научный журнал по биологии Физиология растений ISSN: 0015-3303

ЖУРАВСКАЯ А.Н., ПРОКОПЬЕВ И.А., ФИЛИППОВА Г.В., ШАШУРИН М.М., ШЕИН А.А. — 2014 г.

Экспериментально доказано, что постоянно действующие электромагнитные поля (ЭМП) промышленной частоты (50 Гц) способны вызывать изменения физиолого-биохимических и цитологических характеристик у проростков подорожника среднего (Plantago media L.). По мере увеличения интенсивности электромагнитного поля (230–1800 В/м; 350–2000 нТл) наблюдали снижение всхожести семян, скорости деления клеток и скорости протекания процессов биосинтеза ДНК и белка в тканях 8-дневных проростков. При действии ЭМП с параметрами 500–1000 В/м и 800–1150 нТл отмечали усиление роста корешка, увеличение содержания МДА и низкомолекулярных антиоксидантов и повышение активности супероксиддисмутазы. Обнаружена прямая связь между интенсивностью процессов ПОЛ и активностью системы антиоксидантной защиты клеток. Выявлено “волнообразное” изменение содержания фотосинтетических пигментов при действии на проростки ЭМП.

КОРОТКОВА А.М., ЛЕБЕДЕВ С.В., ОСИПОВА Е.А. — 2014 г.

Изучено влияние пяти концентраций растворов сферических наночастиц (НЧ) железа Fe0 (диаметром 80 ± 5 нм), НЧ магнетита Fe3O4 (шириной 50–80 нм и высотой 4–10 нм) и сульфата железа (II) FeSO4 на всхожесть, длину листьев и содержание фотосинтетических пигментов (ФП) – хлорофилла а, хлорофилла b и каротиноидов – у проростков мягкой пшеницы (Triticum vulgare Vill.). Эти показатели в зависимости от типа экзогенного агента, его концентрации и времени действия изменялись. Наибольшая чувствительность проростков регистрировалась при увеличении концентрации сульфата железа (II) в среде, что проявлялось в снижении всхожести, ингибировании роста листьев и содержания ФП. Токсичность наноформ железа неоднозначна для каждого изученного показателя: (1) по показателю всхожести более токсичны НЧ Fe0 (на 3.3% больше по сравнению с НЧ магнетита); (2) по ингибированию длины листьев проростков на 4-й день более токсичны НЧ Fe0 (на 12% больше по сравнению с НЧ магнетита) и на 7-й день более токсичны Fe3О4 (на 9% больше по сравнению с НЧ железа); (3) по содержанию общей суммы ФП на 4-й день более токсичны НЧ магнетита Fe3O4 (на 8% меньше по сравнению с НЧ железа), а на 7-й день – НЧ железа Fe0 (на 3% меньше по сравнению с НЧ магнетита). Максимальное содержание ФП зафиксировано при концентрациях 0.125 и 1 ? 10-3 г/л НЧ Fe0, 0.5 и 1 ? 10-6 г/л НЧ Fe3О4 и 1 ? 10-3 г/л FeSO4.

БЕЛЯЕВ Д.В., ВАРЛАМОВА Т.В., КРИВОШЕЕВА А.Б., СОБОЛЬКОВА Г.И., ХОЛОДОВА В.П., ЮРЬЕВА Н.О. — 2014 г.

Одним из подходов к изучению механизмов солеустойчивости растений является трансформация генами различных ионных транспортеров, в частности генами вакуолярных NHX-антипортеров. В данной работе ген вакуолярного NHX-антипортера ячменя HvNHX3 ввели в растения картофеля (Solanum tuberosum L.) двух сортов: Юбилей Жукова и Скороплодный-7. Для трансформации сконструировали бинарный вектор pCambia-HvNHX3, несущий ген HvNHX3 и маркерный ген устойчивости к канамицину NPTII (каждый под контролем конститутивного 35S промотора вируса мозаики цветной капусты). В 35 из 48 устойчивых к канамицину трансформантов подтвердили интеграцию целевого гена HvNHX3 и наличие транскрибируемой мРНК. Оценку ростовых показателей 13 трансгенных линий проводили в контрольных условиях и на среде с повышенным содержанием NaCl. Ростовые параметры и солеустойчивость трансгенных линий картофеля более устойчивого сорта Юбилей Жукова остались на уровне нетрансформированных растений исходного сорта. Введение гена HvNHX3 в сорт Скороплодный-7 в контрольных условиях повышало биомассу и длину побега у большей части исследованных линий. В отличие от нетрансформированных растений трансгенные растения сорта Скороплодный-7 укоренялись и росли на 100 мМ NaCl, что может свидетельствовать об их большей солеустойчивости.

