Original article. Рубрика в журнале - Журнал стресс-физиологии и биохимии
Статья обзорная
Copper (Cu) and manganese (Mn) are essential micronutrients for plants, but toxic at high concentrations. Responses of rice (Oryza sativa L.) and sunflower (Helianthus annuus L.) to toxic concentrations of Mn and Cu (up to 100 µM) were studied under three light intensities including low (LL, PPFD=100), intermediate (IL, PPFD=500) and high (HL, PPFD=800) light intensities in hydroponic medium. Rice plants showed higher susceptibility than sunflower to both heavy metals concerning dry matter of shoot and root. Growing under higher light intensity strengthened the effect of Cu toxicity while ameliorated that of Mn, the latter was attributed to the lower Mn accumulation of HL plants in both shoot and root. Chlorophyll content of leaves was influenced negatively only by Cu treatment and that at the highest concentration in the medium (100 µM). Similar with growth results, reduction of net assimilation rate (A) was higher in HL than LL plants treated by excess Cu, but in contrast to growth response, reduction was more prominent in sunflower than rice. Excess Mn-induced reduction of A was similar between LL and HL plants and was greater in sunflower than rice. Reduction of A was partly attributable to stomatal limitation, but non-stomatal mechanisms were also involved in this reduction. Copper and Mn treatment did not change the optimal quantum efficiency of PSII in dark-adapted chloroplasts (Fv/Fm ratio), but Fv/F0 was influenced particularly by Cu treatment, the reduction was higher in rice than sunflower and in HL compared to LL plants. Regarding excess Cu and Mn-mediated alterations in chlorophyll concentration, Fv/F0 and Tm values, it was suggested that, Cu and Mn toxicity depress the leaf photosynthetic capacity primarily by causing a significant alteration of the composition and functional competence of the photosynthetic units rather a reduction in the number of photosynthetic units (PSUs) per unit leaf area.
Бесплатно
Extracellular polysaccharides of potato ring rot pathogen
Статья обзорная
Many bacteria, including phytopathogenic ones produce extracellular polysaccharides or exopolysaccharides which are universal molecules. Causal agent of potato ring rot, Clavibacter michiganensis subspecies sepedonicus, secretes exopolysaccharides which role in pathogenesis is poorly investigated. The aim of our research is to ascertain the composition and structure of Clavibacter michiganensis subspecies sepedonicus exopolysaccharides. Exopolysaccharides of Clavibacter michiganensis subspecies sepedonicus are determined to consist of 4-6 anionic and neutral components which have molecular weights from 700 kDa. Glucose is a major monomer of polysaccharides and arabinose, rhamnose and mannose are minor monomers. Glucose is present in α-D-glucopyranose and β-D-glucopyranose configurations. Calcium is determined to be a component of exopolysaccharides. Components of exopolysaccharides of potato ring rot pathogen are probably capable to associate via calcium ions and other ionic interactions that may result in a change of their physiological activity. Further studies of Clavibacter michiganensis subspecies sepedonicus exopolysaccharides composition and structure can serve a base for the synthesis of their chemical analogues with elicitor action.
Бесплатно
Статья обзорная
Influence of expressed leghemoglobin on stability of Escherichia coli cells to reactive oxygen and nitrogen species - fert-butyl hydroperoxide and S-nitrosoglutathione was studied. We determined both action of these compounds on cells with different level of leghemoglobin expression and peroxidase activity of the cells. It was shown that priority of pro- or antioxidant properties of leghemoglobin is dependent on its concentration in the cells. In cells with reduced synthesis leghemoglobin mostly functions as prooxidant, in cells with intensive one - as antioxidant
Бесплатно
Study of chlorophyll a and b in etiolated and androgenic plants of barley
Статья обзорная
In order to characterize the occurrence of albino plantlets during the androgenetic process in barley (Hordeum vulgare L.), chlorophyllous content of microspore derived structures were analyzed in various cultivar. The dynamics of quantities of a and b chlorophylls and their relations within etiolated and androgenic plants of the contrasting cultivars of Igri and Cork have been compared. Research on chlorophyll content dynamics showed that the androgenic plants of cv. Igri accumulated a higher content of chlorophyll compared to the regenerants of cv. Cork. This deficiency of chlorophyll in regenerants may be directly related to a high number of albinos in the anther culture of cv. Cork
Бесплатно
Статья обзорная
Effects of seed soaking with plant growth regulators (IAA, GA3, kinetin or prostart) on wheat (Triticum aestivum cv. Auqab-2000) emergence and seedling growth under normal (4 dS/cm) and saline (15 dS/cm) conditions were studied to determine their usefulness in increasing relative salt-tolerance. During emergence test, emergence percentage and mean emergence time (MET) were significantly affected by most of priming treatments, however, root and shoot length, fresh and dry weight of seedlings were significantly increased by 25 ppm kinetin followed by 1% prostart for 2 h treatments under both normal and saline conditions. All pre-sowing seed treatments decreased the electrolyte leakage of steep water as compared to that of non-primed seeds even after 12 h of soaking. Seed soaking with 25 ppm kinetin induced maximum decrease in electrolyte leakage while an increase in electrolyte leakage was observed by 25, 50 or 100 ppm IAA treatments. It is concluded that priming has reduced the severity of the effect of salinity but the amelioration was better due to 25 ppm kinetin and 1% prostart (2 h) treatments as these showed best results on seedling growth, fresh and dry weights under non-saline and saline conditions whereas seed soaking with IAA and GA3 were not effective in inducing salt tolerance under present experimental material and conditions
Бесплатно
Статья обзорная
The influence of uncoupling of oxidative phosphorylation in mitochondria on surviving of winter wheat seedling during low-temperature stress was investigated. It was shown that infiltration of winter wheat seedling by exogenous uncouplers caused the increase of oxygen consumption, seedling's temperature and surviving. Vice verse inhibition of electron transport through the main cytochrome and alternative pathways decreased surviving of winter wheat seedlings during cold stress
Бесплатно
Активность нитратредуктазы у озимой пшеницы при тепловом шоке
Статья обзорная
Нитраты является основным источником азота для большинства растений. Поглощение и превращение нитратов в растениях во многом определяются внешними условиями и в, первую очередь, температурой и освещённостью. Изучали влияние повышенной температуры (+40°С) на активность нитратредуктазы ключевого фермента метаболизма нитратов в клетке. Показано, что повышение температуры сопровождалось резким снижением активности нитратредуктазы в листьях озимой пшеницы, это происходило как за счёт фосфорилирования и дезактивации фермента, так и за счёт его распада.
