Статьи журнала - Журнал стресс-физиологии и биохимии
Все статьи: 898
Статья обзорная
Поступила в редакцию 17 апреля 2006 г. Несмотря на значительный интерес, проявляемый к изучению аденилатциклазной сигнальной системы растений, нет полного представления о функционировании и механизмах регуляции данной сигнальной системы у растений при биотическом стрессе. В связи с этим в задачу настоящего исследования входило выявление различных форм аденилатциклазы (трансмембранной и «растворимой») в ядре и хлоропластах клеток картофеля и модулирование их активности под воздействием экзополисахаридов возбудителя кольцевой гнили картофеля. Проведенные исследования позволили установить, что в ядрах и хлоропластах клеток растений картофеля функционируют две формы аденилатциклазы: трансмембранная и "растворимая". Активность данных форм фермента, выделенных из клеток растений двух сортов картофеля, контрастных по устойчивости к возбудителю кольцевой гнили Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus, менялась противоположным образом при опосредованном воздействии экзополисахаридов, секретируемых вирулентным и мукоидным штаммом бактериального возбудителя: у растений устойчивого сорта возрастала, восприимчивого - угнеталась. Сделан вывод о том, что активность обеих форм аденилатциклазы прямо зависит от степени устойчивости сорта картофеля к данному патогену
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование влияния газотрансперсмиттеров - нового класса сигнальных молекул - на корневые ткани красной свеклы (Beta vulgaris L.). Было обнаружено, что сероводород (H2S) оказывает некоторое стабилизирующее действие на клеточные мембраны, уменьшая их проницаемость, обнаруженную с помощью кондуктометрического метода. Надежное влияние окиси углерода (СО) и оксида азота (NO) в наших экспериментах не наблюдалось. Наблюдалось значительное увеличение оттока электролитов из свекольной ткани при окислительном стрессе. Добавление газоотрансмиттеров не позволило надежно снизить его. В нормальных условиях не было обнаружено заметного влияния газоперемешивающих устройств на транспортную активность тонопластов H + -АТФазы. При окислительном стрессе NO и H2S увеличивали активность H + -АТФазы, значительно снижаясь при воздействии перекиси водорода, но полностью не восстанавливали ее. CO усилило отрицательное воздействие окислительного стресса и уменьшило транспортную активность H + -ATPase. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что газовые сигнальные молекулы участвуют в регуляции транспортных процессов в клетке растения посредством контроля активности H + -АТФазы при окислительном стрессе.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние гербицидов на образование перекиси водорода в вакуолярных экстрактах красной свеклы (Beta vulgaris L.). Использовались различные химические классы гербицидных соединений. Гербициды отличаются друг от друга механизмом воздействия на растения. Клопиралид (гербицид ароматических кислот, производное пиколиновой кислоты) и 2,4-D (феноксиуксусный гербицид), характеризующийся гормоноподобными эффектами, способствовали образованию H 2 O 2 в вакуолярных экстрактах. Фтордифен (гербицид нитрофенилового эфира) и диурон (карбамид-гербицид) также имеют повышенное содержание H 2 O 2. Эти соединения ингибируют перенос электронов, фотосинтез и фотодыхание на чувствительных растениях. Гербицидный эффект глифосата (фосфорорганического гербицида) обусловлен ингибированием синтеза аминокислот в растительных клетках. Глифосат не влиял на содержание H 2 O 2 в вакуолярных экстрактах. Гербицидное зависимое образование H 2O 2 не происходило с ингибиторами оксидоредуктазы, цианидом калия и азидом натрия. Результаты показывают, что образование ROS в вакуолях связано с активностью оксидоредуктаз, которые могут взаимодействовать с гербицидами.
Бесплатно
Статья научная
Изучали изменение активности общей пероксидазы в растениях in vitro, в вегетирующих растениях устойчивого и восприимчивого сортов картофеля под влиянием абиотического (гипертермии) и биотического (заражение патогеном) стрессов. Показано, что активность пероксидазы в растениях восприимчивого сорта изменялась интенсивнее, чем в растениях устойчивого, вне зависимости от объекта исследования (растения in vitro, листья вегетирующих растений).
