Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Циклопентановые β,β'-трикетоны как новый класс регуляторов роста растений

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Циклопентановые β,β'-трикетоны как новый класс регуляторов роста растений"

00345782Э

На правах, рукописи

Демина Екатерина Александровна

Циклопентановые /?,/? -трикетоны как новый класс регуляторов роста растений

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток - 2008

003457829

Работа выполнена в Тихоокеанском институте биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор

Анисимов М.М.

доктор химических наук, старший научный сотрудник Новиков В.Л.

Официальные оппоненты: член-корреспондент РАН,

доктор биологических наук Булгаков В.П.

доктор химических наук, старший научный сотрудник Звягинцева Т.Н.

Ведушая организация: Дальневосточный государственный

университет, г. Владивосток

Защита состоится 23 декабря 2008 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 005.005.01 в Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН. Факс: (4232)314-050, e-mail: science@piboc.dvo.ru

С диссертацией можно ознакомиться в филиале Центральной научной библиотеки ДВО РАН (г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, ТИБОХ ДВО РАН). Текст автореферата размещен на сайте совета http://piboc.dvo.ru

Автореферат разослан «24» ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук, старшин научный сотрудник

Мил™

Авилов С. А.

Актуальность проблемы. Поиск биологически активных веществ, выяснение их физиологического действия и возможностей применения полученных веществ в различных отраслях народного хозяйства являются одной из целей биохимической науки. Вторичные метаболиты высших растений, обладающие рострегулирующим действием, представляют в этом плане несомненный интерес. Такие вещества часто бывают хорошо растворимы в воде и обладают высокой биодоступностью. Эти свойства природных рострегулирующих соединений как нельзя лучше подходят для создания на их основе препаратов для растениеводства. В то же время методы органического синтеза позволяют получать аналоги природных соединений с заданными характеристиками и устранять их нежелательные свойства.

Одними из самых малочисленных и малоизученных вторичных метаболитов высших растений являются циклопентеновые ß,ß -трикетоны, выделенные из растений родов Lindera, Calythrix и Piper. Для этих веществ известно несколько видов биологического действия, в том числе противогрибковое, но их влияние на высшие растения не изучаюсь. Также известны многочисленные синтетические аналоги природных циклопентеновых ß,ß '-трикетонов с различной степенью структурного сходства. Для некоторых из них была показана возможность регуляции роста растений, однако систематического исследования влияния структуры циклопентановых ß,ß '-трикетонов на их рострегулирующую активность, а также на физиологические и биохимические процессы растений не проводилось, отсутствуют данные и о взаимодействии циклопентановых ß,ß -трикетонов с потенциальными белками-мишенями растений. Использование методов биотестирования, клеточной биологии, биохимии и компьютерного моделирования позволит определить характер влияния циклопентановых ß,ß -трикетонов на процессы жизнедеятельности высших растений и возможность разработки на их основе действенных препаратов для сельского хозяйства.

Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в изучении рострегулирующей активности и механизма действия ряда природных и синтетических циклопентановых ß,ß '-трикетонов и их производных в отношении проростков некоторых сельскохозяйственных культур. В рамках поставленной цели предполагалось решить следующие задачи: 1) изучить рострегулирующую активность циклопентановых ß,ß -трикетонов и их производных в отношении проростков Cucumis sativus L. и Fagopyrum esculentum Moench.; провести анализ

влияния структуры трикетонов на их активность; 2) исследовать влияние трикетонов на ультраструктуру меристематических клеток корневого чехлика проростков Cucumis sativus L.; 3) изучить влияние трикетонов на состав и содержание свободных аминокислот в корнях проростков Fagopyrum esculentum Moench.; 4) провести компьютерное моделирование пространственной структуры циклопентановых ß,ß '-трикетонов и их комплексов с потенциальным белком-мишенью; 5) оценить в полевых опытах действие циклопентановых ß,ß '-трикетонов на рост и продуктивность гречихи Fagopyrum esculentum Moench.

Научная новизна и тактическая ценность работы. Впервые показано влияние природного циклопентенового ß,ß '-трикетотта корусканона В и его метилового енольного эфира корусканона А на рост проростков высших растений. Проведено систематическое изучение влияния структуры природных и синтетических циклопентановых ß,ß '-трикетонов на их рострегулирующую активность. Отмечено стимулирование работы белок-синтетического аппарата меристематических клеток проростков и увеличение в корнях проростков содержания общего растворимого белка на фоне ингибирования их роста. Показано, что под действием этих соединений увеличивается содержание аминокислот, принимающих участие в защите растений от стрессовых повреждений клеток. Впервые получены теоретические модели пространственных структур комплексов циклопентановых ß,ß '-трикетонов с ферментом гиббереллин-Зр-диоксигеназой. Показано, что изученные соединения проявляют свойства ретардантов - регуляторов роста, способствующих большей устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды и, тем самым, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур. В полевых экспериментах показано, что обработка посевов гречихи Fagopyrum esculentum растворами некоторых циклопентановых ß,ß '-трикетонов в концентрации 1 мкг/мл приводит к увеличению урожайности на 1.1-1.7 ц/га в зависимости от способа обработки. Эти результаты свидетельствуют о получении нового типа регуляторов роста растений и целесообразности введения их в практику возделывания гречихи в южных районах Приморского края.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на II Всероссийской конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2005), IX Дальневосточной молодежной школе-конференции по актуальным проблемам химии и биологии (МЭС ТИБОХ

ДВО РАН, 2005), IV Всероссийской конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2006), X и XI Международных молодежных школах-конференциях по актуальным проблемам химии и биологии (МЭС ТИБОХ ДВО РАН, 2006, 2007), 11-ой Международной молодежной школе-конференции «Биология -наука XXI века» (Пущино, 2007) и 1-ом Международном симпозиуме по наукам о жизни (Владивосток, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи и 7 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из следующих разделов: введение, литературный обзор, материалы и методы, обсуждение результатов, заключение, выводы, список литературы и приложения. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 18 рисунков и 4 схемы. Список литературы включает 235 цитируемых работ.

Автор выражает благодарность своим научным руководителям доктору биологических наук, профессору Михаилу Михайловичу Анисимову и доктору химических наук, старшему научному сотруднику Вячеславу Леонидовичу Новикову. Автор выражает признательность кандидату химических наук, старшему научному сотруднику Ольге Петровне Шестак, предоставившей вещества для исследований, кандидату физико-математических наук Галине Николаевне Лихацкой, выполнившей компьютерное моделирование, доктору биологических наук, профессору Анатолию Васильевичу Реунову, организовавшему электронно-микроскопические исследования, ведущему инженеру контрольно-аналитической лаборатории ТИБОХ ДВО РАН Людмиле Яковлевне Тищенко за помощь в организации аминокислотного анализа и всем сотрудникам лаборатории биоиспытаний и механизма действия БАВ ТИБОХ ДВО РАН. Также автор выражает благодарность Анне Михайловне Сахно и Андрею Михайловичу Чибиряеву, без поддержки которых эта работа не состоялась бы или не была бы закончена.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Рострегулирующая активность циклопентановых ß,ß '-трикетонов и их

производных

К настоящему времени из растений родов Calythrix, Lindera и Piper были выделены четыре свободных циклопентеновых ß,ß '-трикетона - калитрон, линдерон, луцидон и корусканон В, и три их метиловых енольных эфира - метиллиндерон, метиллуцидон и корусканон А. Было установлено, что природные циклопентеновые ß,ß '-трикетоны, их производные и синтетические аналоги обладают различными видами биологической активности, в том числе фунгицидной и цитотоксической. Для некоторых синтетических аналогов было показано влияние на рост проростков высших растений. В данной работе проведено систематическое изучение взаимосвязи структуры и рострегулирующей активности циклопентановых ß,ß '-трикетонов и их производных, а также механизма их действия на проростки Cucumis sativus L. и Fagopyrum esculentum Moench.

В качестве моделей были выбраны семена огурца Cucumis sativus L. сорта Каскад и гречихи Fagopyrum esculentum Moench. сорта Изумруд.

Была определена рострегулирующая активность природных ß,ß '-трикетонов корусканонов В (1) и А (2) и их синтетических аналогов 3-28 с различной степенью структурного сходства. Для большинства изученных соединений в таблице 1 приведены значения концентрации, при которой происходит 50%-ное ингибирование роста корня (ЭД50).

Таблица 1.

Влияние циклопентановых. ß,ß '-трикетонов на длину главного корня проростков

Fagopyrum esculentum

Вещество ЭДи, xlO"5 М Вещество ЭДм, xlO"5 М Вещество ЭДя» xlO"® М

1 >46.3 7 25.6 ± 0.9 13 64.5 ±3.0

2 35.7 ± 1.0 8 35.0 ± 0.6 14 50.3 ±1.7

3 44.2 ±1.1 9 15.1 ±3.5 21 31.4 ±0.9

4 20.9 ±4.6 10 51.4 ± 1.1 22 15.9 ±0.5

5 33.0 ±1.2 11 22.9 ±1.1 23 15.9 ± 1.2

б 19.8 ±1.0 12 >42.9 24 7.7 ±0.3

1 Корусканон В

3 И1=К2=Н

4 Я1 =Ме, К2= Н

5 Я1= С1, Н

6 Вг, Л2= Н

7 К'=К2=\1е

8 Я- С1,К2= Ме

9 Г=К.2=С1

10 И1 =Ме, К2= Н

11 К'=112=С]

О

сосн=снри

12

2 Корусканон А

Для всех изученных соединений в концентрации 10.0 мкг/мл и выше отмечено ингибирующее действие в отношении проростков К еясикШит. Наиболее активными ингибиторами из всех изученных трикетонов оказались трикетоны 9 и 24, а наименее активным - трикетон 20.

Важную роль в проявлении ингибирующего действия изученными соединениями играет двойная связь в положении 4(5). Удаление ее из структуры снижает активность почти в 1.5 раза, еще больше уменьшает активность соединений сдвиг 4(5)-двойной связи из цикла в боковую цепь. Природа заместителей при 4(5)-двойиой связи и их число существенно влияют на уровень активности изученных соединений. Природа ацильного радикала при С-2 также очень важна для проявления 2-ацилциклопент-4-ен-1,3-дионами рострегулирующей активности. Природный трикетон корусканон В (1) с циннамоильной группой при С-2 показал более слабое ингибирование роста корня проростков Р. еБсикпШт, чем его аналог 4 с ацетильной группой.

Конверсия свободных трикетонов в их метиловые енольные эфиры неоднозначно сказывается на активности полученных производных. В случае природных соединений эта конверсия приводит к увеличению ростингибирующей активности, а синтетические метиловые енольные эфиры 10 и 11 оказались менее активными, чем соответствующим им свободные трикетоны.

О

Ароматические Д/? '-трикетоны 15-20 в

концентрации 10 мкг/мл и выше ингибировали

роста проростков С. ¡аНуш и Р. еясикшит. 15Е. = Н, 1С, Я = Ме, 1711 = Е1, 18 К = 1-Рг, 19 Я = 1-Ви, 20 К = ОМе

Удлинение цепи алкильного радикала Я в ацильном заместителе при С-2 влияло на ростингибирующее действие трикетонов по-разному: если цепь при этом оставалась нормальной, то активность уменьшалась (соединения 15 и 16), а если становилась разветвленной, то активность значительно возрастала (ряд соединений 17 < 18 < 19), и самым активным ингибитором оказался 2-пивалоилиндан-1,3-дион (19) с наиболее разветвленным углеводородным радикалом Я.

Важную роль в проявлении ингибирующего действия трициклическими гидриндановыми /},р -трикетонами 21-24 играет наличие или отсутствие двойной связи в цикле В (табл.1). Введение двойной связи в положение 5(6) насыщенного трикетона 24 приводит к снижению активности полученного трикетона 22; при этом положение двойной связи в цикле В не оказывает столь же существенного влияния на активность (соединения 22 и 23). Большое значение для проявления этими соединениями рострегулирующей активности имеет наличие метального радикала в положении За гидриндановой циклической системы.

21 И = Н

22 Я = Ме 23 24

н Р

|| ^-СОМе

Ме

25

СОМе

К О

26 К'=Я2=Н; 27 К'= Ме, К2= Н 28 К'=Ме, 1^=01

Следует отметить влияние природы заместителей на ростингибирующую активность соединений 26-28. Введение метальных групп в качестве заместителей Я1 или атомов хлора в качестве заместителей Я2 в молекулу 26 существенно снижает активность полученных трикетонов.

Особое внимание следует уделить действию корусканона В (1) и трикетонов 3, 16 и 25, которые в зависимости от концентрации вызывали стимулирование роста корня проростков или его ингибирование (табл. 2).

Таблица 2.

