Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологическая активность антиоксидантов в сультуре ткани томата in vitro

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Биологическая активность антиоксидантов в сультуре ткани томата in vitro"

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПВДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПОЛЕЩУК Сабіна Вікторівна

УДК 581.1:581.4 + 581.8

БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ АНТИОКСИДАНТІВ В КУЛЬТУРІ ТКАНИН ТОМАТА М УПБО

03.00.2Gj - біотехнологія

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Херсон - 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Всеросійському інституті сільськогосподарської біотехнології Російської Академії сільськогосподарських наук.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Горбатенко Ігор Юрійович, Херсонське відділення Інституту сільськогосподарської біотехнології, завідувач

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, старший науковий

співробітник Левенко Борис Олексійович, Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, завідувач відділом

кандидат біологічних наук Рудас Володимир Андрійович, Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, науковий співробітник

Провідна установа: Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, кафедра селекції та фізіології рослин, м. Київ

Захист відбудеться ” 'Зи.оМ-гщ-и 1998 р. о годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 67.053.01 при Херсонському державному педагогічному університеті за адресою: 325000, м. Херсон, вул. 40 років Жовтня, 27.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського державного педагогічного університету, вул. 40 років Жовтня, 27. .

Автореферат розіслано " -49 ■ ” 1998 року.

Вчений секретар у

спеціалізованої вченої ради іУг~тГ~}і'/ — А. В. Губченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ. Культивування рослинних експлантів in itro на штучних живильних середовищах є основою багатьох техно-югій, які сприяють значному прискоренню селекційного процесу: лонального мікророзмноження, одержання гібридів при несумісності ихідних форм, створення гаплоїдних та дигаплоїдних ліній, соматич-юго ембріогенезу, виділення сомаклонів, клітинної селекції і т. ін. іфективність цих технологій значною мірою залежить від викори-тання в складі живильних середовищ біологічно активних речовин, кі здатні впливати на напрямок росту експлантів. Ізольовані органи, канини та клітини рослин також є об'єктом біохімічних та фізіологіч-их досліджень, в тому числі визначення умов та механізмів дії регу-яторів росту на метаболічні процеси.

При розгляді фізіологічних особливостей експлантів порівняно з ггактними рослинами необхідно враховувати можливі наслідки ме-анічного пошкодження під час ізолювання. Salin & Briges, 1981, nq-азали, що механічне пошкодження рослинних тканин супровод-ується інтенсифікацією вільнорадикальних процесів. Одночасно постерігається вихід фенолів з вакуолей в плазму та їх окислення окалізованими там ферментами з утворенням інгібуючих ріст про-уктів (Д.И.Стом, 1972). Таким чином, речовини з антиоксидантними бо відновними властивостями можуть бути використані для підви-іення життєздатності експлантів.

Речовини-відновники: аскорбінова кислота, глутатіон-SH та ін-іі, - входять до складу деяких відомих живильних середовищ (Reinert White, 1956; Kao, Michaylyk, 1975; Nitsch, Asahira et al., 1970; sscure, 1966 та ін.), а також використовуються для обробки екс-пантів безпосередньо після ізолювання або під час субкультивуван-* (Meyer et al., 1975; Monaco et al., 1977). Основна увага до те-зрішнього часу приділяється захисту експлантів від надмірного творення продуктів ферментативного окислення фенольних сполук, егативна дія вільнорадикального окислення та вплив істинних ан-юксидантів-інгібіторів на метаболічні процеси, регуляція яких пов'я-іна із системою про- й антиокислювачів в культурі рослинних тканин vitro, практично не досліджені. Не визначені також особливості

впливу на ріст та розвиток експлантів антиоксидантів, різних за ме ханізмом дії (антирадикальні агенти та речовини-відновники) і поход женням (синтетичні та природні).

Таким чином, існують достатньо вагомі передумови, що вказу ють на необхідність визначення біологічної активності природних т; синтетичних антиоксидантів в культурі рослинних тканин in vitro. L дослідження можуть також сприяти подальшому вивченню ролі віль норадикального окислення біомолекул в функціонуванні рослинни організмів.

f ЗВ'ЯЗОК РОБОТИ З НАУКОВИМИ ПРОГРАМАМИ. Дослідженн

за темою дисертації проводилися у відповідності до планів Все російського науково-дослідного інституту сільськогосподарської біо технології Російської Академії сільськогосподарських наук. Робота ' складовою частиною теми "Дослідження механізмів дії регуляторі росту" (номер державної реєстрації 01.9.60 002370).