Бесплатно
Взаимодействие Yersinia pseudotuberculosis с пробирочными растениями картофеля
Статья обзорная
Инокуляция прикорневой части пробирочных растений картофеля патогенной для человека бактерией Yersinia pseudotuberculosis приводила к колонизации ею стеблевых и листовых тканей. В то же время, внешние симптомы были незначительными. После выделения из растений бактерии сохраняли свои патогенные свойства. Полученные результаты подтверждают мнение о том, что растения могут быть резервуарами ми
Бесплатно
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
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 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 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
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 обзорная
Изучали изменение кинетических параметров слабо-связанных с клеточной стенкой пероксидаз суспензионных клеток картофеля устойчивого (Луговской) и восприимчивого (Лукьяновский) сортов в начальный период заражения вирулентным штаммом 5369 Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Spieck. et Kotth.) Skapt et Burkh. Было показано, что слабо-связанные с клеточной стенкой пероксидазы устойчивого и восприимчивого сортов картофеля в отсутствии патогена конкурентно ингибированы. В первые моменты инфицирования резкое повышение активности фермента устойчивого сорта происходит за счет увеличения сродства фермента к субстрату в результате снижения конкурентного ингибирования. У восприимчивого сорта картофеля увеличение активности фермента происходит по другому механизму.
Бесплатно
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
Роль каротиноидов в регуляции устойчивости Spirodela polyrhiza (L.) Schleid кхолодовомушоку
Статья обзорная
Изучено влияние кратковременного (15 сек., 5, 15, 30 мин) холодового шока (0,1-0,2 °С) при освещении ФАР 0,1 мМ/ м2 с-1 на состав каротиноидов Spirodela polyrhiza (L.) Schleid, культивируемого в лабораторных условиях. Выявлено, что сумма каротиноидных пигментов многокоренника при холодовом шоке не изменяется и в среднем составляет 206,9 ± 11,5 мкг/г сырого веса. В ответ на кратковременное охлаждение многокоренника установлено увеличение пула лютеин + зеаксантин (на 5-8%) с одновременным уменьшением содержания виолаксантина (на 16 %). Деэпоксидация виолаксантина происходит в минутных временных диапазонах и глубина превращения не зависит от продолжительности холодового шока. Полученные результаты указывают на то, что пигменты виолаксантинового цикла могут участвовать в реализации транзиторных аварийных систем защиты ФСА путем увеличения доли тепловой диссипации энергии поглощенных квантов света и предотвращения образования синглетного кислорода.
Бесплатно
Сохранность лейкоцитов в условиях криоанабиоза
Статья обзорная
Для реализации потребности в лейкоцитах перед клиницистами остро встает проблема сохранения данных клеток длительное время в функционально полноценном состоянии, что возможно в условиях глубокого криоанабиоза (-196°С). Данный способ консервирования по ряду причин не доступен для широкого применения. Поэтому целью работы явилась разработка эффективного, доступного и экономичного способа сохранения лейкоцитов при умеренно-низкой температуре -40°С. Показано, что применение данного способа позволяет сохранять ядерные клетки крови в функционально полноценном состоянии до 30 суток
Бесплатно
Статья обзорная
В работе представлены материалы оценки влияния различных стрессовых факторов на характер синтеза и активность ряда стрессовых белков у байкальских и палеарктических видов амфипод (Amphipoda, Crustacea). Использовали следующие виды: три эндемичных вида из озера Байкал - Eulimnogammarus cyaneus (Dyb.), E. verrucosus (Gerstf.), E. vittatus (Dyb.), которые сравнивались с палеарктическими видами Gammarus lacustris Sars., G. tigrinus (Sexton), Chaetogammarus ischnus (Stebbins). Исследовали влияние температурного, окислительного и токсического факторов на характер синтеза БТШ70 и нмБТШ, а так же на уровень активности пероксидазы. Показано, что нмБТШ принимают участие в системе защиты при температурном и токсическом стрессах у всех изученных видов амфипод. БТШ70 участвует в механизмах защиты от окислительного стресса у палеарктических видов амфипод G. tigrinus и C. ischnus. У байкальского E. cyaneus не отмечена индукция синтеза БТШ70 при воздействии окислительного стресса, а так же при повышении температуры. Воздействие токсического и температурного стрессов у всех видов амфипод снижало активность пероксидазы. При окислительном стрессе происходила активация пероксидазы у палеарктических видов и снижение активности фермента у байкальских видов.
Бесплатно
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
