Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

3. Turkoglu A., Kivrak I., Mercan N., Duru M.E., Gezer K., Turkoglu H. Antioxidant and antimicrobial activities of Morchella conica Pers. // African Journal of Biotechnology. – 2006. – 5, № 11. – P. 1146-1150.

Інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів та екзоосмос електролітів у листках озимої пшениці за дії посухи та саліцилової кислоти

МАМЕНКО Т.П., ЯРОШЕНКО О.А.

Інститут фізіології рослин та генетики НАН України вул. Васильківська, 31/17, м. Київ, 03022, Україна е-mail: mamenko@optima.com.ua

Однією з перших неспецифічних ланок у розвитку загальної стресової реакції в рослинному організмі є порушення збалансованості у системі прооксиданти-антиоксиданти. Зміщення про-антиоксидантної рівноваги за дії стресора у напрямку активації пероксидного окиснення ліпідів може бути важливою зміною внутрішнього середовища клітини, яка запускає інші механізми захисту. Процеси пероксидного окиснення ліпідів у тканинах можна регулювати шляхом спрямованого впливу на ендогенну антиоксидантну систему рослин речовинами гормональної природи, регуляторами росту.

Важливу роль у регуляції розвитку захисних реакцій в рослинному організмі за дії стрес-факторів біотичної та абіотичної природи відіграє саліцилова кислота. Вважають (Kawano, 2004), що саліцилова кислота впливає на генерацію активних форм кисню, а також активність антиоксидантних ферментів, викликаючи внутрішньоклітинні зміни антиоксидантної системи в рослинному організмі. Такі зміни мають важливе значення для предадаптації рослин до подальших стресових навантажень. Крім того, здатність саліцилової кислоти до посиленої продукції активних форм кисню і активації пероксидазної системи відіграє важливу роль у забезпечені перебігу біохімічних процесів, пов'язаних із синтезом суберину і лігніну, які приймають участь у підсиленні бар'єрних властивостей клітинної стінки і, таким чином, захисті рослин. Такі зміни антиоксидантної системи, індуковані саліциловою кислотою, можуть попередити порушення цілісності мембранних структур клітин та підвищення їх проникності в стресових умовах.

Метою нашої роботи було вивчити вплив саліцилової кислоти на інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів та проникність біомембран у листках контрастних за посухостійкістю сортів озимої пшениці за умов недостатнього водозабезпечення.

Встановлено, що ґрунтова посуха індукувала суттєвіше підвищення інтенсивності пероксидного окиснення ліпідів у листках слабостійкого сорту озимої пшениці (на 150%) від контрольного рівня, порівняно із посухостійким сортом (на 90%). Зафіксовано, що у обробленої саліциловою кислотою озимої пшениці (фаза колосіння-цвітіння) в умовах

232

Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

посухи спостерігалось зменшення інтенсивності процесів ліпопероксидації у 3 рази, від необроблених посушливих рослин. Зокрема, у слабостійкого сорту озимої пшениці інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів зростала від контролю на 70%, а у посухостійкого – на 25%.

Нами показано, що за недостатнього водозабезпечення, поряд з інтенсифікацією процесів пероксидації підвищується проникність мембран для електролітів, вихід яких із листків посухостійкого сорту зростав порівняно з контролем до 30%, а у слабостійкого сорту до 90%. Водночас у попередньо оброблених саліциловою кислотою рослин в умовах посухи екзоосмос електролітів незначно зростав від контролю у листках озимої пшениці посухостійкого сорту (на 15%) та суттєвіше у слабостійкого сорту (на 40%).

Таким чином, попередня обробка озимої пшениці саліциловою кислотою у фазу колосіння-цвітіння сприяла зменшенню інтенсивності пероксидного окиснення ліпідів та проникності біомембран для електролітів, що призвело внутрішньоклітинних перебудов метаболізму та адаптації озимої пшениці до посушливих умов.