Бесплатно
Статья научная
Изучали эффект предпосадочной обработки клубней тепловым шоком (37˚С, 39˚С, 45˚С, 1 час) и 1мМ раствором монойодацетата (МИА) на вегетацию картофеля в полевых условиях. В экспериментах использовали предварительно зараженные возбудителем кольцевой гнили клубни картофеля, которые высаживали в вегетационные сосуды, незараженные клубни, высаженные на поле. Обнаружено, что у зараженного картофеля восприимчивого сорта предпосадочная обработка клубней гипертермией 37 и 39˚С усиливала симптомы заболевания кольцевой гнили, а при обработке 45˚С симптомы заболевания не проявлялись. Предпосадочная обработка клубней 1мМ МИА повышала продуктивность картофеля в полевых условиях выращивания.
Бесплатно
Влияние гипо- и гипертермии на заражение картофеля возбудителем кольцевой гнили
Статья обзорная
Изучали влияние возбудителя кольцевой гнили Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Cms) на активность внеклеточной пероксидазы суспензионных клеток картофеля двух различающихся по устойчивости к патогену сортов картофеля (Solanum tuberosum L.) при гипо- и гипертермии. У восприимчивого сорта повышение или понижение температуры не приводило к изменению активности внеклеточной пероксидазы. Действие патогена в этих температурных условиях не приводит к существенным изменениям активности фермента. При этом патоген хорошо рос в условиях пониженной температуры, а при температуре 38°С сначала наблюдался рост числа бактериальных клеток, через пять суток клетки начинали гибнуть. У устойчивого сорта повышение температуры приводит к некоторому увеличению активности фермента. При пониженной температуре его активность снижается, действие патогена в этих условиях приводит к увеличению активности внеклеточной пероксидазы. При повышенной температуре патоген вызывает резкое увеличение активности фермента в первые минуты инфицирования (что не связано с изменением экспрессии генома) и через 1.5-2 часа (что связано с изменением экспрессии генома и с синтезом соответствующих белков). Из полученных данных позволяют сделать вывод о том, что посадка картофеля в холодную почву способствует заражению его кольцевой гнилью.
Бесплатно
Влияние гипотермического воздействия (+ 2 ° C, in vitro) на радикальную активность нейтрофилов
Статья научная
Изучена возможность использования гипотермического воздействия (+ 2 ° C, in vitro) в качестве непищевого стимулятора клеточного иммунитета. Использование метода хемилюминесценции показало, что у женщин с физиологической беременностью радикальный отклик нейтрофилов на посторонний предмет усиливается после холодного воздействия. Механизм радикальной активности тормозится при родах и угрозе преждевременных родов. В остром периоде холодного поражения иммунологическая (радикальная) реактивность нейтрофилов венозной крови мужчин снижалась. Восстановление адаптивных механизмов начинается с лечения и требует последующего периода реабилитации. Это подтверждается слабым радикальным откликом нейтрофилов на посторонний предмет после гипотермического воздействия.
Бесплатно
Влияние дефицита цинка и его избытка на рост и фотосинтез озимой пшеницы
Статья научная
Цинк является одним из необходимых микроэлементов для растений, который выполняет ряд различных функций в своих клетках. Поэтому недостаток этого элемента отрицательно сказывается на растениях и приводит к значительному снижению их продуктивности. С другой стороны, цинк в высоких концентрациях токсичен для растений, а его накопление в воздушных органах, особенно в зерновых, представляет собой реальную опасность для здоровья человека и животных. В этом исследовании изучалось влияние дефицита (Zn 0 мкМ) и избытка цинка (Zn 1000 мкМ) на рост и фотосинтез озимой пшеницы (c. Мироновская 39). В результате были выявлены сходства и различия в реакции растений на эти два типа стресса. В частности, как с недостатком, так и с избытком металла в питательном растворе, рост побегов и скорость фотосинтеза ингибируются, что приводит к уменьшению накопления сухой биомассы. Избыток металла, в отличие от его дефицита, приводит к ингибированию роста корней, а также к негативному воздействию на содержание пигмента, в том числе световые сборные комплексы, и на максимальный квантовый выход PS II. Предполагается, что эти изменения в фотосинтетическом аппарате являются основными причинами снижения скорости фотосинтеза в растениях в этих условиях, тогда как в случае дефицита цинка ингибирование интенсивности процесса, скорее всего, связано с изменением активности цинксодержащих ферментов, участвующих в темных реакциях фотосинтеза.