МЕТА ДОСЛІДЖЕНЬ. Метою досліджень було визначення мох ливості використання антиоксидантів, різних за походженняі (природні та синтетичні) та механізмом дії (антирадикальне та від новне), як регуляторів росту в культурі тканин томата.in vitro з ураху ванням особливостей різних типів експлантів.

' ЗАДАЧІ РОБОТИ

! 1. Дослідити вплив введення до живильного середовища дл

експлантів томата антиоксидантів (синтетичного - феноксана, при родних - аскорбінової кислоти, глутатіона-SH, а-токоферола) на біс метричні показники: масу рослини-регенеранта або калуса зі сфор мованими пагонами та корінням, висоту пагона, довжину коренів, також інтенсивність коренеутворення та частоту органогенезу.

2. Визначити залежність дії феноксана на апікальні мікроживі томата від наступних факторів:

тривалості культивування експлантів на середовищах з ан тиоксидантом;

генотипу рослини;

наявності у складі середовища FeS04 та №гЕДТА; ауксинів.

3. Порівняти дію феноксана на ріст мікроживців та асептични проростків томата.

з

4. Дослідити вплив аскорбінової кислоти на капусогенез і наступну регенерацію у експлантів сім'ядолей та гипокотилів томата в стресових умовах (при зниженій температурі культивування).

НАУКОВА НОВИЗНА. В результаті проведеної роботи була встановлена здатність антиоксидантів-інгібіторів стимулювати процеси росту та регенерації в культурі тканин томата in vitro. Одержані дані підтверджують положення про наявність у антиоксидантів не тільки антистресових, а й рістрегулюючих властивостей. Вперше по-сазана можливість використання для стимуляції росту мікроживців синтетичного антиоксиданта фенольної природи феноксана, який в дьому випадку суттєво перевищував по активності традиційно вжи-зані аскорбінову кислоту та глутатіон-SH. Визначена залежність гфекту феноксана від типу експланта, генотипу рослини, концент->ації, експозиції, наявності в живильному середовищі ауксинів та Fe-селата.

ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ОДЕРЖАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ. Одержані >езультати свідчать про доцільність розширення використання ан-иоксидантів у складі живильних середовищ для культивування рос-іинних експлантів in vitro. В технологіях клонального мікророзмно-кення найбільш ефективним може бути синтетичний антиоксидант ^еноксан, для якого характерна стабільна рістстимулююча дія, що іроявляється у збільшенні кількості коренів, маси рослин, висоти па-она у регенерантів. Експериментальні дані з вивчення біологічної ак-ивності антиоксидантів, різних за механізмом дії, подають матеріал іля подальшого дослідження вільнорадикального та ферментативно-

о окислення в різних експлантах в зв'язку з їх морфо-фізіологічними ісобливостями.

ОСОБИСТИЙ ВНЕСОК ДИСЕРТАНТА. Дисертант особисто про-юбила необхідну літературу, оволоділа методикою культивування юслинних тканин in vitro, постановки дослідів та статистичної оброби їх результатів, приймала активну участь в плануванні досліджень, іідготовці матеріалів до друку. Експериментальні дані, покладені в існову роботи, одержані дисертантом особисто. В публікаціях осо-іистий внесок дисертанта складає 50-90%.

АПРОБАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДИСЕРТАЦІЇ. Матеріали роботи до-ювідались на 2-й конференції "Регуляторы роста и развития расте-

ний" (Москва, 1993), 2-ому Балтійському генетичному конгресі (Юрмала, 1995), конференції "Актуальные проблемы биотехнологии е растениеводстве, животноводстве и ветеринарии" (Москва, 1996), Міжнародному регіональному семінарі "Environment Protection: Modern Studies in Ecology and Microbiology" (Ужгород, 1997).

