Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Фенольный комплекс растений при засолении среды
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений
Автореферат диссертации по теме "Фенольный комплекс растений при засолении среды"
российская академия сельскохозяйственных наук
ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА
На правах рукописи УДК 5811:632.122.11
ДОСТАНОВА Раушан Хажигумаровна
ФЕНОЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС РАСТЕНИЙ ПРИ ЗАСОЛЕНИИ СРЕДЫ
Специальность: 03.00.12 — физиология растений
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени доктора биологических наук в форме научного доклада
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
1993
РГО од
Работа выполнена в Институте ботаники Национальной Академии Наук Республики Казахстан (1966—1993 гг.).
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Г. В. Удовенко; доктор биологических наук, профессор В. П. Деева; доктор биологических наук, профессор В. А. Пасешниченко.
Ведущее учреждение — Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева Российской Академии наук.
Защита состоится > ¿ЬрС'к?199^г. в /^час.
на заседании Специализированного совем Д 020.18.02 при Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства имени Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 44.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н. И. Вавилова.
Автореферат разослан
Ученый секретарь Специализированного совета, доктор биологических наук
Э. А. Гончарова
ОБОСНОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛШЫ. В настоящее время проблема солеус-гойчивости раотений приобрела громадное теоретическое и практическое значение. Возросший интерес н этой проблеме объясняется пироким распространением засоленных земель. Около lf почв земного шара, а в нашей стране - lot земель в той ила иной степени засолены. Не. менее, чем в 20 странах мира, вопросам эасоления уделяется пристальное внимание. Чрезвычайно важна проблема засо-1бния для Казахстана в связи о необходимостью освоения засолен-чых земель в аридной зоне и экологическими бедствиями Арала.Положение усугубляется тем, что ежегодно значительные площади сель-знохозяйствеляых угодий вторично засоляются. Вследствие снижения трожая важнейших сельскохозяйственных культур ежегодно теряются шогие миллионы тонн продукции. Мелиоративные мероприятия сопря-кены с высокими экономическими затратами, и полностью не решают проблему эффективного использования засоленных почв для решения тродовольствонной задачи.
Одно из важнейших направлений, позволяющее осваивать засолен-ше земли,- создание и внедрение в практику раотенйеводства высо-соустойчивых к засолению сортов и применение методов, по вша стих :олеусгойчпвосгь растений. Естественно, что эта проблема привлечет внимание все большего числа отечественных и зарубежных исследователей. Всестороннее изучение природы солеустойчивооти, [утей и способов ее повышения, механизмов адаптация растений к юлям стало одной из центральных задач физиологии растений.
Вместо о тем до настоящего времени остаются нерешенными ряд ¡ажнейпих а принципиальных вопросов, поставленных в свое время шторами отечественных и зарубежных монографий и обзоров Сгрогонов, 1962, 1970,. 1973} Генкель, 1989} Удовенко, 1977, 1990, ' !992; Азимов, 1990, IS92; Кшпев И др.,1975, 1930, 1990; Хочачко, ймеро, 1988; Шевякова, 1979, 1990, 1992; Касумов, 1983, 1992; ireenway ,1973; I980î'ieisei ,1972; Flov,-ers et al. ,1973, 1977} ite-.vttrU ,I979;iïamza lîongi ,I95G;Ep3tsiH et al. ,1987).
Не вызывает сомнений, что решение проблемы содеустойчивости астений тесно свявано с. установлением природы и выяснением роли оединений, прояшящгас протекторные свойства, а так жэ токсичес-их веществ, вызывающих отравление растений. Это особенно важно
3
для гликофитов, механизм адаптации которые к васоленяд, no на ей вероягиосгд, имеег своя особенности, отгптв or гало furo;:, ь игом аспекте, на наш взглад, оообоо значение принадлежит йиологи' чески активным соединениям фенольной природы, непосредственно :: коованно влияющим на ход биохимических и физиологических процессов в клетке. Известно,"что флаводаидный состав растений 'яий-агся одним из факторов адаптивной изменчивости растений в ьх приспособлении к условиям среды (Минаева, IS66).
Однако почти отсутствую? работы, посвящашша фа вольному обмену у растений в условиях засоления средн. Возможно, это связано с том, что до недавнего времени соёдинения фенольной природы считались метаболическими отходами растительной клетки.В настоящее время много числе иные фанты свидетельствуют о ваяпЯ роли фенольных веществ в жизнедеятельности растений. Эти соединения оказывают прямое и косвенное влияние на клеточный катаболизм растений, выполняя роль промежуточные катализаторов и регуляго-ров Реакций окисления и восстановления, проявляют защитный эффаи при действии на растения низких и высоких температур, X -излучения, а также оказывают антибактериальное действие. Особый интерес вызывает влияние Невольных веществ на активность ферментов, энергетический обмен, на синтез белка в нуклеиновых кислот, участие их в активации или торможении роста рас гений, влияние на проницаемость мембран, поглощение я- транспорт ионов, на процесс аккумуляции солнечной энергии (Запроматов, IS64, 1974, 1988; Кузин, 1966; Бузун, 1966; Минаева, 1966, 1987; Харборн,1968,197Е Кораблева, 1971; Кефели, 1973, 1974; Ладыженская и др. ,1976,198'; Турецкая и др.,1976; Дурмшшдзе, 1980; Маргиа, 1977, 1981; Мокроносов,1983; Рункова, 1985; Музафаров, 1986, 1990; Осипов, I990íKroaaann et ra. ,1962; Griesebaah, Ваги ,1969; ^irenzuoli., 1969; stenlid ,1970; Hösel et e.1, ,1973, I97S; Glass ,1974; Marbach ,1974;ветов et al, ,1975; Butt ,1979; Barz,Crane ,197! Кшшг et al., 1982; Abha et al. ,1982; Takahaaa ,1985).
Согласно новым воззрениям на фанодьные соединения (ЩЗ) в такой многокомпонангной системе как растительный организм трудно найти участок или звено, прямо или косвенно не Связанные с метаболизмом го лифе во лов.
Таким образом ФС существенно влияет на ход фундаментальных процеЬсов в растительной клетке. 4
К сожалению, именно фенольный обмен оказался мзнэе изучен-I в связи с засолением средн. В отечественной и зарубежной 'ерагуре по еолэустойчивосги до настоящего времени нет систе- ' 'ического изучения этого вопроса. Имеющиеся отрывочные и про-юречивые сведения не позволяют воссоздать картину поврежде-I фенольного комплекса (ФК) и.уяошть пути участия и роль Фр в шгацяи. к солевому стрессу. Решение этих вопросов в какой-то >е восголниг пробел, существующий в метаболизме .<Ю у растений I экстремальных воздействиях, который до сих пор не учитывался пологами. Возрастающая опасность загрязнения биосферы в связи штропогенными воздействиями также, ставит вопрос о необходи-!ти исследования тем более, что среди ¡токсических веществ |сферы особую опасность из-за широкой распространенности и высо-! концентрации представляют фенолы.
юте с тем знание различного рода нарушений в обмене ФС откры->т перспективы нэ только для решения теоретических, но и прак-юских задач, способствущих расширению представлений о механиз-токсического действия солей и понимании принципов, лежащих в таве солеуотойчивости, что дает возможность целенаправленного юка способов и приемов повышения устойчивости растения-к сотому стрессу.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Главная цель проведенных иссле-заний состояла в.выяснении физиологической роли ФС в солеустой-эости растений и изучений особенностей пвменейия ФК. В процес-решеняя пробломы были поставлены следующие задачи:
.Исследовать особенности изменения у видов и сортов растений, различающихся по.уровню их солеуотойчивости, степени накопления засоляющих ионов и качества засоления. Определить влияние засоления среды на локализацию 1С по органам растений и. внутри клетки. ■
Выявить действие эндогенных $С на рост растений, активность некоторых окойдорадуктаэ,.в-гом числе ферментов первичной ассимиляции азоге.
Исоледовать влияние засоленности среды на активность оксидо-редуктаз-пероксидазц, п6ли<ренолоксидазы, ИУК-оксидазы,выявить взаимосвязь между изменением в/содержаний ФС и активностью этих ферментов.
Изучить особенности аккумуляции фенольного полимера лигнина
• • ь
в клеточной оболочке различишь по солеусгойчивссni растеня.
6. Исследовать роль ФС в механизме солевой интоксикации - образование хинонов и других токсических соединений,
7. Выяснить возможные пути участия ФС в адаптации и солевом отравлении растений.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Проведенная работа позволила выявить один из биохимических механизмов адаптации растений к засолению среды, обусловленный нарушением 5>К. Впервые проведено комплексное изучение ФС с учетом анализа ферментов фенольного и отчасти азотного обмена, динамики накопления аасолявщих ионов и содержа ния белка, сочетания экспериментов в модельных системах и 1п
vlvo .