Бесплатно
Статья научная
Определены средние термины (АТ) выживания при 35 ° С в созревании Lymnaea stagnalis с различными уровнями инвазии трематод. Были неинвазированные индивидуумы из естественной популяции L. stagnalis и лабораторной культуры; (задние спороцисты и красные) и сильно вторглись (многочисленные церкарии) из естественного населения. Значения AT для обеих неинвазированных групп были практически одинаковыми (соответственно 31,6 и 32,4 часа). Значения AT для сильно инвазивных (18,0 часов) были значительно ниже (p
Бесплатно
Статья научная
Транскрипция как ядерных, так и пластидных генов, кодирующих компоненты фотосинтетического аппарата, подвергается окислительно-восстановительной регуляции. Источником окислительно-восстановительных сигналов, опосредующих это регулирование, является сама транспортная цепь хлоропластов (ETC). На сегодняшний день эффекты окислительно-восстановительного состояния отдельных компонентов ETC на скорость транскрипции генов хлоропластов были продемонстрированы только для некоторых отобранных генов и только в изолированных хлоропластах. В настоящей работе ингибиторы ЕТЦ использовали для модуляции in vivo в окислительно-восстановительном состоянии пластохинонового пула, и для оценки скорости транскрипции генов пластин использовали метод транскрипции плагинов. Мы продемонстрировали, что окислительно-восстановительное состояние пластохинона оказывает влияние на скорость транскрипции широкого спектра генов хлоропластов Arabidopsis. Лечение DCMU (пластохиноновый пул окисляется) приводит к увеличению скорости транскрипции большинства изучаемых пластидных генов. Лечение DBMIB (пластохиноновый пул уменьшено) приводит к снижению скорости транскрипции пластидных генов. Одновременное лечение одним из ингибиторов фотосинтеза и KCN (ингибитор митохондриального дыхательного комплекса IV) приводит к снижению скорости транскрипции генов пластиды в большинстве случаев. Наши результаты показывают вероятное участие митохондрий в редокс-регуляции экспрессии генов пластид в Arabidopsis.
Бесплатно
Статья научная
В растениях Arabidopsis thaliana с нокаутом гена альфа-карбоновой ангидразы 2, выращенных при 80 мкмоль квантов m-2 s-1, отношение хлорофилла a к хлорофиллу b и нефотохимическое гашение хлорофилла a флуоресценции были выше, в то время как эффективный квантовый выход и количество крахмала в листьях были ниже по сравнению с растениями дикого типа. После перевода обоих растений на повышенную интенсивность света, 400 мкмоль квантов m-2 с-1 в течение 14 дней, первые характеристики у мутантных растений увеличились в значительно меньшей степени, чем у растений дикого типа, и стали меньше, чем у растений дикого типа. Таким образом, в этих условиях эффективный квантовый выход и количество крахмала стали выше у мутантных растений. Данные обсуждаются в результате участия альфа-CA2 в контроле концентрации протонов в тилакоидном просвете.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы этапы развития и адаптируемость к различной интенсивности света (150 мкмоль * м -2 * с -1 и 100 мкмоль * м -2 * с -1) в мутантных линиях Arabidopsis с дефектами фотосинтетического аппарата. Развитие растений в линиях мутантов зависело от интенсивности света в разной степени. Линии ch1-1 (отсутствие хлорофиллида - оксигеназы) и rtn16 (уменьшение количества хлорофилла a и b) были наиболее восприимчивыми к уменьшению света. Ни одна из исследованных линий не продемонстрировала изменения скорости хлорофилла a / b при различных условиях освещения. Содержание обедненного хлорофилла оказало большое влияние на развитие мутантных растений при различных условиях освещения. Различная скорость хлорофилла a / b коррелировала с различной адаптируемостью мутантных растений к низкому свету.
Бесплатно
Статья научная
Обоснование. Изучалось влияние светового фактора на метаболические эффекты беговых нагрузок у мышей с сахарным диабетом II типа, применявшихся в темную фазу активной жизни. Методология. Для формирования модели заболевания использовалась диета с высоким содержанием жиров, в течение 4 недель проводилась физическая активность в виде форсированного бега. Содержание глюкозы, инсулина и кортизола в плазме определяли биохимически, GLUT-4 в ткани икроножной мышцы определяли по результатам вестерн-блоттинга. Вынужденная физическая активность в виде ежедневной беговой дорожки оказывает ряд выраженных эффектов на метаболизм у мышей с сахарным диабетом II типа. Прежде всего, это проявляется в снижении массы тела. Также физическая активность сопровождается увеличением скорости усвоения глюкозы и повышением концентрации инсулина. Все вышесказанное свидетельствует о нормализации углеводного обмена под влиянием регулярных физических нагрузок и инволюции изменений, характерных для сахарного диабета II типа. Более того, механизм этих изменений связан с одним из основных патогенетических факторов сахарного диабета - жирная диета у мышей сопровождается снижением содержания GLUT-4 в мышечной ткани, а вынужденная физическая активность, наоборот, его увеличением. Освещение усиливало метаболические эффекты вынужденной физической активности. Выводы. Физическая активность, осуществляемая с учетом циркадных ритмов, является многообещающим способом воздействия на метаболические процессы, что важно для поиска новых способов коррекции нарушений обмена веществ. Однако влияние факторов, сочетающих циркадные ритмы и освещенность, необходимо учитывать как при разработке экспериментов, так и при использовании физической активности в реабилитации пациентов с сахарным диабетом II типа.