Зависимость рострегулирующего действия циклопентановых Д/?-трикетонов на проростки Fagopyrum еэсЫепШт от концентрации

Вещество Концентрация, мкг/мл

0 0.01 0.1 1.0 10.0 100.0

длина главного корня, % к контролю

1 100 ±1 114± 1 112 ±2 115 ± 3 105 ±1 76 ± 3

3 100±6 108 ±3 120 ±4 103 ±4 91 ±3 16± 1

16 100 ±4 105 ±1 111 ±1 111 ±1 83 ±4 29 ±4

25 100 ±6 119±3 119 ±4 124 + 4 111 ± 1 78 ±2

При пнгибировании роста проростков под действием всех исследованных соединений происходит неравномерное уменьшение линейных размеров проростков С. ¡аихт и К еэсиЫпШт. В случае большинства веществ длина корня уменьшается сильнее, чем длина стебля, что приводит к изменению соотношения корень/стебель в сторону уменьшения. При стимулировании роста корня проростков под действием трикетонов 3, 16 и 25 изменение линейных размеров проростков С. вШти и Р. е$си1епшт происходит равномерно, и соотношение корень/стебель изменяется незначительно.

Выполненные измерения выявили обратимость действия трикетонов 22 и 24 на проростки К евсикпШт. Отмывание корней опытных проростков К ейсикпНип дистиллированной водой после 72 ч выращивания в растворах исследованных трикетонов и последующее культивирование их в условиях контроля приводит к

более активному росту корней. Степень восстановления роста зависит от степени первоначального ингибирования.

Таким образом, природные циклопентеновые ß,ß '-трикетоны и их синтетические аналога обладают рострегулирующим действием на проростки Cucumis sativus и Fagopyrum esculentum. Тип действия циклопентеновых ß,ß '-трикетонов (стимулирование или ингибирование роста корня проростков) зависит от их концентрации. При анализе рострегулирующего действия соединений одного и того же ряда (моноциклические ß,ß '-трикетоны, индановые и гидриндановые ß,ß -трикетоны) могут быть выявлены четкие закономерности влияния структуры соединений на их активность.

2. Влияние циклопентановых ß,ß '-трикетонов на ультраструктуру мерргстематических клеток корневого чехлика проростков Cucumis sativus

Одним из подходов в исследованиях механизма действия биологически активных веществ является анализ действия препаратов на структурную организацию клеток.

При электронномикроскопическом исследовании меристематических клеток корня проростков, выращенных в растворах циклопентановых fiß'-трикетонов 3, 22 и 26 концентрации 100 мкг/мл, были отмечены следующие изменения: по сравнению с контролем были заметно увеличены размеры ядрышек, количество митохондрий и мембран гранулярного эндоплазматического ретикулума (ЭР), в ядрышках наблюдалось значительное количество гранулярного компонента, увеличивалось число и объемная плотность цитоплазматических вакуолей, обнаруживались миелиноподобные тела, в пластидах клеток часто формировались чашевидные инвагинации.

Согласно наблюдениям, под действием циклопентановых ß,ß'-трикетонов 3, 22 и 26 в меристематических клетках корневого чехлика проростков происходило стимулирование белоксинтезирующей активности. На это указывают увеличение числа и объемной плотности митохондрий, поверхности мембран гранулярного ЭР, а также размеров ядрышек и значительное число гранулярного компонента в них.

В то же время, формирование цитоплазматических вакуолей, миелиноподобных тел, чашевидных инвагинаций у пластид и появление светлых зон в гиалоплазме -

признаки активации литических процессов. Такая активация литических процессов в клетках связана с процессами автолиза, в результате которых в клетках образуется пул предшественников макромолекул, который направляется на синтез более необходимых при стрессе белков, что повышает неспецифическую устойчивость клеток.

Стимулирование белоксинтетической активности меристематических клеток при ингибировании роста осевых органов проростков характерно для веществ, обладающих ретардантным механизмом действия. Указанный механизм действия основывается на регулировании, в первую очередь, биосинтеза фитогормонов гиббереллинов, а также метаболизма свободных аминокислот в растениях.

3. Влияние циклопентановых /?,/? '-трикетонов на содержание свободных аминокислот в корнях проростков Ка^оругюи евсиЫшит

В воздушно-сухих семенах гречихи Л еясикпЫт были идентифицированы в свободном состоянии 26 аминокислот (рис. 1.). Содержание большинства свободных аминокислот (САК) не превышало 0.20 нмоль/мг сырого веса, наибольшее содержание отмечено для глутаминовой и аспарагиновой кислот, аргинина, аланина и аспарагина. Отмечено также значительное содержание этаноламина - 0.33 нмоль/мг.

Аминокислоты:

1,8

I - аспарагтювая, 2 - треонин, 3 - серии, 4 - аспарагин, 5 - глутаминовая.6 - глутамин, 7 - пролин, 8 - глицин, 9 - аланин, 10 - цитру ллин,

II - валин, 12 - изолейцин, 13 - лещин, 14 - тирозин, 15-{!-алашш, 16-фенплаланин,

17

у-амшомасляная.

18 - оршгпш, 19 - лизин, 20 - гистидин, 21 - триптофан, 22 - аргинин, 23 - таурин, 24 - цистеин, 25 - метпонин, 26 - цистатионнн.

Рис. 1. Содержание свободных аминокислот в семенах Fagopyrwn е$си1епШт.

В ходе прорастания качественный аминокислотный состав проростков не изменялся, в то время как количественное содержание отдельных САК сильно варьировало: от 6.57 ±2.01 нмоль/мг сырого веса до следовых количеств. Общее содержание САК в корнях проростков с течением времени уменьшалось: от 40.92 нмоль/мг сырого веса в первые 24 ч до 4.79 нмоль/мг к 96 ч прорастания.

При проращивании семян Т7. еясикпШт в растворах трикетонов 3, 9, 16 и 24 качественный состав САК оставался таким же, как и в контрольных проростках.

Под влиянием исследованных соединений в концентрации 100 мкг/мл происходило увеличение в разной степени содержания дикарбоновых аминокислот -глутаминовой и аспарагиновой и их амидов - глутамина и аспарагина. Возможно, увеличение относительного содержания транспортных аминокислот (глутаминовой и аспарагиновой и их амидов) свидетельствует об интенсификации метаболических процессов под влиянием исследованных веществ. Однако нельзя исключить, что возрастание содержания глутамата, аспартата, глутамина и аспарагина сопряжено со снижением скорости их утилизации.

Трикетоны 3, 9, 16 и 24 вызывали увеличение в разной степени содержания аминокислот орнитинового цикла: орнитина, цитруллина, аргинина и конечного продукта цикла - пролина. Пролин - аминокислота, обладающая осморегуляторным и стресс-протекторным действием за счет связывания агрегатов пролина с поверхностными гидрофобными остатками белков, что препятствует их денатурации. Возможно, подобное защитное действие пролина имеет место и в данном случае.

Проращивание семян в растворах трикетонов 3, 9, 16 и 24 (100 мкг/мл) приводило к увеличению в разной степени содержания у-аминомасляной кислоты (ГАМК) и аланина. Возрастание содержания аланина и ГАМК, по-видимому, объясняется выполнением этими аминокислотами в проростках защитных функций в условиях стресса.

Трикетоны 9, 16 и 24 в разной степени вызывали увеличение содержания аминокислот шикиматного пути биосинтеза: триптофана, фенилаланина и тирозина, в то жг время 2-ацетилциклопент-4-ен-1,3-дион (3) не оказывал влияния на содержание этих аминокислот.

Проращивание семян в растворах трикетонов 3, 9, 16 и 24 приводило к увеличению в разной степени содержания Р-аланина, лизина, треонина, глицина, серина, фосфосерина и валина. Возможно, накопление этих аминокислот является

следствием нарушения работы цитратного цикла или биосинтеза глюкозы (по принципу обратной связи) под действием циклопентановых ДД -трикетонов.

Трикетоны 3,16 и 24 также в разной степени влияли на содержание этаноламина - производного серина, имеющего большое значение для синтеза фосфолипидов, которые, в свою очередь, являются частью липидного комплекса биомембран. Возможно, накопление этаноламина в свободном виде в клетках корня проростков Р. асикпшт яляется следствием замедления биосинтеза фосфолипидов. Эти данные согласуются с изложенными выше результатами электронномикроскопического исследования меристематических клеток корня проростков С. лзгпда, согласно которым под действием циклопентановых Д/З '-трикетонов плазматическая мембрана меристематических клеток подвергается деструкции.

При действии трикетона 24 в концентрации 25 мкг/мл (ЭД5о) в корнях проростков Р. езыйепШт происходило некоторое увеличение содержания аспарагиновой и глутаминовой кислот, глутамина и аспарагина (транспортных аминокислот), содержание «стрессовых» аминокислот - аланина и у-а.\пшомасляной кислоты увеличивалось значительно (аланина - в 8 раз, ГАМК - в 3 раза), содержание пролина возрастало в 1.5-2 раза в зависимости от времени роста проростков.

При стимулировании роста корней проростков Р. асикшит под действием трикетона 3 в концентрации 0.1 мкг/мл через 24 ч после намачивания семян происходило некоторое увеличение по сравнению с контролем содержания глутаминовой кислоты, глутамина (транспортных аминокислот) и у-аминомасляной кислоты («стрессовой»). Под влиянием трикетона 3 изменялось содежание только одной аминокислоты орнитинового цикла - аргинина, содержание которого возрастало в 1.5 раза. При дальнейшем росте проростков различия в содержании свободных аминокислот по сравнению с контролем были несущественными.

При некотором стимулировании роста корней проростков Р. е.чсикшит под влиянием 2-ацетилиндан-1,3-диона (16) следует отметить значительное увеличение содержания глутаминовой кислоты в первые двое суток роста проростков, на содержание остальных аминокислот трикетон 16 не оказывал заметного влияния. Следует особо отметить, что через 96 ч выращивания проростков в растворе трикетона 16 резко и значительно (в 10 раз по сравнению с контролем) увеличивалось содержание этаноламина.

Согласно полученным результатам, действие циклопентановых ДД '-трикетонов 3, 9, 16 и 24 может быть сопоставимо с действием дихлоризобутирата - ретарданта синтетического происхождения, обработка которым семян амаранта также приводила к увеличению содержания в проростках «стрессовых» аминокислот: пролина, аланина и ГАМК.

4. Влияние циклопентановых Д/? '-трикетонов на содержание общего растворимого белка в корнях проростков Fagopyrum евсикпШт

Как было описано выше, электронномикроскопическое исследование показало стимулирование белоксинтетического аппарата меристематических клеток проростков С. яМЬтв, а хроматографический анализ - увеличение содержания транспортных аминокислот в корнях проростков К еясиктит под действием циклопентановых Д/? '-трикетонов. В связи с этим целесообразно было провести непосредственное определение содержания общего растворимого белка в корнях проростков еясикпШт.

Сухие семена К еясикпШт характеризовались содержанием белка, равным 152.0 мкг/10 мг сырого веса семян (рис. 2). Через 24 ч после намачивания семян в воде содержание белка в корнях проростков составляло 6.9 мкг/10 мг, в ходе дальнейшего прорастания содержание белка еще больше уменьшалось.

Рис. 2. Содержание общего растворимого белка в корнях проростков Fagopyrum евсикШит: 1 - контроль (дистиллированная вода), 2 - под действием трикетона 24 (концентрация 100 мкг/мл).

Проростки, выращенные в растворе трикетона 24 (концентрация 100 мкг/мл), характеризовались большим, чем в контроле, содержанием белка, хотя динамика изменения этого показателя оставалась такой же.

= 5

ю 3 2 р 11

Время прорастания, ч

При интенсивном росте осевых органов (корня и стебля) проростков после прорастания метаболическая активность проростка направлена на синтез белков, в том числе выполняющих структурную функцию. В условиях ингибирования роста корня синтезирующиеся белки не расходуются на построение новых клеточных структур, что, вероятно, и объясняет накопление общего растворимого белка в корнях проростков. В то же время, активизация литических процессов, отмеченная в меристематических клетках проростков, обеспечивает ресинтез белка с учетом потребностей растительного организма.

5. Компьютерное моделирование пространственной структуры циклолентановых Д/J '-трикетонов и их комплексов с потенциальным белком-мишенью

Результаты, полученные в ходе нашего исследования, позволяют заключить, что ответная реакция проростков С. sativus и F. esculentum на обработку исследованными соединениями схожа с ответной реакцией растений на обработку их ретардантнымн регуляторами роста, механизм действия которых основан на регулировании активности ферментов биосинтеза гиббереллинов. Например, циклогексановые Р,Р '-трикетоны подавляют активность гиббереллин-Зр-диоксигеназы (ЕС 1.14.11.15), что приводит к остановке биосинтеза на стадии Зр-гидроксилирования неактивного гиббереллина ГА2о в биоактивный ГАь Возможно, циклопентановые fi.fl '-трикетоны также влияют на активность гиббереллин-Зр-диоксигеназы.

В экспериментах in silico было изучено взаимодействие ряда циклопентановых Р,Р'-трикетонов с активным центром гиббереллин-Зр-диоксигеназы. Известный низкомолекулярный ингибитор гиббереллин-Зр-диоксигеназы 2-(Р-гидрокси-Г-циклопропилметилиден)-5-этоксикарбонилциклогексан-1,3-дион 29 использовался в качестве соединения сравнения.

О-Н

Теоретические

модели

пространственных структур природных

и синтетических циклопентановых

РФ -трикетонов построены с помощью пакета программ МОЕ 2007.09.

