Статьи журнала - Журнал стресс-физиологии и биохимии
Все статьи: 1049
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
Влияние света на активность сукцинатдегидрогеназы в листьях кукурузы
Статья обзорная
Фотосинтез и дыхание дают энергию растениям в разных световых условиях. В связи с этим, очень важно обеспечить тонкую регуляцию этих процессов. В данной работе нами показано падение активности сукцинатдегидрогеназы в интактных листьях на свету. Прямого действия света на очищенный фермент не обнаружено. Показано, что малые концентрации АТФ (2-5 мкМ) активировали сукцинатдегидрогеназу (СДГ), высокие концентрации (более 30 мкМ) -ингибировали. Полученные данные позволяют предположить, что регуляция фермента осуществляется через интермедиаты клеточного метаболизма.
Бесплатно
Влияние стресса от засухи на структурные и функциональные характеристики Triticum spelta L.
Статья научная
Изучено влияние почвенной засухи на рост, микроструктуру поверхности листьев и состав фотосинтетических пигментов растений Triticum spelta L. 14-дневного возраста. Было показано, что корневая система, длина которой уменьшилась на 19%, а масса - на 48%, оказалась более чувствительной к воздействию 4-дневной почвенной засухи. На 23-й день после реабилитации разница между биометрическими параметрами контрольных и опытных образцов уменьшилась, но полного восстановления растений не произошло. Микроструктурный анализ амфистоматической листовой пластинки выявил одинаковое количество устьиц с одинаковыми размерами устьиц устья на адаксиальной и абаксиальной поверхности. После почвенной засухи наблюдалось некоторое увеличение плотности воска, устьица на обеих поверхностях листа оставалась закрытой. Пигментный комплекс 14-дневных растений ответил снижением количества хлорофилла и каротиноидов. На 23-й день после реабилитации наблюдалось дальнейшее снижение уровня фотосинтетических пигментов. Изменения соотношения содержания пигментов после стресса и особенностей микроструктуры поверхности листьев соответствовали засухоустойчивости T. spelta. Сохранение довольно высоких параметров содержания зеленого пигмента сразу после обезвоживания на 18-й день соответствовало данным биометрических исследований, демонстрирующих стабильный рост растения над наземной частью.
Бесплатно
Статья обзорная
Проведено сравнительное исследование содержания свободных аминокислот в хвое и лубе ствола и корней 8-13- летнего самосева Pinus sylvestris L. в Центральной Сибири в естественных условиях и в опыте, имитирующем влияние длительно-сезонной или вечной мерзлоты, почвенной засухи и корневой гипоксии, сопутствующей заболачиванию, с целью выявления адаптивных изменений состава этих метаболитов в условиях стресса. Все виды стрессовых воздействий изменяют общее содержание свободных аминокислот в тканях различных морфологических частей дерева: охлаждение корневой системы вызывает депонирование свободных аминокислот в надземной части дерева, водный дефицит стимулирует накопление аминокислот в лубе корней, затопление снижает уровень аминокислот во всех тканях. Под действием различных стрессоров изменяется соотношение в группе аминокислот, метаболическим предшественником которых является глутаминовая кислота (у-аминомасляная (ГАМК), пролин, аргинин, цитруллин и орнитин). Холодовой стресс в ризосфере вызвал накопление ГАМК в период оттаивания почвы в хвое и в стволе, но не в корнях. Умеренный дефицит влаги не оказал влияния на уровень ГАМК, затопление вызвало накопление ГАМК лишь в молодой хвое. Максимальные превышения над контролем отмечены для суммы аргинина и его метаболических предшественников цитруллина и орнитина. Группа этих соединений может рассматриваться как стрессовые метаболиты для сосны обыкновенной, но специфичность депонирования этих аминокислот при водном стрессе требует дополнительных доказательств. Поскольку аккумуляция пролина обнаруживается в отдельные сроки наблюдений в разных тканях под влиянием всех исследуемых стрессоров, специфичность пролина как индикатора водного стресса в тканях сосны обыкновенной спорна. Нарушение донорно-акцепторных связей в опыте с охлаждением приводит к накоплению аминокислот в лубе ствола, при засухе - в лубе корней.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы эффекты высоких (+ 400 ° С, 2 ч) и низких положительных (+ 40 ° С, 2 ч) температур на активность липоксигеназы в разновидностях Triticum aestivum L., отличающихся своей стойкостью к абиотическим стрессорам. Впервые 9-липоксигеназная активность была идентифицирована в надземной части и корнях 14-дневных растений трех новых сортов озимой пшеницы, отобранных в Украине. Увеличение активности липоксигеназы как в надземной, так и в корневой частях растения оказалось неспецифическим ответом на гипертермию и гипотермию. Интенсивность реакции на тепловой стресс была значительно выше, чем у холодных эффектов. В надземной части жаростойкого сорта Yatran 60 кратковременная гипертермия вызывала четырехкратное увеличение активности липоксигеназы с рНопр5,5 и шестикратное увеличение активности липоксигеназы с рНопт 6.3. Активность липоксигеназы с рНопр в корнях возрастала в полтора раза. Активность липоксигеназы с рНопт 7,0 в надземной части морозостойкого сорта Володарка, подвергнутого гипертермии, увеличилась в полтора раза, а активность липоксигеназы с рНопт 6,0 - 1,3 раза, а в корнях активность липоксигеназы с рНопт 6,5 увеличилась на три время. В надземной части экологически гибкого сорта Подолянка, подвергнутого кратковременной гипертермии, активность липоксигеназы с рНопт 7.5 увеличивалась в полтора раза, липоксигеназа с рНопт в 5,5 - 1,7 раза, а в корнях активность липоксигеназы с рНопт 6,5 - почти в два раза. Наиболее выраженный ответ на гипертермию произошел в жаростойкой разновидности Ятран 60. Обсуждаются перспективы использования липоксигеназы в качестве маркера устойчивости растений, а также возможное вовлечение липоксигеназной активности в формирование механизмов адаптации клеток.
