ґрунту. Таким чином, результати наших дослідів вказують на нелінійний характер накопичення фосфору та про наявність певного оптимального рівня, перевищення якого призводить до пригнічення поглинання його рослинами. Як показали отримані дані, вищі показники накопичення фосфору встановлені у середньорослих сортів Подолянка та Фаворитка, в порівнянні з короткостебловими сортами Смуглянка та Ятрань 60.

Отже, наші результати свідчать, що короткостеблові сорти для більшого накопичення фосфору потребують вищих рівнів фосфорного живлення порівнянно із середньорослими сортами.

Структура мітохондрій та експресія гену sHSP 22 в коренях Pisum sativum L. при кліностатуванні

ТАЛАЛАЄВ А.С., БРИКОВ В.О.

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, відділ клітинної біології та анатомії вул. Терещенківська, 2, м. Київ, 01601, Україна

e-mail: atalalaev@yahoo.com, brykovvasja@gala.net

Дослідження ефектів мікрогравітації і кліностатування на рослинний організм на рівні мітохондрій основним чином були сконцентровані на дослідженні ультраструктури органел в окремих тканинах різних організмів. До зміни стану мітохондріального апарату рослинних клітин під впливом мікрогравітації більшості дослідів відносять поліморфізм популяції мітохондрій. В одних дослідженнях виявляється набухання мітохондрій, деструктивні зміни мембран, просвітлення матриксу і навпаки, в інших – ущільнення матриксу, збільшення об’єму упорядкованих крист. Також були ідентифіковані поодинокі великі мітохондрії зі щільним матриксом і кільцевидними розширеними кристами. Такі результати приводять до різного трактування змін, що відбуваються в мітохондріях в процесі адаптації клітини до умов мікрогравітації. Тому метою наших досліджень було дослідження ультраструктури мітохондрій, а також визначення рівня експресії гену специфічного для мітохондрій низькомолекулярного білка теплового шоку 22 кДа (sHSP 22) за умов кліностатування. У рослин sHSP 22 вперше був ідентифеований при дії підвищених температур, а також аноксії та водного стресу. Його роль полягає у стабілізації макромолекулярного комплексу НАДФ – убіхінон оксидоредуктази (I комплексу дихольного ланцюга) і тим самим забезпеченні функціонування електронного транспорту в мітохондріях під впливом стресових факторів зовнішнього середовища.

Матеріалом для дослідження були апекси коренів етіолованих п’ятидобових проростків гороху, які вирощували на горизонтальному кліностаті. Структуру мітохондрій визначали електронно мікроскопічним методом, експресію гену sHSP 22 – методом RT – PCR. Результати досліджень показали, що найбільш відчутні зміни мітохондрій спостерігаються в клітинах дистальної зони розтягування кореня і полягають в конденсації органел, в той час як мітохондрії меристематичних клітини кореневого апексу не відрізнялися від контрольних. Також показана присутність мРНК sHSP 22 в коренях на протязі п’яти діб росту проростків за умов кліностатування. Можна припустити, що реакція мітохондрій на дію кліностатування носить стресовий характер.

Структура 5S рДНК Prunus spinosa L.

ТИНКЕВИЧ Ю.О., ПАНЧУК Н.В., ВОЛКОВ Р.А.

Чернівецький національний університет ім. Юрія Федьковича кафедра молекулярної генетики та біотехнології вул. Коцюбинського, 2, м. Чернівці, 58012, Україна

e-mail: ra.volkov@gmail.com

У зв’язку з відносною легкістю віддаленої гібридизації в роді Prunus L. постає проблема визначення генетичної і таксономічної дистанції між його представниками (Панчук, 1992). Для інших груп вищих рослин для рішення аналогічних проблем ефективним виявилось порівняльне вивчення структури ділянок геному, що кодують 5S

рибосомальну РНК (5S рДНК) (Volkov, 2001; Singh, Ahuja , 2006). Інтенсивне вивчен-