В работе легально рассмотрен характер изменений Ш у рас тений и впервые построена схема участия ФС. в механизме солеусго чивэсти, в основу которой положена доказанная в исследованиях ki цепция многопланового участия ФС в'процессе адаптации растений к солевому стрессу, что обусловлено важной экологической функцией ФК.
Впервые выявлен сходный характер ответной реакции ®С на действие солевого огреоса у растений» различных по видовой и сортовой природе, по уровню солеусгойчивосги, выраженный в нару шении количественного содержания и качественного состава ФС,перераспределении ФС по органам растений и в самой клетке, измене нии фракционного состава и усилении образований полимерных форм ФО. Главный теоретический вывод из экспериментов с действием за соления среды на 3>К состоит в том, что впервые установлены общи закономерности в изменчивости ШК и. единая природа его давреаден как у содеустойчивых, гак и несолеустойчивых растений.
На фоне однотипной общей реакции <¡>K впервые выявлены осо бенности его изменения, соогоодие в том, что норма ответной pean ции ФК на действие избытка солей ;(tkCMajSOz,) дифференцировав и вависит от концентрации и качества засоления, от степени соле устойчивости и качественного состава ФК растений, У менее соле-устойчивых растений количественные и качественные изменения в 5 происходят при более низких и в более узком'диапазоне концентрг ций васолявдих ионов. Впервые обнаружено, что засоление среды стимулирует образование лигнина я изменяет полимерный состав ю точной ободочки растений.
G
Впервые•вскрытые закономерности в нарушении ЗК позволяют онстагировать, что регуляция-содержания ФС в присутствии солей вляется адаптивной реакцией, обеспечивающей устойчивость и выживаемость растения в экс трема льнах условиях. Подтверждением ска-знного является участие <£С в ингибировании роста растений, в ре-уляции активности оксидоредукгаз, стабилизация окислительно-вос-гановитального статуса, дегоксякации продуктов деградация белка, скораиив процесса лягнификации и старения клеток .в ответ на дей-гвие голевого стресса.
Эксперямвнгалыю доказано участие ФО в солевом повреждении астений - образовании токсических метаболитов типа хинонов, высвобождении" агликонов, "утечке" отдельных компонентов в на-ужный питательный раствор,
Результаты исследования имеют обдебиологичесхое значение оскольку показано,что растений потенциально заключает в себе олыше возможности для более глубокого понимания взаимосвязи иоричного и основного метаболизмом и в этом Плане, представляет добнуп шдель как для изучения частных вопросов-внутриклеточной егуляции .солвустойчивости и выявления шунтовых путей метаболиз-;а, так и общей устойчивости к аномальным условиям.
' ОСНОВНЫЕ ПШШ1ИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ' ВЫЮСИШЕ НА ЗАЩИТУ.
1. ФС тонко рдагпрупт на воздействие избытка солей в срсде, ■ гражая степень рвзвития солевого стресса. Предложена схема учас-■ия ФС в адаптация я солевом отравлении растений.
2. ФС служат бшжшчомш/и-маркерами, характеризующими ¡тепень адаптации растений-К засолению.
3. Изменчивость гк-один из возможная путей регуляции рос-
■а и активности некоторых оксвдоредуктаз у растений при засолении.
4. Аккумуляция лигнана в клеточных стенках - показатель гскореяной лигнифияации осевых органов и старешя клеток расте-1Ий в условиях засоления.
5. Физиологическая роль ФС и пути участия их в повшении ¡олеустойчивости растений как один из нових подходов к понимание процессов, лежащих в основе адаптации к солевому стрессу.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Совокупность матери-шов диссертации можно рассматривать как развитие отдельных по-юженяй механизма гоксическогб действия засоления на обмен веществ растений и как новое направление - поиск и испытание биоло-
гически активных эвдогенных соединений, изучение их вклада в общую концепцию устойчивости растений к солевому стрессу.
Результаты биохимических исследований <0С существенно углубляют наши знания о природе адаптации растений к солевому стрессу Важная роль ФС в регуляции метаболизма растительной клетки при солевом стрессе, по всей вероятности, приурочена к втапу адаптационных процессов, с которыми ассоциированы системы общей устойчивости (Кузнецов, 1992).
Выявленные общие закономерности в изменении ®С растений, различных по степени солеусгойчивосгй, способствуют раоширвяии практических возможностей путей и приемов повшения солеусгойчи-восги.
Теоретическую и практическую значимоо'гь имеют результаты по 'аккумуляции отдельных фракций и форм 5С в особенности более восстановленных соединений, сгособствувщих стабилизации окислитель» но-восотановятельных реакций в клетке, по изучению репрессируйте го эффекта ФС на рост растений и активность оксидоредуктаз.
Особенности изменения общего содержания и отдельных флавонс дов на качество и концентрацию засоляющих ионов моедт быть испод зованн в оценке содеусгойчивосги сортов растений.
Предложен тест-образование хиногов, "высвобождение" аглико-нов, "утечка" <Ю в наружный питательный раствор как критерий солевого отравления растений. Степень лигнификавди клеточной оболочки моэшг служить одним из показателей старения клетки. Установлена взаимосвязь колебаний в содержании ФС с нарушением азот' ного метаболизма, окислительно-восстановительным режимом клетки репрессией роста и активностью окоидоредукгаз, что позволяет по-новому взглянуть на неко5орые аспекты солвусгойчивости растений я установить значение обмана вторичных соединений в адаптации . гликофитов к засолению. Ш. растений может служить моделью для поиска синтетических веществ, повышающих солеустойчивооть раоге шй, для разработки методов биохимической диагностики на солеустойчивооть и использования Некоторых из ФС в качестве биохими чеоких маркеров'в физиологических, генетических и селекционных исследованиях. Материалы диооертации могут быть включены в соот вегствущие разделы общего курса физиологии растений и спецкурс по солеусгойчивосги для студентов-биологов, специализирующихся в ойлаЬги фивиологии растений.
АПРОБАЦИЯ. Материалы, представленные к защите,дот,ладывались : Всесоюзном совещании "Теоретические основы регулирования мит рального питания растений" (Москва, 1964); Московской област-й конференции молодых ученых (Москва, 3966); I-4-ой конференциях зхимяков республик Средней Азии и Казахстана (Алма-Ата,1966; унэе, 1976} Душанбе, 1981} Ашхабад, 1986)} 2-ом Всесоюзном-био-мическом съезде (Ташкент, 1969); 2-5-оы Всесовзных симпозиумах фа но ль ньзл соединениям (Алма-Ата, 1971; Тбилиси; 1976; Ташкент, 32; Таллин. ,1987); Всесоюзном совещании "Методы оценки устой-вости растений .к неблагоприятным условиям-среды" (Ленинград, 73); 4-5-ой Республиканской конференции "Физиологические основы вышения продуктивности и устойчивости верновык культур" яма-Are, 1950; Целиноград, 1984); Всесоюзной конференции по зиология и биохимии солеустой'чйвости растений (Ташкент, 1969; иа-Ата, 1976); Всесоюзной конференции "Проблемы и пути повышен устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям зды в связи с задачами селекции (Ленинград, 1981); 8-ом Обьеди-нном симпозиуме биохимических обществ СССР.- Ijp. "Проблемы временной биохимии и биотехнологии"(Рига, 1985); Всесоюзной гчной конференции "Проблемы экологии Прибайкалья" (Иркутск, 32); 5-ом Всесоизном биохимическом съезде (Киев, 1986); 1-ом 3COD3HOM съезде физиологов растений (Минск, 1990); Мевдународ-С симпозиумах: 14u'lIat3rna,tlonàl nyifipbsiunt the chemistry of tural' producta (Poland^ 1984) ; International conference Polyphenols" Jlep' 04 i Plovdiv , . Bulgaria, 1934 J^ rth International сог^Гегспоз on cii:;;ii&try ¡«4 biotechnology ;ive natural produn ty^arna, Bulgaria, 1989) { I6"" International iposiua on the chtaistry of natural producta { J:vi;vi, )to ,1988) {International. ojsipoiiun ей physiology, Modi-aslstr/
I tsenetica of plant salt recist'via-i ( У zbekl.-itLUi , TadJikout, 12).
ПУБЛИКАЦИИ. Материалы, обобщенные в диссертации, представлены il работе , в том числе ' в трех монографиях.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Одним из подходов к выяснению изменчивости и причин наруше-1 фенольяого обмена у растений на засолении служит сравнитель-изучение ответных реакций ФК. В качестве объектов исследова-
- 9
ния были использованы растения, различающиеся го видовой и сортовой природе,спецификой обмена веществ, степенью солеустойчи-восгя и качественным составом ФК: горох сорта Раю'нский и Комсомольский, белокочанная капуста сорта Грибовская осенняя и кра нокочанная сорта Гако, красная.перилла, рис сорта Кубань , Солн ный, Дубовский, кукуруза сорта Краснодарская и Казахстанская'43, хлопчатник 108Ф,' вилтоустойчивый, валтонеустойчивый, дыня сорта Калайсан, ячмень сорта Алмалы, Винер (табл.1).