БАЛНОКИН Ю.В., МЯСОЕДОВ Н.А., ПОПОВА Л.Г., ХАЙЛОВА Г.Ф., ХАЛИЛОВА Л.Г. — 2014 г.

У галофита Suaeda altissima (L.) Pall., выращенного при разных концентрациях NaCl в питательном растворе (1, 50, 100, 250 мМ), в корнях, листьях и пасоке определяли общее содержание четвертичных аммониевых соединений (ЧАС) и содержание холина. Полученные результаты позволили оценить содержание глицинбетаина (ГБ) в органах и в пасоке S. altissima, рассчитанное как разность между общим содержанием ЧАС и содержанием холина. В корнях наибольший вклад в общее содержание ЧАС вносил холин (от 69 до 96% при разных концентрациях NaCl в питательном растворе), тогда как в листьях на долю холина приходилось лишь 12–23%. Вклад холина в суммарное содержание ЧАС в пасоке при разном уровне засоления составил 84–90%. Сделано заключение, что у S. altissima холин синтезируется в основном в корнях и с транспирационным током поступает в листья, где используется как субстрат для синтеза ГБ. По мере повышения концентрации NaCl в питательном растворе содержание холина в корнях и содержание ГБ в листьях возрастало до уровней, вносящих заметный вклад в поддержание осмотического баланса в цитоплазме клеток S. altissima при засолении.

ВАСИЛЬЕВ Л.А., ДЗЮБИНСКАЯ Е.В., КИСЕЛЕВСКИЙ Д.Б., НЕСОВ А.В., САМУИЛОВ В.Д., САМУИЛОВ Ф.Д. — 2014 г.

Исследование проведено на пленках эпидермиса листьев гороха (Pisum sativum L.), представляющих собой монослой из клеток двух типов – замыкающих клеток устьиц (устьичных клеток – УК), содержащих хлоропласты и митохондрии, и основных эпидермальных клеток (ЭК), содержащих только митохондрии. В качестве индукторов программируемой клеточной смерти использовали KCN, разрушающий ядра УК и ЭК, и хитозан, разрушающий только ядра ЭК. AgNO3 (10 мкМ) стимулировал CN--индуцированное разрушение ядер УК и ЭК и подавлял хитозан-индуцированное разрушение ядер ЭК. Разрушение ядер УК, индуцированное CN-, происходило в аэробных условиях и предотвращалось в анаэробных условиях. Разрушение ядер УК, индуцированное комбинацией (CN- + Ag+), происходило и в аэробных, и в анаэробных условиях и не тормозилось антиоксидантами. Среди испытанных катионов металлов (Ag+, Hg2+, Fe2+, Fe3+, Cu2+, Mn2+) Ag+ наиболее эффективен в стимуляции CN--индуцированного разрушения ядер УК. Полумаксимальные концентрации Ag+ и Hg2+ составляли 4–5 мкМ. УК в пленках эпидермиса, обработанных хитозаном, были проницаемы для пропидия йодистого, но ядра УК, в отличие от ядер ЭК, не разрушались при воздействии хитозаном. Сделан вывод, что Ag+ пригоден как акцептор электронов при фотосинтетическом переносе электронов в хлоропластах из листьев гороха, тормозит выделение О2 хлоропластами, обработанными феррицианидом или кремнемолибдатом как акцепторами электронов, и поглощение О2 при переносе электронов от пары (аскорбат + N,N,N,N-тетраметил-п-фенилендиамин) на метилвиологен, подавляет образование активных форм кислорода в УК и ЭК.

АЛИЕВА Г.П., АСТАХОВА Н.В., БУРАХАНОВА Е.А., МОШКОВ И.Е., ПОПОВ В.Н., СЕЛИВАНОВ А.А. — 2014 г.