Теоретическая модель пространственной структуры гиббереллин-3 ß-диоксигеназы (ЕС 1.14.11.15) была построена методом сравнительного моделирования с помощью сервера SWISS-MODEL (http://swissmodel. expasy.org/). Первичная последовательность фермента гиббереллин-3 ß-диоксигеназы получена из базы данных Expasy Swiss-Prot/Trembl (http://cn.expasy.org/sprot/). В качестве прототипа использовали кристаллическую структуру антоцианидсинтазы (код PDB 1GP4). Выравнивание аминокислотных последовательностей показало, что степень идентичности аминокислотных последовательностей прототипа и гиббереллин-3 ß-диоксигеназы составляет 31%.

Согласно построенной модели, фермент содержит 27.1% а-спирадей, 22.3% ß-структур и 49.6% неупорядоченной структуры. Активный центр фермента образован остатком Arg 299 и сайтами связывания фермента с ионами металлов (железа) - His 232, Asp 234 и His 289 (рис. 3).

Рис. 3. Пространственная структура гиббереллин-313-

диоксигеназы (ЕС 1.14.11.15) с указанием активного центра. Элементы вторичной структуры приведены в виде ленточной диаграммы.

Методом молекулярного докинга с помощью пакета программ МОЕ была построена теоретическая модель комплекса гиббереллин-3(3-диоксигеназы с 2-( 1' -гидрокси-1 '-циклопропилметюшден)-5-этоксикарбонилциклогексан-1,3-дионом 29. Согласно расчетам, образование комплекса соединения 29 с гиббереллин-3|3-диоксигеназой происходит в области активного центра: ингибитор располагается вблизи аминокислотных остатков His 232 и Asp 234, которые участвуют в связывании фермента с ионами железа (рис. 4).

Также были предсказаны возможные сайты связывания исследованных соединений с ферментом. В таблице 3 приведены некоторые характеристики

наиболее выгодных комплексов соединений 1-3, 20 и 24 с ферментом гиббереллин-3 р-диоксигеназой.

Таблица 3.

Характеристики комплексов циклопентановых ДД '-трикетонов с ферментом гиббереллин-3(3-диоксигеназой

Вещество Места контактов с аминокислотными остатками Локализация водородных связей

1 Туг 217, Leu 229, Ala 303, Val 302, Gin 213, Phe 304, Leu 305, Asji 215, Leu 241. His 232, Ser 235, Thr 233, Thr 239. Asp 234 Gin 213

His 289, Leu 229, Trp 138, Arg 128, Gin 213, Asp 234, Asn 271, Leu 241, Asn 215, His 232, Ala 303 Arg 128. Gin 213

2 Val 302, Ala 303, Phe 304, His 232, Gin 213, Leu 305, Leu 241, Leu 249, Thr 239, Asp 234, Trp 236. Ser 235 Ser 235

3 Thr 239, Leu 305, Thr 236, Phe 304, Ser 235, Thr 233, Asp 234, His 232 Ser 235

20 Gin 213. Leu 305, Asp 234, Phe 304, His 232, Thr 236, Thr 233, Ser 235, Phe 345 Ser 235. Phe 304

24 Phe 345, Phe 304, Ser 235, Thr 236, Asp 234, Leu 305, Gin 213, His 232, Trp 138 Ser 235

На рис. 4 показана суперпозиция комплексов ингибитора 29 и трикетона 24 с активным центром гиббереллин-3|3-циоксигеназы: видно, что сайты связывания трикетона и ингибитора перекрываются.

Рис. 4. (А) Комплекс ингибитора 29 с активным центром фермента гиббереллин-ЗР-диоксигеназы. (Б) Суперпозиция сайтов связывания ингибитора 29 и трикетона 24 с активным центром гиббереллин-Зр-диоксигеназы.

С помощью программы Аийс1оск 4 были рассчитаны величины свободной энергии связывания (энергии Гиббса, АО) трикетонов 20, 24 и ингибитора 29 с

активным центром фермента при образовании комплексов и константы ингибирования фермента (табл. 4.).

Таблица 4.

Некоторые характеристики комплексов гиббереллин-ЗР-диоксигеназы с циклопентановыми /?,/? '-трикетонами

Соединение АС, ккал/моль Константа ингибирования Кь цМ

20 -5.05 199.20

24 -6.91 8.60

29 -6.71 12.15

Свободные энергии связывания комплекса трикетона 24, вызьшающего значительное ингибирование роста корня проростков С. яз/ш« и Г. евсикшит, с активным центром гиббереллин-ЗР-диоксигеназы и комплекса соединения 29 с этим же ферментом очень близки по величине. Также для соединений 29 и 24 были получены сопоставимые значения констант ингибирования активности фермента. В то же время, комплекс трикетона 20, обладающего слабым рострегулирующим действием, с активным центром фермента характеризуется существенно более низкой энергией связывания по сравнению с комплексом соединения 29, а величина константы ингибирования активности гиббереллин-3(3-диохсигеназы трикетоном 20 отличается от таковой для ингибитора 29 на два порядка.

Таким образом, одним из возможных механизмов, объясняющих влияние циклопентановых Д/? '-трикетонов на рост и биохимические процессы в корнях проростков Ра^оругипг еяси1епШт, является, по-видимому, взаимодействие трикетонов с активным центром фермента гиббереллин-Зр-диоксигеназы (ЕС 1.14.11.15), принимающей участие в биосинтезе фитогормонов гиббереллинов.

6. Влияние циклопентановых /?,/? '-трикетонов на рост и продуктивность Fagopyrum еясикшит в условиях открытого грунта

Вещества, обладающие ретардантным механизмом действия на растения (обусловленным их влиянием на биосинтез гиббереллинов), представляют несомненную практическую ценность благодаря тому, что, уменьшая рост растений в высоту, вызывают утолщение стебля, увеличение количества листьев и соцветий и, тем самым, обеспечивает увеличение продуктивности сельскохозяйственных культур

18

и облегчение механизированной уборки урожая. При этом лабораторное изучение регуляторов роста растений непременно должно переходить в полевые испытания, поскольку почвенные и климатические условия существенно сказываются на степени воздействия химических соединений на рост и развитие растений.

В 2006 году были проведены полевые опыты по изучению влияния циклопентановых ДД '-трикетонов 3 и 25 в концентрации 1 мкг/мл в зависимости от способа обработки (предпосевная обработка семян и опрыскивание растений в фазу появления всходов) на рост и продуктивность Fagopyrum ехсикпШт в условиях открытого грунта (табл. 5.).

Урожайность сельскохозяйственных культур является интегральным показателем эффективности применяемых регуляторов роста растений и зависит от морфологического развития растений и протекания физиологических процессов.

Под влиянием трикетонов 3 и 25 происходило уменьшение высоты растений, вне зависимости от способа обработки посевов. Толщина первого междоузлия оставалась неизменной, в то же время его высота варьировала от 3.5 до 5.7 см над уровнем почвы.

Таблица 5.

Влияние циклопентановых ДД '-трикетонов на урожайность Fagopyrum езсикпШт в условиях открытого грунта

Вещество Способ обработки Высота растений, см Соцветия с плодами, шт. Урожайно сть, ц/га Прибавка урожайности

ц/га %

контроль 10230 16.70 14.7 - -

3 Обработка семян 93.40 20.10 15.7 1.0 6.8

Опрыскивание ВСХОДОВ 97.70 25.90 15.9 1.2 8.2

25 Обработка семян 100.30 24.50 15.8 1.1 7.5

Опрыскивание всходов 100.90 28.80 16.4 1.7 11.6

НСР05 1.5

Число узлов на растении при опрыскивании всходов исследованными соединениями было несколько выше, чем в контроле, тем не менее, число боковых ветвей не увеличивалось. Количество соцветий на одном растении (как с плодами, так и без плодов) при обработке Р. евсикпшт трикетонами 3 и 25 значительно

увеличивалось, при этом опрыскивание всходов приводило к большему увеличению количества соцветий, чем предпосевная подготовка семян.

Под влиянием трикетонов 3 и 25 происходило значительное увеличение листовой поверхности во всех фазах развития растений. Особо следует отметить, что при созревании плодов ассимиляционная поверхность при опрыскивании растений растворами соединений 3 и 25 оставалась достаточной для увеличения продуктивности К езыйепШт.

Таким образом, при обработке семян и всходов Fagopyrum езспкмит циклопентановыми ДД -трикетонами 3 и 25 в концентрации 1 мкг/мл происходит уменьшение высоты растений, увеличение листовой поверхности и, как следствие, усиление фотосинтетической активности растений, что приводит к увеличению количества плодоносящих соцветий и, в итоге, увеличению урожайности сельскохозяйственной культуры.

В настоящее время известны три группы соединений с ретардантными свойствами: «ониевые», Н-гетероциклические и циклогексановые ДД'-трикетоны (циклогексантрионы). Результаты проведенных лабораторных и полевых исследований свидетельствуют о том, что циклопентановые ДД '-трикетоны обладают ретардантным механизмом действия на растения и являются новым классом регуляторов роста растений.

ВЫВОДЫ

1. Природные циклопентеновые Д/5 '-трикетоны и их синтетические аналоги обладают обратимым рострегулирующим действием дозозависимого характера на проростки Сисиггш эМтм и Fagopyrum езсикпХнт. Структура циклопентановых ДД '-трикетонов оказывает существенное влияние на их рострегулирующую активность.

2. Под действием циклопентановых р,р '-трикетонов в меристематических клетках корня проростков С. Шпия происходит активация белоксинтетического аппарата, в то же время отмечается развитие литических процессов в клетках. Степень проявления автофагии зависит от структурных особенностей соединений.

3. Циклопентановые ДД'-трикетоны оказывают существенное влияние на содержание свободных аминокислот (транспортных аминокислот, аминокислот

орнитинового, щпрапгого циклов и дпдашатного биосинтетического пути) в корнях проростков F. esculentum.

4. Одним из механизмов действия циклопентановых ß,ß -трнкстонов на рост и физиологические процессы в корнях проростков С. sativus и F. esculentum может быть, по-видимому, их взаимодействие с активным центром фермента гиббереллин-Зр-диоксигеназы и, тем самым, влияние на биосинтез гиббереллинов.

5. При обработке семян и всходов Л esculentum водными растворами 2-ацетилциклопент-4-ен-1,3-диона и 2-ацетил-Заа,5,6-триметил-2,3,За,4,7,7аа-гекса-гидро-1Н-инден-1,3-диона в концентрации 1 мкг/мл происходит изменение морфометрических и фотосинтетических показателей растений, что приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственной культуры.

Основные публикации по теме диссертации

1. Реунов A.B., Лапшина JI.A., Демина Е.А., Шестак О.П., Анисимов М.М., Новиков B.JI. Влияние циклопентановых ß,ß -грикетоноп на ультраструктуру меристематических клеток корневого чехлика проростков Cucumis sativus L. // Цитология. 2008. Т. 50, №2. С. 147-153.

2. Демина Е.А., Шестак О.П., Новиков B.JL, Анисимов М.М. Рострегулирующее действие природных и синтетических 2-ацилциклопент-4-ен-1,3-дионов и их производных на проростки Fagopyrum esculentum И Химия растит, сырья. 2008. №3. С. 107-110.

3. Демина Е.А., Шестак О.П., Лобанова Е.В., Лапшина Л.А., Реунов A.B., Анисимов М.М., Новиков В.Л. Рострегулирующее действие моно- и полициклических пятичленных ß,ß '-трикетонов - аналогов уникатьной группы вторичных метаболитов высших растений - на проростки Cucumis sativus L. и Fagopyrum esculentum Moench. // В кн.: Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы II Всерос. конф. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2005. С. 316-321.

4. Демина Е.А., Анисимов М.М., Новиков В.Л., Шестак О.П., Реунов A.B., Лапшина Л.А. Фитостатическое действие трициклического циклопентанового ß,ß -трикетопа на проростки Cucumis sativus L. и Fagopyrum esculentum Moench.

// В кн.: IX Дальневост. молодежи, школа-конф. по актуальным проблемам химии и биологии: тез. докл.Владивосток: ДВО РАН, 2005. С. 20.

5. Демина Е.А., Федорова В.Я., Шестак О.П., Новиков B.JI, Аниеимов М.М. Трициклические циклопентановые ß,ß -трикетоиы - обратимые ингибиторы роста проростков сельскохозяйственных культур // В кн.: Химия и технология растительных веществ: тез. докл. IV Всерос. конф. Сыктывкар, 2006. С. 243.

6. Демина Е.А. Особенности аминокислотного обмена у проростков Fagopyrum esculentum под действием трициклического циклопентанового ß,ß '-трикетона // В кн.: X Международн. молодежи, школа-конф. по актуальным проблемам химии и биологии: тез. докл. Владивосток: ДВО РАН, 2006. С. 14.

7. Реунов A.B., Лапишна JI.A., Демина Е.А., Шестак О.П., Новиков B.JL, Аниеимов М.М. Влияние циклопентановых ß,ß '-трикетонов на ультраструктуру меристематических клеток корневого чехлика проростков огурца // В кн.: Биология -наука XXI века: 11-я Пущинская международн. ппсола-конф. молодых ученых. Сб. тез. Пущино, 2007. С. 138.

8. Демина Е.А. Биологическая активность природных и синтетических циклопентановыхß,ß'-трикетонов //В кн.: XI Международн. молодежн. школа-конф. по актуальным проблемам химии и биологии: тез. докл. Владивосток: ДВО РАН, 2007. С. 43.

