Изучен состав жирных кислот побегов неочищенных и закаленных до холодных этиолированных проростков озимой пшеницы, выращенных из семян, обработанных защитным средством на основе тебуконазола «Бункер» (содержание тебуконазола 60 г на литр, г / л), и устойчивость к морозостойкости сеянцев , Показано, что обработка семян озимой пшеницы препаратом «Бункер» (1,5 микролитра на грамм семян, мкл / г) сопровождается увеличением ненасыщенности жирных кислот в побегах и увеличением проростков морозостойкостью (- 8 ° C, 24 часа). Наиболее выраженное снижение содержания насыщенной пальмитиновой кислоты и увеличение содержания ненасыщенной α-линоленовой кислоты наблюдалось при холодном упрочнении проростков озимой пшеницы, выращенных из семян, обработанных защитным средством на основе тебуконазола. Сделан вывод о том, что обработка семян защитным средством на основе тебуконазола вызывает изменение состава жирных кислот саженцев озимой пшеницы для повышения их морозостойкости.

Бесплатно

Термографическая регистрация тепловых эффектов у растений при холодовом стрессе

Ковчавцев А.П., Курышев Г.Л., Базовкин В.М., Половинкин В.Г., Настовьяк А.Е., Финников К.А., Корзун А.М., Колесниченко А.В., Войников В.К.

Статья научная

В настоящей работе изучается возможность длительного наблюдения тепловых эффектов у растений термографическим способом. Обсуждаются проблемы потери точности измерений при низких температурах и способ калибровки камеры по температуре. Исследуется возможность проведения быстрых измерений в процессе охлаждения растений. Устанавливается диапазон температур, приводящий к гибели растений озимой пшеницы.

Бесплатно

Углекислые растения растительного происхождения, их роль в защите от стресса и возможное практическое использование

Руденко Н.Н., Игнатова Л.К., Журикова Е.М., Новичкова Н.С., Иванов В.Н.

Статья обзорная

В обзоре представлены данные о распределении углекислых ангидраз в фотосинтезирующих организмах и их расположении в клеточных компартментах. Обсуждаются функции карбоангидраз для обеспечения высокой скорости фотосинтеза, а также их участие в процессах, которые не имеют прямого отношения к фотосинтезу, в частности в передаче сигналов для активации каскада генов защитного ответа. Приведены результаты, показывающие изменение активности и содержания ангидразов углекислого газа в ответ на изменения условий окружающей среды. На основе собственных экспериментальных исследований предложены механизмы участия углекислотных хлоропластных тилакоидов высших растений в защите фотосинтетического аппарата от чрезмерного освещения. Указывается на возможность использования мутантов карбоангидразы для практических целей в сельском хозяйстве, а также применения углекислых ангидраз для связывания избыточного CO2 в воздухе.

Бесплатно

Устойчивость проростков озимой пшеницы к кратковременному действию отрицательной температуры может быть обусловлена активацией разобщающих белков и АТФ/АДФ антипортера

Грабельных О.И., Боровик О.А., Павловская Н.С., Побежимова Т.П., Любушкина И.В., Корсукова А.В., Таусон Е.Л., Войников В.К.

Статья научная

Изучено последействие отрицательной температуры (-8 °С, 1-6 ч) на содержание активных форм кислорода (АФК), интактность митохондрий, их окислительную и фосфорилирующую активность и вклад разобщающих белков (UCPs) и АТФ/АДФ антипортера в линолеат-индуцированное дыхание митохондрий в проростках озимой пшеницы. Показано, что выживаемость проростков при холодовом воздействии зависит от активности pUCP и АТФ/АДФ антипортера в митохондриях, функцией которых при холодовом стрессе, по-видимому, является регуляция содержания АФК.

Бесплатно

Участие цианидрезистентного дыхания в термогенерации и антиокислительной защите клетки в проростках озимой пшеницы при холодовом воздействии

Грабельных О.И., Побежимова Т.П., Корзун А.М., Возненко С.А., Королева Н.А., Павловская Н.С., Боровик О.А., Войников В.К.

Статья научная

В работе показано, что активация цианидрезистентного дыхания 24-х часовой обработкой 30 мкМ антимицином А и 10 мМ перекисью водорода вызывает усиление тепловыделения тканями проростков озимой пшеницы и снижает их гибель при последующем действии отрицательной температуры -6 С (3 часа). В то же время активация альтернативного пути в проростках озимой пшеницы при длительном действии низкой положительной температуры эффективно предотвращает образование активных форм кислорода (АФК) в ЭТЦ митохондрий, индуцируемое субстратом окисления или антимицином А.