При исследовании особенностей низкотемпературного закаливания (5 суток при 2°С) холодостойких растений арабидопсиса (Arabidopsis thaliana Heynh. (L.), экотип Columbia) в связи с изменениями ультраструктурной организации хлоропластов получили данные о высокой эффективности закаливания и способности этого вида растений после закаливания снижать температурный порог гибели от мороза примерно на 3°С. За время закаливания площадь гран в хлоропластах арабидопсиса увеличивалась более чем в 2 раза, при этом значительно увеличивалось количество тилакоидов в одной гране и общее число тилакоидов в хлоропласте. Интенсивность видимого фотосинтеза уменьшалась значительно меньше, чем интенсивность темнового дыхания, что приводило к 4-кратному увеличению содержания растворимых сахаров, обеспечивающих адаптационные перестройки метаболизма, позволяющие закаленным растениям выживать даже при отрицательных температурах (до –7°С). Высказано предположение, что значительное увеличение числа тилакоидов в хлоропластах направлено на поддержание фотосинтеза в условиях низких положительных температур и служит предпосылкой для накопления растворимых сахаров в листьях растений арабидопсиса.

АВЕРИНА Н.Г., ВЕРШИЛОВСКАЯ И.В., НЕДВЕДЬ Е.Л., ЩЕРБАКОВ Р.А., ЯРОНСКАЯ Е.Б. — 2014 г.

Выращивание растений озимого рапса (Brassica napus L.) в течение 7–8 дней на сульфонилмочевинном гербициде Магнум (метсульфурон-метил; 200 и 500 мг/л) оказывало органоспецифическое действие на проростки: снижало ростовые показатели гипокотилей и корней и стимулировало накопление сырой массы семядольных листьев. Экзогенная 5-аминолевулиновая кислота (АЛК; 0.1, 1.0 и 10 мг/л) частично снимала отрицательное действие Магнума на длину и сырую массу корней и гипокотилей и стимулировала развитие семядолей. Действие гербицида приводило к угнетению активности аскорбатпероксидазы (АПР). Добавление к раствору гербицида 200 мг/л АЛК вызывало устойчивое возрастание активности АПР по сравнению с действием одного гербицида. Отмечено повышение активности глутатионредуктазы (ГР) в растениях, выращенных на растворах Магнума. Положительное действие экзогенной АЛК наблюдали лишь при использовании 500 мг/л гербицида (вариант “Магнум-500”). В растениях, выращенных на растворах Магнума, возрастало содержание восстановленной и окисленной форм глутатиона. Экзогенная АЛК, напротив, снижала общее содержание ГЛ, но при этом увеличивала соотношение между его восстановленной и окисленной формами. Отмечено значительное снижение содержания антоцианов в присутствии гербицида и возрастание их количеств при добавлении экзогенной АЛК. В растениях рапса, обработанных Магнумом, способность генерировать супероксид анион-радикал практически не отличалась от таковой в контроле, однако, содержание пероксида водорода (Н2О2) при этом возрастало. Добавление АЛК к гербициду приводило к снижению как способности генерировать супероксид анион-радикал, так и содержания Н2О2. Активность ацетолактатсинтетазы оставалась на уровне контроля при использовании 200 мг/л Магнума, снижалась в растениях варианта “Магнум-500” и возрастала при добавлении к этому варианту экзогенной АЛК. Сделан вывод о положительной роли АЛК в формировании устойчивости растений озимого рапса к действию Магнума путем стимуляции ростовых процессов, активации АПР и ГР, преимущественном увеличении содержания восстановленной формы глутатиона, антоцианов, а также частичном восстановлении активности ацетолактатсинтетазы, что в целом способствовало снижению уровня Н2О2 и способности растений генерировать супероксид анион-радикал.

АВЕРИНА Н.Г., БЕЙЗАИ З., УСАТОВ А.В., ЩЕРБАКОВ Р.А. — 2014 г.