Исследования проводились в условиях вегетационного домика в оранжерее (перилла, хлопчатник,- рис) и в.кондиционируемых.талерах (горох, кукуруза, рис, ячмень). Использованы.разнообразны способы выращивания растений: песчаная, гравийная культура (капуста, хлопчатник), но преимущественно водная. Питательной средой при культивировании растений служила смесь Кнопа. Отдельные опыты проводились с использованием смеси Прянишникова с^Й^ЗСц формоА азота. Испытывали влияние tJaCC и ^a^Oi, ,взятых в иве осмотических концентрациях в широком диапазоне (0-235 и Ж),а также внезапное кратковременное засоление (24,-48,-72-часовое). Засоление субстрата проводилось в несколько приемов до появления у растений внешне выраженной реакции на засоление среды (кг пуста, перилла, хлопчатник) либо в один прием на второй день после посадки в сосуды (горох,-рис, кукуруза, ячмень). Пробы не определение ФС брались через I0-I5 дней после последнего засол< ния. Б качестве критерия солевого воздействия выбраны степень i давления роста надземной части и корней, накопление сухой массу появление некротической окраски. Исследовались растения капуст; 40 и 70-дневные, красная перилла' - 90-дневные,' хлопчатник - 70' дневные, но -большее внимание уделяли -IO-15-дневнкм проросткам В зависимости От целей опыта использовали следующие подход к исследованию Ш растений». Содержание общей сути фе ноль них соединений (ФС) в опытных растениях определяли методом Фолина-Дениса и затем, с помощью калибровочной кривой, составленной п хлорогеновой кислоте о-реактивом Золина-Дениса (Запрометов,197 Фракционирований проводили аа полиамиде, полученном из белого капрона, по прописи В.И.Лигвиненко и др.- (1962). Разделение су мерного препарата'фанольных веществу растений гороха проводил нр.(полиамид9 по методу Г.Б.Сашродовой-Бйвнки (1972) . ФС о пол амида"элвировали последовательно водой, 502! и 70% спиртом. В 10
Таблица V
Схема проведения опытов
Объект
': Возраст '.'Возраст :растений в:растений момент за-:при впя-:соления :тии rood
тип гоо „/дну/.
: 0см.давл.:к1аС£ :ocM.:tlq,,SO|, :ввтм. " :конц. :давл.конц.в
: :в t :в : t
рох,сорта 2-3 днев. 14-ти мсомольский проростки дневные монскйй
с,сорта бань, бовский
куруза: раснодарская, захстанская 46
мень -рта Алмалы
эпчатник пуста: яокочанная эснокочанная эсная перилла
4,2
40, 70
в возрасте трех пар листьев 90.
7,0 11,3
4,2
0,6 4,2 1,14
5,7 0,8 5,7 1,58
7,0 1.0 7,0 1,99
13,9 2,0 13,9 4,28
4,2 0,6 4,2 1,14
13,9 2,0 13,9 4,28
« 4,2 0,6. 4,2 1,14
"и 14,70 4,2 0,6 4,2 1,14
6,2 0,9 6,2 1,50
1,0
1,6
7,0 11,3
1,90 3,40
0,6 4,2 1,14
5дой фракции определяли сушу полифзнолов. Оптическую плог-;ть окрашенного раствора измеряли на СФ-4 при А -724 нм; во акции, элюируемой 50 я 7СЙ спиртом, определяли свободные и эденсированныо катехяны да М.Н.Запрометову (1959). Идентифи- , дия ФК растений проводили общепринятыми методами (Харборн, В; Запромегов, 1974). Индивидуальные ФС воделяли с помощью гомерной и двумерной хроматографии на бумаге (?■// -11,12) с ¡ледующей элюцяей пятен 80& спиртом. В качестве растворителей юльзовали смеси н-бутанол-уксусная кислота-вода (40:12:28; [:5) И Ъ% СНдСООН, бензол: уксусная кислота -вода (125:75:3) и I уксусная кислота. Идентификацию фвнолымх веществ (©) прошли по цветным реакциям, спектрам поглощения в УФ и видимом .
света, с применением комплексообразующих соединений, а также путем гидролиза препаративно накопленных веществ о 2.ь1 нс£, Агликоиы экстрагировали эфиром Ю-12 ч. После упаривания на роторе эфирного экстракта и гидролизата и растворения' осадков в ßOt спирте методом бумажной хроматографии и тонкослойной на силуфоле ü\/ -254 (Чехословакия) определяли агликоны и сахара (см.хроматограф; на бумаге).
Количественное определение индивидуальных веществ ФК проводили на препаративно накопленных и очищенных: соединениях,содержание которых, учитывали при максимума их поглощения и рассчитывали на I г сырой навески по калифовочной кривой, составленной для кофейной кислоты.
Суммарный препарат флавоноидов у риса фракционировали, дробной экстракцией органическими растворителями . При ан
лизе антоцианов использовались листья среднего яруса, из которш брались высечкй сверлом I см; вытяжки готовила в трех повторное тях и полученные результаты пересчигывались на единицу площади листа. При анализах навеска свежих листьев (1-2 г) фиксировалас жидким азотом, расгиралаоь в среде метилового спирта с 1% НИ с последующей очисткой л разделением антоцианов методом хрома то -графии на бумаге (Самородова-Еианки, 1964; Строганов, До с га höbe 1966). Лййкоанговданш . определяли методом Свэйн и Хиллис ( svaln а. ,1959), основанном на способности лвйкоантощ
■нов при нагревании с кислотой переходить в ангооданидины, IlPi определении содержания антоцианов и лейкбантоцианОв; ■ использО] ли калибровочную кривую, со с гашенную по ■ дельфийидину.
После изучения воздействия засоления среды на ФК опытных растений и выявления характера изменения отдельных фракций и компонентов ФК была поставлена задача проверить биологическую активность вндогенных соединений. В качестве тестов наш были использованы прирост ЬгревковколеопгалеЙ шеницы Казахстаном 126, in VIVO - рост корней. Для сравнения испытано влияние различных концентраций WqCß. на прирост отрезков колеоптилей. Было изучение воздействия ФС в модельных системах на активное! ферментов-пероксидазы (ГО), полифенолоксадазы (ПЮ), ИУК-окси-дазы, глутаматдегидрогекавы (ВД?) и локально нитратредуктавы
Исследовано гак?.те влияние различных конценгращп" tlaCP и ^ajS0¿J на активность ГО и ЩО, ИУК-оксидазы в корнях растений, лстивность формой то в определялась общепринятыми методами Гаврпленко и др.,1975-, Гамбург, 1966; Гилылатов и др.,1981).В :а честно субстратов при определении ПО использовали бензидин, гваякол, для ДЗО - пирокатехин. В системе in vilto испытано злияиис различна солой и маннита на активность ГО п ЩО.
В ходе экспериментов обнаружено,что изменчивость и¡очевидно, функциональная значимость Ш при солевом повреждении расте-гай загноят не только от разнообразия химической структуры,но i компартментации внутри метки. С этой целью исследовали влия-ше засоленности среди на локализацию ФС в штохоцдриальной [ракши корней, выделенной по методу (Таирбеков и др.,1965; Гавриленко и др., 1975).
В клеточных стопках опытных растений-определяли аккумуля-део лигнина (ЛГ). Для определения ЛГ остаток растительной ткани зоело экстракции ФО последовательно промывали смясьо этанол-Зензол (1:2) и водой. Свободный от экстрактивных веществ остаток подвергли гидролизу с 0,5 tJ раствором tlaOH в точение 35 ч при 80°С (Загоскина, Залромотов, I9B3). Получений гидроли-зог центрифугировали 20 мин при 3000 об/мин, надо садочную яид-.даогь отделяли, разбавляли в 10 раз водой с последующим определенен ЛГ по поглощена в при j\ -280 нм ( ^iEBttl «¿a(?.,I979), ь'ассчих'шшп по калибровочной кривой, составленной по коммерческому дагодиу (ивзояадм поглощения соответствует 280 ни).
Д.тш оценки скислмтельно-восстановптельного статуса в тканях раегчгая при зооолянии исследовали динагапу окисления пирокатехина " о истоме чп viíxo гомогенатами растений, выращенных в циаларопо различных концентраций НаСб и b¡q2S0¿, . Содержание пионов в гомогэнэ?е, образующихся при окислении пирокатехина, эпрэделялп по продуктам реакции с бёнзолсульфиновой кислотой [Стон я др. jTS72). В рябота приводятся средние значения двух Апологическая тв?орноо?еЙ, опыты воспроизводились 3 и более ша. Точной* опыт определяли по общепринятым в статистике формулам (Удолт.скяя,197б) во всех случаях, она-не превышала З^.В хальнейомг/ степень изменения §К и активность ферментов у опыт-1Ых растений лыражзлп в f от контроля (без засоления) и ДО жегинкцяк поглощения ( n Е).