ПУБЛІКАЦІЇ. Матеріали дисертації опубліковані в 8 роботах, в тому числі 3 статтях в наукових журналах, 1 статті в збірнику наукових праць, а також в 4 тезисах конференцій.

СТРУКТУРА ДИСЕРТАЦІЇ. Дисертація складається із вступу, 4 розділів, висновків. Обсяг роботи - 127 сторінок машинописного тексту, в тому числі 17 таблиць, 6 ілюстрацій, список літератури на 16 сторінках (138 джерел).

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Загальна схема досліджень наведена на рис.1, В роботі були використані такі речовини: феноксан (синтетичний антиоксидант, наданий Інститутом хімічної фізики РАН), аскорбінова кислота, а-токоферол, глутатіон-SH. Об'єктом досліджень були експланти асептичних проростків томата (Lycopersicon esculentum Mill., сорт Новічок), а також самі проростки. Додатково вивчалися сортові відмінності реакції мікроживців на введення у середовище феноксана.

Приготування живильних середовищ, стерилізація вихідного матеріалу, ізолювання та вирощування експлантів здійснювалось за загальноприйнятими методиками. В роботі використовувалися такі типи експлантів: мікроживці - відрізки пагона довжиною приблизно 12 мм з апікальною брунькою (А) або пазуховими бруньками сім’ядолей (ПБС), а також відрізки гіпокотиля довжиною приблизно 10 мм (Г) та фрагменти сім'ядолей.

Основою всіх живильних середовищ було агаризоване середовище Мурасіге-Скуга (1962 p.), для А і ПБС - без фітогормонів, для С і Г - з 1 мг/л ІОК та 2 мг/л БАП. В основне середовище, згідно зі схемою досліду, додавався один з досліджуваних антиоксидантів. Експланти культивувалися при 16-годинному фотоперіоді протягом 4 (А і ПБС) або 6 (С і Г) тижнів. їх ріст та розвиток оцінювались по та-

Рис. 1. Загальна схема досліджень.

ким біометричним показникам: висота пагона, максимальна довжина кореня, кількість коренів, маса рослини або капуса з пагонами та коренями, частота органогенеза. Статистична обробка даних полягала у визначенні середньої величини ознаки, середньоквадратичного відхилення, коефіцієнта варіації, помилки середньої. Достовірність середніх величин і різниці між дослідними та контрольними варіантами оцінювалась за критерієм Ст’юдента. В дослідах з експлантами А та проростками додатково обчислювались парні коефіцієнти кореляції між усіма показниками.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

ВПЛИВ ФЕНОКСАНА НА РІСТ АПІКАЛЬНИХ МІКРОЖИВЦІВ ТОМАТА. Результати дослідження впливу феноксана на біометричні показники регенерантів з апексів наведені в табл. 1. Стимулююча дія цієї речовини проявлялася в здатності викликати достовірне збільшення маси рослин-регенерантів і кількості коренів, у деяких випадках - також висоти пагона та максимальної довжини кореня. Оптимальними для сорту Новічок були концентрації феноксана 10-15 мг/л.

Таблиця 1

Вплив феноксана на біометричні показники регенерантів з апікальних мікроживців томата (в середньому по чотирьом дослідам)

Показники, % до контролю Контроль Концентрація феноксана, мг/л

5 10 15 20

Маса

рослини 100,0 128,3* 134,4* 132,9* 142,4*

Висота пагона 100,0 111,7* 108^2 104,6 102,1

Максимальна

довжина кореня 100,0 100,4 100,1 96,8 94,6

Кількість

коренів 100,0 132,0 150,8* 168,1* 190,6**

Примітка. Різниця між дослідним та контрольним варіантами достовірна при: *Р=0,95; **Р=0,99.

Аналіз динаміки росту рослин (рис. 2) показав, що першою спостережуваною реакцією експлантів на феноксан, як правило, було збільшення кількості коренів, яке спостерігалось вже в 7-денному віці. Перевищення контрольних показників по висоті пагона з'являлось пізніше, його величина в більшості випадків досягала максимума в кінці 2 тижня культивування, а потім дещо зменшувалась. Таким чином, рістстимулюючий ефект феноксана в культурі апексів томата in vitro пов'язаний, ймовірно, з інтенсифікацією коренеутворення на початку періоду вирощування. В той же час, дослідження ефекту короткочасного культивування на середовищах з феноксаном показало, що для проявлення стимулюючої дії цього антиоксиданта тривалість його впливу повинна бути не меншою 5 діб.

