AktyalniProblemy-2010

Активація альтернативної акцепторної ділянки у фотосистемі ІІ за умов пригнічення протонного транспорту

ПОЛІЩУК О.В., ТОПЧІЙ Н.М.

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України вул. Терещенківська, 2, м. Київ, 01601, Україна e-mail: membrana@ukr.net

В дослідженнях процесу протонування-відновлення QB досягнуто значних успіхів у бактерійних реакційних центрах (бРЦ) (Utschig et al., 2001). Іони кадмію, цинку та купруму послужили потужним інструментом у цих дослідженнях, оскільки вони, стехіометрично зв’язуючись з бРЦ, практично повністю (більш ніж у сто разів) пригнічують процес протонування QB. Саме завдяки цій особливості було визначено ймовірні шляхи перенесення протонів з поверхні бРЦ до сайту QB. В попередньому дослідженні нами було виявлено аналогічну дію іонів купруму і цинку у хлоропластах класу В шпинату (Podorvanov et al., 2007). Дану роботу присвячено дослідженню впливу іонів важких металів на електронний транспорт на рівні акцепторної сторони фотосистеми ІІ (ФС ІІ), що може робити значний внесок у їх токсичний вплив in vivo.

Хлоропласти класу "B" виділяли за модифікованим нами методом Аврона

(Podorvanov et al., 2007). Реакційна суміш (2 мл) містила сорбітол (100 мМ), NaCl (10

мМ), тріс-HCl (10 мМ, рН 7,5) і хлоропласти у кількості еквівалентній 20 мкг хлорофілу (вимірювали за (Arnon, 1949)). Зразки преінкубували протягом 5 хв у темряві. Всі експерименти проводили за температури +220С, інтенсивність діючого світла становила 1000 мкмоль квантів/м2•с. Реакцію відновлення QB досліджували за світлозалежним поглинанням протонів у безбуферному середовищі за початкового значення рН 7,5 з допомогою спеціально створеного рН-метра. Швидкість нециклічного транспорту електронів реєстрували за поглинанням кисню в реакції Мелера з допомогою полярографічного електроду Кларка. Величину трансмембранного протонного градієнту визначали за гасінням флуоресценції 9-аміноакридину (Schuldiner, 1972).

Встановлено, що реакція світлозалежного поглинання протонів в хлоропластах шпинату характеризується високою чутливістю до катіонів деяких важких металів. Так, 80 мкМ Cu2+ зменшували кількість поглинутих протонів на 90 %, а 200 мкМ Zn2+ – на 70 %. При цьому зберігалося 80 % величини трансмембранного протонного градієнту і не спостерігалось значних змін швидкості електронного транспорту. На основі отриманих даних зроблено припущення, що блокування реакції протонування QB іонами важких металів активує альтернативну акцепторну ділянку у ФС ІІ. Нециклічне перенесення електронів на рівні ФС ІІ не супроводжується поглинанням протонів і може грати захисну роль за умов перевідновлення електрон-транспортного ланцюга хлоропластів.

ЛІТЕРАТУРА

Arnon D.I. Cooper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenolase in Beta vulgaris // Plant Physiol. – 1949. – 24 (1). – P. 1-15.

Podorvanov V.V., Polishchuk A.V., Zolotareva E.K. Effect of Copper ions on the lightinduced proton transfer in spinach chloroplasts // Biophizika. – 2007. – 52 (6). – P. 1049-1053.

Schuldiner S., Rottenberg H., Avron M. Determination of pH in chloroplasts. 2. Fluorescent amines as a probe for determination of pH in chloroplasts // Eur. J. Biochem. – 1972. – 25, N. 1. – P. 64-70.

Utschig L.M., Poluektov O., Schlesselman S.L. et al. Cu2+ site in photosynthetic bacterial reaction centers from Rhodobacter sphaeroides, Rhodobacter capsulatus, and Rhodopseudomonas viridis // Biochemistry. – 2001. – 40 (20). – P. 6132-41.