Бесплатно
Влияние хлорида кадмия на жирнокислотный состав высших водных растений реки Ангара
Статья научная
Проведён сравнительный анализ содержания жирных кислот в тканях Myriophyllum spicatum L. и Elodea canadensis Michx. в условиях воздействия 0,05 М раствора хлорида кадмия в течение 24 часов. Показаны изменения в составе жирных кислот в ответ на воздействие токсиканта. Выявлены отличия в динамике изменения содержания жирных кислот под воздействием хлорида кадмия у исследованных видов.
Бесплатно
Статья научная
Показана способность целебных ксилотрофных базидиомицетов Lentinus edodes, Pleurotus ostreatus, Ganoderma lucidum и Grifola frondosa для получения типичных и атипичных плодовых тел с жизнеспособными базадиоспорами в погруженной и твердофазной культуре в стационарных условиях в среде, содержащей пивной сусло, при холодном напряжении , Обследованные грибы, не подверженные температурному стрессу, не образовывали плодовые тела. В твердофазной культуре в агаризованной среде после холодной обработки период образования базидиома был сокращен в 1,5-2 раза. Кроме того, использование мицелия, подвергнутого температурному стрессу для инокуляции, вызвало и ускорило образование плодовых тел на промышленном деревянном субстрате, что имеет большое биотехнологическое значение.
Бесплатно
Статья научная
Среди тяжелых металлов цинк необходим для роста и развития растений. Он играет важную роль в обмене веществ, имеет решающее значение для действия Zn-зависимых ферментов, участвующих в физиологических процессах. Однако при повышенных концентрациях, как и другие тяжелые металлы, это отрицательно влияет на метаболизм растений. В этой работе мы исследовали, изменяет ли грунтовка абсцизовой кислотой физиологические реакции семян и проростков озимой пшеницы на стресс цинка. Было показано, что при повышенной концентрации цинка обработка снижала всхожесть семян озимой пшеницы сорта Подолянка на 17%. При применении 10-6М раствора АБК всхожесть семян увеличилась на 13,5%. Цинк ингибировал рост побегов и корней проростков. Корни были более чувствительны к действию цинка. Негативное влияние металла выравнивалось при добавлении АБК, и на седьмой день регистрировалось стимулирующее влияние гормона на рост корня. Инкубация в растворах цинка оказала негативное влияние на накопление свежей биомассы проростками пшеницы. При переходе растений от гетеротрофного к автотрофному питанию сухая биомасса уменьшилась, но на седьмой день растительность на смеси растворов гормонов - тяжелых металлов несколько уменьшилась и произошла максимальная сухая биомасса. Таким образом, экзогенное применение АБК несколько уменьшило негативное влияние цинка на всхожесть семян и рост корней озимой пшеницы и улучшило защиту от токсичности тяжелых металлов.
Бесплатно
Статья научная
Цель исследования состояла в проведении раздельного анализа сырого экстракта глубоководных байкальских эндемичных видов амфипод Ommatogammarus albinus. Обнаруженные массы дают некоторые доказательства того, что экстракт амфипода может содержать вторичные метаболиты хозяина и микробиоты. Некоторые массы соответствуют известным структурам, изолированным от эубактерий. Кроме того, два соединения не соответствовали зарегистрированным натуральным продуктам из базы данных Dictionary of Natural Products. Эти результаты позволяют предположить, что эндемики Байкала и их микробиота являются перспективными источниками новых натуральных продуктов.
Бесплатно
Статья научная
Исторический путь от анализа морфологической адаптации к морфогенетическому, но с новым информационным наполнением: морфогенетический → молекулярный → супрамолекулярный → ... все больше приобретает не только физико-химическое истолкование, но и путь к экологической биотехнологии, направленной на цели и задачи разрабатываемых средств защиты, которые способствуют развитию в понимании общих закономерностей, с которыми сталкивается биология. В данной работе особенности биологической специфичности морфогенеза и структурной стабильности рассматриваются с позиции надмолекулярной биохимии генетической и протеомной основы тотального хроматина. Отмечено, что в модельной системе коллекционных зародышей пшеницы и в процессе их органоспецифического, согласованно-регулярного роста при переключении подпрограмм развития: «донор» весна → зима «донор» → снова весна, соответственно, позиционирование происходит в период роста корового гистона (Н3+Н4)'': яровой мезокотиль (42 ч) → зимне-корневая система (42 ч) → яровой цельный высокодифференцированный зародыш (24 ч, 30 ч). На основе полученных данных возможен целенаправленный подход к оценке и прогнозированию перспектив экогенетико-биотехнологических разработок.
Бесплатно