Бесплатно

Участие цитокинина и ауксина в регулировании процесса накопления в бобовых

Глянко А.К., Ищенко А.А.

Статья обзорная

В статье обобщены данные о физиологической роли фитогормонов - цитокинина и ауксина - в инициировании деления корневых клеток коры головного мозга, что приводит к образованию зачатка корневого узла и его дальнейшего органогенеза. Было доказано, что высокий уровень цитокинина и низкий уровень ауксина являются необходимым условием для этого процесса. Механизм, обеспечивающий увеличение соотношения цитокинин: ауксин, связан с ингибированием переноса ауксина от воздушных органов к корню с вовлечением передачи цитокинина. Снижение цитокинина: соотношение ауксина на фоне ингибирования передачи цитокинина инициирует образование боковых корней. Обсуждается альтернативная роль rhizobial Nod-factor, цитокинина и флавоноидов в органогенезе корневого узла. Представлены схемы реакций и соединений, участвующих в инициировании образования зачатков зачатков и боковых корней.

Бесплатно

Факторы, определяющие полевую всхожесть семян редьки масличной

Дорофеев Н.В., Бояркин Е.В., Пешкова А.А.

Статья научная

Изучали влияние температуры, глубины посева и гранулометрического состава почвы на скорость прорастания, лабораторную и полевую всхожесть семян редьки масличной. Было установлено, что период посев-всходы определяется, как температурой, так и гранулометрическим составом почвы. Наибольшую полевую всхожесть отмечали семян редьки масличной на супеси при глубине посева семян - 3 см и температуре 20° С.

Бесплатно

Фенотипические признаки растений арабидопсиса, дефицитные в РНК-полимеразе rpotmp

Тарасенко В.И., Гарник Е.Ю., Кулинченко М.В., Константинов Ю.М.

Статья научная

В Arabidopsis три транскрипции органелларных генов участвуют в трех ядерно-кодированных РНК-полимеразах. RpoTmp представляет собой РНК-полимеразу, которая локализуется как в митохондриях, так и в хлоропластах, но участвует преимущественно в контроле экспрессии генов в митохондриях. Вставной мутант rpotmp характеризуется рядом фенотипических и молекулярно-биологических особенностей, включая снижение активности митохондриальных дыхательных комплексов I и IV. В настоящем исследовании мы сравнили ростовые характеристики мутанта rpotmp и мурата fro1, который характеризуется отсутствием функционального комплекса I. Мы показали, что, несмотря на сходные молекулярные дефекты и фенотипический внешний вид, исследованные мутанты можно отличить по скорости роста при разных фотопериодах, а также в возрасте начала старения листьев. Более того, скорость роста культуры суспензионных клеток линии rpotmp чрезвычайно замедлена, что четко отличает ее от культуры клеток суспензии fro1. Мы предлагаем, чтобы уникальные свойства мутанта rpotmp были связаны с уменьшением уровня активности IV дыхательного комплекса.

Бесплатно

Ферменты энергетического обмена головного мозга и хронический стресс

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

Статья научная

Изучена динамика изменения ферментативной активности креатинфосфокиназы, альдолазы и сукцинатдегидрогеназы головного мозга белых крыс при хроническом стрессе, вызванном 30-дневным нарушением циркадального ритма и изоляцией. Установлено, что исследуемые ферменты неоднородно реагируют на 30-дневный стресс. Особенную чувствительность проявляет сукцинатдегидрогеназа, активность которой в разных областях головного мозга после 10-дневного стресса уменьшается среднем на 60-80%. В отличие от сукцинатдегидрогеназы, активность альдолазы на 10-ый день стресса возрастает, а уменьшение ферментативной активности наступает после 10-дневного хронического стресса. Аналогичные результаты обнаружены при исследовании креатинфосфокиназной активности.

Бесплатно

Физиологическая роль кальция при бобово-ризобиальном симбиозе

Васильева Г.Г., Ищенко А.А., Глянько А.К.