Бесплатно
Статья научная
Изучено в динамике изменение эндогенного содержания и соотношение свободной и связанной форм салициловой кислоты, а также активности фенилаланин-аммиак-лиазы и каталазы в корнях проростков пшеницы при воздействии лектинов двух штаммов азотфиксирующих ассоциативных бактерий рода Azospirillum - A. brasilense Sp7 и его мутанта по лектиновой активности A. brasilense Sp7.2.3. Установлены различия в ответной реакции растений на воздействие лектинов этих двух штаммов. Основываясь на полученных данных предложена модель индуцирования устойчивости с помощью лектинов, согласно которой в результате воздействия лектинов на корни проростков происходит накопление свободной формы салициловой кислоты, которая ингибирует активность каталазы, в результате чего происходит накопление перекиси водорода и формируется индуцированная устойчивость.
Бесплатно
Статья научная
В ходе поиска асептических агентов изучали комбинированное действие теплового шока (45°С) и монойодацетата (МИА) на выживаемость Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus (Cms) и дрожжей Sacharomyces cerevisiae. При оптимальной температуре (26°С) в логарифмической фазе роста МИА оказывал летальное действие только на Cms, не ограничивая жизнеспособность S. cerevisiae. Показано, что ингибирующее влияние МИА на бактерии и дрожжи возрастает при тепловом шоке (45°С). В концентрациях 0,3 и 1,0 мM МИА снижал выживаемость Cms в логарифмической и стационарной фазах роста при температуре 45°С на 10-100% в зависимости от времени термообработки. Наибольшее ингибирующее влияние МИА на выживаемость бактерий при 45°С отмечалось в логарифмической фазе роста. При росте S. cerevisiae на среде с глюкозой ингибитор усиливал гибель дрожжей при тепловом шоке (45°С). В случае использования среды с этанолом МИА усиливал летальный эффект высокой температуры. Минимальная ингибирующая концентрация МИА при 45°С, подавляющая растущие клетки дрожжей составила 0,1 мМ, для Cms - 0,3 мМ.
Бесплатно
Статья научная
Изучали изменение в содержании белка и активности пероксидазы в корнях гороха при воздействии инфицирования Rhizobium leguminosarum и низкой температуры. Показано, что количество белка и активность пероксидазы меняются в процессе взаимодействия с клубеньковыми бактериями и зависят от температуры и восприимчивости зон корня к ризобиям. Сделан вывод, что изменения в содержании растворимого белка и активности пероксидазы свидетельствуют об адаптационных изменениях в проростках гороха, что способствует нормальному ходу метаболических процессов и обеспечивает регуляцию взаимодействия растений с Rhizobium при гипотермии.
Бесплатно
Статья научная
Измеряли содержание ионов кальция в изолированных вакуолях и в целом корнеплоде столовой свёклы в норме и при осмотическом стрессе. Показано, что содержание ионов кальция в вакуолях корнеплодов, не подвергнутых стрессовому воздействию, составляет 13.3% от содержания этого иона в целом корнеплоде. В условиях осмотического стресса происходило существенное возрастание этого показателя. Причём при гиперосмотическом стрессе содержание кальция в вакуолях составляло 30%, а при гипоосмотическом 49% от всего содержания этих ионов в целом корнеплоде. Выявленное перемещение ионов кальция из цитоплазмы и других компартментов в вакуоль при осмотическом стрессе, по-видимому, является одним их способов участия вакуоли в адаптационных процессах растительной клетки при этом виде абиотического стресса. Впервые показано, что протонные помпы тонопласта, принимающие активное участие в обеспечении кальциевого гомеостаза в цитоплазме, существенно повышают свою транспортную активность в условиях осмотического стресса, что позволяет говорить об их важной роли в защитных программах клетки. Искусственное повышение содержания ионов кальция в нормальных условиях приводило к ингибированию активности протонных помп тонопласта, тогда как при гипоосмотическом стрессе активность протонных помп увеличивалась, что могло способствовать восстановлению гомеостаза по ионам кальция в цитоплазме.