9. Démina Е.А., Shestak O.P., Novikov V.L., Anisimov М.М. Effects of natural and synthetic 2-acylcyclopent-4-ene-l,3-diones and their derivatives on the root growth of Fagopyrum esculentum seedlings // In: 1st Far-Eastern Intern. Symp. on Life Sciences: abstracts. Vladivostok, 2008. P. 21.

Соискатель

Демина E.A.

? ?

~ ¿- L

Демина Екатерина Александровна

Циклопснтановые Д/?'-трикетоны как новый класс регуляторов роста растении

Автореферат

Подписано в печать 14.11.2008 г. Формат 60x90/16. 1 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 103. Отпечатано в типографии издательского центра ФГУП «ТИНРО-Центр» Г. Владивосток, ул. Западная, 10

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Демина, Екатерина Александровна

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Низкомолекулярные вещества как регуляторы роста растений

1.1.1. Аллелопатия как способ взаимодействия между растениями.

1.1.2. Аллелопатическое воздействие с позиции учения о стрессе.

1.1.3. Физиологические процессы растений, наиболее чувствительные к аллелопатическому действию.

1.1.3.1. Прорастание семян.

1.1.3.2. Рост корня и его функциональная активность.

1.1.4. Тестирование в аллелопатии.

1.1.5. Регуляторы роста растений как средство повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

1.2. Циклопентановые ДД'-трикетоны.

1.2.1. Нахождение циклопентеновых ДД '-трикетонов в природе и их биогенез.

1.2.2. Химическая структура циклопентановых [3,(3 '-трикетонов и особенности ее влияния на биологические свойства.

1.2.3. Синтетические циклопентановые ДД'-трикетоны.

1.2.4. Биологическая активность природных и синтетических циклопентановых ДД '-трикетонов и их производных.

Глава 2. Материалы и методы.

2.1. Циклопентановые ДД'-трикетоны.

2.2. Растительный материал.

2.3. Определение воспроизводимости данных по всхожести семян Fagopyrum esculentum Moench. и длине корня проростков.

2.4. Определение рострегулирующей активности.

2.5. Электронно-микроскопическое исследование ультраструктуры меристематических клеток корневого чехлика проростков Cucumis sativus L.

2.6. Определение содержания свободных аминокислот в корнях проростков Fagopyrum esculentum Moench.

2.7. Определение содержания общего растворимого белка в проростках Fagopyrum esculentum Moench.

2.8. Компьютерное моделирование пространственной структуры циклопентановых ДД -трикетонов и их комплексов с потенциальным белком-мишенью.

2.9. Исследование влияния циклопентановых ДД '-трикетонов на рост и продуктивность гречихи в условиях открытого грунта.

2.10. Статистическая обработка результатов.

Глава 3. Результаты и обсуждение полученных данных.

3.1. Рострегулирующая активность циклопентановых ДД-трикетонов и их производных.

3.1.1. Характеристика моделей для изучения рострегулирующей активности циклопентановых ДД '-трикетонов.

3.1.2. Рострегулирующая активность природных циклопентеновых ДД'-трикетонов, их производных и простейших синтетических аналогов.

3.1.3. Рострегулирующая активность ДД'-трикетонов инданового ряда

3.1.4. Рострегулирующая активность ДД'-трикетонов гидринданового ряда.

3.1.5. Соотношение побег/корень при ростовом ответе проростков Cucumis sativus и Fagopyrum esculentum на действие циклопентановых ДД'-трикетонов.

3.1.6. Обратимость действия некоторых циклопентановых ДД-трикетонов на рост проростков.

3.2. Влияние циклопентановых ДД'-трикетонов на ультраструктуру меристематических клеток корневого чехлика проростков Cucumis sativus.

3.3. Влияние циклопентановых ДД '-трикетонов на метаболизм свободных аминокислот в корнях проростков Fagopyrum esculentum.

3.3.1. Свободные аминокислоты в семенах и проростках Fagopyrum esculentum.

3.3.2. Метаболизм свободных аминокислот в корнях проростков Fagopyrum esculentum .в присутствии некоторых циклопентановых ДД '-трикетонов.

3.4. Влияние циклопентановых ДД'-трикетонов на содержание общего растворимого белка в корнях проростков Fagopyrum esculentum

3.5. Компьютерное моделирование пространственной структуры циклопентановых ДД'-трикетонов и их комплексов с потенциальным белком-мишенью.

3.5.1. Моделирование пространственной структуры циклопентановых ДД-трикетонов и теоретический расчет характеристик их липофильности.

3.5.2. Пространственные модели комплексов циклопентановых ДД'-трикетонов с белком-мишенью.

3.6. Влияние циклопентановых ДД'-трикетонов на рост и продуктивность Fagopyrum esculentum в условиях открытого грунта.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Циклопентановые β,β'-трикетоны как новый класс регуляторов роста растений"

Поиск биологически активных веществ, выяснение их физиологического действия и возможностей применения полученных веществ в различных отраслях народного хозяйства являются одной из целей биохимической науки. Вторичные метаболиты высших растений, обладающие рострегулирующим действием, представляют в этом плане несомненный интерес. Такие вещества часто бывают хорошо растворимы в воде и обладают высокой биодоступностью. Эти свойства природных рострегулирующих соединений как нельзя лучше подходят для создания на их основе препаратов для растениеводства. В то же время методы органического синтеза позволяют получать аналоги природных соединений с заданными характеристиками и устранять их нежелательные свойства.

Одними из самых малочисленных и малоизученных вторичных метаболитов высших растений являются циклопентеновые ДД '-трикетоны, выделенные из растений родов Lindera, Calythrix и Piper. Для этих веществ известно несколько видов биологического действия, в том числе противогрибковое, но их влияние на высшие растения не изучалось. Также известны многочисленные синтетические аналоги природных циклопентеновых ДуЗ '-трикетонов с различной степенью структурного сходства. Для некоторых из них была показана возможность регуляции роста растений, однако систематического исследования влияния структуры циклопентановых ДД '-трикетонов на их рострегулирующую активность, а также на физиологические и биохимические процессы растений не проводилось, отсутствуют данные и о взаимодействии циклопентановых ДД '-трикетонов с потенциальными белками-мишенями растений. Использование методов биотестирования, клеточной биологии, биохимии и компьютерного моделирования позволит определить характер влияния циклопентановых ДД '-трикетонов на процессы жизнедеятельсности высших растений и возможность разработки на их основе действенных препаратов для сельского хозяйства.

Цель исследования заключалась в изучении рострегулирующей активности и механизма действия ряда природных и синтетических циклопентановых ДД'-трикетонов и их производных в отношении проростков некоторых сельскохозяйственных культур. В рамках поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:

1. изучить рострегулирующую активность циклопентеновых Д/? '-трикетонов в отношении проростков Cucumis sativus L. и Fagopyrum esculentum Moench.; провести анализ влияния структуры трикетонов на их активность;

2. исследовать влияние трикетонов на ультраструктуру меристематических клеток корневого чехлика проростков Cucumis sativus L.;

3. изучить влияние трикетонов на состав и содержание свободных аминокислот в корнях проростков Fagopyrum esculentum Moench.;

4. провести компьютерное моделирование пространственной структуры циклопентановых ДД '-трикетонов и их комплексов с потенциальным белком-мишенью;

5. оценить в полевых опытах действие трикетонов на рост и продуктивность гречихи Fagopyrum esculentum Moench.

Научная новизна. Впервые показано влияние природного циклопентенового Д/Г-трикетона корусканона В и его метилового енольного эфира корусканона А на рост проростков высших растений. Проведено систематическое изучение влияния структуры природных и синтетических циклопентановых Д/? -трикетонов на их рострегулирующую активность. Отмечено стимулирование работы белок-синтетического аппарата меристематических клеток проростков и увеличение в корнях проростков содержания общего растворимого белка на фоне ингибирования их роста. Показано, что под действием этих соединений увеличивается содержание аминокислот, принимающих участие в защите растений от стрессовых повреждений клеток. Впервые получены теоретические модели пространственных структур комплексов циклопентановых ДД -трикетонов с ферментом гиббереллин-Зр-диоксигеназой. Показано, что изученные соединения проявляют свойства ретардантов — регуляторов роста, способствующих большей устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды и, тем самым, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур.

Практическая значимость. В полевых экспериментах показано, что обработка посевов гречихи Fagopyrum esculentum растворами некоторых циклопентановых ДД -трикетонов в концентрации 1 мкг/мл приводит к увеличению урожайности на 1.1-1.7 ц/га в зависимости от способа обработки. Эти результаты свидетельствуют о получении нового типа регуляторов роста растений и целесообразности введения их в практику возделывания гречихи в южных районах Приморского края.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на II Всероссийской конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2005), IX Дальневосточной молодежной школе-конференции по актуальным проблемам химии и биологии (МЭС ТИБОХ ДВО РАН, 2005), IV Всероссийской конференции «Химия и технология растительных веществ» (Сыктывкар, 2006), X и XI Международных молодежных школах-конференциях по актуальным проблемам химии и биологии (МЭС ТИБОХ ДВО РАН, 2006, 2007), 11-ой Международной молодежной школе-конференции «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2007) и 1-ом Международном симпозиуме по наукам о жизни (Владивосток, 2008).

Личный вклад автора. Автором самостоятельно были проведены исследования рострегулирующей активности циклопентановых ДД -трикетонов, анализ влияния структуры трикетонов на их активность, подготовлены пробообразцы для цитологических исследований, хроматографического определения содержания свободных аминокислот, полевых опытов в условиях открытого грунта, осуществлены необходимые расчеты и статистическая обработка полученных данных. Электронно-микроскопические работы выполнены д.б.н. А.В. Реуновым и к.б.н. Л.А. Лапшиной (группа фитоиммунитета ТИБОХ ДВО РАН), аминокислотный анализ проведен Л.Я. Тищенко (контрольно-аналитическая лаборатория ТИБОХ ДВО РАН), компьютерное моделирование осуществлено к.ф.-м.н. Г.Н. Лихацкой (лаборатория биоиспытаний и механизма действия БАВ ТИБОХ ДВО РАН), полевые испытания проведены в Приморском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (п. Тимирязевский, Приморский край).

Работа выполнена в Лаборатории биоиспытаний и механизма действия биологически активных веществ Тихоокеанского института биоорганической химии

ДВО РАН при финансовой поддержке грантов Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ РФ (грант НШ-1237.2003.3) и Дальневосточного отделения РАН (гранты № 06-II-CX-05-002, № 06-III-A-05-120 и № 06-III-A-05-123).

Автор выражает благодарность своим научным руководителям доктору биологических наук, профессору Михаилу Михайловичу Анисимову и доктору химических наук, старшему научному сотруднику Вячеславу Леонидовичу Новикову. Автор выражает признательность кандидату химических наук, старшему научному сотруднику Ольге Петровне Шестак, предоставившей вещества для исследований, кандидату физико-математических наук Галине Николаевне Лихацкой, выполнившей компьютерное моделирование, доктору биологических наук, профессору Анатолию Васильевичу Реунову, организовашему электронно-микроскопические исследования, ведущему инженеру контрольно-аналитической лаборатории ТИБОХ ДВО РАН Людмиле Яковлевне Тищенко за помощь в организации аминокислотного анализа и всем сотрудникам лаборатории биоиспытаний и механизма действия БАВ ТИБОХ ДВО РАН. Также автор выражает благодарность Анне Михайловне Сахно и Андрею Михайловичу Чибиряеву, без поддержки которых эта работа не состоялась бы или не была бы закончена.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Демина, Екатерина Александровна

Выводы

1. Природные циклопентеновые Д/? -трикетоны и их синтетические аналоги обладают обратимым рострегулирующим действием дозозависимого характера на проростки Cucumis sativus и Fagopyrum esculentum. Структура циклопентановых ДД'-трикетонов оказывает существенное влияние на их рострегулирующую активность.

2. Под действием циклопентановых ДД '-трикетонов в меристематических клетках корня проростков С. sativus происходит активация белоксинтетического аппарата, в то же время отмечается развитие литических процессов в клетках, степень проявления автофагии зависит от структурных особенностей соединений.

3. Циклопентановые ДД '-трикетоны оказывают существенное влияние на метаболизм свободных аминокислот (содержание транспортных аминокислот, орнитиновый и цитратный циклы, шикиматный биосинтетический путь) в корнях проростков F. esculentum.

4. Одним из механизмов действия циклопентановых трикетонов на рост и физиологические процессы в корнях проростков С. sativus и F. esculentum может быть взаимодействие трикетонов с активным центром фермента гиббереллин-3(3-диоксигеназы и, тем самым, их влияние на биосинтез гиббереллинов.

5. При обработке семян и всходов F. esculentum водными растворами 2-ацетилциклопент-4-ен-1,3-диона и 2-ацетил-Заа,5,6-триметил-2,3,За,4,7,7аа-гексагидро-1Н-инден-1,3-диона в концентрации 1 мкг/мл происходит изменение морфометрических и фотосинтетических показателей растений, что приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственной культуры.