Статья обзорная

Обобщены данные литературы о физиологической роли кальция (Са2+) в развитии бобово-ризобиального симбиоза на начальных его этапах - инфицирования и образования симбиотических структур. Рассмотрены вопросы о функции Са2+ в растениях, особенности формирования бобово-ризобиального симбиоза и роль кальция при взаимодействии двух организмов. Проанализированы данные о взаимодействии АФК и Са2+ при развитии бобово-ризобиального симбиоза, а также связь НАДФН-оксидазной активности с кальциевой сигнальной системой. Особое внимание обращается на роль Са2+- спайков (calcium spiking) и кальций-кальмодулинзависимой киназы в инициации функционирования симбиотических путей у растения, приводящих к инфицированию и образованию симбиотических структур.

Бесплатно

Физиологическая роль оксида азота (NO) у растительных организмов

Глянько А.К., Митанова Н.Б., Степанов А.В.

Статья научная

На основе знаний о функциях оксида азота (NO) в животных тканях обобщены литературные данные о физиологической роли NO у растительных организмов. Подчеркивается многофункциональность NO у различных организмов, обусловленная высокой реакционностью этой молекулы, ее способностью реагировать с белками и низкомолекулярными веществами. Рассмотрены вопросы участия NO в различных физиологических процессах, возможные механизмы синтеза NO у растений, взаимодействие с другими эндогенными молекулами, а также механизмы, предотвращающие токсический эффект NO.

Бесплатно

Физиологические и биохимические механизмы, обеспечивающие повышенную конститутивную холодоустойчивость в растениях картофеля, экспрессирующие ген SUC2 дрожжей, кодирующий апопластическую инвертазу

Дерябин А.Н., Трунова Т.И.

Статья научная

Экспрессия гетерологичных генов в растениях является эффективным методом улучшения нашего понимания механизмов устойчивости растений. Целью этой работы было исследование участия инвертазы клеточной стенки и апопластических сахаров в конститутивную холодостойкость растений картофеля (Solanum tuberosum L., cv. Désirée), которые экспрессировали ген SUC2 дрожжей, кодирующий апопластическую инвертазу. В качестве контроля служили WT-растения картофеля. Увеличение существенной активности инвертазы клеточной стенки в листьях трансформированных растений свидетельствует о значительных изменениях в метаболизме клеточного углевода и регулятивной функции этого фермента. Активность дрожжевой инвертазы изменила состав внутриклеточных сахаров в листьях растения трансформированного картофеля. Общее содержание сахаров (сахароза, глюкоза, фруктоза) в листьях и апопласте было выше у трансформантов по сравнению с WT-растениями. Наши данные свидетельствуют о более высокой конститутивной устойчивости трансформантов к тяжелым условиям гипотермии по сравнению с WT-растениями. Этот факт позволяет нам рассматривать инвертазу клеточной стенки как фермент углеводного обмена, играющий важную регуляторную роль в метаболической сигнализации при формировании повышенной устойчивости растений к низкой температуре. Таким образом, линия картофеля с интегрированным геном SUC2 является удобным инструментом для изучения роли апопластической инвертазы и продуктов ее активности в процессе роста, развития и формирования конститутивной резистентности к гипотермии.

Бесплатно

Физиологические отличия симбиотических мутантов гороха с различным уровнем образования стула при инокуляции Rhizobium leguminosarum

Акимова Г.П., Соколова М.Г., Максимова Л.А.

Статья научная

Основное внимание в исследовании было уделено морфологическим и физиологическим особенностям растений гороха с различной способностью к узлому образованию под инфекцией Rhizobium leguminosarum. Микроскопические исследования выявили отличительные особенности формирования корневых узлов у разных мутантов гороха. Мы обнаружили различия в содержании индол-уксусной кислоты (IAA) у мутантов в корневых зонах, отличающихся чувствительностью к R. leguminosarum. Сделан вывод о том, что гормональная система растений играет важную роль в контроле процесса нодуляции, а появление мутаций, вызывающих нарушение способности к формированию конкреций, по-видимому, зависит от гормонального статуса корней, в частности, концентрации IAA, обеспечивающей как образование медуристики конкреций, так и дальнейшее органогенез узелок.

Бесплатно

Флавоноиды при адаптации бегонии grandis Dryander subsp. Грандис введен в Западной Сибири (Новосибирск)

Карпова Е.А., Фершалова Т.Д., Петрук А.А.

