metaboanalist, SigmaPlot 14.0, AMDIS, UniChrom, облачные сервисы, метаболомные базы данных и прочие. При написание литературного обзора использовались следующие базы данных: eLIBRARY.RU, MDPI, PubMed, Scopus.

This work is devoted to the study of the effect of pinolidoxine on the bio-chemical state of leaves of pea plants using a metabolomic approach. Tasks that were solved in the course of the study: - grow a culture of the fungus Didymella pinodella; - to isolate pinolidoxine from the culture of Didymella pinodella fungus; - to treat test-plants of pea plants with phytotoxins and to obtain extracts from pea leaves; - to work out the method of extraction of metabolites from the leaves of pea plants; - qualitative and quantitative analysis of metabolite profiles in the extracts obtained by gas chromatography and mass-spectrometry, construction of metab-olomic matrix; - using statistical modeling to determine at which time points the most sig-nificant changes occurred; - try to identify the metabolites that play the greatest role in the resulting models. The object of study is pinolidoxine, Pisum sativum plants. The work was carried out on the basis of the laboratory of phytotoxicology and biotechnology FSBSI VIZR. The parameters analyzed were metabolite pro-files of pea leaves, control and treated with pinolidoxin, composition of the ob-tained metabolite profiles and concentration of individual biochemical com-pounds. The study revealed that pinolidoxin is a stress factor affecting the biochemi-cal state of pea leaves and causing an increase in the concentration of substances responsible for the plants resistance to the negative influence of external biotic and abiotic factors. In addition, it can be assumed that the studied substance is an immunosuppressor and suppresses the defense reactions of plant cells to foreign interference. To achieve these results, the following information technologies were used in the work: including software Microsoft Excel, Microsoft Word, Metaboanalist, SigmaPlot 14.0, AMDIS, UniChrom, cloud services, metabolomic databases and others. The following databases were used in the literature review: eLIBRARY.RU, MDPI, PubMed, Scopus.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
  • 1.1. Горох посевной и его значение в сельском хозяйстве
  • 1.2. Основные грибковые и бактериальные патогены гороха
  • 1.3. Фитотоксические метаболиты патогенов гороха как прообразы гербицидов
  • 1.4. Метаболомика: основные понятия, методы исследования и успехи
  • 1.5. Метаболомика в изучении биохимических процессов у растений
• 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
  • 2.1. Планирование эксперимента
  • 2.2. Объекты исследования
  • 2.3. Методы исследований
    • 2.3.1. Культивирование Didymella pinodella Псков Г1
    • 2.3.2. Экстракция зерна, колонизированного D. pinodella Псков Г1
    • 2.3.3. Фракционирование полученного экстракта
    • 2.3.4. Финальная очистка пинолидоксина методом препаративной ВЭЖХ
• 2.3.5. Обработка растений
• 2.3.6. Экстракция высушенных измельченных образцов растений
• 2.3.7. Газовая хроматография, сопряженная с масс-спектрометрией (ГХ-МС)
• 2.3.8. Интерпретация результатов ГХ-МС
• 2.3.9. Статистическая обработка данных
• 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
• 3.1. Фракционирование экстракта и финальная очистка пинолидоксина
• 3.2. ГХ-МС анализ содержания низкомолекулярных метаболитов
• 3.3. Анализ различий метаболитных профилей гороха по времени обработки
• 3.4. Анализ конкретных метаболитов
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