ня структури спейсерних ділянок 5S рДНК та їх широке застосування в таксономії вищих рослин пов’язано з особливостями їх будови та еволюції. Кожна повторювана одиниця 5S рДНК складається з кодуючої ділянки і міжгенного спейсера (МГС). На відміну від еволюційно консервативної кодуючої ділянки, швидкість еволюції міжгенного спейсера є високою. Це дозволяє виявити відмінності у його будові в таксономічних групах видового і підвидового рангів (Volkov et al., 2001). Не дивлячись на широке застосування рибосомальної ДНК у систематиці, деякі групи вищих рослин залишаються дослідженими фрагментарно. Зокрема, у родині Rosaceae первина нуклеотидна послідовність 5S рДНК розшифрована лише для представників трьох родів

– Cliffortia L., Sanquisorba L. та Acaena L. Тому метою нашої роботи було дослідження первинної структури міжгенного спейсера 5S рДНК представників роду Prunus, зокрема, терену P. spinosa L.

Матеріалом для виділення ДНК був гербарний зразок P. spinosa, зібраний на околиці м. Тюбінген (Німеччина). Загальну ДНК екстрагували цетавлоновим методом (Панчук, Волков, 2007). Для ампліфікації 5S рДНК використовували праймери, комплементарні до послідовності кодуючої ділянки та ДНК-полімеразу Hot-start Taq (Qiagen). ПЛР-продукт клонували в плазмідний вектор pLitmus38і. Трансформацію Escherichia coli штаму XL-blue здійснювали методом електропорації. Послідовність рДНК визначали на сиквенаторі ABI prism 310.

Результати електрофоретичного розділення ПЛР-продуктів свідчать про наявність в геномі P. spinosa лише одного класу 5S рДНК. Аналіз даних сиквенування показав, що довжина повторюваної одиниці 5S рДНК P. spinosa становить 682 пн, з яких 120 складають кодуючу ділянку, а 562 – міжгений спейсер. В МГС знайдено дві області субповторів, що знаходяться на відстані 3-24 пн та 423-443 пн від початку спейсерної ділянки. Порівняння отриманої послідовності 5S рДНК P. spinosa з даними для інших видів родини Rosaceae показує, що терен має найбільшу серед них довжину МГС – 562 пн, тоді як у інших видів цієї родини розмір спейсерної ділянки становить 290-410 пн. Тим не менш, довжина МГС P. spinosa лежить в типовому для вищих рослин діапазоні – від 200 до 900 пн (Singh, Ahuja, 2006). Питання про те, чи протягом еволюції роду Prunus мале місце збільшення розміру МГС, залишається відкритим та потребує подальших досліджень структури і молекулярної еволюції 5S рДНК як в межах роду, так і у родині Rosaceae в цілому.

ЛІТЕРАТУРА

Панчук И.И. Организация повторяющихся последовательностей в подсемействе Prunoidea в связи с видообразованием // Автореф. дис. … канд. биол. наук. – Минск, 1992. – 25 с.

ПанчукІ.І., ВолковР.А. Практикумзмолекулярноїгенетики. – Чернівці: Рута, 2007. – 120 с.

Singh D., Ahuja P.S. 5S rDNA gene diversity in tea (Camelia sinensis (L.) O. Kuntze) and its use for variety identification // Genome – 2006. – 49. – Р. 91-96.

Volkov R.A., Zanke C., Panchuk I.I., Hemleben V. Molecular evolution of 5S rDNA of

Solanum species (sect. Petota): application for molecular phylogeny and breeding // Theor. Appl. Genet. – 2001. – 103. – P. 1273-1282.

О роли хлорофилла b в продуктивности наземных растений (на примере мутанта ячменя chlorina 3613)

ТЮТЕРЕВА Е.В.

Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН ул. проф. Попова, 2, 197376, г. Санкт-Петербург, Россия e-mail: tuterlena@mail.ru

На ряде объектов было показано, что конститутивные мутанты, не имеющие хлорофилла b, отличаются от растений родительского генотипа с полным набором хлорофиллов несоизмеримо низкой продуктивностью по одной или нескольким характеристикам: фотосинтетической активности, вегетативной мощности, семенной продуктивности. Эти данные укрепили представления о хлорофилле b как об одном из условий высокой фотосинтетической продуктивности.

На мутантных формах некоторых видов зелёных водорослей, лишённых хлорофилла b, было показано, что при освещённости средней интенсивности водоросли накапливают бóльшую биомассу, чем их родительские генотипы. Сообщения об аналогичных фактах по мутантам наземных растений до сих пор не публиковались.