Поскольку в литературе ira на встретили данных, относительно сз явственного состава ВС опытна« растений проведена идентифика-дея некоторых из них.
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ФЩОЛЬНОГО КОМПЛЕКСА РАСТЕНИЙ ПРИ ЗАСОЛЕНИИ СРВДЫ
В силу большого разнообразия химической структуры и фунади{ флавоноидов пути участия их в солевом повреждении растений, вероятно, неоднотипны. В этой-связи представляло'интерес проследить характер изменения ®С у растений, отличающихся с одной стороны по качественному составу Ш, с другой-спецификой обмена веществ и различной солэустойчивостыо. Мы полагаем, что подобное исследование позволит сделать заключение обобщающего характера о направленности и специфике у растений в условиях засоления среды.
Полученные результаты дают основание констатировать,что ШК гонко реагирует на воздействие избытка солей натрия как у не-солеус тойчивых, гак и у солеустайчивых растений. Однако норма ответной реакции ФК, включая отдельные фракции и компоненты, дифференцирована. Так, сорта гороха Комсомольский и Рамонский, различающиеся по солеусгойчивости (Рамонский более солеустойчив) имеют однозначный по качественному составу ФК, Общее содержание полифенолов, как правило, знача тельнй возрастает в осевых органах гороха, более интенсивно в корнях и понижается, в листьях (габл.2). В динамике фенольные вещества в листьях имеют тенденцию к увеличению, а в корнях - к уменьшению, однако во всех сроках на засоленном фоне их содержание остается более высоким по сравнению с контролем, уровень в стеблях несколько стабилен. Аналогичная картина изменения Ш. характерна .и для сорта
Рамонский. _ А •„
Таблица 2
Влияние Kja С6 на динамику накопления ФС у ■ гороха сорта Комсомольский, мкг/т сцр.массы ■
растений,дни растений Контроль Засоление
: 17
'¿А
Листья ы.еи + 0,25 40,70 + 0,15
Стебли II »08 + 0,11 ' 13,56 ± 0,12
Корм 5,83 + 0,14 8,55 ± 0,05
Стебли 16,30 + 0,08 ■ 16,03 ± 0,05
Корни 4,36 + 0,05 6,30 +■ 0,03
Листья Г7Д0 0,0tb 50,10 + 0,03
Стебли 16,ьо + 0,05 13,90 + е.оз
Корми 3,-1 ь 4 0,06 4,69 + 0,07
ФК гороха неоднозначно реагирует на качество застящих ионов. Судя по данным,суша полифенолов в корнях гороха заметно . етие яа хлоридах (% от контроля, - 143,8; - 128,8). В ли- •
зтьях же гороха на сульфатном фоне скорость накопления $С в отлитии от к!аС£ более резко снижается и в поврединних падает до минимума {% от контроля,~ 86,2% Йа^О^ - 64,5; 22,8 соответственно). в этих условиях токсическое действие , проявляющп-)ся в торможении роста и образовании некрозов, более резкое, чем ^чСС. Таким-образом характер изменения ЗК-различен по органам,в ивисимости от качественного состава солей и степени угнетения рас-'ений. Заметим, что при-повреждающих концентрациях солей содержание Ю в корнях растений однозначно падает,- вплоть до их полного ис-гезнования (контроль - 57,7 мкг/г, некроз - 15,5 мкг/г). Эти данные называют на фазный характер изменений в метаболизма полифенолов: сраза сопровождается повышенным образованием ФС в осевых органах совпадает с диапазоном концентраций солей адаптивного характера , по всей вероятности, связана с защитной реакцией, повышающей стойчпвосгь растений к действию стрессора; П фаза связана с де-радацией.ФС и образованием фи го токсических продуктов, что усупуб-яет интоксикацию. При этом, чем менее солеустойчиво растение, тем ыстрее и при меньшей степени засоления наступает вторая.фаза. ■ этой связи вызывает интерес выяснение поведения огдптьдах фрчиц^й компонентов ФК. Согласно данным в корнях гороха.под действием зп-оления среды возрастает в 1,5-2 раза ■ водно-растворимая фракция и звлекаемыэ 50 и' ТОЯ .этанолом. Содержание отделък« компонентов 4К аметно колеблется по вариантам опытов. На засоленном фоне в кор-ях гороха Комсомольский интенсифицируется образование яемлферол-пикозвда, изофлавонэ, однако, значительно (50-60/5) снижается со-дашние гликозида кофейной кислоты, что приводит к уменьшению от-эшенпя последнего-к изофлавону, особенно на 'сульфатном] фоне габл.З).
ж показано на рис.1 в корнях гороха Вамонсгопз. хлориды в боль-;й степени, чем сульфаты индуц.ируэт образование гликозида кофей->3 кислоты, а на сульфатах несколько'вша содержание кемпфпрол-гикозила и ивофлавопп. Соотношения двух полйфенолоз гликозида косной кислоты и изофлавона понижается в корнях сорта Рамонский,-гавнем образом,на сульфатном фоне за'с"ег усиленного образования офшаво на.
1а блат 3
Изменение содержания ФС в корнях горохг. сорт:;. Комсомольский при засолении среды
Варианты опыта:Кемпйерол- : 'Изофлавок .гликозид (I): ' (П)
Глжооид кофейной
Соо ЩСЗДВЯ 111:11
- ^ - ^ Л" 0* ** г* S - - ...
Без засоления - контроль 0,96 100,0 24.0 100,0 SO,I 100,0 3. 7
daCß 1,44 149,0 52,7 201,5 54ä8 ■ 60,9 1Д
1,31 235,0 137.0 500.1 ' 49,8 50,4 0,3
ПШЕЯДНИЕ: в чяслагелэ - оодорканае полифеполов ( тх/т сырой массв), в знаменателе - Ч от контроля
(1,4 0,1 W Aj'j./ii' v -//ö
Рис.1. Изменение содержания ФС в корнях гороха сорта Рамонский при засолении среда. I- кемпферол-гликозид, II- гликозид кофейной кислоты, III- изофлавон .
Рис. 2. Дооовая кривая изменения содержании ФС и белка в корнях риса сорта Кубань. I- содержание белка, II -Содержание ФС .
чкно отмети ть, что исследуемые сорта горой заметно отличались i' содержанию глиюзида кофейной кислоты, количество которого в Фнях гороха Рамонского значительно преобладает и остается более ;абильным на солевом раствэре, тогда как у Комсомольского в этих i условиях оно резко понижается". Последнее приводит к резкому фушенив соотношения гликозвдов кеМпфеРола к кофейной кислом, |фойной кислоты к изофяавэну, что, тожно использовать в оценке ¡ртов на солеуотойчявость в семействе бобовши •
Нужно отметить, что под действием засоляющих ионов в обоих ртах гороха резко стимулируется фракция катехинов простых- и ¡обенно конденсированных фэрм,. свидетельствуя об усилении поли-дазавдя от контроля: ÜaCÍ - 154,1; fJa2S0^ - 159,4; tiaC£ 196,0} tlq2S0A - 181,0 соответственно). f
В кратковременных опытах с умеренным и высоким уровнем засо-|Ния_ среды установлено,что на пресном фоне.в корнях.5-дневных юроогков по сравнению о 3-дневными содержание кемпферол-глико-да и И80флавона сильно понижается (15-26 раз), тогда как на золенном фоне соответственно возрастает в 4-65 раз (табл°.4)°."