Порівняльна характеристика анатомічної будови річних пагонів різних видів роду Tilia L. в умовах промислового центру

ПОНОМАРЬОВА О.А.

Дніпропетровський державний аграрний університет вул. Ворошилова, 25, м. Дніпропетровськ, 49600, Україна e-mail: lponiomareva@i.ua

Сучасне велике місто з розвиненою інфраструктурою і великим промисловим навантаженням вимагає комплексної системи озеленення. Наряду з розповсюдженими видами деревних рослин, які складають основу насаджень, необхідно досліджувати види дерев, які обмежено застосовуються на південному сході України.

Рід Tilia L., представлений в світі декількома десятками видів. Але в нашому регіоні широко розповсюджені тільки два види липи – Т. cordata Mill. і T. platyphyllos Scop. В той же час багато інтродукованих видів липи ростуть в Дніпропетровському ботсаду, проте їх біологія в степовій зоні України мало досліджена. Мета даного дослідження – порівняння гістологічної будови річних пагонів місцевих (Т. cordata) і інтродукованих видів липи в умовах антропогенного навантаження. Об'єкти дослідження:

Т. cordata, T. рlatyphyllos, T. tomentosa і T. europaea (форма виноградолиста). Методи-

ка дослідження: проби взяті на висоті 2-х метрів з південно-східного боку. Зрізи робили з однорічних пагонів на відстані 1 см від їх основи. Виміри проводили на поперечних зрізах під бінокулярним мікроскопом Біомед-4 за допомогою окулярмікрометра.

Досліджувані види липи значно відрізняються за товщиною однорічних пагонів. Найбільші показники в липи широколистої і липи повстистої. На відстані 1 см від основи річного пагона їх середні діаметри склали відповідно 1148 мкм і 1003 мкм. Найменший діаметр виявився у липи європейської – 736 мкм. Липа серцелиста за цим показником займає середнє положення – 841 мкм. Товщина різних тканин відрізняється у досліджуваних видів, що пов’язано з неоднаковим діаметром річних пагонів у різних видів. Для того, щоб оцінити ступінь розвитку певних тканин, що складають пагін, ми розрахували їх товщину у відсотках до його радіусу.

Дослідження показали, що найбільша товщина первинної кори (19,76 % від загальної товщини пагона) спостерігається у T. europaea. Пагони дерев T. europaea мають опушення, що може служити не тільки як додатковий захисний фактор від механічного і кліматичного ушкодження, але й знижувати інтенсивність летикулярної транспірації в посушливі дні. Доля первинної кори від товщини пагона у липи широколистої складає 14,40 %. Встановлено, що найбільш розвинена вторинна кора у Т. cordata. Вона становить 20,45 % від загального радіусу, найменша її товщина у

T. europaea – 16,85 %. Вторинна деревина найбільш розвинена у Т. cordata – 24,16 % від радіусу пагона, найменш – у T. europaea – 18,81 %. У дерев T. tomentosa і T. рlatyphyllos ці показники приблизно однакові (21,34 і 22,58 % відповідно). Товщина первинної деревини в усіх досліджуваних видів складає приблизно однакову величи-

ну – 10 %. Доля серцевини для T. рlatyphyllos, T. tomentosa і T. europaea коливається в межах 30 % (31,15 %, 29,17 %, 28,51 % відповідно) і тільки для Т. cordata значення цього показника значно відхиляється від відповідних показників у трьох вищезазначених видів і складає 24,61 %. Поряд з гістологічними показниками вивчався приріст річних пагонів цих видів. Встановлено різну інтенсивність їх росту у досліджуваних видів.

Таким чином, однорічні пагони досліджуваних видів характеризувались різною інтенсивністю росту та неоднаковим ступенем розвитку певних тканин по відношенню до загальної товщини стебла.

Залежність адаптогенного ефекту препарату Метіур від його молекулярної структури

РИБЧЕНКО Ж.І., ГРИНЬ Х.О.

