Показано, что лектин Azospirillum brasilense Sp7 в концентрации 40 мкг/мл вызывает два пика индукции синтеза оксида азота в корнях проростков пшеницы, происходящей через 3 и 26 ч совместной инкубации. Лектин мутантного по лектиновой активности штамма Azospirillum brasilense Sp7.2.3 проявлял аналогичный эффект, но в случае 26 - часовой инкубации в меньшей степени активировал продукцию оксида азота в корнях. Было показано, что лектины в одинаковой степени усиливают синтез цитруллина в растительной клетке после 3-х часов воздействия, что свидетельствует о том, что лектины азоспирилл активируют продукцию оксида азота посредством NO-сигнальной системы растений, и тем самым выступают в качестве индукторов адаптационных процессов корней проростков пшеницы.

Бесплатно

Изменение экспрессии aox1a, кодирование митохондриальной альтернативной оксидазы, влияние на морозоустойчивость растений Arabidopsis

Грабелныч Ольга И., Боровик Ольга А., Побежимова Тамара П., Королева Нина А., Любушкина Ирина В., Забанова Наталья Сергеевна, Войников Виктор К.

Статья научная

Сопротивление растений Arabidopsis thaliana (L.) Heynh (Columbia ecotype): линия Col-0 (дикий тип), линия AS-12 (растения, трансформированные конструкцией, несущей ген AOX1a под контролем промотора CAMV 35S в антисмысловой ориентации ) и линии XX-2 (растения, трансформированные конструкцией гена AOX1a в ориентационной ориентации) (Umbach et al., 2005), к действию отрицательной температуры. Показано, что изменение экспрессии AOX1a сопровождается изменением вклада AOX в дыхание и увеличением базовой морозостойкости растений Arabidopsis. В листьях растений с избыточной экспрессией АОХ1а была снижена активность общей супероксиддисмутазы (СОД), но была увеличена активность пероксидазы гваякола и была меньше содержания перекиси водорода. Было обнаружено, что холодное упрочнение в течение 7 дней при 5 ° С повышает устойчивость растений к последующему действию отрицательной температуры независимо от степени экспрессии АОХ1а. Затвердевание приводит к активации дыхания, увеличению вклада AOX в дыхание, значительному увеличению содержания водорастворимых углеводов и увеличению активности SOD и полных пероксидаз Guaiacol в листьях всех линий растений. В затвердевших растениях дикого типа Arabidopsis и трансформантов AOX1a обнаружены различия в содержании отдельных типов активных форм кислорода и активности антиоксидантных ферментов. Наблюдалась тенденция к уменьшению содержания пероксида водорода в линиях с измененной экспрессией AOX1a, но содержание супероксид-анионного радикала (SAR) было значительно ниже в линии AS-12 по сравнению с растениями Col-0 и XX-2 после затвердевания. Низкое содержание SAR в листьях линии AS-12 было частично вызвано увеличением активности SOD. Таким образом, мы выявили различия в основной морозостойкости растений Arabidopsis с измененной экспрессией AOX1a, но существенных различий в морозостойкости закаленных растений дикого типа и линий с измененной экспрессией AOX1a не обнаружено. Сделан вывод о том, что морозоустойчивость растений зависит от активности АОХ, но снижение его активности может быть компенсировано активацией других защитных систем, включая антиоксидантные ферменты.

Бесплатно

Изменения в составе липидных жирных кислот вакуолярной мембраны при осмотическом стрессе

Озолина Н.В., Нестеркина И.С., Дударева Л.В., Нурминский В.Н., Гурина В.В.

