Аналіз даних вказує на видоспецифічну акумуляцію наведених важких металів. Так, вміст Zn в асиміляційному апараті тополі Болле, що росте на проммайданчику, у I фазу розвитку збільшувався в 9 разів порівняно з контрольними рослинами. Разом з цим рівень Pb та Ni у контрольних рослин був меншим лише у 3,3 та 2,4 рази порівняно зі зростаючими на проммайданчику. У II фазі акумуляція Pb в листках тополі з проммайданчику була більшою у 7,5 разів, тоді як вміст Ni збільшувався лише у 1,7 рази. Накопичення вищенаведених полютантів у фотосинтезуючих органах берези повислої у I фазу в умовах проммайданчика зростало менш інтенсивно, ніж у тополі Болле. Так, вміст Zn збільшувався лише у 2 рази відносно умовного контролю, рослини берези повислої акумулювали найбільше Cd. Його концентрація в тканинах листків зростала у 15 разів порівняно з контролем. Проте слід зазначити, що у II фазі акумуляція Zn в листках даного виду зростала у 2,3 рази, а Cd – у 5,8 разів відносно контролю.

Серед ефектів токсичного впливу важких металів на рослинні організми особливу увагу привертає інтенсифікація процесів пероксидації, про що свідчить підвищення вмісту ТБК-активних продуктів (Гришко, 2009). Так, кількість останніх в асиміляційному апараті тополі Болле як на I, так і на ІІ фазі збільшувалася в 2 рази порівняно з контролем. Концентрація ТБК-активних продуктів в листках берези повислої при досить низькому вмісті токсикантів була практично такою ж як і у тополі, і зростала у 2,5 та 2,9 рази на I та II фазі відповідно. Встановлені факти свідчать про те, що береза повисла є менш стійкою до стресового впливу порівняно з тополею Болле.

ЛІТЕРАТУРА

Гришко В.М., Демура Т.А. Перебіг процесів пероксидного окиснення ліпідів та роль аскорбінової кислоти у формуванні адаптаційного синдрому рослин за сумісної дії кадмію та нікелю // Доповіді НАН України. – 2002. – № 2. – С. 154-162.

Рогулёва Н.О. Эколого-биохимические особенности парковых насаждений г. Самара // Матеріали Першої науково-практичної конференції «Рослини та урбанізація» (Дніпропетровськ, 21-23 листопада 2007 р.). – Дніпропетровськ: ООО ТПГ «Куница», 2007. – С. 44-46.

Усманов Т.Ю., Рахманкулова З.Ф., Кулагин А.Ю. Экологическая физиология растений.

– М.: Логос. – 2001. – 224 с.

Вплив теплового стресу на активність пероксидази рослин дикого типу та нокаут-мутантів Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

ПИРІЖОК Р.Ю., ГУЛЬТАЙЧУК О.М., ПАНЧУК І.І.

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

e-mail: pyrizhokr@yahoo.com

Пероксидаза – функціонально лабільний фермент, що реагує на більшість порушень гомеостазу клітини. Рослинні пероксидази розділяють на дві основні групи: аскорбатпероксидази (АРХ) та пероксидази гваяколового типу (POD). Оскільки роль окремих антиоксидантних ферментів у відповіді рослин на тепловий стрес все ще за-

лишається нез’ясованою, метою нашої роботи було дослідити роль POD в умовах теплового стресу.

Матеріалом дослідження слугували рослини Arabidopsis thaliana (L.) Heynk. дикого типу та лінія нокаут-мутанту по гену АРХ2 (КО 24). Рослини вирощували на ґрунті за 22°С в умовах 12-годинного світлового дня. Перед тепловою обробкою культивування продовжували при 28°С протягом 3 днів. Тепловий стрес проводили на світлі протягом 1, 2 та 4 годин за 37 та 44°С, контрольні зразки інкубували при 25°С. Для вивчення процесів, що відбуваються у фазу пост-стресової репарації через 1 та 2 години після початку стресової обробки зразки переносили в камеру, де підтримували температуру 22°С, і продовжували інкубацію протягом 2 годин. Для екстракції білків використовували буфер, що містив 50 мМ Nа-фосфатний буфер (рН 7,0), 10 % гліцерол, 1 мМ аскорбат. Кількість білка у супернатанті визначали за методом Бредфорда (Bradford, 1976). Загальну активність POD оцінювали спектрофотометрично. Реакційна проба складалась з 25 мкл білкового екстракту та 1 мл реакційного буфера, що містив 25 мМ Na-ацетат (рН 5,0), 8 мМ гваякол та 9 мМ Н2О2. Активність фермента виражали як зміну оптичної густини (λ=470 нм) на 1 мг білка в пробі за 1 хв. Отримані результати перераховували у відсотках, приймаючи активність фермента в інтактних рослинах за 100 %.