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

e-mail: Zhanna_bio@ukr.net

Засолення грунтів є одним з найсильніших стресових факторів для рослин, що зменшує їх різноманіття та заважає сільському господарству в багатьох регіонах (Wang, 2003). Виникнення сольового стресу в рослинних організмах є результатом порушення осмотичного і йонного гомеостазу, а також токсичної дії Na+, який є головним катіоном солей, що утворюють засолення.

Досягти радикальної солестійкості рослин можна шляхом створення відповідних трансгенних форм, але значно посилити її вдається також за допомогою біоактивних препаратів. Нашою науковою групою у вегетаційних та польових дослідженнях було виявлено перспективність для цього дешевого синтетичного препарату Метіур – 6-метил-2-меркапто-4-гідроксипіримідину (препарат І). Метою даної роботи стало з’ясування ролі бічних груп у піримідиновому кільці для прояву адаптогенної активності препарату. З цим наміром нами було випробувано аналоги піримідину, що позбавлені певних груп, а саме 2-меркапто-4-гідроксипіримідин (препарат ІІ), 6-метил- 4-гідроксипіримідин (препарат ІІІ), 4-гідроксипіримідин (препарат ІV). Лабораторні досліди проводилися на проростках кукурудзи (гібрид Десна СВ), які вирощували на поживному середовищі Хогленда при 250 С та штучному освітлені. 7 добові проростки експонували в присутності 0,1М NaCl протягом 1 та 10 діб. Обробку препаратами здійснювали шляхом замочування зернівок в 10-7М водних розчинах препаратів. Крім того, обробку препаратами здійснювали шляхом обприскування на 2, 3, 4 день сольової експозиції в 10-7М водних розчинах препаратів, після чого експозицію продовжували до 10 діб. Як загальний показник інтенсивності окислювальних процесів, що виникають при дії засолення визначали вплив препаратів на кількість ТБК-активних продуктів (Dhindsa, 1981)

При замочуванні препарат лише з тіогрупою сприяв збільшенню маси підземної частини рослини, а препарат лише з метильною групою сприяв видовженню надземної частини проростків. При обприскуванні цей препарат практично не впливав на масу проростків, але зменшував довжину пагонів та коренів. При замочуванні препарат з метильною групою мав вищі показники стимуляції порівняно з препаратом без груп, а при обприскуванні – навпаки. При замочуванні, всі препарати збільшували розміри та масу проростків, а при обприскуванні такого ефекту не спостерігали. Таким чином, при різних способах обробки вплив препаратів був різний. Лише Метіур демонстрував стимулюючий ефект при всіх варіантах обробки та досліджуваних термінах експозиції, але цей ефект на масу та ростові показники проростків за умов засолення більш яскраво виражений при замочуванні, ніж при обприскуванні.

На підставі дослідження вмісту ТБК-активних продуктів виявлено, що Метіур сильніше за інші препарати зменшує їх кількість, що свідчить про його здатність послаблювати перекисне окислення в тканинах. Препарат ІІ при 4 добовій сольовій експозиції найменше серед інших аналогів піримідину зменшує рівень ТБК-активних продуктів в пагонах, а от при 10 добовій за цією здатністю наближається до Метіуру, тобто можливо, що його антирадикальна дія відстрочена у часі. Таким чином, було доведено необхідність обох бічних груп в піримідиновому кільці препарату Метіур.

ЛІТЕРАТУРА

Dhindsa R.S., Matowe W. Drought tolerancein two mosses: correelated with enthymatic deference against lipid peroxidation // J. Exp. Bot. – 1981. – 32. – P. 79-91.

Wang W., Vinocur B., Altman A. Plant responses to olrought, salinity and extreme temperatures: towords genetic engineering for stress tolerance // Planta. – 2003. – 218. – Р. 1-14.