Статья научная

Проведено исследование влияния различных типов осмотического стресса (гипо- и гиперосмотического) на состав липидных жирных кислот vacuolar мембран красной свеклы (Beta vulgaris L., Bordeaux). Примечательно, что интенсивное интенсивное стрессовое воздействие не привело к тому, что обычная неспецифическая реакция была связана с увеличением содержания микрожидкостей в ненасыщенных жирных кислотах. Эта особенность, по-видимому, может быть объяснена местоположением и биохимическими характеристиками исследуемой мембраны. Некоторое достоверное увеличение содержания короткоцепочечных насыщенных жирных кислот (C14: 0 + C15: 0) при гиперосмотическом напряжении и содержании длинноцепочечных насыщенных жирных кислот (C22: 0 + C23: 0) в обоих типах осмотического стресса. Было высказано предположение о том, что выявленные изменения в содержании насыщенных жирных кислот липидов пурпурной личинки красной свеклы были специфическими, и соответствующие жирные кислоты были наиболее чувствительны к воздействию осмотического стресса.

Бесплатно

Изучение влияния высокой концентрации кадмия на функционирование антиоксидантных систем этиолированных проростков пшеницы разной длины

Колесниченко В.В., Колесниченко А.В.

Статья научная

Изучено влияние высоких концентраций CdCl2 на функционирование антиоксидантных систем этиолированных проростков пшеницы (Triticum aestivum L) различной длины. Установлено, что проростки разной длины отличаются по реакции своей антиоксидантной системы на воздействие кадмия. Наиболее высокий уровень интенсивности процессов перекисного окисления липидов был зафиксирован в проростках минимальной длины. Среди обработанных кадмием проростков у максимальной длины был зафиксирован наиболее высокий уровень активности каталазы, но не пероксидазы.

Бесплатно

Изучение влияния лектинов азоспирилл на образование перекиси водорода в корнях пшеницы

Аленькина С.А., Никитина В.Е.

Статья научная

Изучали способность лектинов, выделенных с поверхности почвенных азотфиксирующих бактерий Azospirillum brasilense Sp7 и его мутанта по лектиновой активности Azospirillum brasilense Sp7.2.3 стимулировать быстрое образование перекиси водорода, связанное с повышением активности оксалатоксидазы и пероксидазы корней проростков пшеницы. Было показано, что для образования перекиси водорода в корнях проростков пшеницы под действием лектинов наиболее быстро индуцируемым путем образования перекиси является окисление щавелевой кислоты оксалатоксидазой, так как в данном случае достаточно 10-минутной обработки корней лектинами в концентрации 10 мкг/мл. Полученные данные свидетельствуют о том, что лектины азоспирилл способны выступать в качестве индукторов адаптационных процессов корней проростков пшеницы.

Бесплатно

Изучение влияния разных концентраций кадмия на этиолированные проростки пшеницы (Triticum aestivum L.) и рапса (Brassica napus)

Колесниченко В.В.

Статья научная

Изучено влияние высоких концентраций CdCl2 на этиолированные проростки пшеницы (Triticum aestivum L) и рапса (Brassica napus L). Установлено, что, если у рапса высокие концентрации кадмия сразу практически полностью ингибируют увеличение веса и роста проростков, то у пшеницы этот эффект выражен в гораздо меньшей степени. Различается и влияние кадмия на процессы перекисного окисления липидов, причем, если у рапса в целом кадмий вызывал интенсификацию процессов ПОЛ, то у пшеницы в большинстве вариантов кадмий вызывал снижение интенсивности процессов ПОЛ. На порядок более высокая активность пероксидазы пшеницы по сравнению с пероксидазой рапса является одним из важных механизмов устойчивости пшеницы к действию токсиканта.

Бесплатно

Изучение возможного участия лектинов Azospirillum в механизмах адаптивного ответа растений, подвергшихся воздействию солей тяжелых металлов

Аленкина С.А., Рощупкина К.Д., Никитина В.Е.