Заключение

Таким образом, в исследовании было показано, что некоторые природные циклопентеновые ДД'-трикетоны и их синтетические аналоги обладают рострегулирующим действием на проростки Cucumis sativus и Fagopyrum esculentum. Характер действия изученных веществ зависит от их концентрации: в концентрации 0.1-1.0 мкг/мл некоторые соединения стимулировали рост корня проростков, в концентрации 10 мкг/мл и выше - существенно ингибировали. Исследованные соединения также оказывают влияние на соотношение линейных размеров проростков корень/стебель при ингибировании роста корня, в то же время при стимулировании подобный эффект не наблюдается.

Проявление ингибирующего действия исследованных соединений отмечается уже на вторые сутки прорастания семян и роста проростков. Некоторые из изученных циклопентановых ДД'-трикетонов ингибируют рост корня проростков обратимо, а степень восстановления роста зависит от степени его первоначального ингибирования.

Под действием циклопентановых ДД '-трикетонов в меристематических клетках корня проростков С. sativus происходит активация белоксинтетического аппарата, в то же время отмечается развитие литических процессов в клетках, степень проявления автофагии зависит от структурных особенностей соединений.

Изученные циклопентановые ДД '-трикетоны оказывают существенное влияние на метаболизм свободных аминокислот в корнях проростков Fagopyrum esculentum.

При ингибировании роста корня происходит накопление транспортных аминокислот, аминокислот орнитинового цикла и самого пролина, а также аланина и у-аминомасляной кислоты, которые обеспечивают устойчивость растений к стрессовым факторам. Накопление |3-аланина, лизина, треонина, глицина, серина, фосфосерина и валина может свидетельствовать о нарушении их деградации в цитратном цикле, а накопление триптофана, фенилаланина и тирозина — о влиянии трикетонов на шикиматный биосинтетический путь. Также следует отметить накопление этаноламина как возможное проявление влияния исследованных веществ на биосинтез фосфолипидов.

При стимулировании роста корня проростков F. esculentum происходит увеличение содержания глутаминовой аминокислоты и глутамина, «стрессовой» у-аминомасляной кислоты и предшественника пролина - аргинина.

Наибольшие различия в содержании свободных аминокислот при стимулировании роста корня проростков отмечаются в первые сутки прорастания семян и роста проростков, в то время как при ингибировании существенные различия в содержании свободных аминокислот наблюдались только через двое суток.

Согласно результатам компьютерного моделирования взаимодействия исследованных веществ с активным центром фермента гиббереллин-ЗР-диоксигеназы, одним из возможных механизмов, объясняющих влияние циклопентановых ДД-трикетонов на рост и биохимические процессы в корнях проростков С. sativus и F. esculentum, является, по-видимому, взаимодействие трикетонов с активным центром этого фермента, принимающего участие в биосинтезе фитогормонов гиббереллинов.

Исследования в полевых условиях показали, что при обработке семян и всходов Fagopyrum esculentum водными растворами 2-ацетилциклопент-4-ен-1,3-диона и 2-ацетил-Заа,5,6-триметил-2,3,За,4,7,7аа-гексагидро-1Н-инден-1,3-диона в концентрации 1 мкг/мл происходит уменьшение высоты растений, увеличение листовой поверхности и, как следствие, усиление фотосинтетической активности растений, что приводит к увеличению количества плодоносящих соцветий и, в итоге, увеличению урожайности сельскохозяйственной культуры.

Поскольку биологическая роль природных циклопентеновых ДД -трикетонов в растениях-продуцентах до сих пор остается невыясненной, на основе проведенных экспериментов можно предположить, что эти соединения могут участвовать в аллелопатическом воздействии растений родов Calythrix, Lindera и Piper на окружающие их другие растения.

В настоящее время известны три группы соединений с ретардантными свойствами: «ониевые», N-гетероциклические и циклогексановые ДД-трикетоны (цикл ore ксантрионы). Результаты проведенных лабораторных и полевых исследований свидетельствуют о том, что изученные циклопентановые ДД'-трикетоны также обладают ретардантным механизмом действия на растения и являются новым классом регуляторов роста растений.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Демина, Екатерина Александровна, Владивосток

1. Абдрахимова Й.Р., Абдрахимов Ф.А., Хохлова Л.П. Влияние оризалина на ультраструктурную организацию и дыхание корней разных сортов озимой пшеницы на фоне холодового закаливания. // Физиол. раст. 2006. Т. 53, № 2. С. 196206.

2. Аверина Н.Г. Механизмы регуляции и внутрипластидная локализация биосинтеза хлорофилла // Биол. мембраны. 1998. Т. 15. С. 504-516.

3. Азаркович М.И., Соболев A.M. Глутамин и аспарагин как источник азота для накопления запасных белков в изолированном эндосперме клещевины // Физиол. раст. 1990. Т. 37, № 1. С. 109-115.

4. Алехина Н.Д., Ширшова Е.Д. Синтез аланина в корнях проростков кукурузы при пониженной температуре // Физиол. раст. 1985. Т. 32, № 4. С. 702.

5. Анисимов М.М., Логачев В.В., Лихацкая Г.Н., Маханьков В.В., Уварова Н.И. Влияние экстрактивных веществ и суммарной гликозидной фракции Panax ginseng С. A. Meyer на рост корня проростков Cucumis sativus L. // Изв. АН. Сер. биол. 2003. Вып. 3. С. 364-368.

6. Блехман Г.И., Шеламова Н.П. Синтез и распад макромолекул в условиях стресса // Успехи совр. биол. 1992. Т. 112, №2. С. 281.

7. Божков А.И., Мензянова Н.Г., Леонтович В.П. Липидный состав и антибактериальная активность корневых экзометаболитов проростков пшеницы // Физиол. раст. 1996. Т. 43. С. 920-925.

8. Будыкина Н.П., Дроздов С.Н., Курец В.К., Тимейко Л.В., Гафуров Р.Г. Действие этихола и беизихола на растения томата при изменении температурных условий выращивания // Агрохимия. 2005. №4. С. 32-36.

9. Высоцкая Л.Б. Механизмы координации ростового ответа проростков пшеницы при нарушении соотношения побег/корень // Физиол. раст. 2005. Т. 52, №5. С. 763-768.

10. Гребенщикова Л. А., Котовщикова М. А., Фёдорова 3. Д. // В кн.: Циклические Р-дикетоны. Рига. 1961. С. 365-372.

11. Давидянц Э.С., Нешина Л.П., Нешин И.В. Влияние тритерпеновых гликозидов Silphium perfoliatum L. на рост проростков гороха и пшеницы // Раст. ресурсы. 2001. Т. 37, Вып. 3. С. 93-96.

12. Давидянц Э.С. Рострегулирующая активность тритерпеновых гликозидов Silphium perfoliatum (Asteraceae) // Раст. ресурсы. 2006. Т. 42, Вып.1. С. 127-136.

13. Данилова М.Ф., Бармичева Е.М. Корневой чехлик. // В кн.: Атлас ультраструктуры растительных тканей. Петрозаводск: Карелия, 1980. С. 331-346.

14. Джонс Р.Л., Стоддарт Дж.Л. Гиббереллины и прорастание семян // В кн.: Физиология и биохимия покоя и прорастания семян / Под ред. Канна А.А. М.: Колос, 1982. С. 99-132.

15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Колос, 1985. 351 с.

16. Дроздов С.П., Курец В.К. Некоторые аспекты экологической физиологии растений. Петрозаводск: ПетрГУ, 2003. 172 с.

17. Егорова Л. В. // В кн. Циклические Р-дикетоны. Рига, 1961. С. 349-357.

18. Елькина Е.А., Шубаков А.А., Оводов Ю.С. Влияние растительных полисахаридов на скорость прорастания семян Lycopersicon esculentum М. и Cucumis satuvus L. // Химия раст. сырья. 2002. №2. С. 105-109.

19. Землянухин А.А., Иванов Б.Ф. Биохимия гипоксического метаболизма растений. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1988. 192 с.

20. Иванов В.Б. Клеточные основы роста растений. М.: Наука, 1974. 223 с.

21. Иванов В.Б. Пролиферация клеток в растениях. Итоги науки и техники. Сер. Цитология. М.: ВИНИТИ, 1987. Т. 5. 220 с.

22. Иванов В.Б., Быстрова Е.И., Серегин И.В. Сравнение влияния тяжелых металлов на рост корня в связи с проблемой специфичности и избирательности их действия // Физиол. раст. 2003. Т. 50. С. 445-454.

23. Иванов В.П. Растительные выделения и их значение в жизни фитоценозов. М.: Наука, 1973.295 с.

24. Каракотов С.Д., Шапилова В.В., Чимишкян A.JL, Козенашева Л.Я. Методы синтеза, антикоагулянтная активность и токсичность 2-ацилзамещенных производных индан-1,3-диона // Изв. высш. учебн. завед.: Химия и химич. технол. 2004. Т. 47, № 8. С. 3-9.

25. Карцев В.Г., Остроумов С.А., Павлова И.А. Использование проростков Cucumis sativus и других растений для биотестирования // В кн.: Аллелопатия и продуктивность растений. Сб. научн. трудов. Киев: Наукова думка, 1990. С. 124129.

26. Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. М.: Наука, 1974. 253 с.

27. Кефели В.И., Коф Э.М., Власов П.В., Кислин Е.Н. Природный ингибитор роста абсцизовая кислота. М.: Наука, 1989. 184 с.

28. Кефели В.И., Власов П.В., Прусакова Л.Д., Коф Э.М., Борисова Т.А., Аскоченская Н.А., Чижова С.И., Макарова Р.В. Природные и синтетические регуляторы онтогенеза растений. Итоги науки и техники. Сер. Физиология растений. М.: ВИНИТИ, 1990. Т. 7. 160 с.

29. Киселева Е.В., Шилов А.Г., Христолюбова Н.Б. Методы оценки основных стереологических параметров. // В кн.: Применение стереологических методов в цитологии. Новосибирск: Ин-т цитологии и генетики, 1974. С. 33-53.

30. Колосов И.И., Ухина С.Ф. О роли корневой системы в усвоении минеральных веществ растениями. // Физиол. раст. 1954. Т. 1, Вып. 1. С. 37-46.

31. Колосов И.И. Поглотительная деятельность корневых систем растений. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 388 с.

32. Кузнецов В.В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция // Физиол. раст. 1999. Т. 46, №2. С. 321-336.

33. Кулаева О.Н. Цитокинины, их структура и функция. М.: Наука, 1973. 264 с.

34. Кулаева О.Н., Чайлахян М.Х. Достижения и перспективы в исследовании фитогормонов // Агрохимия. 1984. №1. С. 106-128.

35. Кундельчук О.П., Тарасенко Л.В., Блюм Я.Б. Сравнение действия амипрофосметила на структуру клеток корня у чувствительных и устойчивых к нему линий Nicotianaplumbaginifolia II Физиол. раст. 2002. Т. 49, № 3. С. 425-430.

36. Курсанов А.Л., Кузин A.M., Мамуль Я.В. О возможности ассимиляции растениями карбонатов, поступающих с почвенным раствором // Докл. АН СССР. 1951. Т. 79, №4. С. 685-687.

37. Курсанов А.Л., Крюкова Н.Н., Вартепетян С.М. Движение по растению углекислоты, поступающей через корни // Докл. АН СССР. 1952. Т. 85, №4. С. 913916.

38. Курсанов А.Л., Туева О.Ф., Верещагин А.Г. Углеводно-фосфорный обмен и синтез аминокислот в корнях тыквы // Физиол. раст. 1954. Т. 1, №1. С. 12-20.

39. Курсанов А.Л. О физиологической роли воздушных корней у фикуса // Физиол. раст. 1955. Т. 2, Вып. 3. С. 271-276.

40. Курсанов А.Л. Корневая система растений как орган обмена веществ // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1957. №6. С. 689-705.

41. Курсанов А.Л., Кулаева О.Н. Обмен органических кислот в корнях тыквы // Физиол. раст. 1957. Т. 4, №4. С. 322-331.

42. Курсанов А.Л., Крюкова Н.Н., Пушкарева М.И. Темновая фиксация и освобождение углекислоты, поступающей в растения через корни. // Докл. АН СССР. 1958. Т. 88, №5. С. 937-940.

43. Курсанов А.Л. Транспорт ассимилятов в растении. М.: Наука, 1976. 646 с.

44. Ладыгин В.Г. Влияние корневой гипоксии и дефицита железа на фотосинтез, биохимический состав и структуру хлоропластов листьев гороха // Физиол. раст. 2004. Т. 51, №1. С. 35-48.

45. Лапшина Л.А., Шестак О.П., Реунов А.В., Новиков В.Л., Анисимов М.М. Антивирусная активность, некоторых аналогов природных циклопентеновых ДД'-трикетонов // Раст. ресурсы. 2006. Т. 42. Вып. 1. С. 107-113.

46. Лялин О.О., Ктиторова И.Н., Бармичева Е.М., Ахмедов Н.И. Межклеточные контакты подводных трихом сальвинии // Физиол. раст. 1986. Т. 33, Вып. 3. С. 432.

47. Лялин О.О. Транспортные функции корня интактного растения // Физиол. раст. 1993. Т. 40, Вып. 5. С. 811-820.