Ультраструктура ендоплазматичних тілець у клітинах кореня Arabidopsis thaliana Heynh. за умов кліностатування

РОМАНЧУК С.М.

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

e-mail: svet-romanchuk@yandex.ru

Родина Brassicaceae характеризується наявністю в клітинах рослини ендоплазматичних тілець (ЕР-тільця), які є похідними грануляроного ендоплазматичного ретикулуму. З літератури відомо, що ЕР-тільця є структурами, які мають лабільність і чутливість до таких фізичних факторів як зневоднення, поїдання комахами, поранення, механічний тиск та вплив токсичних речовин (Hayashi et. аl., 2001; Nagano et. аl., 2008). Але ми не знайшли відомостей щодо впливу симульованої мікрогравітації на ЕР-тільця. Оскільки відомо, що в клітинах Arabidopsis thaliana ЕР-тільця накопичують фермент ß-глюкозидазу (КФ 3.2.1.21) з сигналом затримання ЕР, ми досліджували вплив кліностатування на формування ЕР-тілець у апексах коренів, звертаючи особливу увагу на статоцити та клітини дистальної зони розтягу трьох-, п’ятита семидобових проростків A. thaliana, які росли в стаціонарних умовах та на повільному

горизонтальному кліностаті (2 об./хв). Дослідження мікрознімків показало, що ЕРтільця на зрізах мають округлу або овальну форму, заповнені щільним матеріалом та зверху оточені мембранами ГЕР. Встановлено чутливість ЕР-тілець до впливу симульованої мікрогравітації, яка проявилася збільшенням кількості та розмірів ЕР-тілець на зріз клітини, а також більш високою варіабелністю їх форми та розміру за умов кліностатування: розмір найменших ЕР-тілець складав 0,7 мкм², розмір найбільшого ЕР-тільця досягав до 0,49 мкм². Ступінь цих змін корелював з тривалістю кліностатування. За умов всіх строків кліностатування загальна площа ЕР-тілець на зріз клітини зростала приблизно в 2 рази. На основі отриманих результатів роль ЕР-тілець у відповідях клітини на симульовану мікрогравітацію обговорено в світлі сучасних уявлень щодо гравічутливості рослинної клітини.

ЛІТЕРАТУРА

Bones A.M., Evjen K., Iversen T.-H. Characterization and distribution of dilated cisternae of the endoplasmic reticulum in intact plants, protoplasts, and calli of Brassicaceae // Isr. J. Bot. – 1989.

– 38. – Р. 177-192.

Matsushima R., Hayashi Y., Kondo M., Shimada T., Nishimura M., Hara-Nishimura I. An endoplasmic reticulum-derived structure that is induced under stress conditions in Arabidopsis // Plant Physiol. – 2002. – 130. – P. 1807-1814.

Ogasawara K., Yamada K., Christeller J.T., Kondo M., Hatsugai N., Hara-Nishimura I., Nishimura M. Constitutive and inducible ER bodies of Arabidopsis thaliana accumulate distinct β- glucosidases // Plant Cell Physiol. – 2009. – 50, № 3. – P. 480-488.

Динаміка розподілу проліну у листках Betula pendula Roth протягом доби за різних умов зволоження

РОСІЦЬКА Н.В.

Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України, відділ алелопатії вул. Тимірязєвська,1, м. Київ, 01014, Україна

е-mail: botanicka@yandex.ru

Одним з найбільш суттєвих факторів, що негативно впливає на ріст і продуктивність рослин є посуха. Відомо, що при водному дефіциті у тканинах рослин зростає вміст проліну, Ця амінокислота має осморегуляторну функцію, яка впливає на тургор та підтримує такі залежні від тургору процеси у рослин, як ріст та продихову активність. Осмотична регуляція відіграє суттєву роль у пристосуванні рослин до нестачі вологи у ґрунті. Вважають, що швидка зміна в амінокислотному пулі відбувається інтенсивніше за умови дефіциту вологи (Клеточные …, 2003). Оскільки в останні роки майже по всій території України спостерігається пригнічення розвитку, або навіть усихання дерев берези, метою нашої роботи було дослідження добового накопичення вільного проліну у листках берези повислої.