Статья научная

Азоспирилл, способный стимулировать рост растений, относится к бактериям, способствующим росту растений. Лектин, обнаруженный на его поверхности, может связывать определенные углеводы и обеспечивает адгезию бактерий к поверхности корня. Мы исследовали влияние лектинов двух штаммов - A. brasilense Sp7 (эпифитный штамм) и A. brasilense Sp245 (эндофитный штамм) - на активность антиоксидантных ферментов в корнях 4-дневных проростков пшеницы, подвергшихся воздействию тяжелых металлов. (CoSO4, ZnSO4, Pb (CH3COO) 2 и CuSO4). При всех стрессах оба лектина увеличивали активность пероксидазы и супероксиддисмутазы и снижали активность каталазы, но периоды воздействия и соответствующие концентрации были различными. Эти различия могли быть вызваны различной структурой и углеводной специфичностью лектинов, что привело к различиям во взаимодействии с поверхностью растительных клеток, и такие различия имеют решающее значение для «включения» последующих стадий. Лектины Azospirillum участвуют в адаптационных изменениях корней проростков пшеницы. Это вовлечение способствует нормальному обмену веществ и обеспечивает регуляцию взаимодействия растения с азоспирилом в широком диапазоне почвенных и климатических факторов.

Бесплатно

Изучение восстановительной морозостойкости малины

Пущина М.Ю., Раченко М.А.

Статья научная

В этой статье мы рассмотрим вторую составляющую восстановительной морозостойкости малины - морозостойкость, а именно способность этого малинового типа выдерживать самую низкую температуру. Для проверки морозостойкости проводилась серия искусственного замораживания. В соответствии с полученными данными были обнаружены самые морозоустойчивые разновидности удаленной малины. Оценена критическая низкая температура для всех изученных сортов и форм удаленной малины.

Бесплатно

Ингибирование процессов перекисного окисления липидов растительными экстрактами эндемичных растений Казахстана

Машенцева А.А., Сейтембетов Т.С., Казбекова А.Т., Сейтембетова А.Ж., Юшина Л.В.

Статья научная

Фосфолипиды (ФЛ) могут выступать объективным показателем статуса организма в норме и патологии. Характер изменения количественного изменения указывает как на тяжесть окислительного стресса, так и на эффективность действия экзогенных антиоксидантов (АО) растительного происхождения. Изучена динамика ФЛ при ишемии лабораторных крыс и характер изменения этого показателя при превентивном введении экстрактов почек тополя бальзамического, вегетативных органов (почки, сережки) березы повислой, широко распространенных в Казахстане, а также тритерпеноида бетулина. Ишемия крыс вызывалась механической асфиксией в течение 5 минут с последующей реанимацией. В опытной группе животных вводили экстракты вегетативных органов березы в дозе 5 мг/кг. Для изучения динамики ФЛ исследованы ткани мозга, печени и почек. С целью изучения спектра ФЛ в гомогенатах лабораторных крыс исследовано изменение соотношения нейтральных и кислых ФЛ. Несмотря на то, что кислых ФЛ в биомембранах меньше чем нейтральных, они в большей степени регулируют функцию мембран. Установлено, что у крыс, перенесших ишемию, наблюдается уменьшение содержания кислых ФЛ в гомогенатах, а превентивное введение экстрактов березы приводит к нормализации уровня ФЛ. Данный факт указывает на возможность применения экстрактов вегетативных органов березы для регулирования фосфолипидного статуса органов лабораторных крыс, а также оценки антиоксидантного эффекта экзогенных веществ

Бесплатно

Индукция анаэробных процессов у байкальских эндемиков Eulimnogammarus vittatus (Dyb.) и Е. verrucosus (Dyb.) (Amphipoda, Crustacea)

Тимофеев М.А., Кириченко К.А., Рохин А.В., Бедулина Д.С., Чернышова К.П., Побежимова Т.п

Статья обзорная

В исследовании представлены материалы, подтверждающие способность байкальских эндемичных видов амфипод Eulinmogammarus verrucosus (Dyb.) и Е. vittatus (Dyb.) активировать анаэробный гликолиз в условиях гипоксии. У представленных видов отмечены различия в степени, скорости накопления молочной кислоты и скорости ее реметаболизации при возвращении к аэробиозу. На примере Е. vittatus показана способность байкальских энденимиков к активации и других анаэробных процессов - анаэробного липолиза и процесса анаэробного образования сукцината

Бесплатно

Инъекции инкапсулированного ph-сенсора SNARF-1 не вызывают явной реакции стресса у личинок эндемичных байкальских caddisflies Baicalina thamastoides

Гурков А.Н., Белоусова И.А., Щапова Е.П., Бадуев Б.К., Верещагина К.П., Тимофеев М.А.