В верхних участках листьев (длиной 1–2 см) 7–8-дневных растений ячменя (Hordeum vulgare L.), выращенных на растворах KNO3 (1–40 мМ), отмечена субстратная активация нитратредуктазы (НР), сопровождаемая стимуляцией роста растений, увеличением ширины листовой пластинки и формированием более мощной системы укороченных корней. При использовании 20 мМ KNO3 способность отрезков генерировать анион-радикал супероксида сохранялась на уровне контрольных растений, выращенных на воде. В них наблюдалось накопление 5-аминолевулиновой кислоты (АЛК, в 2.2–2.4 раза), хлорофиллов (Хл) а и b, гема, белка (на 42%) и практически двукратное уменьшение содержания пролина (Про), обусловленное существенным снижением (на 40%) активности 1-пирролин-5-карбоксилатсинтетазы (П5КС) по сравнению с контролем. Сделан вывод, что в нормальных условиях выращивания растений субстратная активация НР с помощью КNO3 приводит к преимущественному использованию первичного продукта ассимиляции неорганического азота – глутаминовой кислоты (Глу) в системах синтеза тетрапирролов и белковых аминокислот за счет подавления синтеза Про. Выращивание растений ячменя на 150 мМ растворе NaCl подавляло рост растений и развитие их корневой системы (63 ± 6% и 61 ± 11% от контроля соответственно). В верхушечной ткани листа, прошедшей период адаптации к NaCl, наблюдалось незначительное снижение общей активности НР (90% от контроля), существенное снижение содержания белка (68% от контроля) и параллельное увеличение содержания АЛК (в 4.3 раза), Хл, гема, каротиноидов, Про (в 2.2 раза) и П5КС (в 1.6 раза) по сравнению с контролем. Предположили, что в условиях солезависимого подавления ассимиляции азота источником для синтеза дополнительных количеств АЛК и Про является преимущественное поступление Глу в эти метаболические системы за счет подавления ростовых процессов, требующих интенсивного белкового синтеза. Субстратная активация НР с помощью КNO3 в условиях засоления сопровождалась преимущественным использованием ассимилированного азота в синтезе Про и белковых аминокислот, что обеспечивало дополнительную защиту клеток растений от избыточного засоления и усиление ростовых процессов.

ГОЛОВКО Т.К., ДЫМОВА O.В., СОФРОНОВА В.Е., ЧЕПАЛОВ В.А. — 2014 г.

Изучены адаптивные реакции пигментной системы ассимилирующих побегов вечнозеленого кустарничка Еphedra monosperma J.G. Gmel. ex C.A. Mey. в природных условиях Центральной Якутии. Выявлены закономерности сезонных изменений содержания и соотношения зеленых и желтых пигментов; показана их связь с этапами развития и формирования устойчивости растений к воздействию низких температур. Уменьшение фонда хлорофиллов начиналось при сокращении фотопериода и снижении температуры в сентябре, и в зимний период их концентрация была на 30% ниже, чем летом. Содержание ?-каротина снижалось в 2 раза. Количество пигментов виолаксантинового цикла увеличивалось в 1.7 раз, уровень их деэпоксидации повышался в 3.6 раза. В периферийных клетках ассимилирующей паренхимы отмечали накопление вторичного каротиноида – родоксантина. В период активной вегетации растений (июнь–август) родоксантин отсутствовал, а в зимнее время его концентрация достигала 75 мкг/г сухой массы побега. Сделан вывод, что изменения в пигментном фонде отражают структурно-функциональную реорганизацию фотосинтетического аппарата и являются неотъемлемой составляющей комплексного процесса закаливания растений. Активация энергодиссипирующей и антиоксидантной пигментных систем, накопление фотоэкранирующего вторичного каротиноида – родоксантина, способствуют сохранению фотосинтетического аппарата и выживанию растений эфедры односемянной в экстремальных условиях криолитозоны Якутии.

КУЗОВЛЕВ В.К., МАМЫТОВА Н.С., ФУРСОВ О.В., ХАКИМЖАНОВ А.А. — 2014 г.

В прорастающих зерновках злаковых синтез -амилазы происходит в двух типах ткани – алейроновом слое и эпителии зародышевого щитка. Образовавшийся фермент секретируется в эндосперм, где осуществляет гидролиз крахмала. Исследовали влияние сахаров на ГК-индуцируемый синтез фермента в обеих тканях семени пшеницы (Triticum aestivum L.). Синтез -амилазы в зародыше был заметно более чувствителен к присутствию сахаров, и ингибирующий эффект наблюдали при низких (10–20 мМ) концентрациях, тогда как в алейроновом слое подавление фермента происходило лишь при относительно высоком (свыше 100 мМ) содержании сахара в среде. Эти результаты указывают на специфический (репрессорный) характер действия сахаров на -амилазу зародыша и, вероятно, на неспецифический (осмотический) эффект на клетки алейронового слоя. Установлено, что фосфорилированные формы сахаров являются более эффективными репрессорами -амилазы по сравнению с нефосфорилированными сахарами.