Бесплатно
Влияние патогена на динамику активности внеклеточной пероксидазы суспензионных клеток картофеля
Статья обзорная
Изучали динамику активности внеклеточных пероксидаз картофеля при патогенезе Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Spieck. et Kotth.) Skapt et Burkh. Установлено, что активность внеклеточных пероксидаз устойчивого сорта картофеля выше, чем восприимчивого как в контроле, так и после инфицирования. Наибольшую активность фермент устойчивого сорта имеет при рН 6.2, а восприимчивого - при рН 5.4. Через 10 мин после инфицирования происходит активация внеклеточных пероксидаз восприимчивого сорта картофеля. Наибольший пик активности фермента наблюдается через 1.5-2 часа после инфицирования. Резкое повышение активности фермента устойчивого сорта происходит в первые минуты инфицирования. Второй пик активности фермента наблюдается через 1.5-2 часа после инфицирования. Повышение активности внеклеточных пероксидаз восприимчивого сорта картофеля при патогенезе связано с изменением экспрессии генома и с синтезом соответствующих белков. Повышение активности фермента устойчивого сорта картофеля в первые моменты инфицирования не связаны с синтезом белков и обусловлено, вероятно, изменением кинетических параметров.
Бесплатно
Влияние перекиси водорода на содержание запретов Phb3 и Phb4 в листьях Arabidopsis thaliana
Статья научная
Согласно современным представлениям, митохондрии растений регулируют экспрессию ядерных генов и сигнальных органелл, действующих на акты, обеспечивая устойчивость растений к внешним стрессорам. Высококонсервативные мембранные белки запрещают (Phb), ответственные за мембрано-пептидные взаимодействия в органеллах животных, растений и микроорганизмов, накапливаются в митохондриях и модулируют состояние их мембран, участвуя в регуляции митохондриально-опосредованной передачи сигналов. Настройка содержания Phb плохо изучена на сегодняшний день. Большинство биотических и абиотических стрессов связаны с продукцией активных форм кислорода (АФК), которые могут играть как сигнальную роль, так и наносить ущерб. Перекись водорода является одной из форм АФК. Целью данного исследования было изучение влияния различных доз перекиси водорода на содержание Phb3 и Phb4 в растениях Arabidopsis. В листьях Arabidopsis thaliana тепловой шок (HS, 42 ° C, 3 ч) вызывал увеличение содержания Phba через 24 ч после прекращения воздействия и увеличение содержания супероксидного радикала сразу после HS. Таким образом, увеличение содержания Phb и ROS в результате ГС происходит одновременно. Далее мы исследовали влияние окислительного стресса на содержание Phb. Сначала было показано, что H2O2 снижает содержание Phb дозозависимым образом в начальные часы действия (использовалось от 2 до 40 мМ H2O2 в течение 1-2 часов). При продолжении воздействия до 24 ч содержание Phb возвращается к контрольному значению. При этом подавляющий эффект демонстрируется не стрессовыми дозами H2O2 (от 2 до 10 мМ). Стрессовая доза H2O2 (40 мМ в сутки) не влияет на содержание Phb, но вызывает увеличение содержания Hsp 17,7 и увядание листьев, что указывает на напряженное состояние растений. Полученные результаты говорят в пользу того, что на уровне белка увеличение содержания Phb3 и Phb4 не активируется ROS-опосредованной системой даже во время развития окислительного стресса.
Бесплатно
Статья научная
Клубни картофеля двух сортов Луговской и Лукьяновский, обработанные ингибитором дыхания монойодацетатом натрия (1 мМ), подвергали термической обработке 37, 45 °С (1 ч), после клубни высаживали в почву. На 45-е сутки вегетации определяли активность общей пероксидазы из листьев картофеля в зависимости от рН реакционной смеси. Обнаружено, что термическая обработка снижала активность пероксидазы в листьях картофеля сорта Луговской при всех значениях рН. В листьях сорта Лукьяновский не отмечалось выраженного влияния термической обработки на активность пероксидазы.
Бесплатно