Статья научная

В настоящем исследовании была оценена возможность стресс-реакции личинок caddisflies Baicalina thamastoides Martynov, 1914 на инъекцию инкапсулированных датчиков. В качестве биомаркеров использовались супероксиддисмутаза, неспецифические эстеразы и S-трансфераза глутатиона, которые играют важную роль в функционировании систем защиты организма. Активность энзимов измеряли после инъекций пустых микрокапсул и микрокапсул с флуоресцентным датчиком рН SNARF-1, а также после вскрытия физиологического солевого раствора и раствора флуоресцентного датчика. Полученные результаты свидетельствуют о нетоксичности и отсутствии кажущейся реакции стресса антиоксидантных и детоксикационных систем личинок B. thamastoides на оба типа микрокапсул.

Бесплатно

Исследование диэлектрических свойств биологической ткани при термической модификации in vitro

Мартусевич Андрей Константинович, Петров Сергей Владимирович, Галка Александр Георгиевич, Голыгина Елена Сергеевна

Статья научная

Целью данной работы является изучение динамики диэлектрических свойств ткани при экспериментальной контролируемой тепловой модификации. Материал и методы. Эксперимент проводился на равных по объему и массе образцах интраоперационно удаленной ткани пальмарного апоневроза (n = 8). Тепловой эффект моделировали путем помещения фрагментов ткани в термостат (время обработки - 5 мин., Температура - 60 ° С). Продолжительность выдержки после термической модификации составила 5 мин. Диэлектрические свойства тканей определяли с использованием оригинального программно-аппаратного комплекса для ближнепольного резонансного микроволнового зондирования. Результаты: исследование позволило проверить изменения в диэлектрических свойствах ткани, которые происходят при кратковременном воздействии высокой температуры in vitro. Показано, что диэлектрическая проницаемость и проводимость биологического объекта значительно снижаются под воздействием этого фактора, что в первую очередь связано с уменьшением степени его гидратации.

Бесплатно

Исходные морфогенетические особенности протеома супраструктур межфазного хроматина для прорастания зрелых ростков в условиях адаптации к зиме в пшенице

Иванова Е.А., Вафина Г.Г., Иванов Р.С.

Статья научная

Исследование морфогенетических процессов формирования растения для взаимодействия с окружающей средой необходимо для понимания фундаментальных проблем супрамолекулярной биохимии стресса биологии развития. Современная биология установила, что молекулярный морфогенез относится к числу морфологических процессов. Молекулярный морфогенез основан на хорошо изученных силах межмолекулярных взаимодействий. От прогресса понимания морфогенеза ожидаются не только чисто познавательные, но и практические результаты биотехнологии. Целью работы был анализ экранирования морфогенетических супраструктур межфазной хроматиновой матрицы с локализацией чувствительности регуляторного протеолиза в условиях адаптации вегетативной фазы пшеницы к стрессовым факторам окружающей среды. Было показано, что в условиях долговременной адаптации к холодному шоку пшеницы на уровне супраструктур, упакованных в ядерную матрицу генома, проводится полная защита зон аргинина-X для регуляторной протеазы- обработка. Возможно, эти зоны представляют собой один из элементов LCR (области управления локусом), которые связаны с кодом гистонов и влияют на архитектурную организацию ядра клетки, которая формируется для облегчения жизни организма в сложных условиях окружающей среды. Эти данные будут полезны для тех, кто участвует в разработке математико-логических схем теории и практики биологической специфики и могут быть включены в онтологию этапов роста и развития растений.