БАРИ А.А., ИВАЩЕНКО А.Т., ОРАЗОВА С.Б., ПИНСКИЙ И.В., САГАЙДАК А.И. — 2014 г.

Определены сайты связывания miR396 с mRNA генов рост-регулирующих транскрипционных факторов (GRF) Arabidopsis thaliana, Glycine max, Hordeum vulgare, Medicago truncatula, Oryza sativa, Sorghum bicolor, Solanum lycopersicum, Triticum aestivum, Vitis vinifera и Zea mays. Вычислена свободная энергия взаимодействия miR396 с mRNA и составлены схемы связывания их нуклеотидов. В mRNA GRF генов всех изученных растений сайты связывания miR396 находятся в белок-кодирующей части и кодируют олигопептиды RSRKPVE или RSRKHVE. Обсуждается регуляция экспрессии GRF генов растений с помощью семейства miR396.

БУСАРОВА Н.Г., ГЕРАСИМЕНКО Н.И., ЛОГВИНОВ С.В. — 2014 г.

Исследовали сезонные изменения в содержании липидов и фотосинтетических пигментов (ФСП) бурой водоросли Sacсharina cichorioides Miyabe (Phaeophyceae, сем. Laminariaceae). Содержание липидов варьировало в пределах 0.27-0.60% от веса сырой водоросли. Содержание глицерогликолипидов (ГЛ) было значительно выше в период спорообразования (июнь-июль, сентябрь-октябрь), фосфолипидов весной и в сентябре-октябре, а содержание нейтральных липидов весной и в ноябре. В период высвобождения спор (август, октябрь) происходило резкое уменьшение уровня ГЛ и полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Высокий уровень ПНЖК наблюдали в период с марта по июль и в ноябре. В августе и в октябре, так же как и весной, в ЖК была высока доля насыщенных ЖК. Содержание хлорофиллов с марта по ноябрь варьировало в пределах 20.3-26.9%, каротиноидов 10.7-16.1%. Суммарное содержание ФСП было относительно высоким в марте и в августе-сентябре. Содержание свободных стеринов составляло 3.4-7.3% от суммы липидов; их доля была выше в весенние месяцы, чем в летне-осенние.

КОНЕНКИНА Т.А., МАКАРЕНКО C.П., ОСКОРБИНА М.В., СУВОРОВА Г.Г. — 2014 г.

Изучен жирнокислотный (ЖК-) состав липидов хвои сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Показано, что ЖК-состав липидов хвои изменяется в течение всего вегетационного периода (март–октябрь) под действием внешних факторов (температуры, солнечной радиации), влияющих на биосинтез липидов хлоропластных мембран хвои сосны. В составе ЖК липидов хвои были идентифицированы ненасыщенные полиметилен-разделенные ЖК ( -UPIFA; пиноленовая, скиадоновая, конифероновая и др.), содержание которых достигало в марте и апреле 16.1 и 16.9% от суммы ЖК, уменьшалось в июне до 6.0% и вновь увеличивалось в сентябре до 20.4%.

БАТОВА Ю.В., КАЗНИНА Н.М., ЛАЙДИНЕН Г.Ф., ТИТОВ А.Ф., ТОПЧИЕВА Л.В. — 2014 г.

Изучено содержание транскриптов генов HvHMA2 и HvHMA3 в корнях и листьях 3-дневных (фаза прорастания семян) и 7-дневных (фаза всходов) проростков ячменя (Hordeum vulgare L., сорт Зазерский 85) в присутствии ионов кадмия (100 мкМ). Выявлен ряд органоспецифичных и возрастных различий в уровне матриц изученных генов. Так, после 4-суточной экспозиции растений на растворе, содержавшем ионы кадмия, у 3-дневных проростков увеличивался уровень транскриптов гена HvHMA3 в корне, способствуя изоляции токсичных ионов в вакуоли. У 7-дневных проростков в большей степени возрастал уровень транскриптов гена HvHMA2, причем в листьях, что, по-видимому, могло привести к усилению поступления ионов металла во флоэму и активизации их транспорта из листьев в корни. Выявленное снижение содержания транскриптов этого гена в корне, в свою очередь, способствовало ограничению транспорта ионов кадмия в побег. На основании сопоставления уровня транскриптов генов и устойчивости проростков разного возраста к металлу сделан вывод о возможном участии гена HvHMA2 в повышении устойчивости 7-дневных растений ячменя к кадмию.