48. Макарова Л.Е., Боровский Г.Б., Булатова A.M., Соколова М.Г., Воронков М.Г., Мирскова А.Н. Влияние производных триэтаноламина на рост корнейпроростков однодольных и двудольных растений // Агрохимия. 2006. №10. С. 41-45.

49. Месенко М.М., Иванов В.Б. Влияние стимулятора и ингибиторов Н+-АТФазы на рост клеток в корнях кукурузы // Физиол. раст. 2005. Т. 52, №4. С. 558-565.

50. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур / Госагропром СССР, Гос. комиссия по сортоиспытанию с.-х. растений. Вып. 2. М., 1989. 194 с.

51. Новиков В.Л., Шестак О.П., Камерницкий А.Б., Еляков Г.Б. Взаимодействие 2-ацетил-4-метилциклопентен-4-диона-1,3 с диазометаном // Изв. АН СССР., Сер. хим. 1981. Вып. 1. С. 236-239.

52. Новиков В.Л., Шестак О.П., Стехова С.И. Патент РФ 1549017(1993) //Бюл. изобр. 1996. Вып. 21. С. 24.

53. Новиков В.Л., Шестак О.П., Логачев В.В., Анисимов М.М. Влияние некоторых синтетических аналогов природных (циклопентеновых) Д/? '-трикетонов на рост корня проростков (на примере Cucumis sativus L.) // Раст. ресурсы. 2003. Т. 39, Вып. 4. С. 87-94.

54. Обручева Н.В., Зембднер Г., Дате В. Эндогенная абсцизовая кислота в прорастающих семенах гороха // Докл. АН СССР. 1985. Т. 280, №1. С. 254-256.

55. Обручева Н.В., Антипова О.В. Физиология инициации прорастания семян. // Физиол. раст. 1997. Т. 44, №2. С. 287-302.

56. Огородникова С.Ю. Влияние фосфорорганических ксенобиотиков метилфосфонатов на жизнедеятельность растений. Дисс. . канд. биол. наук. Сыктывкар, 2004. 112 с.

57. Пахомова В.М., Пахомов Д.В. Мембранный потенциал и физиологическое состояние клеток корней пшеницы при повреждающем действии // Физиол. биохим. культ, раст. 1991. Т. 23, №2. С. 145-151.

58. Пахомова В.М. Основные положения современной теории стресса и неспецифический адаптационный синдром у растений // Цитология. 1995. Т. 37, Вып. 1/2. С. 66.

59. Пахомова B.M., Чернов И.Л. Некоторые особенности индуктивной фазы неспецифического адаптационного синдрома // Изв. АН. Сер. биол. 1996. №6. С. 705-715.

60. Платонова Т.А., Евсюнина А.С., Кораблева Н.П. Влияние амбиола на ультраструктуру митохондрий в клетках апексов клубней исходных и трансгенных растений картофеля // Приют, биохим. микробиол. 2004. Т. 40, №4. С. 488-496.

61. Попова Т.Н., Хожаинова Г.Н., Эрдели Г.С., Шиллинг Г. Влияние дихлоризобутирата на метаболизм аминокислот в гипокотилях амаранта // Физиол. раст. 1996. Т. 43, № 4. С. 561-566.

62. Приступа Н.А., Курсанов A.JI. Нисходящий ток ассимилятов и его связь с поглощающей деятельностью корня // Физиол. раст. 1957. Т. 4, №5. С. 417-424.

63. Пухальская Н.В. Антропогенные стрессы в экологии (причины и механизмы). М.: Бизнес-центр «Агроконсалт», 1998. 106 с.

64. Реджиани Р., Бертани А. Анаэробный обмен аминокислот // Физиол. раст. 2003. Т. 50, №6. С. 821-824.

65. Рейнбольд А. М. Регуляторы роста растений с ретардантными свойствами. // Агрохимия. 1986. №5. С. 116-133.

66. Рене Р.А. Физиологическая реакция корней проростков кукурузы на действие хлорхолинхлорида. Дисс. . канд. биол. наук. Киев, 1985. 142 с.

67. Реунов А.В. Вирусный патогенез и защитные механизмы растений. Владивосток: Дальнаука, 1999. 175 с.

68. Рубин Б.А., Германова В.Ф. Влияние корневых систем на формирование фотосинтетического аппарата // Докл. АН СССР. 1956. Т. 107, №5. С. 757-760.

69. Рубин Б.А., Германова-Гавриленко В.Ф. Содержание порфиринов в корнях в связи с их способностью к зеленению // Докл. АН СССР. 1960. Т. 135, №2. С. 478481.

70. Рубинов Д.Б. Синтез и гербицидная (фунгицидная) активность производных 2-ацилциклогексан-1,3-диона. Автореф. дисс. .канд.хим.наук. Минск, 1988. 21 с.

71. Рубинов Д.Б., Рубинова И.Л., Ахрем А. А. 2-Ацилциклоалкан-1,3-дионы: нахождение в природе, биологическая активность, биогенез, химический синтез // Химия природ, соедин. 1995. №5. С. 635-663.

72. Сабинин Д.А. Минеральное питание растений. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940. 307 с.

73. Соболь М.А. Роль ядрышка в реакциях растительных клеток на действие физических факторов окружающей среды // Цитология и генетика. 2001. Т. 3, №1. С. 72-84.

74. Соловьева Н.А., Сидельникова Л.И., Шапошникова Г.Л., Евстигнеева З.Г., Шатилов В.Р. Активность ферментов азотного и углеродного метаболизма при прорастании семян пшеницы // Прикл. биохим. микробиол. 1998. Т. 34, № 2. С. 189192.

75. Справочник растениевода / Сост. и ответств. ред. Чайка А.К. Владивосток: Дальневост. ки. изд-во, 1975. 302 с.

76. Стойнова Е.Д., Лилов Д.Ц. Ультраструктурные наблюдения над клетками корневой меристемы контрольных и обработанных хлорхолинхлоридом черенков винограда // В кн.: Стимуляторы и ингибиторы ростовых процессов у растений. М.: Наука. 1988. С. 36-41.

77. Сун С.К., Леи Е.Б., Тян К.Р. Метаболизм пролина и перекрестная устойчивость к засолению и тепловому стрессу у прорастающих семян пшеницы // Физиол. раст. 2005. Т. 52, № 6. С. 897-904.

78. Сытник К.М. Рост и взаимодействие органов растений. Автореф. дисс. . докт. биол. наук. Киев, 1965. 29 с.

79. Тарчевский И.А. Катаболизм и стресс у растений // В кн.: 52-ое Тимирязевское чтение. М.: Наука, 1993. 80 с.

80. Тимейко JI.B., Дроздов С.Н., Будыкина Н.П., Гафуров Р.Г. Влияние этихола на терморезистентность и продуктивность огурца в весенних пленочных теплицах в Карелии // Агрохимия. 2005. №7. С. 36-42.

81. Усманов И.Ю., Рахманкулова З.Ф., Кулагин А.Ю. Экологическая физиология растений. М.: Логос, 2001. 224 с.

82. Хавкин Э.Е. Возрастные изменения свободных аминокислот и накопление у-аминомасляной кислоты в листьях бобовых растений // Физиол. раст. 1964. Т. 11, № 5. С. 862-866.

83. Шевякова Н.И. Метаболизм и физиологическая роль пролина в растениях при водном и солевом стрессе // Физиол. раст. 1983. Т. 30, № 4. С. 768-783.

84. Шестак О.П., Новиков В.Л., Стехова С.И. Синтез и противомикробная активность гидриндановых 2-ацетил-1,3-дионов // Хим.-фарм. журн. 1998. Т. 32, №17. С. 21-23.

85. Шестак О.П., Новиков В.Л., Стехова С.И., Горшкова И.А. Синтез и биологическая активность некоторых 2-ацетилциклопент-4-ен-1,3-дионов // Хим.-фарм. журн. 1999а. Т. 33, № 1. С. 18-21.

86. Шестак О.П., Новиков В.Л., Прокофьева Н.Г., Чайкина Е.Л. Синтез и цитотоксическая активность 2-ацетилциклопент-4-ен-1,3-дионов и их производных // Хим.-фарм. жури. 19996. Т. 33, № 12. С. 5-8.

87. Эрдели Г.С., Хожаинова Г.И., Шиллинг Г. Изобутираты новый класс ретардантов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992. 160 с.

88. Гродзшський A.M. Основи х1м1чноТ взаемод\' рослин. Кшв: Наук. Думка, 1973. 205 с.

89. Пузш В.К. Видова та сортова специф1чшсть кореневих видшень юпбних злак1в за вмютом вггамнив групи В та шозиту // Физиол. и биохим. культ.раст. 2002. Т. 37. С. 332-337.

90. Aoyama Y., Konoike Т., Kanda A., Naya N., Nakajima M. Total synthesis of human chimase inhibitor methyllinderone and structure activity relationships of its derivatives // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001. V. 11. P. 1695-1697.

91. Abenavoli M.R., Sorgona A., Sidari M., Badiani M., Fuggi A. Coumarin inhibits the growth of carrot (Daucus carota L. cv. Saint Valery) cells in suspension culture // J. Plant Physiol. 2003. V. 160, No. 3. P. 227-323.

92. Ali M.S., Ibrahim S.A., Ahmed S., Lobkovsky E. A new germacranolide and a new ceramide from Salvia nubicola (Lamiaceae) // J. Chem. Sci. Sec. B. 2007. V. 62, No. 10. P. 1333-1338.

93. Arnold K., Bordoli L., Kopp J., Schwede T. The SWISS-MODEL Workspace: A web-based environment for protein structure homology modeling // Bioinformatics. 2006. V. 22. P. 195-201.

94. Aufhammer W. Pseudo-getreidearten Buchweizen. Reismelde und Amarant. Stuttgart: Verlag Eugen Ulmer, 2000. 180 p.

95. Babu K.S., Li X.-C., Jacob M.R., Zhang Q., Khan S.I., Ferreira D., Clark A.M. Synthesis, antifungal activity and structure-activity relationships of coruscanone A analogues // J. Med. Chem. 2006. V. 49, No. 26. P. 7877-7886.

96. Baker D., Sali A. Protein structure prediction and structural genomics // Science. 2001. V. 294. P. 93-96.

97. Batish D.R., Singh H.P., Kohli R.K., Kaur S., Saxena D.B., Yadav S. Assessment of phytotoxicity of parthenin // J. Chem. Sci. Sec. B. 2007. V. 62, No. 5-6. P. 367-372.

98. Baziramakenga R., Simard R.R., Leroux G.D. Effects of benzoic and cinnamic acids on growth, mineral composition and chlorophyll content of soybean // J. Chem. Ecol. 1994. V. 20, No. 11. P. 2821-2833.

99. Berman H.M., Westbrook J., Feng Z., Gilliland G., Bhat T.N., Weissig H., Shindyalov I.N., Bourne P.E. The protein data bank // Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. P. 235-242.

100. Bewley J.D., Black M. Seeds: Physiology of Development and Germination. N.Y.: Plenum Press, 1994. 445 p.

101. Bialek K., Michalczuk L., Cohen J.D. Auxin biosynthesis during seed germination in Phaseolus vulgaris II Plant Physiol. 1992. V. 100, No. 1. P. 509-517.

102. Birch A.J. P-Triketones. Part 1. The structures of angustione, dehydroangustione, calythrone, and flavaspidic acid // J. Chem. Soc. 1951. No. 11. P. 3026-3030.

103. Birch A.J., Elliot P. Studies in relation to biosynthesis. VIII. Tasmanone, dehydroangustione, and calythrone // Aust. J. Chem. 1956. V. 9, No. 1. P. 95-104.

104. Birch A. J. Biosynthesis of polyketides and related compounds // Science. 1967. V. 156, No. 772. P. 202-206.

105. Bohm P.A.F., Zanardo F.M.L., Ferrarese M.L.L., Ferrarese O. Peroxidase activity and lignification in soybean root growth-inhibition by juglone // Biol. Plant. 2006. V. 50, No. 2. P. 315-317.

106. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. 1976. V. 72, No. 1-2. P. 248-254.

107. Campbell W.N., Redinbaugh M.G. Ferric-citrare reductase activity of nitrate reductase and its role in iron assimilation by plants // J. Plant Nutr. 1984. V. 7, No. 6. P. 799-880.

108. Castelo-Branco P.A., Rubinger M.M.M., Resende J.M., Silva A.A., Ferreira-Alves D.L., Pilo-Veloso D. Synthesis and phytotoxicity evaluation of novel 6alpha,7beta-dihydroxyvouacapan-17beta-oic acid derivatives // J. Chem. Res. 2006. No. 6. P. 351353.

109. Chen P.K., Polatnick M., Leather G. Comparative study on artemisinin, 2,4-D, and glyphosate // J. Agric. Food Chem. 1991. V. 39, No. 5. P. 991-994.

110. Chon S.U., Kim Y.M. Herbicidal potential and quantification of suspected allelochemicals from four grass crop extracts // J. Agronomy Crop Sci. 2004. V. 190, No. 2. P. 145-150.

111. Christophersen C. Evolution in molecular structure and adaptive variance in metabolism // Сотр. Biochem. Physiol. Sec. B. 1991. V. 98, No. 4. P. 427-432.