Збільшення концентрації феноксана до ЗО мг/л і вище приводило до утворення некрозів. Протягом першого тижня культивування на таких середовищах нижній кінець експланта (ділянка висотою 1 -З мм) потоншувався, набував жовтуватого, а потім бурого забарвлення. В подальшому ця ділянка могла повністю всохнути. Одночасно спостерігалося утворення придаткових коренів з непошкодженої частини стебла, ріст пагона проходив нормально. В результаті такі рослини нерідко перевищували контрольні по біометричним показникам.

Для порівняння реакції різних генотипів томата на додавання феноксана в живильне середовище вивчали ріст та розвиток екс-тпантів А асептичних проростків сортів Новічок, Волгоградський 5/95, Факел, СХ-1, СХ-2 ти лінії 629. Концентрації феноксана (10 та 15 мг/л) були вибрані за результатами дослідів із сортом Новічок. При введенні феноксана в середовище збільшення біометричних по-сазників спостерігалося у сортів Новічок, СХ-1 і СХ-2, при цьому для Новічка та СХ-1 кращою була концентрація антиоксиданта 15 мг/л, для СХ-2 - 10 мг/л. У сорту Волгоградський 5/95 і лінії 629 достовірних відмінностей між варіантами не виявлено. У експлантів сорту Фа-сел проявився некрогенний ефект феноксана, що привело до уповільнення темпів росту пагона та коренів.

ЗАЛЕЖНІСТЬ РІСТСТИМУЛЮЮЧОЇ ДІЇ ФЕНОКСАНА ВІД ПРИСУТНОСТІ В СЕРЕДОВИЩІ Fe-ХЕЛАТА. З компонентів живильного се->едовища Мурасіге-Скуга особливий інтерес для дослідження про-інтиокислювальної рівноваги мають FeSO,*, оскільки іони Fe2+ прий-

Рис. 2. Динаміка росту коренів (А) та пагонів (Б) у екс-плантів А томата на середовищах з феноксаном.

Вісь абсцис - концентрація феноксана, мг/л; вісь ординат - відхилення середніх значень біометричних показників від контролю, %. Д - кількість коренів; О - максимальна довжина кореня;

□ - висота пагона; 0 - маса рослини;

вік, тижні:--------------1; ---------2; ---------3;

........ - 4; *Р=0,95; **Р=0,99; ***Р=0,999.

мають участь в генерації вільних радикалів, та №2ЕДТА - хелатуючий агент, який уповільнює окислення цих іонів.

Результати дослідження впливу феноксана (20 мг/л) на фоні виключення зі складу середовища одного або обох компонентів Ре-хелата на біометричні показники регенерантів з апексів томата наведені на рис. 3. В нашому експерименті рослини, одержані на середовищі без №2ЕДТА, відрізнялися від контрольних тільки меншою довжиною коренів. Введення антиоксиданте в цьому випадку не тільки не мало стимулюючого ефекту, але й, навпаки, різко уповільнило ріст коренів та пагонів, що привело до значного зниження маси рослини (на 62,3%). Можливо, токсичним для рослин є не власне феноксан, а продукти його окислення, яке повинне значно посилюватися у відсутності хелатуючого агента. Виключення з живильного середовища РеЗОд в усіх варіантах супроводжувалося значним інгібуванням росту та розвитку експлантів, при цьому феноксан достовірно підвищував біометричні показники рослин.

Необхідно відзначити, що збільшення кількості утворених на експланті коренів спостерігалось в усіх варіантах з феноксаном, незалежно від наявності або відсутності в середовищі компонентів Яе-хелата.