ЛІТЕРАТУРА

1. Kawano T., Furuichi T., Muto S. Controlled salicylic acid levels and corresponding signaling mechanisms in plants // Plant Biotechnology. – 2004. – 21, № 5. – Р. 319-335.

Вплив свинцю та кальцію на ріст протонеми

Funaria hygrometrica Hedw.

МЕЛЬНИК І.В., ЛОБАЧЕВСЬКА О.В.

Інститут екології Карпат НАН України вул. Козельницька, 4, м. Львів, 79026, Україна

е-mail: ircya22@rambler.ru, morphogenesis@mail.lviv.ua

Всезростаючий антропогенний та техногенний прес на довкілля призвів до забруднення атмосфери, води, ґрунту і рослинності токсичними сполуками важких металів. Вони, мігруючи в навколишньому середовищі, негативно впливають на важливі структурнофункціональні блоки екосистем, акумулюються в рослинах, організмі тварин та людини і таким чином становлять загрозу їхньому здоров'ю.

Серед важких металів свинець є найменш рухомим хімічним елементом. Сполуки свинцю локалізовані переважно у верхніх горизонтах (0-0,2 м), де вони адсорбуються на колоїдах ґрунтового поглинального комплексу. Оскільки мохоподібні, як безсудинні рослини, поглинають мінеральні речовини всією поверхнею тіла, завдяки чому нагромаджують катіони важких металів у підвищених концентраціях, тому актуальним є розробка методів оцінки стану природних комплексів за їх допомогою. Залежно від дози впливу важкі метали або впливають непомітно на рослини, або призводять до стимуляції їх

233

Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

захисних механізмів, або спричиняють пошкодження рослин. Не менш важливою є роль кальцію у життєдіяльності рослин. Протягом останніх років отримані результати (Кордюм и др., 2003; Колупаев и др., 2004), які не можна пояснити лише локальною дією кальцію на ферменти або здатністю стабілізувати мембрани та захищати білки від денатурації. Показано, що іони кальцію підвищували стійкість рослин до стресорів, вплив яких не пов'язаний з денатурацією білків. Отже, зміни концентрації Са2+ за рахунок екстраклітинного кальцію та внутрішньоклітинних Са2+-депо загалом можуть бути причетними до реалізації стресової реакції, але питання про те, чи є вони первинними у розвитку стресової реакції, залишається нез'ясованим. Припущенню про первинність змін концентрації кальцію в цитозолі в стресових умовах суперечить, зокрема, той факт, що вихід Са2+ сам по собі потребує модифікації мембран.

Метою роботи було дослідити вплив свинцю і кальцію на ріст протонеми, кількість і довжину клітин моху F. hygrometrica. Спори інкубували протягом 48 год. у розчинах 16 мкм CaCl2, 25 мкм і 100 мкм PbCl2 та за сумісної дії розчинів CaCl2 і PbCl2. У контролі спори проростали у дистильованій воді. На 3-тю добу після інкубації проводили вимірювання.

Установлено, що й іони кальцію, виконуючи роль важливого медіатора в реалізації стресової реакції, підвищують стійкість протонеми F. hygrometrica до впливу важких металів. У випадку додавання кальцію до середовища зі свинцем відзначено зміну характеру видовження та поділу апікальних клітин. Токсичний вплив важких металів нейтралізується насамперед в апексі клітини, яка є центром ростової активності та локальним місцем входу іонів Са2+. Наявність у середовищі кальцію разом з іонами важких металів призводила до пришвидшення росту протонеми не лише внаслідок видовження клітин, а й у результаті збільшення їх кількості (в 1,4 рази), тобто частоти поділів апікальних клітин. Крім того, відзначено зменшення кількості клітин з деформаціями типовими для токсичності свинцю, зокрема з роздутими апексами та потовщеними клітинними стінками. Свинець впливав на довжину субапікальних клітин, а саме пригнічував ріст протонеми внаслідок гальмування поділу апікальних клітин.