ДОБРОВОЛЬСКИЙ М.В., КОЧЕШКОВА Т.К., НОВИЦКАЯ Г.В., НОВИЦКИЙ Ю.И., СЕРДЮКОВ Ю.А. — 2014 г.

Исследовали состав и содержание липидов в семенах растений редиса (Raphanus sativus L. var. radicula D.C.) сорта Розово-красный с белым кончиком, выращенных “от семени до семени” в 2008 и 2009 гг. в оранжерее ИФР РАН, в постоянном горизонтальном магнитном поле (ПМП) колец Гельмгольца напряженностью 400 А/м, в почвенной культуре, на естественной длине дня и при изменяющейся в течение суток температуре. Под влиянием ПМП происходило торможение всех стадий развития редиса от появления очередных листьев до формирования стручков и полноценных семян. У растений северо-южного магнитоориентационного типа (СЮ МОТ) в ПМП уменьшалось количество и масса семян, у западно-восточного магнитоориентационного типа (ЗВ МОТ) уменьшалось количество семян, но увеличивалась их масса. При этом суммарное содержание липидов в семенах первого поколения СЮ МОТ в среднем оказалось выше, чем в семенах ЗВ МОТ; количество полярных липидов в семенах СЮ МОТ возросло, в семенах ЗВ МОТ уменьшилось или осталось без изменений по сравнению с контролем; содержание нейтральных липидов у СЮ и ЗВ МОТ уменьшилось. Наиболее существенные изменения жирнокислотного состава липидов с наибольшим содержанием ненасыщенных жирных кислот наблюдали в семенах ЗВ МОТ в ПМП в 2008 г. Различия в изменениях состава и содержания липидов в семенах при действии слабого ПМП в зависимости от принадлежности растений к МОТ, по-видимому, вызваны их чувствительностью к направлению действия поля. Предполагается, что существование различных МОТ увеличивает устойчивость популяции к неблагоприятным факторам внешней среды и оказывает влияние на ее выживание в целом.

АЗАРОВА Т.С., БЕЛИМОВ А.А., БОРИСОВ А.Ю., КРАВЧЕНКО Л.В., КУЗМИЧЕВА Ю.В., НАУМКИНА Т.С., ПАРАХИН Н.В., ПЕТРОВА С.Н., ТИХОНОВИЧ И.А., ШАПОШНИКОВ А.И. — 2014 г.

Изучен качественный и количественный состав низкомолекулярных корневых экзометаболитов гороха (Pisum sativum L.) сорта Триумф и его родительских форм, а именно, высокосимбиотического сортообразца к-8274 и современного высокопродуктивного сорта Classic. Проведен анализ взаимосвязи между корневой экссудацией и степенью симбиотичности сортов. Установлено, что сорт Триумф на ранних стадиях роста обладал пониженной экссудацией органических кислот, сахаров и аминокислот. У сорта Триумф количественный состав фракции органических кислот близок к сорту к-8274, а состав фракций сахаров и аминокислот близок к сорту Classic. В полевом опыте эффект инокуляции смесью штаммов клубеньковых бактерий и микоризного гриба на рост растений проявился в большей степени у сорта Триумф, чем у сортов Classic и к-8274. Результаты исследований позволили предположить, что высокий симбиотический потенциал сорта Триумф связан с экссудацией пировиноградной и янтарной кислот, которые были в числе основных компонентов корневых экзометаболитов и у сорта к-8274.

КОЖЕВНИКОВА А.Д., СЕРЕГИН И.В., ЭРЛИХ Н.Т. — 2014 г.

