Tag Archives: Triticum aestivum L.

Вплив саліцилової і янтарної кислот на утворення активних форм кисню в колеоптилях пшениці

Ю. Є. Колупаєв, Т. О. Ястреб, М. В. Швиденко, Ю. В. Карпець

Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
e-mail: plant_biology@mail.ru

Проведено порівняльне дослідження впливу екзогенних кислот – саліцилової (СК) та янтарної (ЯК) на генерацію активних форм кисню ізольованими колеоптилями пшениці (Triticum aestivum L.). Показано, що ці кислоти посилюють утворення супероксидного аніон-радикала (O2•–), котре частково пригнічується обробкою колеоптилів як інгібітором пероксидази (саліцилгідроксамовою кислотою), так і інгібіторами NADPH-оксидази (імідазолом і α-нафтолом). Під впливом СК і ЯК у колеоптилях відбувається підвищення вмісту пероксиду водню, активності пероксидази і супероксиддисмутази (СОД), при цьому активність каталази істотно не змінюється. Обробка колеоптилів СК і ЯК підвищує їхню стійкість до абіотичного стресу (потенційно летальне нагрівання при 43 ± 0,1 °С, 10 хв). Зроблено висновок, що посилення утворення O2•– в колеоптилях пшениці під впливом СК і ЯК, імовірно, пов’язане із підвищенням активності апопластної пероксидази і NADPH-оксидази, а збільшення вмісту H2O2 – зі зростанням активності СОД. Ці ензимні системи задіяні в індукуванні захисних реакцій рослинних клітин на гіпертермію.

Очистка та властивості ліпоксигенази із проростків пшениці, інфікованих Fusarium graminearum та оброблених саліциловою кислотою

О. О. Молодченкова1, В. Г. Адамовська1, Л. Й. Цисельська1,
Л. Я. Безкровна1, Т. В. Картузова1, В. Б. Яблонська2

1Селекційно-генетичний інститут–Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, Україна;
e-mail: olgamolod@ukr.net;
2Одеський  національний  медичний університет, Україна;
e-mail: 93vi_63@mail.ru

Ліпоксигеназа виділена із проростків пшениці, вирощених у нормальних умовах, інфікованих збудниками фузаріоза та оброблених саліциловою кислотою. Виділений ензим був очищений з використанням методів висолювання 60%-им сульфатом амонію, діалізу, гель-фільтрації та іонообмінної хроматографії. Питома активність виділеної ліпоксигенази – 8,0–12,5 ΔЕ234/мг протеїну, ступінь очистки – 11,6–15,3 раза, вихід ензиму – 18,3–27,9%. Молекулярна маса ліпоксигенази – 90 кДа, амінокислотний склад відрізнявся підвищеним вмістом глутамінової кислоти, проліну, валіну, ізолейцину, лейцину та низьким вмістом гістидину, тирозину, фенілаланіну, треоніну, триптофану, цистеїну. Під час дослідження субстратної залежності активності ліпоксигенази в реакції переокислення лінолевої, ліноленової та арахідонової кислот встановлено ефект інтенсивнішого окислення арахідонової кислоти при концентрації субстрату 4,5 мМ (рН 7,2), лінолевої кислоти при концентрації субстрату 4,5 мМ (рН 7,2) та ліноленової кислоти при концентрації субстрату 9,0 мМ (рН 8,0). Показана зміна активності  ліпоксигенази, виділеної із проростків генотипів пшениці, які відрізняються за стійкістю до фузаріозу,  залежно від стійкості  генотипу до патогену та середовища пророщування. Одним із проявів захисної дії саліцилової кислоти є її здатність індукувати зміну активності ліпоксигенази.

Участь активних форм кисню в індукуванні аскорбатпероксидази і гваяколпероксидази під час теплового загартовування проростків пшениці

Ю. Є. Колупаєв, О. І. Обозний

Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
e-mail: plant_biology@mail.ru

Досліджували вплив однохвилинного загартовуючого прогріву (42 °С) на динаміку генерації Н2О2 і активності антиоксидантних ензимів у коренях проростків пшениці. Показано, що протягом перших 30 хв після дії гіпертермії збільшується вміст Н2О2, надалі він знижується до рівня контролю. Активність супероксиддисмутази (СОД) істотно збільшується вже через 10 хв після прогріву і зберігається на підвищеному рівні протягом 24 год спостережень. Активність аскорбатпероксидази і гваяколпероксидази підвищується через 3–6 год після загартовуючого прогріву і досягає максимуму через 24 год, коли відбувається найзначніше підвищення теплостійкості проростків. Спричинене загартовуючим прогрівом короткочасне збільшення вмісту Н2О2 пригнічувалося обробкою проростків диметилтіосечовиною (скавенджером H2O2) інгібіторами NADPH-оксидази (імідазолом) і СОД (діетилдитіокарбаматом натрію). Всі ці ефектори нівелювали збільшення активності аскорбатпероксидази і гваяколпероксидази, зумовлене загартовуючим прогрівом, й істотно пригнічували розвиток теплостійкості проростків. Зроблено висновок про роль пероксиду водню, що утворюється за участю NADPH-оксидази і СОД, в індукуванні антиоксидантної системи під час теплового загартовування проростків пшениці.