Експериментальна робота виконувалась у відділі алелопатії Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України у 2008-2009 рр. Об’єктами слугували одновікові рослини Betula pendula Roth у задовільному стані (контроль) на колекційній ділянці та пригніченому (дослід) на ботаніко-географічній ділянці «Ліси

рівнинної частини України». Для з’ясування впливу водного стресу на кількісні показники проліну протягом доби через кожні дві години визначали вміст амінокислоти в листках за методикою Стаценка та ін. (1999). Загальну кількість білка досліджували за Лоурі та ін. (1951), а водний режим листків – за Григорюк та ін. (2003).

Аналіз водного режиму листків берези протягом доби свідчить про суттєві відмінності у забезпеченості рослин вологою на різних ділянках ботанічного саду. Зокрема, максимальний дефіцит води в листках спостерігався о 14 та 4 годині ранку і відповідно складав 36 і 37 % у рослин на контрольній ділянці та 42 і 50 % на дослідній. При цьому концентрація проліну у дослідних рослин була у 2-5 рази більшою порівняно з контрольними. Максимальний вміст проліну у листках зафіксовано о 12 та 4 годинах. Значні розбіжності виявлено також у кількісних показниках білка, вміст якого в рослинах, що знаходяться у пригніченому стані, був на 15 % меншим.

Отже, отримані результати доводять наявність прямої залежності між вмістом проліну та ступенем оводненості листків рослин берези повислої. Встановлено істотне підвищення концентрації проліну в тканинах рослин внаслідок адаптації рослин до водного стресу протягом доби.

ЛІТЕРАТУРА

Григорюк И.А., Ткачев В.И., Савинский С.В., Мусиенко Н.Н. Современные методы ис-

следований и оценки засухо- и жароустойчивости растений. – К.: Наук. світ, 2003. – 139 с. Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям эколо-

гических факторов в естественных условиях / Под ред. чл.-корр. НАН Украины Е.Л. Кордюм.

– К.: Наук. думка, 2003. – С. 153.

Стаценко А.П., Бутылкин Ф.А. Биохимический прогноз жаростойкости у зернових и бобових культур //Достижения науки и техники – АПК. – 1999. – № 7. – C. 29-30.

Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. – 1951. – 193, № 1. – P. 265-275.

Семенная продуктивность трех интродуцированных видов рода Ephedra L. в условиях Южного берега Крыма

РУГУЗОВА А.И.

Никитский ботанический сад – Национальный научный центр НААНУ пгт Никита, г. Ялта, АР Крым, 98648, Украина

e-mail: molodech@ukr.net

Виды рода Ephedra L. являются перспективными для использования в декоративном садоводстве на юге Украины, поскольку они обладают довольно высокой засухо- и морозоустойчивостью, а их зеленые побеги сохраняют свою декоративность на протяжении всего года. Однако для успешного введения в культуру видов рода Ephedra необходимо достаточное количество полноценных жизнеспособных семян.

Цель нашей работы – оценить реальную семенную продуктивность при свободном и принудительном опылении у трех видов рода Ephedra в условиях интродукции на Южном берегу Крыма. Исследования проводились в арборетуме НБС-ННЦ на

видах Ephedra foliata C.A. Mey (родина – Вост. Средиземноморье), Ephedra fragilis Desf. (родина – Средиземноморье), Ephedra tweediana C.A. Mey (родина – Аргентина).