112. Dakora F., Philips D. Root exudates as mediators of mineral acquisition in low-nutrient environments // Plant Soil. 2002. V. 245, No. 1. P. 35-47.

113. Dalling M.J., Bhulla H.L. Seed Physiology / Ed. D.R. Murrey. Orlando etc.: Acad. Press, 1984. V. 2. P. 163-169.

114. D'Abrosca В., Dellagreca M., Fiorentino A., Golino A., Monaco P., Zarrelli A. Isolation and characterization of new lignans from the leaves of Cestrum parqui II Nat. Prod. Res. 2006. V. 20, No. 3. P. 293-298.

115. Drew M.C. Plant injury and adaptation to oxygen deficiency in the root environment: a review // Plant Soil. 1983. V. 75, No. 2. P. 179-199.

116. Elzaawely A.A., Xuan T.D., Tawata S. Allelopathic activity and identification of allelochemicals from Rumex japonicus Houtt. // Alleloparthy J. 2005. V. 16, No. 2. P. 209-216.

117. Estabrook E.M., Yoder J.I. Plant-plant communications: rhizosphere signaling between parasitic angiosperms and their hosts // Plant Physiol. 1998. V. 116, No. 1. P. 1-7.

118. Facundo V. A., Sa A. L., Silva S. A., Morais S. M., Matos C. R. R., Braz-Filho R. Three new natural cyclopentenediones derivatives from Piper carniconnectivum II J. Braz. Chem. Soc. 2004. V. 15, No. 1. P. 140-145.

119. Fahn A., Evert R. F. Ultrastructure of the secretory ducts of Rhus glabra L. // Amer. J. Bot. 1974. V. 61, No. 1. P. 1-14.

120. Fahn A., Benayoun J. Ultrastructure of resin ducts in Pinus halepensis. Development, possible sites of resin synthesis, and mode of its elimination from the protoplast // Ann. Bot. 1976. V. 40, No. 4. P. 857-863.

121. Fiorentino A., D'Abrosca В., Izzo A., Paciflco S., Monaco P. Structural elucidation and bioactivity of novel secondary metabolites from Carex distachya II Tetrahedron. 2006. V. 62, No. 14. P. 3259-3265.

122. Fukuhara K., Shimizu K., Kubo I. Arudonine, an allelopathic steroidal glycoalkaloid from the root bark of Solarium arundo Mattei // Phytochem. 2004. V. 65, No. 9. P. 1283-1286.

123. Fujii Y., Parvez S.SH, Parvez M.M., Ohmae Y., Iida O. Screening of 239 medicinal plant species for allelopathic activity using the sandwich method // Weed Biol. Management. 2003. V. 3, No. 3. P. 233-241.

124. Gallardo M., Munoz de Rueda P., Matilla A., Sanchez-Calle I.M. The relationship between ethylene production and germination of Cicer arientum. seeds // Biol. Plant. 1994. V. 36, No. 2. P. 201-207.

125. Golisz A., Lata В., Gawronski S.W., Fujii Y. Specific and total activities of the allelochemicals identified in buckwheat // Weed Biol. Management. 2007. V. 7, No. 3. P. 164-171.

126. GuexN., Peitsch M.C. SWISS-MODEL and the Swiss-PdbViewer: an environment for comparative protein modeling // Electrophoresis. 1997. V. 18. P. 2714-2723.

127. Hachinohe M., Matsumoto H. Mechanism of selective phytotoxicity of L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-Dopa) in barnyardglass and lettuce // J. Chem. Ecol. 2007. V. 33, No. 10. P. 1919-1926.

128. Halgren T.A. MMFF94 The Merck Force Field // J. Comput. Chem. 1996. V. 17. P. 490.

129. Hartmann T. Diversity and variability of plant secondary metabolism: a mechanistic view // Entomol. Gen. Appl. 1996. V. 80, No. 1. P. 177-188.

130. Hejl A.M., Einhellig F.A., Rasmussen J.A. Effects of juglone on growth, photosynthesis, and respiration // J. Chem. Ecol. 1993. V. 19, No. 3. P. 559-568.

131. Hejl A.M., Koster K.L. The allelochemical sorgoleone inhibits root H+-ATPase and water uptake //J. Chem. Ecol. 2004. V. 30, No. 11. P. 2181-2191.

132. Hsiao Т., Xu L.R. Sensitivity of growth of roots versus leaves to water stress: biophysical analysis and relation to water transport // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, No. 350. P. 1595-1616.

133. Huey R., Morris G.M., Olson A.J., Goodsell D.S. A semiempirical free energy force field with charge-based desolvation // J. Сотр. Chem. 2007. V. 28. P. 1145-1152.

134. Jimenez Osornio F.M.V.Z.J., Kumamoto J., Wasser C. Allelopathic activity of Chenopodium ambrosioides L. //Biochem. Syst. Ecol. 1996. V. 24, No. 3. P. 195-205.

135. Jorgensen W.L., Maxwell D.S., Tirado-Rives J. Development and testing of the OPLS all-atom force field on conformational energetics and properties of organic liquids // J. Am. Chem. Soc. 1996. V. 117. P. 11225-11236.

136. Kamo Т., Hiradate S., Fujii Y. First isolation of natural cyanamide as a possible allelochemical from hairy vetch Vicia villosa II J. Chem. Ecol. 2003. V. 29, No. 2. P. 275283.

137. Kato-Noguchi H. Allelopathic potential of Pueraria thunbergiana II Biol. Plant. 2003. V. 47, No. 3.P. 471-473.

138. Kato-Noguchi H. Allelopathic substance in rice root exudates: Rediscovery of momilactone В as an allelochemical // J. Plant Physiol. 2004. V. 161, No. 3. P. 271-276.

139. Kato-Noguchi H., Tanaka Y. Effects of capsaicin on plant growth // Biol. Plant. 2003. V. 47, No. l.P. 157-159.

140. Kawa J.M., Taylor C.G., Przybylski R. Buckwheat concentrate reduces serum glucose in streptozotocin-diabetic rats // J. Agric. Food Chem. 2003. V. 51, No. 25. P. 691-698.

141. Kende H., Zeevaart J.A.D. The five «classical» plant hormones // Plant Cell. 1997. V. 9, No. 7. P. 1197-1210.

142. Kiang A. K., Lee H. H., Sim K.Y. The structure of linderone and methyl-linderone //J. Chem. Soc. 1962. No. 11. P. 4338-4345.

143. Kim S.L., Kim S.K., Park C.H. Introduction and nutritional evaluation of buckwheat sprouts as a new vegetable // Food Res. Int. 2004. V. 37, No. 4. P. 319-327.

144. Kim Y.O., Johnson J.D., Lee E.J. Phytotoxicity of Phytolacca americana leaf extracts on the growth and physiological response of Cassia mimosoides II J. Chem. Ecol. 2005. V. 31, No. 12. P. 2963-2974.

145. King R.W., Junttila O., Mander L.N., Beck E.J. Gibberellin structure and function: biological activity and competitive inhibition of gibberellin 2- and 3-oxidases // Physiol. Plant. 2004. V. 120, No. 2. P. 287-297.

146. Kobayashi K. Factors affecting phytotoxic activity of allelochemicals in soil // Weed Biol. Management. 2004. V. 4, No.l. P. 1-7.

147. Kong C.H., Wang P., Xu X.H. Allelopathic interference of Ambrosia trifida with wheat (Triticum aestivum) // Agric. Ecosystem Environment. 2007. V. 119, No. 3-4. P. 416-420.

148. Macias F.A., Simonet A.M., Esteban M.D. Potential allelopathic lupine triterpenes from bioactive fraction of Melilotus messasensis 11 Phytochem. 1994. V. 36, No. 6. P. 1369-1379.

149. Macias F.A., Castellano D., Molinillo J.M.G. Search for a standard phytotoxic bioassay for allelochemicals. Selection of standard target species // J. Agric. Food Chem. 2000. V. 48, No. 6. P. 2512-2521.

150. Macias F.A., Marin D., Oliveros-Bastidas A., Chinchilla D., Simonet A.M., Molinillo J.M.G. Isolation and synthesis of allelochemicals from Gramineae: Benzoxazinones and related compounds // J. Agricul. Food Chem. 2006a. V. 54, No. 4. P. 991-1000.

151. Marti-Renom M.A., Stuart A.C., Fiser A., Sanchez R., Melo F., Sali A. Comparative protein structure modeling of genes and genomes // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2000. V. 29. P. 291-325.

152. Mazza G. Lipid content and fatty acids composition of buckwheat seed // Cereal Chem. 1988. V. 65. P. 122-126.

153. Mazza G., Oomah B.D. Buckwheat as a food and feed // In: Speciality grains for food and feed. / Eds.: E. Abdel-Aaal, P. St.Paul. MN: Wood. AACC International, 2005. P.375-393.

154. McGovern S.L., Caselli E., Gridorieff N., Shoichet В. K. A common mechanism underlying promicuous inhibitors from virtual and high-throghput screening // J. Med. Chem. 2002. V. 45, No. 8. P. 1712-1722.

155. Menaria K.L., Kathju S., Tewari M.N. N-(2-acyl-l,3-indanedione) tryethyl ammonium iodide, a new growth promotor // Experientia. 1971. V. 27, No. 2. P. 145.

156. Molisch H. Der Einfluss der einen Pflanze auf die andere. Fischer: Jena, 1937. 2561. P

157. Morris G.M., Goodsell D.S., Huey R., Olson AJ. Distributed automated docking of flexible ligands to proteins: parallel applications of AutoDock 2.4 // J. Comput. Aided Mol. Des. 1996. V. 10. P. 293-304.

158. Murphy В., Noland T.L. Temperature effects on seed imbibition and leakage mediated by viscosity and membranes // Plant Physiol. 1982. V. 69, No. 2. P. 428-431.

159. Nakano H., Morita S., Shigemori H., Hasegawa K. Plant growth inhibitory compounds from aqueous leachate of wheat straw // Plant Growth Reg. 2006. V. 48, No. 3. P. 215-219.

160. Nandi S.K., Palni M.S., Letham D.S., Knypl J.S. The biosynthesis of cytokinins in germinating lupin seeds // J. Exp. Bot. 1988. V. 39, No. 12. P. 1649-1655.

161. Nishihara E., Parvez M.M., Araya H., Fujii Y. Germination growth response of different plant species to the allelochemical L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) // Plant Growth Reg. 2004. V. 42, No. 2. P. 181-189.

162. Ohara S., Ohira T. Plant growth regulation effects of triterpenoid saponins // J. Wood Sci. 2003. V. 49, No. 1. P. 59-64.

163. Oliff A. Farnesyltransferase inhibitors: targeting the molecular basis of cancer // Biochim. Biophys. Acta. 1999. V. 1423, No. 3. P. 19-30.

164. Pastori G.M., Foeyr C.H. Common components, networks, and pathways of cross-tolerance to stress. The central role of «redox» and abscisic acid-mediated controls // Plant Physiol. 2002. V. 129. No. 2. P. 460-468.

165. Pedretti A., Villa L., Vistoli G. VEGA: a versatile program to convert, handle and visualize molecular structure on windows-based PCs // J. Mol. Graph. 2002. V. 21. P. 4749.

166. Pedretti A., Villa L., Vistoli G. Atom-type description language: a universal language to recognize atom types implemented in the VEGA program // Theor. Chem. Acc. 2003. V. 109. P. 229-232.

167. Pedretti A., Villa L., Vistoli G. VEGA an open platform to develop chemo-bio-informatics applications, using plug-in architecture and script programming // J. Comput. Aid. Mol. Des. 2004. V. 18. P. 167-173.

168. Peitsch M.C. Protein modeling by E-mail // Bio.Technology. 1995. V. 13. P. 658660.

169. Prithiviraj В., Perry L.G., Badri D.V., Vivanco J.M. Chemical facilitation and induced pathogen resistance mediated by a root-secreted phytotoxin // New Phytologist. 2007. V. 173, No. 4. P. 852-860.

170. Pushnik J.C., Miller C.W., Manwaring J.H. The role of iron in higher plant chlorophyll biosynthesis, maintenance and chloroplast biogenesis // J. Plant Nutr. 1984. V. 7, No. 4. P. 733-758.

171. Qasem J.R., Hill T.A. On difficulties with alleloparthy methodology // Weed Res. 1989. V. 29, No. 5. P. 345-347.

172. Quayyum H.A.,Mallik A.U., Leach D.M., Gottardo C. Growth inhibitory effects of nutgrass {Cyperus rotundus) on rice (Oryza sativa) seedlings // J. Chem. Ecol. 2000. V. 26, No. 9. P. 2221-2231.

173. Rademacher W., Jung J. GA biosynthesis inhibitors an update // In: Proc. 13th Ann. Meet. Plant Growth Reg. Soc. Amer. 1986. V. 13. P. 102-114.

174. Ramacciotti N.S., Nicotra V.E. Withanolides from Jaborosa kurtzii II J. Nat. Prod. 2007. V. 70, No. 9. P. 1513-1515.

175. Rasmussen J.A., Hejl A.M., Einhekkig F.A., Thomas J.A. Sorgoleone from root exudates inhibits mitochondrial functions // J. Chem. Ecol. 1992. V. 18, No. 2. P. 197207.

