Биологически активные соединения. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
В процессе созревания и хранения сочные плоды с разной интенсивностью поражаются заболеваниями. Размягчение тканей при созревании связывают с активностью полигалактуроназы. Исследование биосинтеза этилена одновременно с определением активности белкового ингибитора полигалактуроназы (БИПГ) под влиянием обработок физиологически активными соединениями позволяет получить данные о молекулярных механизмах созревания и иммунитета растений, а также предложить биотехнологические приемы оптимизации этих функций. Мы изучили изменение интенсивности биосинтеза этилена и накопления БИПГ в плодах яблони ( Malus domestica Borkh.) ранних и поздних сортов (Антоновка обыкновенная, Московское позднее, Московское зеленое, Студенческое, Мантуанское) и банана ( Musa acuminata Colla) при созревании и под действием регуляторов роста и ингибиторов биосинтеза этилена, а также оценили скорость созревания и степень устойчивости плодов к 11 видам микроорганизмов, патогенных и непатогенных для изучаемых культур. Обработка плодов этацидом, разлагающимся в плодах с образованием этилена, вызывает усиленное накопление 1-аминоциклопропан-1-карбоновой кислоты и выделение C 2H 4, что приводит к ускорению созревания плодов. Обработка антиоксидантом астаксантином задерживает процесс созревания. Аминоэтоксивинилглицин, аминооксиуксусная кислота и CoCl 2 ингибируют биосинтез этилена в плодах, замедляя их созревание. Задержка в созревании плодов сопровождается повышением содержания БИПГ, а также накоплением олигоуронидов, участвующих в стимуляции реакций, препятствующих развитию заболеваний.
Бесплатно
Метаболизм в семенах амаранта Amaranthus L. при воздействии электрохимически активированной воды
Статья научная
Представленные в специальной литературе данные свидетельствуют о высокой эффективности применения электрохимически активированной воды (ЭХАВ) в сельском хозяйстве, но механизм ее влияния на биологические объекты практически не описан. Мы изучали влияние предпосевной обработки семян амаранта хвостатого Amaranthus caudatus L. ЭХАВ на активность дыхательных ферментов, содержание субстратов, энергию прорастания и силу роста. Установлено, что физико-химические изменения, происходящие в воде в результате электролиза, индуцируют в семенах различные метаболические процессы. Высокое содержание растворимых сахаров на фоне анаэробиоза в вариантах со смесью католита с анолитом и католитом способствует развитию гликолитических процессов, а накопленный пул метаболитов позволяет использовать их в более разнообразных химических превращениях. Повышенное содержание гормонов ускоряет ростовые процессы, обеспечивает усиленное деление и растяжение клеток, интенсивное прохождение начальных стадий развития растения (увеличение энергии прорастания и силы роста семян).
Бесплатно
Статья научная
К уникальным особенностям высших растений относится способность к образованию фенольных соединений - веществ, обладающих высокой антиоксидантной активностью. Этим представителям вторичного метаболизма отводится важная функциональная роль, в том числе в защите клеток и тканей от стрессовых воздействий, что особенно важно на начальных этапах онтогенеза растений. Гречиха съедобная ( Fagopyrum esculentum Moench) - важнейшая крупяная культура промышленного использования. Мировыми лидерами в ее производстве считаются Россия, Китай и ряд других стран. Помимо пищевой ценности, для гречихи характерно образование различных фенольных соединений, в том числе рутина - биологически активного соединения растительного происхождения, получаемого в промышленных масштабах в России именно из этой культуры и успешно используемого в фармакологии. Гречиха съедобная (или обыкновенная) достаточно хорошо изучена в плане продуктивности, фотосинтетической активности, количества и качества зерна, тогда как накопление фенольных соединений (характерный признак этой культуры) изучен в меньшей степени, особенно на ранней стадии ее развития. На 10 сортах гречихи съедобной (преимущественно последних лет селекции, среднеспелых, с различной степенью устойчивости к