Цель проведённого исследования состояла в проверке гипотезы о том, что наличие хлорофилла b является необходимым условием высокой продуктивности наземного растения.

Исследование проводилось на растениях мутанта ячменя chlorina 3613, лишённого хлорофилла b, и родительского генотипа Donaria, произраставших в режиме открытого грунта. Экспериментальное воздействие состояло в понижении естественного уровня инсоляции (2000-2500 мкмоль м-2 с-1 в полдень) на семь суток до 40 % её интенсивности.

На седьмые сутки затенения в листьях растений, не имеющих хлорофилла b, содержание хлорофилла а увеличилось на 36 %, а в листьях растений, имеющих хлорофилл b, общее содержание хлорофиллов (a+b) увеличилось на 32 %. Прирост хлорофилла а в мкг/мг сухой массы листа оказался почти равным (+1,89 и +1,69), а в процентах к исходному количеству – разным (36 % и 23 % соответственно). У растений, лишённых хлорофилла b, в отличие от растений с полным набором хлорофиллов, кардинально изменился морфотип и активизировались ростовые процессы.

Через семь суток после возврата полной инсоляции в листьях растений, не имеющих хлорофилла b, продолжалось накопление хлорофилла а (прирост составил 53 % по отношению к исходному содержанию хлорофилла в листьях тех же растений

до затенения), тогда как содержание каждого из хлорофиллов у растений с полным набором хлорофиллов (a+b) вернулось к исходным величинам. У растений, лишённые хлорофилла b, продолжалось бурное наращивание биомассы, а их надземные части (листья, главные побеги) достигли размеров соответствующих частей у растений с полным набором хлорофиллов. Рост надземных частей растений с набором хлорофиллов (a+b) замедлился – листья и побеги достигли окончательных размеров. Описываемый эффект был воспроизведён.

На момент окончания периода плодоношения вегетативная мощность и семенная продуктивность растений, лишённых хлорофилла b, оказались соизмеримыми с одноименными показателями продуктивности растений с полным набором хлорофиллов. Средняя сухая биомасса надземных частей мутантных растений оказалась в два раза больше, чем биомасса растений с полным набором хлорофиллов (за счёт количества побегов). Следовательно, существуют такие условия произрастания, при которых наземные растения, не имеющие хлорофилла b, накапливают бóльшую биомассу, чем растения родительского генотипа с полным набором хлорофиллов. Полученные результаты ставят под сомнение как то, что доминирующей ролью хлорофилла b является роль энергетическая, так и то что доминирующей ролью хлорофилла b является регуляция размера поглотительной способности пигментного комплекса листа.

Культивування ізольованих насінних зачатків in vitro як ефективний метод дослідження розвитку жіночого гаметофіту

УСТИНОВА А.Ю.

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, відділ клітинної біології та анатомії вул. Терещенківська, 2, м. Київ, 01601, Україна

e-mail: ustinova_a@ukr.net

Дослідження формотворчих процесів в культурі in vitro генеративних органів рослин є необхідним для отримання нової інформації про закономірності морфогенезу та їх залежність від умов оточуючого середовища. Культура ізольованих органів рослин, зокрема, незапліднених зав’язей та насінних зачатків є одним з найбільш перспективних методів вивчення морфогенезу.

Відомі підходи для з’ясування, які саме елементи насінневого зачатка здатні розвиватися в умовах in vitro, виявили, що новоутворені структури можуть мати різноманітне походження і виникають з однієї або декількох клітин. Існують відомості про формування зародка з антиподіальних клітин. Відомо, що зародки і калусна тканина можуть мати синергідне походження. Спостерігали утворення ендосперму з незаплідненої центральної клітини зародкового мішку. Калус може розвиватися як з соматичної тканини, так і з яйцеклітини.

Метою роботи було дослідити розвиток насінних зачатків в умовах культивування in vitro. Ізольовані насінні зачатки Clematis recta L. культивувалися на основному середовищі МS із додаванням вітамінів по Гамборгу та нафтилоцтової кислоти у концентраціїї 0,2 мкг/л в умовах постійного освітлення. Культивування проводилося при температурі 24±1 °С протягом 28 діб. Наші мікроскопічні дослідження показали, що в ізольованих насінних зачатках в умовах культивування in vitro запліднені та не-