ДІЯ ПРИРОДНИХ АНТИОКСИДАНТІВ НА МІКРОЖИВЦІ ТОМАТА. Дані про концентрації природних антиоксидантів, що проявили достовірний вплив на біометричні показники регенерантів з апексів томата, наведені в таблиці 2. Найбільш сильною рістстимулюючою дією характеризувався а-токоферол, який, на відміну від феноксана, збільшував довжину коренів без змін у їх кількості. Позитивний ефект цього антиоксиданта проявлявся вже при концентрації 1 мг/л, а підвищення дози до 100 мг/л не викликало негативних наслідків.

Глутатіон-БН й аскорбінова кислота впливали позитивно тільки на окремі біометричні показники регенерантів з апексів томата. Крім того, їх дія характеризувалася низькою повторюваністю. В концентрації 1000 мг/л аскорбінова кислота різко інгібувала ріст пагона та коренів, але кількість коренів при цьому збільшувалась на 50%. Низька ефективність використання речовин-відновників у складі середовищ для мікроживців томата свідчить про відсутність значної негативної дії ферментативного окислення та його продуктів. Мікроживці, як і

Маса рослини, г

1,2Т

1 -0,8 -0,6-

0,4-

0,2-

0 --

гЬ

Кількість коренів, шт.

1

Рис. 3. Залежність впливу феноксана на біометричні показники регенерантів з апексів томата від наявності у живильному середовищі МагЕДТА и Яе504 (Х±т).

Варіанти середовищ: 1 - повне; 2 - без №гЕДТА;

З - без Рев04; 4 - без №гЕДТА та РеЗОд;

П - без феноксана; - з феноксаном (20 мг/л).

Цифри показують частоту утворення коренів, %.

Таблиця 2

Вплив природних антиоксидантів на ріст та розвиток апексів томата in vitro

Антиоксидант Концен- трація, мг/л Достовірні відмінності від контролю,%

Маса рослини Висота пагона Макс. довжина кореня Кількість коренів

х-Токоферол 1 - - 22,3* -

5 - - 22,4* -

50 37,5** 11,5* 28,2** -

100 32,5** - - -

'лутатіон-SH 100 - - 12,2* -

\скорбінова 10 34,9** - - -

сислота 1000 -69,8*** -56,4*** -87,5*** 49,2**

Іримітка. Різниця між дослідним та контрольним варіантами достовірна при: *Р=0,95; **Р=0,99; ***Р=0,999.

нші молоді тканини, що активно ростуть, містять значну кількість ендогенних глутатіона-БН та аскорбінової кислоти й, можливо, не по-ребують їх надходження зовні.

ВПЛИВ ФЕНОКСАНА НА РІСТ АСЕПТИЧНИХ ПРОРОСТКІВ ТО-ИАТА. Дослідження біометричних показників асептичних проростків юказало, що в них, подібно до експлантів А, на середовищах з фе-гаксаном збільшується кількість коренів та маса рослини при незнач-юму підвищенні висоти пагона та зниженні довжини кореня (табл. 3).

При концентрації феноксана 40 мг/л та більше спостерігалося ютемніння первинного корінця, ріст його уповільнювався або припи-іявся, але потім утворювались нормальні придаткові корені. Оптимальними для росту асептичних проростків томата в наших дослідах >ули концентрації антиоксиданте 10-20 мг/л. Таким чином, рістсти-лулюючий ефект феноксана проявляється не тільки на експлантах, а

і на інтактних рослинах і не може пояснюватися виключно послаб-іенням негативних наслідків механічного пошкодження під час ізолю-іання.

Таблиця £

Ріст та розвиток асептичних проростків томата на середовищах з феноксаном (Х±т)

Конц. Маса про- Висота пагона, Максимальна Кількість

фенок- ростка, г мм довжина коренів, шт.

сана, кореня, мм

мг/л

0 0,34±0,01 116,39±2,66 64,36+1,95 4,67±0,20

10 0,50+0,02*** 124,05±3,00 64,94+2,52 6,49±0,36***

20 0,50±0,03*** 124,80±4,22 50,20+2,41*** 6,43±0,37***

ЗО 0,42±0,03* 120,89±5,14 42,38±2,67*** 6,57±0,48***

40 0,24+0,03*** 92,40±3,93*** 24,14±2,32*** 5,11+0,42

50 0,10+0,01*** 66,84+3,74*** 11,74±1,00*** 2,92±0,27***

100 0,07+0,00*** 45,70+2,98*** 7,79±0,38*** 1,97±0,23***

Примітка. Різниця між дослідним та контрольним варіантами достовірна при: *Р=0,95; **Р=0,99; ***Р=0,999.