ЛІТЕРАТУРА

1.Колупаев Ю.Е., Акинина Г.Е., Карпец Ю.В., Паталах И.И. Зависимость влияния экзогенного салицилата на активность гваяколпероксидазы и теплоустойчивость колеоптилей пшеницы от состояния Са2+-каналов // Вісн. Харків. націон. аграрн. ун-ту. Сер.

Біологія. – 2004. – Вип. 2 (5). – С. 52-56.

2.Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям экологических факторов в естественных условиях // Под ред. Е.Л. Кордюм. – Киев: Наук.

думка, 2003. – 277 с.

234

Фізіологія, клітиннабіологія… // Физиология, клеточнаябиология… // Physiology, cell biology …

Влияние засухи на активность, содержания белка и изоформ малатдегидрогеназы листьев пшеницы в онтогенезе

МЕХВАЛЫЕВАУ.А., БАБАЕВГ.Г., БАЙРАМОВШ.М., ХАЛЫГЗАДЕМ.Н., ГУЛИЕВН.М.

Институт ботаники НАН Азербайджана Патамдарское шоссе 40, Баку, АЗ 1073, Азербайджан е-mail: ulduza-m@rambler.ru

Малатдегидрогеназа (МДГ) (L-малат-НАД-оксиредуктаза, НАД-МДГ, КФ 1.1.1.37) является повсеместным ферментом в растениях, катализирующим взаимопревращения малата и оксалоацетата. Она встречается в различных изоформах, которые участвуют в ряде метаболических процессов в зависимости от их субклеточной локализации. МДГ участвует в цикле Кребса, фотодыхании, переносе метаболитов и в других катаболических и анаболических путях (Gietl, 1992).

Целью наших исследований является влияние засухи на содержание, активность и изоформы НАД-МДГ в листьях пшеницы на различных этапах онтогенеза растений. Для выполнения этой задачи выделяли митохондрии из ткани листа пшеницы сорта Баракатли-95 Азербайджанской селекции, выращенной в полевых условиях при нормальном водообеспечении и при дефиците воды. RWC в почве, подвергающиеся засухи, равно 6570%. Среда выделения 0,05 М Трис-НСl буфер, рН 7,45, содержащий 0,5 М сахарозу, 0,005 М

ЭДТА, 0,01 М KCl, 0,005 М MgCl2, 0,1% БСА, 0,05% систеин (буфер А). Гомогенат,

полученный после растирания растительного материала в ступке, фильтровали через капрон и центрифугировали 3 мин при 2000 g для осаждения ядер и неразрушенных частиц. Осадок отбрасывали, а митохондрии из супернатанта осаждали при 20000 g в течение 10 мин. После вымывания повторное осаждение митохондрий проводили в течение 10 мин при 20000 g. Полученные митохондрии ресуспензировали в среде, содержащей 0,5 М сахарозу, 0,05 М Трис-НСl буфер, рН 7,45, 0,1% БСА и 0,6% Тритон Х-100.

Активность НАД-МДГ определяли спектрофотометрическим методом. Изоформы фермента определяли в нативном 7,5%-ном ПААГ гель-электрофорезе. Белки НАД-МДГ окрашивали по их активности в 0,1 М Трис-НСl буфере, рН 8,0, содержащем 10 мМ нитроблутетразоли-Na, 5 мМ PMS, 10 мМ НАД и 20 мМ малата. Для этого полученный гель помещали в указанный буфер и инкубировали в термостате в течение 30 мин. при темпратуре 37,5 0С.

По выше указанной методике были веделены цитоплазматические и митохондриальные формы НАД-МДГ из листьев и элементов колоса растения пшеницы. В зависимости от возраста растений были обнаружены различия в динамике изменения активности, содержания белка и числа изоформ НАД-МДГ. Были получены данные о том, что даже в митохондриях, выделенных из одного и того же органа растения, но на различных этапах онтогенеза, активность НАД-МДГ, участвующих в окислении малата, существенно меняется.

235