Таблица 4
Влияние засоления среди на динамику <ЁС в корнях гороха РамонскиЯ
АРАР/°Л',КЛ + + +
3-дневшо : 5-диевные : 7-дневныа
контроль : /ÍaC£ контроль : /Va Св. : контроль : /Va
Кемпферол-гликозвд
65,8 68,4 4,4 288,0 72,7 138,0
100,0 104,0 100,0 6550,0 100,0 189,0
Йзофлавон
1,50 1,6 0,1 103,2 1,7 64,6
[00,0 ЮЗ,О 100,0 1760,0 100,0 3800,0
Гликозид кофейной кислоты
>39,0 912,0 1073,0 1551,0 956,8 1455,0 [00,0 ■ 142,0 100,0 144,0 . 100,0. 152,0
1РЙМЕЧАНИЕ. В числителе - содержание ФС (мкг/г сырой массы),в знаменателе - % от контроля
На пресном фоне в 7-дневных проростках концентрация этих фдавоноидов увеличивается до исходной, а на хлоридах содержание кемпферол-глякозида снижается наполовину, а изофлавона 1,6 раз, по сравнению с проростками 5-дневного вэ эра с га. Динамика гликов да кофейной кислоты в контроле и на засоленном <£оне плавно возрастает с максимумом в 5-дневных проростках, во всех сроках содержание $С в корнях на засолении резко возрастает (на 100# и более) по сравнению с соответствующим контролем. Как видно,из этих данных $С проявляют большую лабильность и метаболизм их в тканях осуществляется с достаточно высокой, скоростью. Подобная динамика ФС указывает на то,что они являются активными метабола тами". Обращает внимание то," что аккумуляция ФС в корнях гороха четко коррелирует о основными максимумами накопления засоляющих ' ионов ( Ма+, СЕ", ЬО^ ) я резким ториожением роота растений'.СоГ' ласно данным первый максимум в поглощении корнями отмечав! ся после 48-часового воздействия, затем содержание ^а*" стабилизируется (до 120 ч); второй, более резкий максимум возникав! на 6-е сутки; Следовательно, поглощение и накопление ионов в корнях опытных растений неравномерное (мкг/г сцр.массы кoнrpoJ - 0,22;. 0,40, 0,29; - 0,44, 1,02, 2,06)'. Высокое содержание ФС в 3 и 7 дневных проростках коррелирует с основными пиками накопления засоляющих катионов и анионов. Имеются указания на раннюю вакуолизацию.и'специфическое образование Сального числа мелких вакуолей в клетках растений, подвергавшихся действию ' (Кушева и др.,1980). Возможно, наличие большого числа вакуолей в клетках растений в присутствии солей способствует изоляции электролита и локализации фешлпропаноидного обмена;
В последнее время фшЕОНОидам придают важное значение в регуляции ионного баланса клетки'. Известны сульфатные коньюгаты ■ ФС, характерные доя растений с высоким содержанием сульфатов . в почве (Нагбои! ,1975)'. КОньютаОДя обеспечивав! флавоновдам высокую подвижность в клетке и оводненность клеточных структур в условиях обезвоживающего действия на клетку избытка неорганического сульфата. ЦредстащяегсЯ так же, вероятным, что у гороха как менее солеустойчивой культуры уровень окислительных процессе высок, поэтому накопленйе ФС, проявляющих антиокислитель»)е действие особенно восстановленных форм (катехинов) будет способство вай стабилизации восстаю витальных реакций в клетках и в целом
даптации к- солевому страсоу. Нужно.отметить,чго истинной при-иной воздействия на организм экстремальных условий во многих лучаях является имяшга окислительный стресс, обусловленный об-' азованйем кислородных радикалов я трекиси водорода (Эрнсгер, 834),
Исследование субклеточной локализации ФС в связи с 8асоле,нием ыйвило активное накопление .ÍC во фракции, Еклочающей митохондрии, казалось,при засолении в штохондриальной фракции корней гороха бщде содержание ФС почти в '4 роза превосходят .уровень контроля контроль - 0,32 мкг/г, fiíaCC - 1,21 мкг/г). Причем эти различия одев значительны по сравнение с Надосадочной фракцией (контроль 18,3 мкг/г, tJqCd - 21,4 мкг/г ).Однако в надосадочиой фракции еэко меняется.фракционный состав, в силу резкого увеличения эфи-орасгворимых форм (контроль 1,62 мкг/г, ÑaCS - 3,11 мкг/г). С акопленяем ФС в шгохондризлыюй фракции, 'видимо, сопряжено на-ушение функций мамбран и происходящих в ней различных фэрмэнта-ивных процессов.
Для выяснения вопроса, каКим образом засоление ерэды дейст-¡гет.на ФК у более солеустойчйвых зерновых растений, исслздоваля 2 эрга ряса Кубань и Дубовсний. Последний оказался болоё устой-зв к сульфатному засолению. Согласно полученным результатам Зпшй фонд ФК в корнях Дубовского на засолении юзрзегаег Как и сорта Кубань с максимумом на сульфатах (мкг/г, контроль ->,0} ÑctCe - .100,05 - 193,0)..
Исходя из этого можно полагать, что солэустойчпвость в этом 1учае определяется качеством засоления при условии невысоких изоо-«тических. концентраций соло Я. №яно отметить, что сульфэто-¡тойчивость сортов риса как я хлорядоустойчявоегь сортов гороха ¡ррелируот в какой-то мере с повшяННым пулом ФС в клетке, эи этом количество ионов híq+ в корнях риса в Z и 7 раз предает контроль, а ионов К+ почти fia столько же снижается (мг/г, /а4" : контроль - 3,57; Ña Сё - 7,79; - 21,05; К+ - дант-
1ль 18,6; ~ 5,37; ^¿SO^ - 1,92). Несмотря на выоонуп кон-
штрацис засоляющих, ионов в клятка, фо;щ фс, ггрэд ставленный в |рнях риса фенолокислотами, значительно выше на сульфатном нэже-I хлорид ном фоне, что может свидетельствовать о стимулярущим !Йствии сульфатов на синтез оксикорпчннх кислот. :гяновлево,что засоление среды по-разному отражается на содэржв-
' Г-
нии отдельных фракций и компонентов Фракдаонцый.срргав нарушается в обоих сортах риса за счет подь.ема э'^ирорас'творимых форм. Надо сказать, что более значительные изменейия в риса отмечаются с повышением концентрации засоления..У растений,подвергавшихся 24 часовому воздействию 3% , каблидаагся резкий подъем эфирной фракции при снижении водной. Анализ идентичных фракций после 48-часового воздействия Ж ^ЗДд , дадтвервдаег эту закономерность от контроля,эфирная - 162,0; н.буганол-104,0; водная - 56,2). На рис.2 представлена дозовая кривая изменения содержания белка, и ФС в корнях риса Кубань в зависимости от концентрации (^дСС в питательной среде. Из данных видно,что в диапазоне низких для риса концентраций ЯчС£ (0-0,5®, Ж сйхраняет стабильность на уровне контроля, в области 0,5-0,7$ происходит резкий подъем затем наступает стационарная фаза (0,7-Ю. В г о же время максимум накопления белка в тканях корня приходигся на 0,4Й ^аСС • затем с повышением концентрации электролита происходит плавное понижение с минимумом на фоне 1% ЙаС£ . Сравнивая картину из-
10О ¡§1 100 1? ж
ЙЕ
та
I
т
Г
0,6 0,8 \0 Концентрация
22 .23 Дни .
Рис/З. Влияние /\faCJ на содержание свободных и связанных агликаков в корнях кукурузы сорта' Казахстанская 46 Л .-свободные формы й?С ., Й- агликоны, высвобовдаемые после гидролиза .
Рис.4 Иэиенетв содержания ФС в клеточных линиях Nt-CQUO.ua. в процессе развития . '
I- несолсустойчивый дикий'штат, 2- содеустойчивый, оыстроадаптирующийея. '
7
п
19Н6НЯЯ количества белка и ФС в клетках солевых растений, можно иметить обратную зависимость между этими параметрам'. Как вяц-ю, усиленная аккумуляция 3G в корнях риса связана с депрессией • зингева белка и .очевидно, мобилизацией промежуточных продуктов ^градации на синтез вторичных соединений, в том числе ФС. В )ЮЙ связи представляет интерес точка зрения У.В.Маргна (1У71),что образование флавотоидов представляет собой своеобразный механизм, сформированный а растении в ходе эволюции для блокирования токсичных продуктов деградации белков и для возвращения этих продуктов в общий круговорот веществ в растения^
Значительный интерес для разбираемого вопроса представляют растения с более широким спектром $К. В этой связи исследовали рад куль тур, Ш которых включает эфйры оксикоричных кислот,фяаво-ны, антоциайы, лейкоангоциашны, флавонолы и др.
Следует отметить,что кукуруза уенее солеустойчива срвди зерновых культур (Удрвенко, 1977). Как видно из ряс.З, ФК кукуруза Казахстанская 4ß проявляет заметную стабильность при умеренном засолении, но с повышением концентрации fJaC.fi значительно нарушается, что сопровождав гея подьвмомуровевяЗЖ и особенно эфир0-растворимой фракции. Резкий "взлет" отмечается также в> фракции агликонов, высвобождаемых посла кислотного гидроляаа, поглощающих в длинноволновой част и сдакгра (520-540 нм), хотя по абсолютному значению йх количество значительно ниже, чем свободных форм .Максимум накопления последних приходится на летальные дозы blaC£ (21).
В то же время в корнях кукурузы сорта Краснодарская на сернокислом фоне засоления фракционный состав ® существенно нарушается за счет резкого понижения эфирной фракции при незначительных колебаниях н. бута дольно й и водной (эфирная фракция мкг/г<: контроль - 26,2; fia2SO^ преднёкроз 6,2I;tta2Í0¿, некроз 8,58)". Хроматографяческий анализ подтвердил, что подобная закономерность обязана резкому падению' содержания производных флавона и антоци- . ана (контроль 520,0 гаг/г, Wq2S-154,0; контроль 150,0 мкг/г , - 7Э,В соответственно).
Сравнивая поведение ®С у двух, сортов кукурузы на фонах засоления, можно отметить, что различия генотипов проявляется на характере изменения отдельных веществ - цроизводинх флавона и ангоциана, а у гороха - гликозкда кофейной кислоты.