Отримані нами результати показали, що в листках досліджуваних рослин активність POD достовірно зростала за дії помірного теплового стресу при 37°С порівняно з контрольними зразками, які інкубували при кімнатній температурі. Максимальне зростання – на 20-30 % – спостерігали після інкубації протягом 2 годин, тоді як після 4 годин підвищення активності становило 20 % у лінії КО 24 та зберігалося на рівні контролю у рослин дикого типу.

За дії жорсткого теплового стресу при 44°С також відмічено зростання активності POD. Максимальний ефект спостерігали після 2 годин стресової обробки. У порівнянні з контрольними зразками, які інкубували при 25ºС зростання активності POD становило 7 % для рослин дикого типу та 50 % для лінії КО 24.

Знайдена нами різниця в індукції активності POD між рослинами дикого типу та нокаут-мутантами наводить на думку, що у рослин дикого типу APX2 не є повністю інактивованою при 44°С та може брати участь у розщеплені надлишку пероксиду водню. Відповідно, додаткове зростання активності POD, яке спостерігалося у досліджених нокаут-мутантів, має компенсувати повну втрату активності APX2.

ЛІТЕРАТУРА

Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Analyt. Biochem. – 1976. – 72. – P. 248-254.

Експресія АРХ2::GUS в умовах сольового стресу

ПИРІЖОК Р.Ю., ОБРАЗНИК Я.Р., ПАНЧУК І.І.

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

e-mail: pyrizhokr@yahoo.com

Однією з активних форм кисню у рослинній клітині є пероксид водню (Н2О2), який за нормальних умов продукується у різних клітинних компартментах. За дії стресових факторів концентрація Н2О2 зростає (Volkov, 2006). Особлива роль у контролі вмісту Н2О2 в рослинній клітині належить аскорбатпероксидазам (АРХ), які використовують в якості субстрату аскорбат (Shigeoka, 2002). Дослідженнями проведеними раніше показано, що АРХ2 Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. індукується тепловим та світловим стресами (Panchuk, 2002). Також встановлено, що АРХ8 рису індукується сольовим стресом. Оскільки роль АРХ у відповіді рослин на різні стресові фактори все ще залишається нез’ясованою, метою нашої роботи було дослідити експресію АРХ2 A. thaliana в умовах сольового стресу.

Для дослідження індукції АРХ2 в умовах сольового стресу використовували трансгенні рослини, що містили серії делецій (Del) промотору АРХ2 з сигнальним геном GUS у складі бінарного вектора. Основою для створення трансгенних рослин були рослини A. thaliana лінії С24. Рослини на стадії 4-6 листків піддавали сольовому стресу. Сольовий стрес проводили в темряві протягом 4, 8 та 16 годин у 50 мМ розчині NaCl у 0,5-кратному середовищі Мурасіге-Скуга. Для проведення сольового стресу у рослин відрізали корені та занурювали стеблами в розчин солі.

Для виявлення реакції на сольовий стрес рослини після стресу поміщали у фарбуючий розчин, що містив 50 мМ Na-фосфат (pH 7.0), 1 мМ X-GlcА (5-бромо-4-хлоро- індоліл-β-D-глюкуронова кислота), 0,15 % Тритон Х-100, 0,5 мМ K3Fe(CN)6, 0,5 мМ K4Fe(CN)6, та витримували в термобоксі при 37оС протягом 24 год до появи синього забарвлення в тканинах, де відбулась експресія АРХ2::GUS конструкції. Від хлорофілу рослини відмивали 70 % розчином етанолу. Зразки зберігали в 70 % розчині етанолу.