. Токсическое действие Ni и Zn оценивали по изменению сухой массы корней и побегов опытных растений по сравнению с контрольными. Содержание металлов в корнях и побегах определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Способность к накоплению Ni экотипами N. сaerulescens возрастала в следующем порядке: LC < SF < LE < MP, а для Zn – в ряду: LC < SF < LE. Снижение накопления биомассы корней у гипераккумулятора N. caerulescens начиналось при более низком содержании в них металлов по сравнению с побегами, в то время как у исключателя T. аrvense прослеживалась обратная закономерность. Так как растение T. аrvense накапливало Ni и Zn в корнях, а N. сaerulescens – в побегах, можно предположить, что бльшая чувствительность роста корня по сравнению с побегами у N. сaerulescens определяется более эффективными механизмами детоксикации металлов в побегах. И наоборот, бльшая чувствительность роста побега по сравнению с ростом корня у T. аrvense определяется более эффективными механизмами детоксикации металлов в корнях. Разные экотипы гипераккумулятора N. caerulescens, обладая более высокой устойчивостью к Ni и Zn по сравнению с исключателем T. arvense, в свою очередь, существенно отличаются между собой как по способности накапливать тяжелые металлы, так и по устойчивости к ним. Экотип c неметаллоносных почв (LE) накапливал больше Zn, но был менее устойчив по сравнению с экотипами, произрастающими на каламиновых почвах (SF и LC), тогда как экотип с серпентиновых почв (МР) отличался не только значительно большей устойчивостью к Ni по сравнению с другими изученными экотипами, но и наибольшим его накоплением. Полученные результаты свидетельствуют о существовании различий в механизмах и причинах устойчивости растений к Ni и Zn, изучение которых является перспективным направлением будущих исследований. . Токсическое действие Ni и Zn оценивали по изменению сухой массы корней и побегов опытных растений по сравнению с контрольными. Содержание металлов в корнях и побегах определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Способность к накоплению Ni экотипами N. сaerulescens возрастала в следующем порядке: LC < SF < LE < MP, а для Zn – в ряду: LC < SF < LE. Снижение накопления биомассы корней у гипераккумулятора N. caerulescens начиналось при более низком содержании в них металлов по сравнению с побегами, в то время как у исключателя T. аrvense прослеживалась обратная закономерность. Так как растение T. аrvense накапливало Ni и Zn в корнях, а N. сaerulescens – в побегах, можно предположить, что бльшая чувствительность роста корня по сравнению с побегами у N. сaerulescens определяется более эффективными механизмами детоксикации металлов в побегах. И наоборот, бльшая чувствительность роста побега по сравнению с ростом корня у T. аrvense определяется более эффективными механизмами детоксикации металлов в корнях. Разные экотипы гипераккумулятора N. caerulescens, обладая более высокой устойчивостью к Ni и Zn по сравнению с исключателем T. arvense, в свою очередь, существенно отличаются между собой как по способности накапливать тяжелые металлы, так и по устойчивости к ним. Экотип c неметаллоносных почв (LE) накапливал больше Zn, но был менее устойчив по сравнению с экотипами, произрастающими на каламиновых почвах (SF и LC), тогда как экотип с серпентиновых почв (МР) отличался не только значительно большей устойчивостью к Ni по сравнению с другими изученными экотипами, но и наибольшим его накоплением. Полученные результаты свидетельствуют о существовании различий в механизмах и причинах устойчивости растений к Ni и Zn, изучение которых является перспективным направлением будущих исследований. льшая чувствительность роста побега по сравнению с ростом корня у T. аrvense определяется более эффективными механизмами детоксикации металлов в корнях. Разные экотипы гипераккумулятора N. caerulescens, обладая более высокой устойчивостью к Ni и Zn по сравнению с исключателем T. arvense, в свою очередь, существенно отличаются между собой как по способности накапливать тяжелые металлы, так и по устойчивости к ним. Экотип c неметаллоносных почв (LE) накапливал больше Zn, но был менее устойчив по сравнению с экотипами, произрастающими на каламиновых почвах (SF и LC), тогда как экотип с серпентиновых почв (МР) отличался не только значительно большей устойчивостью к Ni по сравнению с другими изученными экотипами, но и наибольшим его накоплением. Полученные результаты свидетельствуют о существовании различий в механизмах и причинах устойчивости растений к Ni и Zn, изучение которых является перспективным направлением будущих исследований.