176. Reggiani R., Brambilla I., Bertani A. Effect of exogenous nitrare on anaerobic metabolism in excised rice roots. II. Fermentative activity and adenylic energy charge // J. Exp. Bot. 1985. V. 36, No. 11. P. 1698-1704.

177. Rice E.L. Allelopathy. N.Y., Academic: 1984. P. 1-7.

178. Schenk S.U., Werner D. Beta-(3-isoxazolin-5-on-2-yl)-alanine from pisum -allelopathic properties and antimycotic bioassay 11 Phytochem. 1991. V. 30, No. 2. P. 467-470.

179. Schwede Т., Kopp J., Guex N., Peitsch M. SWISS-MODEL: an automated protein homology-modeling server // Nucleic Acids Res. 2003. V. 31. P. 3381-3385.

180. Shao H., Peng S.L., Wei X.Y., Zhang D.Q., Zhang C. Potential allelochemicals from an invasive weed Mikania micrantha HBK // J. Chem. Ecol. 2005. V. 31, No. 7. P. 1657-1668.

181. Singh H.P., Batish D.R., Kohli R.K., Saxena D.B., Arora V. Effect of parthenin A sesquiterpene lactone from Parthenium hysterophorus - on early growth and physiology of Ageratum conyzoides II J. Chem. Ecol. 2002. V. 28, No. 11. P. 2169-2179.

182. Singh H.P., Batish D.R., Kaur S., Kohli R.K., Arora K. Phytotoxicity of the volatile monoterpene citronellal against some weeds // J. Biosci. 2006. V. 61, No. 5-6. P. 334340.

183. Smit M., Meintjes J.J., Jacobs G., Stassen P.J.C., Theron K.I. Shoot growth control of pear trees (Pyrus communis L.) with prohexadione-calcium // Scientia Horticult. 2005. V. 106, No. 4. P. 515-529.

184. Soares A.R., Ferrarese M.D.L., Siqueira R.D., Bohm F.M.L.Z., Ferrarese-Filho O. L-DOPA increases lignification associated with Glycine max root growth-inhibition // J. Chem. Ecol. 2007. V. 33, No. 2. P. 265-275.

185. Steadman K.J., Burgoon M.S., Lewis B.A., Edwardson S.E., Obendorf R.L. Minerals, phytic acid, tannin and rutin in buckwheat seed milling fractions // J. Sci. Food Agric. 2001. V. 81, No. 11. P. 1094-1100.

186. Syah Y. M., Suastri N. S., Latip J., Yamin В. M. 4,5-Dimethoxy-2-(l-methoxy-3-phenylallylidene)cyclopent-4-ene-l,3-dione (methyl linderone) // Acta Cryst. Sec. E. 2005. V. 61, No. 6. P. 1530-1531.

187. Tahir I., Farooq S. Metabolic changes in four buckwheat (Fagopyrum spp.) during seed germination // Plant Physiol. Biochem. 1988. V. 15, No. 2. P. 182-199.

188. Tarun E. I., Rubinov D. В., Metelitza D. I. Inhibition of urease by cyclic P-triketones and fluoride iones // Appl. Biochem. Microbiol. 2004. V. 40, No. 4. P. 337344.

189. Terry N., Abadia J. Function of iron in chloroplasts // J. Plant Nutr. 1986. V. 9, No. 3. P. 609-646.

190. Testa В., Carrupt P.-A., Gaillar P., Billois F., Weber P. Lipophilicity in molecular modeling//Pharm. Res. 1996. V. 13, No. 3. P. 335-343.

191. Topal S., Kocacaliskan I., Arslan O. Herbicidal potential of catechol as an allelochemical // J. Biosci. 2006. V. 61, No. 1-2. P. 69-73.

192. Topal S., Kocacaliskan I., Arslan O., Tel A.Z. Herbicidal effects of juglone as an allelochemical // Phyton-Annales Botanicae. 2007. V. 46, No. 2. P. 259-269.

193. Vullalobos N., Martin L. Involvent of cytokinins in the germination of chick-pea seeds // Plant Growth Regul. 1992. V. 11, No. 3. P. 277-291.

194. Vyvyan J.R. Allelochemicals as leads for new herbicides and agrochemicals // Tetrahedron. 2002. V. 58, No. 9. P. 1631-1646.

195. Walker Т., Bais H., Grotewold E., Vivanco J. Root exudation and rhizosphere biology // Plant Physiol. 2003. V. 132, No. 1. P. 44-51.

196. Wang X., Sun Ch., Gao Sh., Wang L., Shuokui H. Validation of germination rate and root elongation as indicator to assess phytotoxicity with Cucumis sativus И Chemosphere. 2001. V. 44, No. 8. P. 1711-1721.

197. Wang S.-Y., Lan X.-Y., Xiao J.-H., Yang J.-Ch., Kao Y.-T., Chang Sh.-T. Antiinflammatory activity of Lindera erythrocarpa fruits // Phytother. Res. 2008. V. 22, No. 2. P. 213-216.

198. Wallace W., Secor J., Schrader L. E. Rapid accumulation of y-aminobutyric acid and alanine in aoybean leaves in response to an abrupt transfer to lower temperature, darkness, or mechanical manipulation // Plant Physiol. 1984. V. 75, No. 1. P. 170-175.

199. Westbrook J., Feng Z., Chen L., Yang H., Berman H.M. The protein data bank and structural genomics // Nucleic Acids Res. 2003. V. 31. P. 489^191.

200. Whittaker R.H., Feeny P.P. // Science. 1971. V. 171. No. 3973. P. 757-770.

201. Wijngaard H.H., Arendt E.K. Buckwheat // Cereal Chem. 2006. V. 83, No. 4. P. 391-401.

202. Williams R.D., Hoagland R.E. Phytotoxicity of mimosine and albizziine on seed germination and seedling growth of crops and weeds // Alleloparthy J. 2007. V. 19, No. 2. P. 423-430.

203. Wilmouth R.C., Turnbull J.J., Welford R.W., Clifton I.J., Prescott A.G., Schofield C.J. Structure and mechanism of anthocyanidin synthase from Arabidopsis thaliana II Structure. 2002. V. 10. P. 93-103.

204. Wu Y., Cosgrove D. Adaptation of roots to low water potentials by changes in cell wall extensibility and cell wall proteins // J. Exp. Bot. 2000. V. 51, No. 350. P. 15431553.

205. Yang C.M., Chang I.F., Lin S.J., Chou C.H. Effects of three allelopathic phenolics on chlorophyll accumulation of rice (Oryza sativa) seedlings: II. Stimulation of consumption-orientation // Bot. Bull. Acad. Sinica. 2004. V. 45, No. 2. P. 119-125.

206. Аллелопатические вещества растений: источник, действие

207. Класс и Источник Действие, возможный Литературныйназвание механизм источниксоединения 1. Бензохиноны

208. Сорголеон Sorghum bicolor (L.) Moench. Является потенциальным ингибитором стадий 3 и 4 респираторного цикла в митохондриях Glycine max и Zea mays. Rasmussen et al., 1992

209. На проростках G. max Hejl et al., 2004показано, что действиесорголеона не затрагивает фотосинтез, как обсуждалосьранее. Происходит уменьшение активности Н+-АТФазымитохондрий, т.е.затрагивается процесспереноса протонов.1. Нафтохиноны

210. Юглон (5- гидрокси-1,4- нафтохинон) Juglans nigra L. Ингибирует рост Lemna minor, содержание хлорофилла и фотосинтез в концентрации 10 40 цМ. Hejl et al., 1993

211. Ингибирует рост проростков Z. mays и G. max, фотосинтез, Jose et al., 1998транспирацию. Механизмдействия, предположительно,- затрагивает основные физиологические процессы.

212. Показана относительная Topal et al.,специфичность ингибирующего действия 2007юглона на сорняки Sinapis arvensis, Cirsium arvense,1. Papaver rhoeas, Lamiumamplexicaule в сравнении скультурными растениями

213. Triticum vulgare, Hordeum vulgare.1. Алкалоиды

214. Арудонин (стероидный гликоалкалоид) Solarium arundo Mattei Ингибирует рост проростков L. sativa. Fukuhara et al., 2004

215. Рутин (кверцетин-3-рутинозид) Fagopyrum esculentum Moench. Ингибирует рост проростков L. sativa. Golisz et al., 20071. Терпены

216. Монотерпены и монотерпеноиды

217. Сесквитерпены и сесквитерпеноиды10. 1а- Ангелоилокси-каротол, 1а-(2-метилбутироил окси)каротол Ambrosia trifida L. Ингибирует рост Triticum aestivum. Kong et al., 2007

218. Дигидромика-нолид, дезоксимикано лид; 2,3-эпокси- -4,9-гидрокси-дермакрадиен-12,8:15,6-диолид Mikania micrantha H.B.K. Ингибируют прорастание и рост проростков нескольких видов растений. Shao et al., 2005

219. Цис, транс- и транс, транс-ксантоксины Pueraria thunbergiana Benth. Ингибируют прорастание и рост корня и стебля Lactuca sativa и Lepidium sativum. Kato-Noguchi, 2003

220. Партенин (сесквитерпено вый лактон) Parthenium hysterophorus L. Ингибирует рост проростков Ageratum conyzoides, приводит к уменьшению содержания хлорофилла, белков и углеводов, изменению активности протеаз и амилаз. Singh et al., 2002

221. Бетулафолиен-триол и его производные Betula pendula Roth Ингибирует рост проростков С. sativus в концентрации 100 мкг/мл. Стехова и др., 20051. Тритерпеновые гликозиды

222. В различной степени (в зависимости от структуры и концентрации) ингибируют рост корня и стебля проростков Medicago sativa. Ohara, Ohira, 2003

223. Гинзенозиды Panax ginseng С.А.Меу Ингибируют рост корня проростков С. sativus. Анисимов и др., 2003

224. Артемизинин Artemisia annua L. Ингибирует образование корней у проростков Phaseolus aureus. Chen et al., 1991

225. Фенолы и ароматические карбоновые кислоты

226. Протокатехо-вая кислота, п-гидрокси-бензойная, сиреневая и феруловая кислоты, ванилин и пирокатехин Rumex japonicus Houtt. Уменьшают рост проростков Lactuca sativa и Echinochloa crusgalli. Elzaawely et al., 2005

227. Кофейная, п-гидрокоричная, феруловая, ми л-кумаровые кислоты и кумарин Hordeum vulgare L., Avena sativa L., Oryza sativa L., Triticum aestivum L. Ингибируют рост проростков Medicago sativa, Echinochloa crus-galli и Eclipta prostrata. Chon et al., 2004

228. Ингибирует прорастание семян Triticum turgidum в дозозависимой форме. Abenavoli et al., 2006

229. Пирокатехин * Ингибирует рост растений Papaver rhoeas, Cirsium arvense, Lamium amplexicaule, Sinapis arvensis, Triticum vulgare, Hordeum vulgare, влияет на накопление биомассы. Topal et al., 20061. Аминокислоты

230. L-3,4- Дигидроксифе нилаланин * Сравнительно исследовалось влияние вещества на всхожесть семян и рост корня проростков растений сем. Gramineae, Compositae, Leguminosae, Brassicaceae, Cucurbitaceae и Hydrophyllaceae. Nishihara et al., 2004

231. Мимозин, альбицин * Влияют на прорастание семян, рост и вегетацию Sesbania exaltata, Triticum aestivum, Senna obtusifolia. Оказывают негативное действие на содержание хлорофилла. Wiliams, Hoagland, 2007

232. L-Триптофан Triticum aestivum L. Ингибирует рост проростков Lepidium sativum и L. sativa. Nakano et al., 2006

233. Р-(з- Изоксазолин- Pisum sativum L. Вызывает уменьшение длины корня и некроз корневого Schlenk, Werner, 19915.он-2-ил)-аланин чехлика L. sativa.1. Жирные кислоты

234. Суммарный экстракт жирных кислот Cyperus rotundus L. Вызывает ингибирование роста корня проростков Oryza sativa, уменьшение сухого веса корня. Quayyum et al., 20001. Сфинголипиды

235. Нубтриенолид (церамид) Salvia nubicola Wall, ex Sweet. Стимулирует рост Lemna minor. Ali et al., 20071. Полисахариды

236. Яборосалактон 43 (визанолид) Jaborosa kurtzii Hunz et Barboza. Проявляет селективную фитотоксичность в отношении двудольных растений на примере Lactuca sativa. Ramacciotti, Nicotra, 2007

237. Карексаны (и секо- производные карексанов) Carex distachya Desf. Ингибируют прорастание семян L. sativa. Fiorentino et al., 2006

238. Цианамид (амид Vicia villosa Roth Ингибирует рост проростков L. sativa. Kamo et al., 2003циановой кислоты)

239. Момилактон В Oryza sativa L. Играет важную роль в аллелопатическом действии Oryza sativa на сопутствующие виды. Kato-Noguchi, 2004

240. Примечание. *) Источник, из которого выделено действующее вещество, авторами не указан.

241. Схема биосинтеза гиббереллинов (www.genome.ad.jp/kegg/pathway.html)1. Геранилгеранилфосфат О

242. Хроматограммы аминокислотного анализа500000-j1. D.400000300000