температурам и засухе) изучили морфофизиологические характеристики молодых проростков (возраст 14 сут) и накопление в гипокотилях и семядольных листьях фенольных соединений, включая их суммарное содержание, а также количество фенилпропаноидов и флавоноидов. Так, наибольшее содержание фенилпропаноидов регистрировали в проростках гречихи сортов Большевик 4 и Башкирская красностебельная. Зафиксированные показатели были высокими в гипокотилях и семядольных листьях и при этом почти одинаковыми. В остальных случаях количество фенилпропаноидов в проростках оказалось ниже (на 20-50 %) и в семядольных листьях превышало таковое в гипокотилях в 1,5-2,5 раза. Способность к накоплению флавоноидов в семядольных листьях была выше у сорта гречихи Диалог, чуть ниже - у сортов Большевик 4 и Башкирская красностебельная (соответственно на 10 и 17 %) и значительно ниже (на 35-40 %) - у остальных форм. Наибольшее накопление антоцианов отмечали у сорта Башкирская красностебельная. У остальных оно было ниже, чем у растений сорта Башкирская красностебельная: у сортов Девятка, Большевик 4 и Темп - почти на 50 %, Батыр, Диалог, Чатыр тау, Илишевская, Дизайн, Дикуль - на 70-80 %. Показано, что для новых сортов гречихи характерен быстрый рост и развитие проростков, что имеет важное значение для их лучшей адаптации на начальных этапах онтогенеза. К наиболее перспективным культурам, наряду с сортом Башкирская красностебельная, можно отнести сорта Большевик 4, Девятка, Диалог и Темп, для которых характерна высокая способность к накоплению фенольных соединений - важных компонентов антиоксидантной защиты растений. Эта особенность их метаболизма может служить потенциальным критерием высокой устойчивости растений к действию стрессовых факторов.
Бесплатно
Рост и урожайность картофеля при обработке растений биологически активным веществом биогумуса
Статья научная
Испытание биологической активности препаратов на основе биогумуса проводили на картофеле сорта Жуковский ранний. Основой для получения биоактивных препаратов был вермикомпост — продукт жизнедеятельности элитной промышленной линии дождевых червей Владимирский гибрид Старатель. Биологически активные вещества вермикомпоста получали методом щелочной экстракции. Экстракты активного вещества биогумуса в концентрациях 1,5½10 -2 %, 1,5½10 -3 % и 1,5½10 -4 % использовали для предпосевной обработки клубней в сочетании с некорневой обработкой растений в разные периоды вегетации. Показано, что обработка посевного материала и опрыскивание растений раствором активного вещества биогумуса в концентрации 1,5½10 -4 % положительно влияют на развитие растений и повышают урожайность картофеля на 38 %. Кроме того, под влиянием препарата на основе биогумуса возрастала устойчивость картофеля сорта Жуковский ранний к поражению бактериальной гнилью, фитофторозом и фузариозом при хранении.
Бесплатно
Статья научная
Антиоксиданты регулируют функциональную активность организма, а также уменьшают риск развития ряда заболеваний. Дефицит антиоксидантов приводит к резкому снижению устойчивости к неблагоприятным факторам среды. Растительная пища, в том числе нетрадиционные и лекарственные виды, служит основным и самым доступным источником антиоксидантов для человека. Новое перспективное лекарственное растение якон, или полимния осотолистая ( Polymnia sonchifolia Poepp. & Endl. син. Smallanthus sonchifolia ), сорта Юдинка селекции Всероссийского НИИ селекции и семеноводства овощных культур было успешно интродуцировано на Украине. Известно, что содержание биологически активных веществ (БАВ) при перенесении растения из мест естественного произрастания в другие климатические условия, а также под воздействием биотических агентов может изменяться. Несмотря на это, всего несколько работ посвящены изучению содержания фенолов, олигофруктанов и других БАВ в яконе в зависимости от условий выращивания и хранения. Данные по влиянию патогенов на содержание БАВ в яконе вообще отсутствуют. Поэтому нашей целью стало количественное определение основных БАВ (фенольных соединений и фруктозанов) в листьях и корневых клубнях якона украинской интродукции, а также оценка влияние биотических факторов на эти показатели (для сравнения анализировали растения других видов астровых). Хроматографический анализ спиртовых экстрактов из листьев и корнеклубней якона показал наличие фенольных соединений, среди которых преобладали производные гидроксикоричных кислот (ГОКК). Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии установлено, что в спиртовом экстракте сухого корнеклубня якона производные ГОКК представлены основным неидентифицированным пиком (Х1) со временем удерживания 11,45 мин. Также были обнаружены хлорогеновая и кофейная кислоты. Основным фенольным компонентом спиртового экстракта свежего корневого клубня оказалось вещество со временем удерживания 12,21 мин (Х2), которое отсутствовало на хроматограммах сухого корневого клубня и тоже представляло собой производное кофейной кислоты. В составе производных ГОКК других видов семейства Asteraceae, в отличие от якона, обнаружен доминирующий пик одного из производных кофейной кислоты. В листьях эхинацеи и одуванчика это цикориевая кислота, в листьях топинамбура - хлорогеновая кислота, в листьях лопуха - неидентифицированное вещество (Х3), совпадающее по времени удерживания с цикориевой кислотой. В листьях якона производные ГОКК оказались представлены в большем количестве. На хроматограммах подавляющее большинство (не менее 18) пиков имели характерный для ГОКК УФ-спектр. Три компонента (время удерживания 7,1-7,6) по характеру УФ-спектра можно было отнести к флавонолам. В листьях разных ярусов растения методом прямой спектрофотометрии спиртовых экстрактов установлено содержание от 2,8 до 4,3 % суммы гидроксикоричных кислот (в пересчете на хлорогеновую кислоту и абсолютно сухую массу). Выявлено, что в корневых клубнях содержится от 36 до 45 % фруктозанов в зависимости от региона выращивания и погодных условий. Сравнительный анализ показал, что в корневых клубнях растений якона, размноженных методом черенкования, содержание фруктозанов выше на 4,98 % по сравнению с нечеренкованными. Необходимо отметить, что количество фруктозанов в корневых клубнях якона было соответственно на 6,20 и 3,03 % выше, чем в клубнях топинамбура и георгина, которые извесны как источники высокого содержания указанных веществ. Количество основных БАВ в корневых клубнях якона при поражении вирусными инфекциями и вредителями снижалось: низкомолекулярных фруктозанов - на 8,9 %, суммы фруктозы и общих фруктозанов - на 13,9 %, инулина - на 5,0 %. Полученные данные свидетельствуют о том, что якон как перспективный источник фруктозанов и антиоксидантов может использоваться для получения фитопрепаратов
Бесплатно
Статья научная
Имеющиеся в специальной литературе данные свидетельствуют о большой роли фитогормонов, в частности цитокининов, в регуляции роста и развития растений. Цитокинины стимулируют деление клеток, участвуют в их дифференциации и других физиологических процессах. На растениях ячменя ( Hordeum vulgare L.) сортов Трумпф и Одесский 100, а также пшеницы ( Triticum aestivum L.) сортов Московская 35 и Тулунская, выращенных от всходов до созревания в открытом грунте в сосудах без дна, мы изучили влияние природного соединения — N,N-ди-фенилмочевины (ДФМ), обладающей цитокининовой активностью, на скорость фотофосфорилирования и структуру клеток мезофилла и хлоропластов в фазу молочной спелости, а также на аминокислотный состав запасного белка зерна. Обработка растений злаковых культур ДФМ изменяла соотношение скорости циклического и нециклического фотофосфорилирования в препаратах тилакоидных мембран, выделенных из флагового листа, и вызывала деструктивные изменения хлоропластов. В запасном белке было обнаружено изменение процентного соотношения ряда аминокислот, в частности увеличение содержания пролина. Модификации в клетках мезофилла хлоропластов при обработке ДФМ свидетельствуют, что воздействие этого природного соединения в начале фазы молочной спелости ускоряет процесс старения растений, тогда как применение препарата в начале фазы цветения, как мы предполагаем, приводит к обратному эффекту. Сделан вывод, что ДФМ регулирует энергетический обмен в листьях и белковый обмен в зерне у растений пшеницы и ячменя.