" П
Согласно данным содержание в листьях факультативного гелофита хлопчатника такке пошжается адекватно степени засоления среды, чем выше концентрация соди в среде, тем сильнее падает количество ФС ( (ЛИГ /г, контроль - 397,0; f¡аСв
- 342,0; 0,9$ - 215,0). Однако, как и у предыдущих растений, у хлопчатника наблюдается увеличение фенолов в корнях и особенно в стеблях ( IW /г,контроль - 275,0; 0,9£ - 371,0» контроль - 234,0; tjqCÉ -620,0 соответственно). Снижение содержания антоцианов в особенно лейкоантоцианов (табл.5) в листьях тесно связано с усиленный использованием их юлвкул либо предшественников в лигнифякации тканей стебля, i.Ki более раннее одревеснение побегов наступает именно у растений на засоленных почвах (Пётросян, Саакян,1961), что в последующем наило подтвервдение и в наших опытах;
Результаты исследований Ш капусты показывают, что содержание
Таблица 5
; <
Шляние засоления среды на содержание антоцианов и лейкоантоцианов: в листьях хлопчатника
Варианты опыта : Ангоцианы ; Лейкоантоцианины
Контроль (без васо- 0,63 16,5
ления) 100,0 ' 100,0
(4,2 агм.) 0,49 3,61
77,6 21,2
(4,2 аш) ?0,45 ^,11
ПРИМЕЧАНИЕ. Числитель мг/г, знаменатель % от контроля
антоцианов и лейкоантоцианов в листьях ее в присутствии солей возрастает. Явное новообразование антоцианов обнарпршвается в опытах с белокочанной капустой, не содержащей: в нормальных прео-ных условиях, но имепдей значительное количество лейкоантоцианов, Влияние солей в зависимости от сортовод природы по-разному проявляется на содержании этих соединений. Так, у краснокочанной капуогы под действием солей в большей мере идет накопление антоцианов, чем лейкоантоциа нов , в у белокочанной капусты и красной периллы отмечается обратная закономерность;
В листьях фасной периллы при 8асолений субстрат и наблсдает-ся значительное возрастание содержания антоциана о - 0,30, гохжа как-анговданас ^ 0,17 падает (? от контроля 157 и 63,9' . соответственно), что особенно выражено на сульфатном фона засоления. В силу этого у красной периллы в условиях засоления в основном изменяется соотношение этих двух компонентов, а нецх общее содержание.
Таким образом, специфика ответной реакции ФК на воздействие солей выражена не столько в повышении фонда ФС, сколько в качественной перестройке» воледствии нарушения фракционного состава и соотношения отдельных компонентов. Значительный интерес представляют результаты, получении при оценке изменений в содержании 1С у различающихся по солеустойчивости клеточных линий растений* (рис.4^1,
>пыты показали, что несолеусгойчивнй дикий штамм ИСсоЬСапа >уР/е54из и ^аС£ - резистентная клеточная линия, отобранная шк спонтанный солеусгойчивый вариант, резко различаются по зодержанию в общей и эфирной фракции клеток ( Достанова, Еевяюва и ДР.,1986). В солоустойчивих клетках после культивирования их суспензий от 7 до 28 дней, содержание ФС бшо вше (почти в три раза), чем у дикого штамма, а с увеличением длительности культивирования оно возрастало в большей степени у быстроадапти-рующейся линии. Итак, монно ко не та тировать, что общий пул свободных форм £С повышен как в корнях растений, так и в солеустойчивых ¡меточных линиях растений. Это наводит на мысль,что стимуляция накопления полифенолов, не превышавшая пределов толерантности клетки, ваяна для растений в услозиях засоления. Повышенная внутриклеточная концентрация СС имеет,' по-видимому, адаптивное значение и наряду о другими изменениями в метаболизме, обеспечивают устойчивость к солевому- стрессу. Подтверждением протекторной роли ФС у растений при солевом стрессе в какой-то мере, служат эксперименты, излагаемые шике. 20-днрвггш . растения ряса сорта Солнечный
^Работа выполнена в Институте физиологии растений ям. К.А.
Тимирязева, лаб.солевого обмена, Москва.
?3
помащалисъ на 30 ит в 0,03£ растворы кверцетина и гликозида рутина. После введения ФС растения выращивались в течении 10 дней в водной культуре при постепенном васолении среды от I до 3% tiaC2. . Последействие растюров ФС в большей мере, проявилось на росте корнай, чем надземной .части". Оказалось,что в динамика прирост корней в контроле составил 20$, на засолении рост корней практически заторможен, в.го же время у растений, подвергнутых действии рутина, в присутствий солей наблюдалось повышение ростовой активности (дайна корней в см : контроль в начале опыта Ю,1, в конце - 12,4; на растворю 3$ hlaC£ без обработки - 9,5-9,7, при введении рутина 9,5-12,8 й кверцетина 9,7-7,7 соответственно) Однозначная концентрация кверцетина (агликон) вызвала заметное ингибирование роста корней. В следующем опыте простерилизованные семена риса сорта Солнечный замачивали в воде, а также 30 минут в растворах 0,03^ кверцетина и рутина, после чего семена проращивались в чашках Петри в контролируемых условиях на растворе Гt blaCS. в течение 4 суток". Количество проросших семян составило в t от контроля (без засоления): на варианте с 1% tfaCd (бее обработки) - 42,8 у предварительно обработанных шерцетипом - 68, и рушим - 57,1. Эта результаты говорят о том, что всхоадсгь семян риса,.обработанных'|С, на фоне засоления заметно выше по сравнению с необработанными. Отсода следует, что последействие кверцетина и его гликозида рутина проявляется в снижении токсического действия высоких концентраций заюляощих ионов.' Из результатов опыта видно,что,действие кверцетина на рост корней и прорастание семян различно. Очевидно, эффект ФС зависит не только от химической структуры и концентрации, но а физиологического состояния растения*. С учетом изложенного предполагается,, что регулированием фенольного обмена можно усилить защитные, функции растения от солевого повреждения.
Предполагаемый механизм может быть связан со стабилизацией клеточных мембран. Увеличение.концентрации полифенолов,особенно свободной форш,о по с о б о гвуе г возрастанию в клетках пула липофиль-ншс молекул, их взаимодействию, вследсгвии легкой расгворимооги, с полимерами мембран (Музафаров и др., 1986; Ладыженская и др'., 1987). Отметим,что оксикоричные кислоты, в частности феруловая обнаружены в липвдах и липидных полимерах (Цвдадамбаев, Верещагин ISÔ2). -F4
Ив литературы известно, что него горне флавонощщ усиливают свое антиоксидантноэ действие в комплексе с лищдами. Протекторное действие вторичного вещества усиливается в связи образованием прочных комплексных связей с активными центрами металлов (<6nsori, I988)Ü Вызывает интерес корреляция гезвдг растворением ФС (производные оксикоричных кислот) в липидньк компонентах мембраны и изменением ее проницаемости ($6aSS ,1973). По данным U.TaЫhama (1985) кверцетин в концентрации 2-3 Ш икгибировал реакцию пер г окисления липвдов. Помимо этого исследования!® показано прягдаэ действие высоких концентраций фенолов на ферменты дыхательной це-пи^ непосредственное участие свободных модамерных форм ФС в дыхании в ввде субстратов, а не тсяько переносчиков водорода ' . (iemos et aß. ,1975; Самородова-Бианки и др. ,1974; Рыбак, 1989) . Действие §С сопровождается восстановлением компонентов дыхательной цепи (Каличвва, 1970)'. В этой связи важным фактором для солевых растений может быть значительная аккумуляция ФС в мигоховдри-альной фракции.
По данным (1988) в подвергавшемся стрессу рас-
тении меняются свойства мембранного слоя липидов, при этом изменяется число пор в мембране и ее проницаемость; Принимая во внимание вышесказанное можно допустить, что при засолении среды создаются реальные возможности для проявления протекторных свойств $С. ФС в свободной форме способны пассивно проникать через мембраны, быстро и обратимо изменяться и, по всей вероятности, стабилизируют мембраны и окислительно-восстановительный режим,защищая основные клеточные компоненты - липиды, белки, углеводы, нуклеи новые кислоты от повреждающих факторов: различных форм активированного кислорода, супероксидных и гвдроксильных радикалов,перекиси водорода и других токсически действующих веществ, образующихся в условиях засоления (Сгрогодав, 1962; Удовенко и др., 1970; Шевякова, Г979; Юлшев и др.,1980; Касумов, 1283; Кйшова и др., 1984)'. В свои очередь полифенолы способны изменять структуру липидного слоя и проницаемость мембран, тем самым влияя на ионный и энергетический баланс клетки (Музафаров, 1990)'.
Можно отметить, что ФС и продукты их окисления выступают в роли защитных веществ, повышающих морозоустойчивость растительной клетки, при различных видах инфекций однако в отношении засо-
гь
ления этого известно не было (Сгом, 1979; Чигрин и др.,1988; Дмитриев и др.,1989).