Статья научная

Динамика флавоноидов (флавонов и флавонолов) в листьях Бегонии Грандис Дрейдер подв. в Западной Сибири (Центральный сибирский ботанический сад Сибирского отделения РАН, Новосибирск) в течение вегетационного периода в теплице и на открытом грунте впервые изучены. Были установлены диапазоны фракций флавоноидов и отдельных флавоноидов в благоприятной среде и в периоды температурных перепадов и заморозков. При благоприятных условиях в теплице и на открытом грунте B. grandis subsp. листья grandis характеризовались относительно низким содержанием суммы флавоноидов (до 10,1 мг / г). В периоды падений температуры в теплице он уменьшался (до 5,2 мг / г), а в условиях более значительных перепадов температуры и мороза в открытом грунте его увеличивали в несколько раз (до 28,3 мг / г). В период действия факторов стресса содержание суммы флавоноидных агликонов в листьях увеличивалось как в теплице (включая кверцетин, лютеолин), так и в открытом грунте (включая кверцетин, каемпферол, лютеолин) в открытом грунте основной составляющей, лютеолин-8-глюкозид (ориентаин). Наиболее значительные трансформации в течение вегетационного периода наблюдались в O-гликозидах и свободных фракциях агликонов, их содержание соединений и состава варьировалось. Четыре O-гликозида, включая изоккерцитин, обнаруживаются только в листьях открытых грунтовых растений.

Бесплатно

Функциональное состояние митохондриальной поры головного мозга белых крыс в условиях длительного эмоционального стресса

Бурджанадзе Г., Менабде К., Гавашелидзе М., Кучукашвили З., Кошоридзе Н.

Статья научная

Изучено функциональное состояние митохондриальной мембранной поры в головном мозге белых лабораторных крыс на фоне стресса, вызванного 30-дневной изоляцией животных и нарушением суточного ритма. Выявлено, что функциональное состояние МРТР в условиях стресса меняется. В частности, наблюдается процесс активации митохондриальной поры, что является следствием открытия поры под влиянием увеличения концентрации цитоплазматического Са2+и уменьшения содержания митохондриального Са2+. Предполагается, что Са2+-индуцированное открытие поры является результатом увеличения оксидантных процессов в мозге, как следствие энергодефицита и понижения активности антиоксидантных ферментов.

Бесплатно

Функционирование малатдегидрогеназного компекса в мезофилле и обкладке кукурузы в условиях солевого стресса

Епринцев А.Т., Федорина О.с

Статья обзорная

Индуцированные солью изменения в работе ферментов малатдегидрогеназной системы вносят существенный вклад в формирование адаптации клетки к действию стрессора. Наибольший интерес в этом вопросе представляют ферментные системы С4-растений в связи с их лучшей приспособленностью к условиям окружающей среды. В данной работе исследована роль отдельных компонентов малатдегидрогеназного комплекса мезофилла и обкладки кукурузы в формировании адаптивной реакции в стрессовых условиях. На первом этапе воздействия соли в мезофилле кукурузы наблюдалась активация всех ферментов малатдегидрогеназной системы, с последующим снижением их активности. В обкладке данные показатели отличались от контрольных менее существенно. Было также обнаружено индуцированное солью быстрое накопление пирувата в клетках обкладки и малата в обеих исследуемых тканях. Дальнейшее засоление приводило к падению концентрации указанных интермедиатов. В обкладке содержание пирувата было сначала ниже контрольного уровня, а к концу экспозиции повышалось. Результаты исследований свидетельствуют об индукции цикла трикарбоновых кислот хлоридом натрия в клетках мезофилла и обкладки кукурузы и указывают на интенсификацию цикла Хэтча-Слейка в стрессовых условиях. Обнаруженные отличия в функционировании малатдегидрогеназной системы мезофилла и обкладки листьев кукурузы при засолении главным образом заключаются в том, что активность ферментов изучаемого комплекса в обкладке подвержена минимальным изменениям по сравнению с мезофиллом. На основании полученных данных обсуждается роль МДГ ферментной системы в механизмах адаптивной реакции различных тканей кукурузы к засолению

Бесплатно

Характеристика семейства генов супероксиддисмутазы кукурузы ( Zea mays L.): выявление транскриптов двух хлоропластных СОД и изучение потенциальной ДНК-защитной функции митохондриальной Mn-СОД

Катышев А.И., Черникова В.В., Субота И.Ю., Тарасенко В.И., Клименко Е.С., Шмаков В.Н., Гребнев П.А., Константинов Ю.М.

