Биологически активные вещества белковой природы с антифунгальным и ростстимулирующим эффектами, выделенные из чеснока посевного (Allium sativum L.)

Автор: Куликова О.Г., Мальцев Д.И., Карташов М.И., Ильина А.П., Ямскова В.П., Ямсков И.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Биоактивные природные соединения

Статья в выпуске: 5 т.51, 2016 года.

Бесплатный доступ

Биологически активные вещества, которыми богат чеснок посевной ( Allium sativum L., семейство Амариллисовые, подсемейство Луковые), получают как из его листьев, так и из луковицы. Вещества, выделенные из чеснока посевного, преимущественно используются для лечения различного рода заболеваний человека, но мало что известно о применении настоев и отваров этого растения для борьбы с фитопатогенами. В настоящее время созданию эффективных средств защиты сельскохозяйственных культур от болезней на основе природных биологически активных соединений отдается предпочтение. В представленной работе из луковицы чеснока посевного A. sativum L. (сорт Подмосковный) были выделены два вещества белковой природы - описанный в литературе лектин-аллиназный комплекс (ЛАК), состоящий из фермента аллиназы (молекулярная масса 54 кДа) и маннозоспецифичного лектина чеснока (ASA - A. sativum allinase) (молекулярная масса 6,4 кДа), который образуется при повреждении клеток тканей луковицы растения, и не описанный ранее пептид с молекулярной массой 4392 Да (П 4392 Да), который был получен впервые. В доступной литературе мы не обнаружили каких-либо сведений о биологической активности этих веществ. При изучении влияния ЛАК на жизнеспособность возбудителя пирикуляриоза риса (гриб Magnaporthe grisea ) было показано, что этот комплекс защищает растения риса от пирикуляриоза (доля незараженных листьев увеличилась с 15 % в контроле до 75 % в опыте). В то же время ЛАК не подавлял прорастание спор у M. grisea (прорастание спор как в контроле, так и в опыте - 80-90 %). Таким образом, протекторное действие ЛАК может быть обусловлено активацией защитных реакций растения. Испытывая П 4392 Да в концентрации, соответствующей 10-11 мг/мл, против другого грибного патогена - возбудителя гельминтоспориоза Вipolaris sorokiniana на листьях пшеницы и ячменя, мы наблюдали ингибирование развития болезни. Поскольку при этом пептид не подавлял рост колоний B. sorokiniana, можно предположить, что П 4392 Да тоже способен активировать защитные функции у зараженного фитопатогеном растения. При оценке влияния пептида из чеснока посевного на семена и стимуляцию роста у ряда сельскохозяйственных культур (горох, огурец, горчица, подсолнечник и чеснок) было показано увеличение всхожести семян (на 13,6 % при р

Еще

Чеснок посевной, лектин, аллиназа, пирикуляриоз, рис, пептид, гельминтоспориоз, стимуляция роста

Короткий адрес: https://sciup.org/142213974

IDR: 142213974   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2016.5.705rus

Список литературы Биологически активные вещества белковой природы с антифунгальным и ростстимулирующим эффектами, выделенные из чеснока посевного (Allium sativum L.)