ДІЯ АНТИОКСИДАНТІВ НА РІСТ ТА РОЗВИТОК ЕКСПЛАНТІВ ТОМАТА НА КАЛУСОГЕННОМУ СЕРЕДОВИЩІ. Достовірного збільшення частоти калусогенеза при введенні до живильного середовища антиоксидантів не виявлено. Найбільш значним позитивним ефектом на частоту утворення пагонів та листя з калусу характеризувався глутатіон-ЗН в концентрації 1,74 мг/л (для експлантів С - 88,9% при контролі 55,6%, для експлантів Г - 61,1% при контролі 18,8%). Аскорбінова кислота й а-токоферол підвищували частоту органогенеза досить суттєво, але ці відмінності не досягали 5%-ного рівня значимості. Феноксан дещо збільшував частоту утворення пагонів та листя у експлантів Г.

Стимулювання росту коренів антиоксидантами зафіксовано тільки для експлантів Г: глугатіон-ЗН підвищував кількість коренів (1,74 мг/л - 8,0 шт., 17,4 мг/л - 7,5 шт. при контролі 4,9 шт.), а феноксан - їх довжину (15,7 мг/л - 33,1 мм, 31,4 мг/л - 37,9 мм при контролі 23,7 мм). В той же час глутатіон-ЗН в концентрації 174 мг/л знижував як кількість коренів, так і їх довжину у обох типів експлантів.

При введенні до живильного середовища антиоксидантів спо* герігалося значне збільшення маси калусів з коренями та пагонами, [держаних з експлантів Г. При цьому максимальне перевищення над )нтролем відзначалося для аскорбінової кислоти в концентрації З мг/л (65,8%) та феноксана в концентрації 15,7 мг/л (56,9 %). У /іпадку експлантів С збільшення маси спостерігалося тільки в до-іідах з а-токоферолом, максимальним його значенням (+31,9% до знтролю) характеризувалась доза 269 мг/л. Максимальні дози інших зсліджених антиоксидантів, навпаки, викликали різке зниження цьо-) показника.

Дослідження впливу аскорбінової кислоти на ріст калусів тома-

і при пониженій температурі культивування (20°С і 15°С) показало, ,о в таких умовах стимулююча дія цього антиоксиданте проявляється ільніше, а діапазон діючих концентрацій розширюється (табл.4). ік, збільшення маси експлантів С на середовищах з аскорбіновою іслотою спостерігалось тільки при 20°С, а у експлантів Г при 15°С

Таблиця 4

Маса калусів томата (г), одержаних на середовищах з аскорбіновою кислотою при нормальній та зниженій температурі культивування (Я±т)

О ' * Концентрація аскорбінової кислоти, мг/л

с 0 1 10 100

С ІМ’Я д ,0 Л І

>5 2,22+0,33 2,00+0,17 1,90+0,14 2,30+0,29

ю 1,19±0,08 1,28±0,08 1,33+0,06 1,57±0,11**

15 0,16±0,01 0,18+0,01 0,13+0,01* 0,17+0,01

ГІ ПОКОТИ ЛІ

>5 1,17±0,15 1,40±0,16 1,94+0,29* 1,50+0,21

20 1,79+0,02 1,82±0,07 2,10+0,10 2,32+0,14**

15 0,35±0,02 0,42±0,02* 0,38±0,03 0,38+0,03

римітка. Різниця між дослідним та контрольним варіантами достовірна при: *Р=0,95; **Р=0,99.

найбільшою величиною перевищення контролю характеризувалася максимальна доза цієї речовини (1000 мг/л), яка у звичайних умовах значно інгібувала ріст.

Порівняння двох типів експлантів показало, що в оптимальних умовах С перевищують Г по біометричним показникам. В той же час, С були значно чутливішими до зниження температури. Позитивний ефект аскорбінової кислоти, як і інших антиоксидантів, проявлявся сильніше у експлантів Г. Такі відмінності можуть бути пов'язані з існуючими значними морфо-фізіологічними особливостями гіпокотилей та сім'ядолей.