Статья научная

Семейства генов, кодирующих ключевые ферменты антиоксидантной защиты – супероксиддисмутазы (СОД) – обычно сложно организованы и представлены генами, кодирующими ферменты, различающиеся по используемому в качестве кофактора иону металла, происхождению и внутриклеточной локализации. Среди наиболее охарактеризованных семейств генов СОД растений значительный интерес вызывают представленное большим количеством генов семейство СОД культурного злака – кукурузы ( Zea mays L.). Нами с использованием разных подходов произведено уточнение состава семейства генов СОД кукурузы. Обнаружены транскрипты двух ранее не описанных в литературе генов, кодирующих хлоропластные Fe- и Cu/Zn-содержащие СОД, что демонстрирует, что система детоксикации активных форм кислорода (АФК) в хлоропластах кукурузы более сложно организована, чем считалось ранее. В то же время оказалось, что количество генов митохондриальных Mn-СОД кукурузы меньше, чем предполагалось. С помощью полученных нами рекомбинантных белков показано, что для данных ферментов характерна посттрансляционная (фосфорилирование/дефосфорилирование) регуляция их функции. Исследуется возможное участие Mn-СОД митохондрий в защите ДНК этих органелл от повреждающего действия АФК.

Бесплатно

Хроматографическое исследование фенольных соединений в лекарственных растениях Alchemilla subcrenata Buser и Veronica chamaedrys L

Живетев М.А., Дударева Л.В., Грашкова И.А., Войников В.К.

Статья научная

Объектами исследования были листья и соцветия субкренаты Альхемилла и вероника-чамаэдри, растущие на левом берегу в 700 м от края Байкала. Найдены некоторые небольшие различия в количестве и качестве фенольных соединений в листьях одного вида, даже выбранных за один раз. В то же время различия в количестве и качестве фенольных соединений в разное время суток были еще более выраженными. В соцветиях субкренаты Альхемилла динамика флавоноидов характеризуется более устойчивым составом, чем в листьях. Для тканей и органов Veronica было обнаружено более разнообразное сезонное коктейль фенольных соединений, чем в подкринале Alchemilla. Ожидайте, что разнообразие солей фенола в соцветиях сезонного коктейля Вероники было выше, чем в листьях.

Бесплатно

Цитокристаллоскопия и ее методические варианты

Мартусевич Андрев К., Феофилова Мария А., Ковалева Лида К., Голыгина Елена С.

Статья научная

Целью работы является рассмотрение допущений и обоснования новой диагностической лабораторной технологии - цитокристаллоскопии, а также вариантов ее реализации. Показано, что имеются экспериментальные данные о наличии кристаллогенной активности в клеточных пулах различного состава и происхождения. Для его исследования мы предложили объединить группу методов ее оценки в виде цитокристаллоскопии. Эта технология логически разделена на гемо-, гисто-, бактерио- и культуральную цитокристаллоскопию в зависимости от характеристик анализируемого биоматериала. Имеющиеся в литературе и собственные примеры исследований по кристаллогеническим свойствам клеточных суспензий рассматриваются по каждому из указанных вариантов. Раскрыты перспективы их развития и возможные применения цитокристаллоскопии.

Бесплатно

Экспрессия гена глутаматдегидрогеназы gdh2 арабидопсиса индуцируется под влиянием ингибитора синтеза тетрапирролов норфлуразона

Гарник Е.Ю., Бельков В.И., Тарасенко В.И., Потапова Т.В., Корзун М.А., Константинов Ю.М.

Статья научная

Ген gdh2, кодирующий бета-субъединицу глутаматдегидрогеназы арабидопсиса, относится к генам с циркадианной регуляцией. Его экспрессия значительно возрастает в темное время суток и снижается до минимума на свету. Известно, что в репрессии гена gdh2 на свету участвуют сахарозависимые регуляторные пути, однако конкретные механизмы регуляции неизвестны. Нами показано, что в проростках арабидопсиса, выращенных в присутствии ингибитора синтеза тетрапирролов норфлуразона, экспрессия гена gdh2 возрастала в 6-11 раз относительно контрольных условий, причем степень повышения уровня транскриптов gdh2 зависела от уровня освещенности и не коррелировала с индукцией генов-маркеров повышения уровня активных форм кислорода. Данное повышение экспрессии можно объяснить как низким уровнем глюкозы в клетках обработанных норфлуразоном проростков, так и отсутствием репрессии со стороны хлоропластно-ядерных регуляторных путей вследствие дисфункции хлоропластов. Мы предполагаем, что в циркадианной регуляции экспрессии гена gdh2 участвуют не только сахарозависимые, но и хлоропластно-ядерные регуляторные пути.

Бесплатно

Журнал