  • Van Damme E.J.M., Allen A.K., Peumans W.J. Related mannose-specific lectins from different species of the family Amaryllidaceae. Physiologia Plantarum, 1998, 73: 52-57 ( ) DOI: 10.1111/j.1399-3054.1988.tb09192.x
  • Lanzotti V., Scala F., Bonanomi G. Compounds from Allium species with cytotoxic and antimicrobial activity. Phytochemistry Reviews, 2014, 13: 769-791 ( ) DOI: 10.1007/s11101-014-9366-0
  • Kopec A., Platkowska E., Leszczynska T., Sikora E. Healthy properties of garlic. Current Nutrition & Food Science, 2013, 9(1): 59-64 ( ) DOI: 10.2174/157340113804810888
  • Van Damme E.J.M., Peumans W.J., Barre A., Rouge P. Plant lectins: a composite of several distinct families of structurally and evolutionary related proteins with diverse biological roles. Crit. Rev. Plant Sci., 1998, 17: 575-692 ( ) DOI: 10.1080/07352689891304276
  • Borlinghaus J., Albrecht F., Gruhlke C.H., Nwachukwu I.D., Slusarenko A.J. Allicin: Chemistry and biological properties. Molecules, 2014, 19: 12951-12618 ( ) DOI: 10.3390/molecules190812591
  • Silagy C.A., Neil H.A. A meta-analysis of the effect of garlic on blood pressure. J. Hypertens., 1994, 12: 463-468 ( ) DOI: 10.1097/00004872-199404000-00017
  • Harris J.C., Cottrell S.L., Plummer S., Lloyd D. Antimicrobial properties of Allium sativum (garlic). Applied Microbiology and Biotechnology, 2001, 57: 282-286 ( ) DOI: 10.1007/s002530100722
  • Lin X.Y., Liu J.Z., Milner J.A. Dietary garlic suppresses DNA adducts caused by N-nitroso compounds. Carcinogenesis, 1994, 15: 349-352 ( ) DOI: 10.1093/carcin/15.2.349
  • Warshafsky S., Kamer R.S., Sivak S.L. Effect of garlic on total serum cholesterol. A meta-analysis. Ann. Intern. Med., 1993, 119(7): 599-605 (doi: 10.7326/0003-4819-119-7_Part_1-199310010-00009).
  • Kiesewetter H., Jung F., Pindur G., Jung E.M., Mrowietz C., Wenzel E. Effect of garlic on thrombocyte aggregation, microcirculation, and other risk factors. Int. J. Clin. Pharmacol. Ther. Toxicol., 1991, 29: 151-155.
  • Dorant E., Van den Brandt P.A., Goldbohm R.A., Hermus R.J., Sturmans F. Garlic and its significance for the prevention of cancer in humans: A critical view. Br. J. Cancer, 1993, 67: 424-429 ( ) DOI: 10.1038/bjc.1993.82
  • Смирнова А.В. Пути повышения экологической безопасности при возделывании капусты в Приамурье. Автореф. канд. дис. Хабаровск, 2011.
  • Бондаренко Н.В. Биологическая защита растений. М., 1986.
  • Великанов Л.Л., Сидорова И.И. Экологические проблемы защиты растений от болезней. Итоги науки и техники. Т. 6. М., 1988.
  • Гренье А., Пепэн Р. Производные тетрагидрофурана, способ их получения и способ борьбы с грибками. RU 2079274. МПК6 A01N43/08, A01N43/50, A01N43/707, C07D307/18, C07D307/20, C07D405/06. Заявитель Рон-Пуленк Агрошими (FR). Заявл. 22.04.1987. Опубл. 20.05.1997.
  • Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. М., 1986.
  • Кнауф-Байтер Г., Цурфлю Р., Гзелл Б. Способ борьбы с фитопатогенными болезнями культурных растений, фунгицидная композиция. RU 2193847. МПК A01N37/50, A01N37/52, A01N43/40, A01N43/54, A01N43/653, A01N43/828. Заявитель Байер АГ (DE). Заявл. 22.04.1997. Опубл. 27.08.1998.
  • Краснов М.С., Ямскова В.П., Куликова О.Г., Ильина А.П., Маргасюк Д.В., Рыбакова Е.Ю., Ямсков И.А. Изучение новой группы биорегуляторов, выделенных из подорожника большого. Прикладная биохимия и микробиология, 2011, 47(2): 146-153.
  • Куликова О.Г., Ямскова В.П., Ильина А.П., Маргасюк Д.В., Молявка А.А., Ямсков И.А. Идентификация в луке репчатом нового биорегулятора, действующего в сверхмалых дозах. Прикладная биохимия и микробиология, 2011, 47(4): 1-5.
  • Rabinkov A., Wilchek M., Mirelman D. Alliinase (alliinlyase) from garlic (Alliium sativum) is glycosylated at ASN 146 and forms a complex with a garlic mannose-specific lectin. Glycoconjugate J., 1995, 12: 690-698 ( ) DOI: 10.1007/BF00731266
  • Smeets K., Van Damme E.J., Van Leuven F., Peumans W.J. Isolation and characterization of lectins and lectin-alliinase complexes from bulbs of garlic (Allium sativum) and ramsons (Allium ursinum). Glycoconjugate J., 1997, 14(3): 331-343 ( ) DOI: 10.1023/A:1018570628180
  • Mirica A.K., Lockett M.R., Snyder P.W., Shapiro N.D., Mack E.T., Nam S., Whitesides G.M. Selective precipitation and purification of monovalent proteins using oligovalent ligands and ammonium sulfate. Bioconjugate Chem., 2012, 23(2): 293-299 ( ) DOI: 10.1021/bc200390q
  • Лапикова В.П., Аверьянов А.А., Пасечник Т.Д. Устройства для получения капельных диффузатов листьев злаков. Микология и фитопатология, 1995, 29(2): 44-47.
  • Latterell F.M., Marchetti M.A., Grove B.R. Coordination of effort to establish an international system for race identification in Pyricularia oryzae. In: The rice blast disease. The Johns Hopkins University Press, Baltimore, 1965.
  • Webster T.M. The southern states 10 most common and troublesome weeds in rice. Proceedings Southern Weed Science Society, 2000, 53: 247-274.
  • Пыжикова Г.В., Санина А.А., Супрун Л.М., Курахтанова Т.И., Гогаева Т.И., Мепаришвили С.У., Анциферова Л.В., Кузнецов Н.С., Игнатов А.Н., Кузьмичев А.А. Методы оценки устойчивости селекционного материала и сортов пшеницы к септориозу. М., 1989.
  • Складнев Д.А. Метилотрофные бактерии как основа биотехнологического получения стабильно меченых биологически активных соединений. Докт. дис. М., 2000.
  • Oparin P.B., Mineev K.S., Dunevsky Ya.E., Arseniev A.S., Belozersky M.A., Grishin E.V., Egorov T.A., Vassilevski A.A. Buckwheat trypsin inhibitor with helical hairpin structure belongs to a new family of plant defense peptides. Biochem. J., 2012, 446(1): 69-77 ( ) DOI: 10.1042/BJ20120548
  • Slavokhotova А.А., Rogozhin Е.А., Musolyamov А.К., Andreev Y.A., Oparin P.B., Berkut A.A., Vassilevski A.A., Egorov T.A., Grishin T.V., Odintsova T.I. Novel antifungal a-hairpinin peptide from Stellaria media seeds: structure, biosynthesis, gene structure and evolution. Plant Mol. Biol., 2014, 84(1-2): 189-202 ( ) DOI: 10.1007/s11103-013-0127-z
  • Egorov T.A., Odintsova T.I., Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Diversity of wheat antimicrobial peptide. Peptides, 2005, 26: 2064-2073 ( ) DOI: 10.1016/j.peptides.2005.03.007
  • Odintsova T.I., Egorov Ts.A., Musolyamov A.Kh., Odintsova M.S., Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Seed defensins from T. kiharae and related species: genome localization of defensin-encoding genes. Biochimie, 2007, 89: 605-612 ( ) DOI: 10.1016/j.biochi.2006.09.009
Еще
Статья научная