ВИСНОВКИ

1. Показана здатність синтетичного антиоксиданта феноксана стимулювати ріст мікроживців томата. Оптимальними були його концентрації 10-15 мг/л. Подібною дією характеризувався а-токоферол, який також є істинним антиоксидантом-інгібітором. Традиційно вико-ристовані у складі живильних середовищ відновники: аскорбінова кислота та глутатіон-БН, - оказалися в цьому випадку значно менш ефективними.

2. Дослідження динаміки росту пагонів та коренів у мікроживців

показало, що стимулююча дія феноксана, в першу чергу, пов’язана з інтенсифікацією коренеутворення на початку культивування. Для проявлення цього ефекту експозиція експлантів на середовищі з антиоксидантом повинна становити не менш, ніж 5 діб. -

3. Дія феноксана на ріст експлантів та інтактних рослин (асептичних проростків томата) подібна. Оптимальні концентрації антиоксиданта в середовищі для проростків становлять 10-20 мг/л.

4. Здатність феноксана значно підвищувати кількість придаткових коренів на рослині не залежить від наявності у живильному середовищі іонів Ре2+ та №гЕДТА.

5. Встановлене існування суттєвих відмінностей в реакції на додання до живильного середовища феноксана апікальних мікроживців різних сортів томата. Найбільший позитивний ефект антиоксиданта спостерігався для Новічка, СХ-1, СХ-2.

6. В культурі калусів томата різниця між біологічною активністю антиоксидантів-інгібіторів та відновників була значно слабшою. Екс-планти гипокотилів томата виявились більш чутливими до введення антиоксидантів до середовища (за винятком а-токоферола), ніж екс-планти сім’ядолей. Стимулюючий ефект аскорбінової кислоти в культурі калусів томата значно посилювався при зниженні температури культивування.

7. Виявлені рістрегулюючі властивості синтетичного антиоксиданта феноксана в культурі тканин томата in vitro дозволяють запропонувати використовувати його в складі живильних середовищ для вирощування мікроживців, в тому числі, разом з ауксинами.

8. Використання антиоксидантів для стимуляції процесів регенерації в калусних культурах може бути ефективним тільки після добору конкретної речовини та її концентрації з урахуванням особливостей типу експлантів та мети їх культивування.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Горбатенко И.Ю., Сушкова З.В., Полещук С.В., Горбатенко Б.Л., Зоз Н.Н., Серебряный A.M., Столярова Л.Г.,Кузнецов В.В., Ершов В.В. Использование синтетических антиоксидантов в качестве регуляторов роста в культуре тканей in vitro // Доклады РАСХН. -

1993. - N 2. - С. 9-13.

. 2. Горбатенко И.Ю., Зоз Н.Н, Кукленко Е.А., Полещук С.В.,

Сушкова З.В., Серова Р.Я. Использование микродоз биологически активных веществ в питательных средах in vitro // Доклады РАСХН. -

1994. - N 5. - С. 13-14.

3. Полещук С.В., Горбатенко И.Ю. Влияние синтетического ан-гиоксиданта феноксана на процессы регенерации и онтогенез тома-ra in vitro // Доклады РАСХН. - 1995. - N 3. - С. 9-11.

4. Poleshchuk S., Gorbatenko I. In vitro necrosis problem under using of a synthetic antioxidant phenoxan in tomato tissue culture// Proceedings of the Intern. Reg. Seminar "Environment Protection: Modem Studies In Ecology And Microbiology”.- Uzhgorod, 1997. - V.1 -P.325-328.

5. Горбатенко И.Ю., Сушкова З.В., Полещук С.В., Горбатей-ко Б.Л., Зоз Н.Н., Серебряный А.М., Столярова Л.Г.,Кузнецов В.В. Ершов В.В. Регуляторы роста в культуре тканей in vitro из классг биоантиоксидантов// Вторая конференция "Регуляторы роста и развития растений". Тез. докл. (29 июня - 1 июля 1993 г.). - М. 1993. ■ 4.2. - С. 89-90.