Установлено, что у растений при избыточном засолении наблюдается "истощение энергии" вследствии затрат, макроэргической энергии на транспорт ионов, восстановление сульфат и нитрат ионов, репарацию клеточных структур, ингибирования синтеза АТФ. Очевидно, в этих условиях необходим повышенный энергообмен. По мнению М.Н.Запромягова (1964), в экстремальных условиях неэффективное дыхание может стать основным, т.к. в данной ситуации для растительной ткани главное не накопление энергии, а ее высвобождение. Для утилизации- этого пути окисления у растений на засолении имеются объективные условия: репрессии синтеза АТФ, усиление пентозо-фосфагного цикла, повышенный пул 2Ю,-активация ферментов - перок' сидазыи полифеиолоксидазы, нарушение проницаемости биомембран;
Обобщая результаты проведанных экспериментов, можно заклвчить, что Ж растений чувствителен к действию высокой ионной силы и является отражением нарушенного обмена и экологической ситуации. ФК растений при действии избытка солай натрия нарушается как у несолеустойчивых (горох), так и солеустойчивьк (рис,кукуруза, хлопчатник)'. Однако у менее солеустойчивых растений количественные и качественные изменения происходят при более низких дозах солей в среде и в более узком диапазоне концентраций. Анализ данных свидетельствует о том, что фракционный состав ФК независимо от вида растений нарушается как правило за счет подъема более реактивных свободная форм 4С, катехинов, некоторах водорастворимых соединений и снижения н.бутанольной и эгилацетагной фракций (особенно в листьях); Полученные факты дают основание заключить ,что механизм действия солай на ФК растения имеет единую природу,в ю же время норма ответной реакции ®С- на стресс различна и зависит от видовой я сортовой природы, степени солеустойчивости,концентрации и качества электролита. Такова в общих чертах картина изменения ФС на засолении и возможное значение повышенного содержания отдельных фракций и компонентов в солеустойчивости растений.
ШИЯНЮЗ ЭНДОГЕННЫХ ФС НА РОСТ РАСТЕНИЙ И АКГИВЮСТЬ ОКСВДОРЕЯ7КТАЗ
Необходимым этапом для более глубокого понимания флзиологи-чсЪЛой-роли ЗС в солеустойчивости растений было' изучение эффекта
га эндогенных полифенолов на рост растений и активность ферментов. Угнетение роста растений на засолении как правило связывают с прямым влиянием ионов солей - с накоплением засоляющих ионов • в тех или иных тканях и органах, снижением синтеза бежа, и эндогенных гормонов, образованием токсически действующих азотсодержащих соединений, затруднением поступления и ассимиляции отдельных элементов минерального питания и др. (Строганов, 1962, 1973; Шевякова, 1962, 1979; Клипеэ, Дриходько,1969; Соловьев, 1969; Кабанов, 1975; Удовенко, 1977; Луценко, 1979; Клышев и др.,1980; dttnann.ras; Jloweis elа2 ,1987 ¿Uueeta£i989;К.и1рег et a£,i908).
Действие испытанных,нами растворов солей резко проявилось в угнетении роста корней и надземной части растений, снижении накопления сухой массы и скорости появления некротических пя?ен. По степени угнетения роста опытные растения южно расположить в следующий нисходящий ряд, коррелирующий с их солеустойчивостью: хлопчатник У ячмень, > рис )> капуста ) кукуруза> горох. Судя по данным рис.5, чем менее солеусгойчиво растение, тем при более низкой концентрации янгибяруагся рост и дозовая кривая роста располагается ближе к оси ординат. Есть основания полагать, что торможение роста у растений при воздействии высокой ионной силы, создаваемой S|qC£ и Nla^SO^ теснейшим образом связано с накоплением в их тканях эндогенных ингибиторов фенольной природы и продуктов их окисления. Известно, что вещества фонолыгой природы, оказывающие прямое воздействие на интенсивность ростовых процессов находятся в тесном контакта с индольными стимуляторами'роста - ауксинами (Плотникова и др.,1967; Сарапуу, Кефоли, 1968; Шуберт,Кравченко, 1969; Коф, 1970, 1987; Кефоли, 1973, 1974; Турецкая И др.,1976; С том, 1976; Минаева,1987; Волышзц, 1987; Белинская, 1987 iff др.)
Наши исследования были напр алловы на изучение рост-ингибирую-щей активности и выяснение роли ФС в индукции окевдоредукгаз у растений на засолении. С этой целью испытывали действие препаративно выделенных ФС в модельных системах и i.n vivo .
Полученные данные показывают, что при небольших дозах ФС корней гороха стимулируют рост отрезков колеопгилей пшеницы Казахстанская 126 на Ю-ЗОЯ однако с повышением концентрации,они проявляют резкое рост-ннгибирущее действие. Порог токсичности в зависимости от молекулярной структуры оказался неодинаковым для кемпферол -гликозида в интервале 74-223 И№/мл, изофлавона 159-
60
§
1 во
ё 70
е 60
** ¡0
| м
а. 30
1 1 а
Канцеитроция ЛаС1,% СЛ ¡в Щ 10 2,0
5*-
Г
г » в I
Ненщн/пряци* АаСЬ, мг/мя
Рис.5. Дозовый эффект на рост растений .
1,2 - корни, надземная часть риса'сорта Кубань(соответственно),
3,4 - корни, надземная часть кукурузы сорта Казахстанская 46,
5,6 - корни, надземная часть кукурузы сорта Краснодарская 126,
7,8 - корни, надземная часть гороха сорта Рамонский ,
9,10 - корни, надземная часть ячменя сорта Винер .
Рис.6 -Влияние различных концентраций
на прирост
отрезков колеоптилей.
« «а
2
ЕГ« 11«
(5 3,3 10,0 13,2 МКГ
ЛонцептрэциЯ ФС -
Рис. 7. Влияние различных концентраций ФС на активность ГДГ в системе ¿/г- уПьо ,1-контроль; препарат антоцианов мкг/мл реакционной среды: 2-9,3 ; 3- 36,6; 4- 73,3 ; Б- 146,6.
Рис. 8. Влияние оксикоричных кислот на активность очищенного гельфильграцией препарата ГДГ . 1-кофойная, хлорогеновая , 3- п-кумаровая .
495 ,ЛК17мл,- гликозида кофейной кислоты 100-500 мхг/мл, пороговая концентрация угнетала прирост колеопгилей на 40-50$. Таким образом по токсичности эти соединения располагаются а следующий убывающий рт: кемпфэрол-гликозид, гликозиИ кофейной кислоты,изо-флавон. Концентрация этих веществ в диапазоне 0,8-1 мг/мл неспецифически утнегает рост колеопгилей (на ЗЩО.~
Дойсгвие растворов солей резко проявляется в подавлении интенсивности деления клеток (Гайдамакина, Лудя то, 1979). Огсут-ствие сведений относительно непосредственного действия к1аСС на рост, связанный с растяжением клеток, побудило нас проследить динамику прироста колвоптилей в. присутствии возрастающих концентраций ^аС2. . На следующем рис.6 видно, что рост, связанный с • растяжением клеток, менее чувствителен к наличию в реакционной среде ь1аС2 в сравнении с ФС.-Низкие концентрации ЙаС£. стимулируют, концентрация до 2 мг/л вызывает плавное понижение и затем лаг-фаза соответствующая довольно высокой концентрации 2-4 мг/мл, после которой резкое ингибироваииа. Концентрация, угнетающая прирост колеопгилей на 50^, довольно высокая 6-7 мг/мл, в го время как игггябирувдзв действие ФС в концентрации 0,8-1 мг/л достигает 100$. Указанные факты свидетельствуют о том, что росг-ин^ибиругаций эффект ФС значительно превосходит непосредственное действие ^оСС . Так, интенсивность растяжения корешков на растворах 0,9$ хлорида и сульфата незначительно отличалась от контрольной' (Гайдамакина , 1969). Поэтому торможение роста у растений .при засолении может быть теснейшим образом связано с накоплением в их тканях именно в начале солевого воздействия эндогенных ингибиторов фвнольноя природы. Последнее подтверждается данными по действии кемпферол-гликозида, взятого в возрастающей концентрации, на рост интактных растений гороха. Повышение концентрации последнего в субстрате приводило не только к угнетению роста,но и появлению специфических наростов "уродливых:" корней. Отметим, что аналогичное рост-ингибирующее действие оказывали на рост колеопгилей ФС, выделенные из корней риса, в особенности продукт окисления хлорогеновой. кислоты, у кукурузы - депсиды оксякоричных кислот (кофейная, хлорогеновая, п.кумаровая), производные флавона и энтоциана.