Бесплатно

К вопросу об эпигенетических механизмах кариогеномной озимой пшеницы в концепции супрамолекулярной биохимии

Иванова Е.А.

Статья научная

Впервые экспериментальные данные об эпигенетических механизмах зон локализации Arg-X протеазной обработки кариогенной гексаплоидной озимой пшеницы рассмотрены в концепции супрамолекулярной биохимии с точки зрения трансформации супербелковых компонентов на границе супрамолекулярных систем межфазный хроматин. Эти данные будут полезны тем, кто занимается разработкой логико-математических схем из теории и практики биологической специфики и может войти в базу данных онтологии этапов роста и развития кариогенных растений.

Бесплатно

Количественные изменения продуктов перекисного окисления липидов в условиях стресса

Кошоридзе Н.И., Менабде К.О., Кучукашвили З.Т., Чачуа М.В., Чипашвили М.Д.

Статья научная

Изучена динамика изменения количественного содержания оксида азота (NO) в митохондриальной и цитозольной фракциях головного мозга и кардиомиоцитов,а также в плазме крови белых крыс, в условиях изоляции животных и нарушения циркадного цикла. Установлено, что количество NO в процессе стресса неоднозначно меняется. Параллельно, выявлены количественные изменения концентрации общих липидов и интенсивности перекисного окисления.

Бесплатно

Комплексный анализ состояния гемодинамики студентов профиля технического образования в предсессионный период

И.В. Бочарин, А.К. Мартусевич, Ю.В. Киселив

Статья научная

Целью данной работы является исследование и сравнение показателей гемодинамики в состоянии физиологического покоя у студентов технического университета и строительного университета Нижнего Новгорода. Результаты. Получена оценка параметров гемодинамики сердечно-сосудистой системы студентов технических вузов г. Нижнего Новгорода при комплексном аппаратном обследовании, а также с использованием стандартных показателей гемодинамики и статистической обработки данных. Приведена таблица для сравнения этих показателей, а также анализа каждого показателя в соответствии с возрастными стандартами. Заключение: данное обследование показало картину гемодинамических показателей сердечно-сосудистой системы студентов в состоянии физиологического покоя, что позволило использовать данную аппаратную диагностику как комплексный мониторинг функционального состояния организма, а также контроль испытуемых во время тренировочный процесс.

Бесплатно

Культурные актинобактерии, ассоциированные с байкальскими водорослями: разнообразие и антимикробная активность

Аксенов-грибанов Д.В., Костка Д.В., Протасов Е.С., Емшанова В.А., Верещагина К.П., Краснова М.Е., Горбенко И.В., Лубяга Ю.А., Войчеховская И.В., Тимофеев М.А.

Статья научная

Целью исследования было оценить биологическое разнообразие культивируемых штаммов актинобактерий, выделенных из пресноводных водорослей Байкала Draparnaldioides baicalensis, и оценить антимикробную активность соединений против грамположительных бактерий. В ходе этого исследования мы выделили как широко распространенные штаммы рода Streptomyces, так и редких представителей рода Saccharopolyspora, Nonomuraea, Rhodococcus и Micromonospora. Мы продемонстрировали, что штаммы производят натуральные продукты с антимикробной активностью. Учитывая большое количество редких и активных штаммов, связанных с эндемическими водорослями D. baicalensi, мы показали, что эти микроорганизмы имеют значение для биомедицинского и биотехнологического развития и для открытия новых природных соединений, в том числе антибиотиков.

Бесплатно

Лектиновая активность различных клеточных фракций проростков озимой пшеницы при патогенезе

Писменна Ю.М., Панюта О.О., Таран Н.Ю.