Активні форми кисню та іони Са як можливі посередники за індукування теплостійкості рослинних клітин жасмоновою кислотою

Ю. В. Карпець, Ю. Є. Колупаєв, Т. О. Ястреб, О. І. Обозний,
М. В. Швиденко, Г. А. Лугова, А. О. Вайнер

Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
e-mail: plant_biology@mail.ru

Досліджували участь активних форм кисню та іонів кальцію в реалізації впливу екзогенної жасмонової кислоти (ЖАК) на теплостійкість колеоптилів пшениці. Дія ЖАК (1 мкМ) на колеоптилі спричинює транзиторне посилення генерації супероксидного аніон-радикала (O2•–) і пероксиду водню з максимумом через 15–30 хв від початку обробки. Протягом першої години від початку дії ЖАК на колеоптилі відзначається підвищенням активності супероксиддисмутази (СОД). Надалі (через 5–24 год після початку обробки) відбувається зниження генерації АФК колеоптилями дослідного варіанта, а активність СОД наближається до значень контролю. Індуковане ЖАК посилення генерації супероксидного радикала пригнічується антиоксидантом іонолом і частково нівелюється інгібітором NADPH-оксидази імідазолом, хелатором позаклітинного кальцію ЕГТА і блокатором кальцієвих каналів хлоридом лантану. Передобробка колеоптилів іонолом, імідазолом, ЕГТА і LaCl3 також частково знімає, спричинюваний екзогенною ЖАК ефект підвищення їхньої стійкості до ушкоджуючого прогріву. Висловлено припущення, що в реалізації фізіологічних ефектів ЖАК задіяні АФК, котрі генеруються з участю NADPH-оксидази, активність якої залежить від надходження іонів кальцію з позаклітинного простору в цитозоль.

Сигнальні посередники при індукуванні теплостійкості проростків пшениці короткочасним прогрівом

Ю. В. Карпець, Ю. Є. Колупаєв, Т. О. Ястреб

Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна;
e-mail: plant_biology@mail.ru

Досліджували ефекти функціональної взаємодії іонів кальцію, активних форм кисню (АФК) та оксиду азоту (NO) в клітинах коренів проростків пшениці (Triticum aestivum L.) за індукування розвитку їх теплостійкості короткочасною дією гіпертермії (прогрів за температури 42 °С протягом 1 хв). Транзиторне збільшення вмісту NO і H2O2, спричинене прогрівом, пригнічувалося обробкою проростків антагоністами кальцію ЕГТА (хелатор позаклітинного кальцію), хлоридом лантану (блокатор кальцієвих каналів різних типів) і неоміцином (інгібітор фосфатидилінозитолзалежної фосфоліпази С). Спричинене загартовуванням збільшення вмісту пероксиду водню частково знімалося дією інгібіторів нітратредуктази (вольфрамату натрію) і NO-синтази (NG-nitro-L-arginine methyl ester – L-NAME), а підвищення вмісту оксиду азоту пригнічувалося обробкою рослин антиоксидантом іонолом і скавенджером пероксиду водню диметилтіосечовиною. Ці сполуки і антагоністи кальцію також частково знімали ефект підвищення теплостійкості проростків, спричинений загартовуючим прогрівом. Зроб­лено висновок про роль кальцію в активації ензиматичних систем, що генерують активні форми кисню і оксид азоту, та у функціональній взаємодії цих сигнальних посередників за індукування теплостійкості проростків загартовуючим прогрівом.

Роль іонів Са в індукуванні теплостійкості колеоптилів пшениці брасиностероїдами

Ю. Є. Колупаєв1, А. О. Вайнер1, Т. О. Ястреб1, О. І. Обозний1, В. О. Хрипач2 1Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва, Україна; e-mail: plant_biology@mail.ru; 2Інститут біоорганічної хімії НАН Білорусі; e-mail: khripach@iboch.bas-net.by Із використанням хелатору іонів кальцію ЕГТА та інгібітора фосфатидил­інозитолспецифічної фосфо­ліпази C – неомі­цину – досліджували участь Са2+ в трансдукції сигналів екзогенних брасиностероїдів (БС) (24-епібрасиноліду – 24 ЕБЛ і 24-епікастастерону – 24-ЕКС), що спричинюють підвищення теплостійкості клітин колеоптилів пшениці (Triticum aestivum L.). 24-годинна обробка відрізків колеоптилів 24-ЕБЛ і 24-ЕКС в концентрації 10 нМ спричинювала транзиторне посилення генерації супероксидного аніон-радикала клітинною поверхнею та подальше підвищення активності супероксиддисмутази і каталази. Попередня обробка колеоптилів ЕГТА і неоміцином значною мірою пригнічувала ці ефекти та нівелювала спричинюване БС підвищення теплостійкості колеоптилів пшениці. Обговорюються можливі механізми залучення кальцієвого сигналінгу в утворення активних форм кисню в рослинних клітинах й індукування теплостійкості рослинних клітин за дії екзогенних БС.