Бесплатно
Статья научная
Плоды абрикоса ( Armeniaca vulgaris Lam.) содержат широкий спектр пищевых (сахара, кислоты) и лечебно-профилактических (витамины, полифенолы, пектин) биологически активных веществ, которые, обладая антиоксидантной активностью, оказывают влияние на их лежкоспособные свойства. Как и другие биологические признаки, эти свойства наследственно обусловлены. Поэтому правильный подбор сортов, наряду с оптимальным режимом хранения, способствует снижению потерь товарных качеств и ухудшению химического состава абрикосов в процессе хранения из-за гнилей, поражения физиологическими заболеваниями, естественной убыли. В статье представлена сравнительная оценка химического состава и лежкоспособных качеств плодов у сортов абрикоса, наиболее распространенных в Краснодарском крае и хорошо адаптированных к условиям выращивания. В их числе сорта Ананасный, Изумрудный, Краснощекий, Солнечный, Янтарный, созревающие во II декаде июля, и Краснодарский поздний, созревающий в III декаде июля. Установлены сортовые различия по многим компонентам химического состава плодов. Количество растворимых сухих веществ (РСВ) в плодах варьировало от 13,5 (сорт Изумрудный) до 18,8 % (сорт Ананасный), сахаров - соответственно от 9,5 до 13,6 %. Абрикос - высококислотная культура, плоды которой содержат от 1,4 до 2,0 % органических кислот. Отмечено высокое содержание пектиновых веществ (более 1,0 %). Сорта Ананасный и Солнечный накапливают значительное количество аскорбиновой кислоты, превосходящее среднее (14,0 мг/100 г) содержание для центральной зоны Краснодарского края. В плодах обнаружены Р-активные катехины (от 45,6 до 155,9 мг/100 г). Высокое содержание катехинов (более 100,0 мг/100 г) отмечено у сортов Изумрудный, Краснощекий и Янтарный. Плоды абрикоса сорта Ананасный содержат 0,6 мг витамина РР (на 100 г), который, по данным Л.В. Метлицкого (1976), входит в состав многих ферментов, участвующих в клеточном дыхании, обмене белков, регулировании нервной деятельности. Для полной оценки биохимических особенностей абрикосов исследовано содержание β-каротина (провитамина А). Плоды со светло-желтой окраской мякоти (сорт Ананасный) содержали 1,66 мг β-каротина (на 100 г), с интенсивно желтой окраской (сорта Краснощекий и Краснодарский поздний) - соответственно 3,05 и 3,52 мг/100 г. Проведены исследования активности фермента полигалактуроназы (ПГ) перед закладкой абрикосов на хранение и в процессе хранения. Установлено, что активность ПГ, влияющая на сроки хранения плодов, при съеме была минимальной. После 5 сут хранения фермент не проявлял активность у сортов Солнечный и Краснощекий, а у сорта Янтарный она повышалась незначительно, что указывает на сортовую специфичность. Через 10 сут хранения активность ПГ увеличивалась и достигала максимума к 15-м сут при максимальном показателе у сорта Солнечный. Растворимые пектиновые вещества в процессе хранения расходовались интенсивнее, чем протопектин, а у плодов с низкой лежкостью (сорт Солнечный) эти процессы происходили активнее, чем у более лежких (сорт Янтарный). Отмечено уменьшение сахаров при хранении на 3,7 % (сорта Солнечный и Изумрудный), кислот - в среднем на 10,0 %, витамина С и Р-активных катехинов - на 15,5-20,7 %. У сортов Янтарный, Краснодарский поздний, Изумрудный С-витаминная активность оставалась относительно высокой. В плодах у сортов Краснодарский поздний и Изумрудный β-каротин сохранился, у сортов Солнечный и Краснощекий - снизился, у сорта Янтарный - незначительно увеличился за счет дозревания плодов. В конце хранения естественная убыль составила 6,8 % у сортов Янтарный и Изумрудный и 10,2 % - у сорта Солнечный. Наилучшие товарные качества отмечены у сортов Янтарный и Краснодарский поздний (плоды 1-го товарного сорта соответственно составляли 60,0 и 57,4 %). Сорт Солнечный, который ежегодно выделялся высоким содержанием аскорбиновой кислоты, рекомендован для селекции на высокое содержание витамина С в качестве одной из родительских форм.
Бесплатно