6. Poleshchuk S.V., Gorbatenko I.Yu. In vitro ascorbic acic influence on callus formation and plant regeneration // Proceedings 01 the Latvian Academy of Sciences. - 1995. - N 5/6. - P. A35.

7. Полещук C.B., Горбатенко И.Ю. Изучение зависимости действия феноксана на рост апексов томата in vitro от содержания ионое Fe2+ и №гЭДТА в питательной среде // Тез. конф. "Актуальные проблемы биотехнологии в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии". - М., 1996. - С. 65.

8. Полещук С.В., Горбатенко И.Ю. Действие глутатиона на кал-лусообразование и регенерацию томата // Тез. конф. "Актуальные проблемы биотехнологии в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии". - М.,1996. - С. 66.

Полещук С.В. Біологічна активність антиоксидантів в культурі тканин томата in vitro. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 - біотехнологія. - Херсонський державний педагогічний університет Міністерства освіти України, Херсон, 1998.

Дисертацію присвячено проблемі впливу антиоксидантів (АО) на ріст та розвиток експлантів томата in vitro. В результаті проведених досліджень показано, що АО здатні регулювати ріст коренів, пагонів, регенерацію з калусів і тому можуть використовуватися у складі живильних середовищ не тільки як антистресові речовини, а й у якості стимуляторів росту. Встановлена наявність істотних особливостей біологічної активності АО, різних за механізмом антиокислю-вапьної дії (AO-інгібітори та речовини-відновники). Досліджені особливості реакції на додання АО до середовища різних типів експлан-тів. Найбільш перспективним стимулятором росту для мікроживців томата виявився синтетичний АО фенольної природї феноксан, використаний в культурі рослинних тканин in vitro вперше. Його застосування на основі добору оптимальних для конкретних видів та сортів концентрацій може бути рекомендоване для підвищення ефективності технологій мікророзмноження in vitro.

Ключові слова: антиоксидант, феноксан, культура тканин, стимулятор росту, експлант, томат.

Полещук С.В. Биологическая активность антиоксидантов в сультуре ткани томата in vitro. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологи-іеских наук по специальности 03.00.20 - биотехнология. - Херсон-жий государственный педагогический университет Министерства эбразования Украины, Херсон, 1998.

Диссертация посвящена проблеме влияния антиоксидантов АО) на рост и развитие эксплантов томата in vitro. В результате пройденных исследований показано, что АО способны регулировать )ост корней, побегов, регенерацию из каллусов и поэтому могут ис-юльзоваться в питательных средах не только как антистрессовые іещества, но и как стимуляторы роста. Установлено наличие суще-

ственных особенностей биологической активности АО, различающихся по механизму антиокислительного действия (АО-ингиби-торы и вещества-восстановители). Изучены особенности реакции на добавление АО в среду различных типов зксплантов. Наиболее перспективным стимулятором роста для микрочеренков томата оказался синтетический АО фенольной природы феноксан, использованный в культуре растительных тканей in vitro впервые. Его применение, основанное на подборе оптимальных для конкретных видов и сортов концентраций, может быть рекомендовано для повышения эффективности технологий микроразмножения in vitro. ..........

Ключевые слова: антиоксидант, феноксан, культура тканей, стимулятор роста, эксплант, томат. ,

Poleshchuk S.V. Biological activity of antioxidants in in vitro tomato tissue culture. - Manuscript.

Thesis for a PhD’s degree by speciality 03.00.20 - biotechnology. -Kherson State Pedagogical University of Ministry of Education of Ukraine, Kherson, 1998.

The dissertation is devoted to the problem of in vitro antioxidants (AO) effect on tomato explants growth and development. Our results showed, that AO regulate growth of roots, shoots, regeneration from callus and can play an active role in nutritious media not only as antistress agents, but as growth stimulators too. We determined, that АО-inhibitors and reducing agents have considerable differences in biological activity. There were studied particularities of different explant types reaction on addition AO into medium. Phenoxan, a phenolic synthetic AO, is the most perspective for tomato micropropagation. It using, based on determination of optimal concentrations for concrete cultivars, may increase considerably efficiency of technologies of in vitro micropropagation.

Key words: antioxidant, phenoxan, tissue culture, growth stimulator, explant, tomato.