В условиях интродукции на Южном берегу Крыма семена E. tweediana созревают в III декаде июня – I декаде июля, E. fragilis – во II – III декаде июля, E. foliata – в III декаде июля – I декаде августа. У E. tweediana и E. foliata от момента опыления до формирования зрелых семян проходит около двух месяцев, а у E. fragilis – один месяц. Количество неопыленных семязачатков при свободном опылении у E. tweediana составляет 46,6 %, у E. fragilis – 43,1 % (из них 21,2 % семязачатков недоразвиты к моменту опыления), у E. foliata – 44 %. Нарушения при формировании зародыша после опыления отмечены у E. tweediana в 9,1 % семян, E. fragilis – 24,3 %, E. foliata –

11,2 %. При свободном опылении реальная семенная продуктивность E. tweediana составляет 44,3 %, E. fragilis – 37,9 %, E. foliata – 44,8 %. При проведении принудительного опыления реальная семенная продуктивность увеличивается до 88,9 %, 47,6 %, 86,7 % соответственно. Зрелые семена у всех трех видов окружены двумя оболочками

– внешняя оболочка формируется из наружного интегумента, при созревании семян приобретает темно-коричневую окраску, внутренняя оболочка - тонкая, имеет коричневатую или коричнево-зеленую окраску, формируется из внутреннего интегумента. Зародыш окружен тканью женского гаметофита, в клетках которой накапливается крахмал, занимает большую часть семени, дифференцирован на осевые органы. Количество семядолей зародыша варьирует в зависимости от вида: так у E. tweediana мы наблюдали только две семядоли, у E. fragilis – 88,9 % зародышей имеют две семядоли, 11,1 % – три семядоли, у E. foliata – 97 % зародышей имеют две семядоли, 3 % – три.

Зрелые семена E. tweediana – каплевидные с заостренной микропилярной частью, коричневые с матовой, бороздчатой поверхностью. Единичные семена расположены на верхушках побегов прироста текущего года. Каждое семя у основания окружено двумя парами красных сочных чешуй. Средние размеры семян 5,5 × 2,3 мм. Семена E. fragilis – округло-каплевидные, с заостренной микропилярной частью, черные, блестящие. Расположены на верхушках побегов прироста текущего года, как правило, в виде собраний семян - 91,2% собраний содержит 2 семени, 6,9 % – одно семя, 1,9 % – три семени. У основания собрания семян окружены двумя - тремя парами или мутовками (по 3) плотных мясистых чешуй, при созревании семян приобретающих розоватую окраску. Средние размеры семян 6,4×4 мм. Зрелые семена E. foliata – каплевидные с заостренной микропилярной частью, черные, блестящие. 53 % семян расположены одиночно, 47 % семян собраны по 2. У основания семена окружены мясистыми светло-желтыми чешуями.

Особенности роста инфекционных структур возбудителя мучнистой росы пшеницы (Triticum aestivum L.) под действием экзогенных цитокининов

РЯБЧЕНКО А.С., АВЕТИСЯН Т.В., БАБОША А.В.

Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН ул. Ботаническая, 4, г. Москва, 127276, Россия e-mail : marchellos@yandex.ru

Методами световой и сканирующей электронной микроскопии исследовали развитие и дифференциацию инфекционных структур возбудителя мучнистой росы пшеницы Erysiphe graminis DC. f. sp. tritici March. под действием экзогенного зеатина. Возбудитель мучнистой росы пшеницы относится к облигатным патогенам, развитие которых происходит только при взаимодействии с живыми клетками растенияхозяина. О характере взаимодействия растения и патогена можно судить уже на начальных этапах развития патосистемы, наблюдая процессы прорастания конидий.