Отримані результати показують, що АРХ2 A. thaliana індукується сольовим стресом. Вивчення тканиноспецифічної експресії АРХ2 показало, що в рослинах зі всіма варіантами делетованих промоторів АРХ2 сольовий стрес активує АРХ2::GUS конструкції у провідній системі стебла та листків, гідатодах листків та сім’ядолях, на відміну від теплового стресу, в умовах якого індукції АРХ2::GUS конструкції з найменшим із фрагментів промотора не спостерігали. Оскільки найменший із фрагментів промотора АРХ2 з сигнальним геном GUS у складі бінарного вектора (Del4) має розмір 253 п.н., тобто послідовність вище потенційного ТАТА-боксу становить близько 70 п.н., можливо, що сайт пізнавання транскрипційного фактора, активованого сольовим стресом, знаходиться саме в цій ділянці промотора. Таким чином, отримані нами результати дають змогу припустити, що промотор АРХ2 складається з декількох функціональних ділянок, які індукуються по-різному, в залежності від типу стресового фактора.

ЛІТЕРАТУРА

Panchuk I., Volkov R., Schöffl F. Heat stressand heat shock transcription factor-dependent expression and activity of ascorbate peroxidase in Arabidopsis // Plant Physiol. – 2002. – 129, N 6. – P. 838-853.

Shigeoka S., Ishikawa T., Tamoi M., Miyagawa Y., Takeda T., Yabuta Y., Yoshimura K. Regulation and function of ascorbate peroxidase isoenzymes // J. Exp. Bot. – 2002. – 53, N 372. – P. 1305-1319.

Volkov R.A., Panchuk I.I., Mullineaux F.M., Schöffl F. Heat stress-induced H2O2 is required for effective expression of heat shock genes in Arabidopsis // Plant. Mol. Biol. – 2006. – 61, N 4-5. – P. 733-746.

Особливості мегаспорогенезу у деяких видів роду Rosa L. (Rosaceae) із флори Українських Карпат

ПОПОВИЧ Г.Б.

ДВНЗ «Ужгородський національний університет», кафедра ботаніки вул. Волошина, 32, м. Ужгород, 88000, Україна

Умежах родини Rosaceae рід Rosa L. є одним із найбільш поліморфних і поліплоїдних родів, що сприяло їх інтенсивному видоутворенню та широкому розповсюдженню у флорі Українських Карпат. В секції Caninae немає жодного диплоїдного виду. R. canina L. і R. corymbifera Borkh. – пентаплоїди з числом хромосом 2n=35. Літературні відомості щодо ембріології роду Rosa носять фрагментарний характер

(Gustafsson, 1931; Gustafsson, 1944; Hurst, 1931-1932). Отже, виникає необхідність ви-

вчення ембріональних процесів, що відбуваються в межах насінного зачатку під час функціонування багатоклітинного археспорію. Невід’ємним питанням є і встановлення способів репродукції у видів роду Rоsa секції Caninae – статевого чи апоміктичного.

Насінний зачаток анатропний, красинуцелятний з одним інтегументом, археспорій багатоклітинний, диференціюється три-пять первинних археспоріальних клітин. Першими до мітотичного поділу приступають центральна і латеральні клітини, утворюючи покривні і вторинні археспоріальні клітини. Для видів роду Rоsa властиво, що всі вторинні археспоріальні клітини здатні трансформуватися в мегаспороцити. Функціонально вторинні археспоріальні клітини досить варіабельні. Центральна і суміжні

знею латеральні клітини здатні безпосередньо трансформуватися в мегаспороцити, або ж, поділяючись мітотично, утворюють похідні – дочірні, які здатні ставати мегаспороцитами. У другому випадку спорогенний комплекс стає двох – трьох ярусним. При дегенерації центральної археспоріальної клітини мегаспороцитами стають латеральні археспоріальні клітини.

Упентаплоїдної R. canina (2n=35) в профазі утворюється сім бівалентів і 21 унівалент (Tackholm, 1922). Розподіл їх в анафазі І проходить у такий спосіб, що в мікропілярну зону відходять сім хромосом від бівалентів і 21 унівалент, а в халазальну тільки сім хромосом від бівалентів. Такий розподіл хромосом призводить до утворення нерівноцінних по плоїдності діад і відображається на їх подальшому розвитку. Другий поділ мейозу сприяє утворенню тетраплоїдних ядер у мікропілярній і субмікропілярній мегаспор, і гаплоїдних – у халазальній і епіхалазальній. Таким чином, для R. canina характерно, що перевагу в розвитку мають мікропілярна і субмікропілярна мегаспори, але домінантне положення займає мікропілярна мегаспора. Зрідка функціонуючими стають обидві – мікропілярна і субмікропілярна мегаспори, а халазальна і епіхалазальна – дегенерують. Згідно наших досліджень у R. сorymbifera цей процес здійснюється у зворотньому напрямі, а саме функціонально активною є халазальна ді-