БУРГУТИН А.Б., ВОЛКОВА Л.А., УРМАНЦЕВА В.В. — 2014 г.

Исследовано влияние комплекса фенилпропаноидов (КФП), выделенного из экстракта корней родиолы розовой (Rhodiola rosea L.), на растения картофеля (Solanum tuberosum L.) in vitro с целью идентификации факторов, обуславливающих поддержание внутриклеточного редокс-гомеостаза. Обнаружено, что обработка растений КФП в концентрации 100 мкМ приводила к снижению на 23% пероксидазной активности в клетках растений картофеля, а также к обратимому увеличению уровня перекисного окисления липидов (ПОЛ) в условиях окислительного стресса, вызванного действием параквата. В присутствии НАД·Н, известного оксидазного субстрата пероксидаз (ПО), показано, что снижение пероксидазной активности связано с “переключением” пероксидазы на выполнение этим ферментом оксидазной функции. Этот эффект сопровождался увеличением активности супероксиддисмутазы на 34% и повышением уровня ПОЛ – также на 34%. Стимуляция этих процессов под действием КФП снижалась на 14 и 24%, соответственно, после предварительной обработки растений дифенилен иодониумом, ингибитором НАДФ·Н-оксидазы. Это может указывать на участие “тандема” ПО–НАДФ·Н-оксидаза в генерации активных форм кислорода. Наряду со снижением пероксидазной реакции ПО, наблюдался и обратный эффект – усиление ее активности через 3 ч после действия КФП, что связано со способностью КФП переключать функции пероксидаз с окислительной на восстановительную и обратно. Установлено, что наблюдаемые эффекты КФП включают в себя не только соответствующую модуляцию активности антиоксидантных ферментов, но и прямое тушение активных радикалов кислорода. Последний эффект, выявленный по интенсивности снижения в препаратах уровня супероксид-аниона, у КФП значительно превосходил действие индивидуальных антиоксидантов – салидрозида и аскорбиновой кислоты, ингибирующая активность которых была в 5 раз меньше таковой КФП.

НИМАЕВА О.Д., ПРАДЕДОВА Е.В., САЛЯЕВ Р.К., ТРУХАН И.С. — 2014 г.

Изоформы фенолзависимой пероксидазы (ПО) вакуолей корнеплодов столовой свеклы (Beta vulgaris L.) в отсутствие H2O2 окисляли фенольные соединения подобно тирозиназам. Тирозиназная активность ПО имела ярко выраженную рН-зависимость, оптимальными для нее были рН 8.0–9.0; оптимумы для пероксидазной активности приходились на рН 5.0–7.0. Результаты ингибиторного анализа подтвердили специфичность наблюдаемых реакций. Наряду с тирозиназной была выявлена СОД-подобная активность ПО, которая также проявлялась в отсутствие H2O2 и зависела от ряда факторов, например, от способа подготовки анализируемых образцов. Длительный диализ и действие низких температур способствовали ее появлению. СОД-подобную активность ПО наблюдали и при наличии таких субстратов, как 3,3-диаминобензидин и индолилуксусная кислота. Полученные результаты позволили прийти к заключению, что ПО вакуолей корнеплодов столовой свеклы так же, как и ПО другой локализации и происхождения, – полифункциональный фермент, который при определенных условиях способен катализировать реакции оксидазного типа.

АЛЯБЬЕВ А.Ю., АНИСИМОВ А.В., СУСЛОВ М.А. — 2014 г.

Градиентным методом ЯМР на примере проростков кукурузы (Zea mays L.), при возмущении гидродинамической системы сегментов корня внешним давлением в диапазоне до 4 МПа установлена зависимость интенсивности межклеточного переноса воды по симпластной системе корня от величины и динамики изменения давления. На основе ранее предсказанной экстремальной зависимости потока воды через плазмодесмы от величины раскрытия шейного сужения предполагается, что внешнее давление стимулирует срабатывание сократительных структур, локализованных в области шейных сужений плазмодесм, через влияние на концентрацию кальция. В качестве объекта, контрастного корню кукурузы по водному режиму и структуре, была взята водная культура клеток хлореллы (Chlorella vulgaris), для которой показана независимость трансклеточного диффузионного переноса воды от внешнего давления, как в норме, так и при искусственном увеличении проницаемости плазмалеммы.