Объектами исследования служили восприимчивые к мучнистой росе сорта мягкой пшеницы Triticum aestivum L. Хакасская и Заря, а также дисомнодополненная пше- нично-эгилопсная линия 56/99i. Растения выращивали при 20–22 °С с 16-часовым фотопериодом на растворе Кнопа в рулонах фильтровальной бумаги. Отделенные первые или вторые листья 10–12-суточных проростков после инокуляции патогена инкубировали в чашках Петри на плаву на дистиллированной воде с добавлением 0,25– 4,5 мкМ зеатина адаксиальной стороной вверх. В опытах с интактными листьями инфицированные проростки помещали в раствор Кнопа, содержащий исследуемые концентрации фитогормона. Активность цитоплазматических реакций (гало) выявляли на 1-е и 3-и сут после инфицирования окраской на общие белки отрезков эпидермиса, снятого с абаксиальной стороны листа (1 %-ный амидочерный в 7 %-ной уксусной кислоте). Растительный материал для сканирующей электронной микроскопии фиксировали по общепринятой методике, проводили напыление золотом и просматривали на сканирующем электронном микроскопе LEO-1430 VP (Carl Zeiss, Германия).

Впервые было показано, что размеры гало, выявляемого при цитохимической окраске вокруг места внедрения патогена, могут изменяться под действием физиологически активных веществ, в частности, фитогормонов цитокининового типа. Обработка зеатином оказывала влияние на прорастание конидий и рост патогена в эктофитной стадии. Концентрационная кривая действия зеатина для числа зрелых колоний патогена (6 сут. после инфицирования) была представлена многофазной кривой с двумя максимумами (1 и 3 мкМ) и минимумом (1,5 мкМ). Сходные кривые были получены для числа нормальных аппрессориев и диаметра большого гало, что, вероятно, свидетельствует о существовании факторов, оказывающих влияние на оба параметра, а также и на конечное число колоний патогена. Полученные данные свидетельствуют о том, что происхождение многофазной кривой доза-эффект влияния цитокининов на развитие возбудителя мучнистой росы связано с факторами, действующими на ранних этапах патогенеза.

Влияние видовой принадлежности растения-хозяина на содержание цитокининов в тканях омелы белой (Viscum album ssp. album L.)

1САДОВНИЧЕНКО Ю.А., 2САПОЖНИКОВА В.А.

1Национальныйфармацевтическийуниверситет, кафедрабиологии, физиологииианатомиичеловека ул. Мельникова, 12, г. Харьков, 61002, Украина

e-mail: sadovnychenko@mail.ru

2Харьковская гимназия № 47 Харьковского городского совета Харьковской области ул. Космонавтов, 7-а, г. Харьков, 61103, Украина

e-mail: valeria93@ukr.net

Распространение омелы белой (Viscum album ssp. album L.) в последние десятилетия рассматривается в качестве одного из индикаторов глобального потепления, в то же время способствующего гибели хвойных лесов Швейцарских Альп вследствие нарушения их водного баланса (Dobbertin, 2005). Особую актуальность изучение данного полупаразита приобретает в связи с тем, что зимой 2009-2010 гг. по всей территории Украины были сильные морозы, которые способствовали вымораживанию побегов омелы и разрастанию паразитической ткани внутри ветвей (Бейлин, 1968). В связи с этим целью данного исследования было определение интенсивности транспирации у растений омелы белой и их растений-хозяев, а также содержания цитокининов.

В эксперименте использовали 5-7–летние растения омелы, собранные с наиболее часто поражаемых омелой растений – тополя черного (Populus nigra L.), клена ост-

ролистного (Acer platanoides L.) и рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.).

Интенсивность транспирации определяли весовым методом. Цитокинины экстрагировали 80 %-ным этанолом, после очистки разделяли методом тонкослойной хроматографии на силикагеле. Содержание фитогормонов во фракциях определяли методом ИФА.

Изучение интенсивности транспирации омелы, собранной со всех трех исследуемых видов, показало, что в соответствии с литературными данными она была выше, чем у самих растений-хозяев (Zuber, 2004). Наиболее высокой она была у растений, собранных с тополя черного, что в конечном итоге может приводить к усыханию растения-хозяина. Исследования, проведенные в течение года, подтвердили, что омела испаряет воду даже в зимой, хотя интенсивность транспирации при этом является существенно меньшей, нежели в весенне-летний период.