Статья научная

Заболевания сельскохозяйственных культур вызывают большие потери урожая и являются основными факторами, которые ограничивают увеличение сельскохозяйственного производства. Важен вопрос об участии лектинов в распознавании патогенов и о формировании защитных реакций растения. Исследованы изменения активности лектинов различных клеточных фракций в органах саженцев озимой пшеницы (Triticum aestivum) под действием биотического стресса. Установлено, что активность лектинов клеточных стенок и клеточных органелл неинфицированных проростков была ниже активности лектинов обеих фракций инфицированных селезенками причинных агентов глазных пятен. Динамика активности лейцина различных клеточных фракций была различной при заражении. Реакционная реакция была более выражена в проростках пшеницы относительно устойчивых к разновидности патогенов Ренана, чем в сеянцах восприимчивого сорта Мироновская 808. Выявленные изменения активности лектинов различных клеточных фракций обоих органов свидетельствуют об их участии в формировании защитных реакций под патогенезом.

Бесплатно

Математическое моделирование теплообмена между проростком растения и окружающей средой во время радиационного заморозка

Финников К.А., Минаков А.В., Дектерев А.А., Гаврилов А.А., Корзун А.М., Войников В.К., Колесниченко А.В.

Статья научная

Путем математического моделирования изучен вопрос о мощности источника тепла, необходимого для защиты растения от замерзания и определена мощность теплового источника, достаточная для поддержания положительной температуры растения в условиях одной из возможных форм холодового стресса - радиационного заморозка. Проведенное моделирование нестационарного процесса теплопередачи в системе грунт-растение- воздух в условиях радиационного заморозка показало, что наиболее быстро происходит охлаждение наземной части растения, отчасти замедляемое естественно-конвективным теплообменом с еще не успевшим охладиться воздухом. Если заморозок не слишком длителен, то именно радиационное охлаждение является основной опасностью. Необходимая мощность тепловыделения внутри растения, позволяющая избежать переохлаждения, зависит как от природных условий, так и от размеров растения. Для растения с характерным диаметром стебля ~2 мм удельная мощность тепловыделения должна составлять от 50 до 100 Вт/кг. В течение 2 часов в растении должно быть выделено суммарное количество тепла порядка 0,5 МДж/кг. Более крупное растение будет иметь меньшее отношение поверхности к массе, и соответственно, поддержание температуры в нем будет требовать меньших удельных затрат питательных веществ. Моделирование влияния волосков на поверхности растения на процесс его охлаждения показало, что роль волосков в защите растения от переохлаждения в условиях радиационного заморозка является, как правило, отрицательной, так как наличие волосков усиливает радиационную теплоотдачу от растения, а затруднение движения воздуха вблизи растения приводит к снижению потока тепла, поступающего к растению от более теплого по сравнению с ним воздуха. При этом в тех случаях, когда интенсивность тепловыделения внутри растения достаточна для того, чтобы температура растения превысила температуру окружающего воздуха, наличие волосков ухудшает теплоотдачу от растения к воздуху, и следовательно, способствует лучшему прогреву растения.

Бесплатно

Методы биокристаллизации в оценке действия различных факторов стресса

Мартусевич А.К., Мартусевич А.А., Ковалева Л.К.

Статья научная

История вопроса: хорошо известно, что в критических условиях общий ответ на стимуляцию является общим адаптационным синдромом, который включает мобилизацию резервов организма и реструктуризацию гомеостатических механизмов. Однако действие конкретных агентов имеет некоторые специфические особенности даже при универсальном адаптивном ответе. Это определяет соответствующие особенности реакции организма, которые трансформируют проявление адаптационного синдрома. Цель: Целью этого исследования является изучение действия краткосрочной физической нагрузки и адреналина на кристаллогенные свойства сыворотки крови крыс. Результаты: указывается, что введение пламени и адреналина вызывает увеличение кристаллической активности сыворотки крови крыс. Эта тенденция более выражена для первого удара. Кроме того, оба фактора увеличивают степень разрушения элементов образца. Максимальное повышение степени разрушения фации было зафиксировано для введения адреналина. Вывод: мы показываем единообразие реакции организма на стрессовые стимулы различной этиологии, что проявляется в развитии типичных патологических процессов, реализуемых одним алгоритмом, независимо от первичного инициатора.

Бесплатно

Журнал