У растений омелы белой, собранных с тополей, также наблюдалось и более высокое содержание цитокининов, в особенности свободного цитокининового основания – зеатина, который, по-видимому, и определяет степень открытости устьиц, и, в конечном итоге, интенсивность транспирации. Концентрация рибозида зеатина была более высокой в тканях омелы, произрастающей на клене остролистном, тогда как гликозиды зеатина превалировали у растений, собранных с рябины.

Наличие литературных данных о влиянии видовой принадлежности растенийхозяев на химический состав полупаразита (Красникова, 1999) позволяет обсуждать вопрос о специфичности состава цитокининов омелы белой, произрастающей на исследуемых видах.

ЛИТЕРАТУРА

Бейлин И.Г. Цветковые полупаразиты и паразиты. – М.: Наука, 1968. – 118 с.

Краснікова Т.О. Фармакогностичне вивчення омели білої і розробка на її основі фармакологічних засобів // Автореф. дис. … канд. фармац. наук: 15.00.02. – Харків, 1999. – 17 с.

Dobbertin M., Hilker N., Rebetz M. et al. The upward shift in altitude of pine mistletoe (Viscum album ssp. austriacum) in Switzerland – the result of climate warming? // Int. J. Biometeorol. – 2005. – 50, № 1. – Р. 40-47.

Zuber D. Biological flora of Central Europe: Viscum album L. // Flora. – 2004. – 199, № 3.

– Р. 181-203.

Ізофлавони як вторинні метаболіти рослин родини Fabaceae

СЕКАН А.С.

ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки» НАН України, відділ нових сортів рослин та біофортифікації вул. Осиповського 2-а, м. Київ, 04123, Україна

e-mail: e.hirta@bigmir.net

Ізофлавони (ІФ) – це вторинні метаболіти, що входять до складу природної групи ізофлавоноїдів, які загалом синтезуються рослинами родини Fabaceae та беруть участь в захисних реакціях організму і в процесах утворення кореневих бульб. Найбільша концентрація ІФ зустрічається в рослинах сої (Glycine max L.), червоної конюшини (Trifolium pratense L.) та в корінні пуерарії волосянистої (Pueraria lobata). Геністеїн – ізофлаваноїд, фітоестроген із широким спектром фармакологічної дії на клітини тварин завдяки своїй структурі та властивостям подібний до естрогену естра- діолу-17β, (наявність фенольного кільця та відстані між 4΄- та 7΄-гідроксильними групами) а також є інгібітором тирозин-кінази. Подібність у структурі з естрогеном надає геністеїну можливість мати як естрогенову так і антиестрогенову активності завдяки конкуруванню з естрадіолом за рецептори зв‘язування гормонів (Dixon, Ferreira, 2002). Структуральна подібність має місце також між геністеїном та тамоксифеном – синтетичним антиестрогеном, який є гемопопереджуючим агентом для жінок з ризиком виникненням раку молочної залози.

Продукти харчування, вироблені із сої є основним джерелом ізофлавонів, але соя містить деякі білки та вторинні метаболіти, які можуть спричинити алергічну реакцію. Це, а також прагнення розширити коло рослин - продуцентів ізофлавоноїдів стало підставою для генетичного трансформування рослин, які не належать до родини Fabaceae. Shin et al. запропонували використати для подібної трансформації томати, оскільки синтез в них ІФ може відбуватись без включення стадій утворення ендогенних флавонолів як побічних продуктів. Інший приклад синтезу ІФ в трансгенних рослинах наводиться в публікації Liu et al. (2007), де метою було привнесення гену соєвої ізофлавон-синтази, яка приймає безпосередню участь у синтезі ізофлавоноїдів. Sreevidya et al. (2009) описали створення трансформованої лінії рису (Murasaki R86). Під час роботи гену ізофлавон-синтази, поставленого під контроль промотора 35S, в тканинах рису спостерігалось накопичення геністеїну в глікозидній формі, що пояснювалось роботою ендогенних глікозилтрансфераз, які використовували геністеїн в якості субстрату.