Значительный интерес представляло проверить как будут вести себя флавоноиды горней гороха а отношении ШК, усиливающей рост
колеопгилей пшеницы. Были взяты ИУК в концентрации 0.4.Ю мг/мл, кемфрол-гликозид - 680 мкг/мл, и гликозид кофейной кислоты в концентрации 1665мкг/мл. Из даннш: табл.6 следует,что прирост отрезков колеопгилей в присутствии ИУК превосходит контроль на 70Й. Активность ИУКв стимулировании роста колеопгилей заметно проявляется в случав гликозода кофейной кислоты (прирост 50#), гак как в опытах без добавления ИУК используемая концентрация последнего практически подавляет рост колеопгилей но ЮОЙ. Однако в присутствии кемпфврол-гликозида активность ИУК Резко подавлена (на 802). Это нашло подтверждение в опытах 1П V¿4/0 , когда было испытано действие ИУК, ФС и ь1аСв (0,4Й) на рост корней гороха. С эгой целью 2-х дневный горох проращивали на среде, содержащей ИУК 7,2 мг/100 ыи в присутствии К и ^цСС Испытанная концентрация ИУК в сравнении с контролем (Н20) заметно стимулировала развитие корня, ткань разрасталась в толщину. У растений на растворе Орост корня был заторможен вдвое, в варианте +ИУК картина повреждения менялась,корни
ревко уменьшались в толщину почги до нитевидных, Как водно при совместном действии ИГК и ^аСС последний не ингибируат рост корней в длину, но полностью подавляет специфи-
Таблица 6 ' '
Действие ИУК в присутствии эндогенных фенолов на рост колеопгилей пшеница
Показатели : Контроль : ИУК :ИУК+кемп-:ИУК+гдико-
ферол- зид кофейной : : ¡гликозад : кислот
Длина отрезков 16,6+0,55 6,4±0,51
колеоптилей,мы Ы,8±0,24 8,5*0,6
Прирост за 24 ч,1° 170,6 20,6
от контроля 100 51,4
ческое действие ИУН-раараогание ткатГв "толщину. Действие кемп------
ферол-гдиковвда, выраженное в частичном снятии специфического эффекта ИУК, говорит об инактивации ИУК эндогенными фенолами аналогично KjqC.fi . Таким образом фактический материал предполагает возможность блокирования активности ИУК в тканях засоленных растений высокими концентрациями шлифенолов. В пользу этого говорит 30
и рост уровня эндогенных гормонов-гиббвреллина и кип-' лша при прорастании семян на пресном фоне, а в условиях засоления активное ть эмх эндогенных регуляторов почти полностью исчезает (Воисапс! ,1976; Ки1рех, ,1988). По данным В.Н.Синельниковой (1972) ^аС£ вызывает снижение содержания рост-стимулирующих вещеотв и значительное возрастание ингибиторов роста. Обобщая результаты, можно заключить, что количественные нарушения в и угнетения роста растений на засолении тесно взаимосвязаны.
Малочисленность данных о действии флавоноцдов на активность ферментов побудила нас провести опыты по влияние эндогенных: препаратов и отчасти синтетических на активность ИУК-оксидазы и оксидорздукгаз.
Установлено,что кемпферол-глшеозип } . ».добавленный в возрастающей концентрации ( шг/'мл 6,55; .15,22; 30,45) в реакционную срвду;продлевает лаг-фазу ИУК-оксидазы, гликозид кофейной кислоты действует так же, но при более высокой концентрации. В присутствии в реакционной ервде кемпферол-гликозида (1,8мкг/мл) инактиви-руются ферменты первичной ассимиляции азота - ю-38% нитратредук-таза (Нр) и на 50$ глутэматдегидрогенеза (1ДГ).
Согласно полученным данным действие суммарного препарата антоцианов, выделенного из надземной части кукурузы сорта Краснодарская - 126,на активность ГДГ зависило от концентрации." Максимальная активность ГДГ наблюдалась в присутствии 9,3-73,3 мкг препарата, увеличение концентрации вдвое (14(^6 мкг) вызывало обратный эффект (рис.7). Действие кофейной кислоты на активность ГДГ аналогично препарату антоцианов и зависит от ее концентрации. ; Обращает внимание >
специфика действия оксикоричных кислот на активность 1ДГ,очищенной гельфильграцией. Получен препарат фермента с удельной активностью, превышающей активность исходного экстракта в 56 раз (Достанова и др. ,1988). Очищенный гельфильтрацией препарат ШГ отличается повышенной чувствительностью кЗС, превосходя в 10 и более раз неочищенный (нэ примере кофейной кислоты). Из рис.6 видно,что невысокие концентрации кофейной кислоты (1,1 мкг) заметно стимулируют активность ГДГ, возрастаювде-по-няжаот почти до уровня контроля, затем.наступает лаг-фаза,дальнейшее повышение (до ¡¿, мкг) вызывает резкое угнетение .Нужно отметить, что порог репрессирующего действия хлорогеновой кислоты на ГДГ значительно ниже по сравнению с кофейной (1,1-3,3 мкг).
31
Следовательно, эффект хлорогеновой кислоты при однозначной концентрации для ГДГ виражен более сильнее .
Влияние различных концентраций п-куыпровой кислоты на активность ГДГ менее выражено,что может свидетельствовать о ее стабилизирующем действии.
Как видно ответная реакция ГДГ на действие ФС неодинаковая. Исходя из указанных данных, ФС клетки могуг участвовать в регуляции активности ферментов - как стабилизаторы и ингибиторы в зависимости от концентрации, химической структуры соединения, количества и расположения ОН-труп п. Более реактивны соединения с орторасположонными гидроксяльныыи группами.№ всей вероятности, индукция активности ГДГ-некоторыми фенолами связана с тем, что ФС выступают как доноры и переносчики Н^ в сложной цепи пера-носа электрона на пути ассимиляции .азота, и инактивируют фермент за счет конкуренции за Н+.
. __ . Показано,что активность ГДГ,
в корнях растений значительно понижается под действием засоления (Клышев и др.,1980). Нужно отметить, что при нарастающих концентраций солей натрия (0,6-2,0%) в корнях гороха набл вдается резкое активирование окислительных реакций, что сопровождается усиленным окислением пирокатехина в модельной системе о образованием хиионов (Доогаюва и др., 1906). Поэтому подавление активности ГДГ ¡.п
може!с быть следствием взаимодействия окисленных продуктов ФС, в форме хянонов и свободных радикалов, блокирующих ¡>Н-груп-пы б елко во-ферментных молекул. Гак, согласно данным Н.И.Шевяковой (1965) у растений при засолении среды идет интенсивное-окисление сульфгядрильных соединений, что меняет соотношение в системе ЙНг^З в сторону увеличения -групп.
Известно,что голифенолы могут использоваться в качестве субстратов для перонсидазы (Ш) и полифенолоксидазы. В наших опытах око«коричные кислоты (0,03й раствэры) по степени активирования II) располагаются в следуицяй ряд - кофейная, п-кумаровая, хлоро-геновая. Зависимость активности ПО от концентрации вносимой в инкубационную среду кофейной кислоты выражается также в виде гиперболы ,
Таким образом, в модельных системах эндогенные ФС в возрастающей концентрации проявляют ингибирующее действие на рост растений,
активность ГДГ и Hp и обратной - на активность перокоидппн. Как было показано в условиях засоления изоляция ФС в клетке и проницаемость клоточнпх мембран нарушавтоя, что сопровождается выходом их в цитоплазму и наружный питательный раствор (Достапова и др.,1082). Последнее будет способствовать воздействию метаболитов фенольной природы,на каталитические свойства ферментов у растений при адаптации к засолению среда.
ВЛИЯНИЕ ЗЛООЛШМ СРЕДИ НА. АКТИВНОСТЬ ПЕРОКСЩШЗЫ,
ИУК-ОКСВДАЗЦ и пошшолоксвдазы в корнях растений
Пероксидаза известна полифункциональдай ролью в растительной клетке. Ш/ог.чч нсслодовали повышение ее активности рассматривают как защигпо-приспособпгельпув реакцию, направленную против неблагоприятных факторов среды и фигопатогедав (Строгойов, 1962; Рубин, Арцяховская, 1964, 1968, 1974; Кузин, 1973; Удоленко, 1977; Чигрин, 1979; Касумов, 1983; Тажябаева, 1986; Достанова, 1936; Достапова, Пешкова, 1936; Андреева, 1938; RqGLl et а Ё , 1901; Chang et а С, ,1934 и др.). Типичная ответная реакция ГО на соловой сгросс,- резкое повышение активности и увеличение числа молекулярных форм. Показано, что анодные изо» формы ГО являются маркерами на оолеустойчивость (Белецкий, Шевякова, 1990). В го жэ время имеются сведения об обратной зависимости между солеустойчивостью сортов и показателем активности ГО (Баженов, 1986; Аббасова, 1989). К тому же ГО-один из немногих Лермонтов, структура которого у галофитов обладает информационной устойчивостьо к прямому действию солей ( [¿д£?1г е.{ aC,I984).: Наконец, изменения в активности ГЮ вызывают интерес в связи с ее участием в метаболизме полифенолов и синтезе фенольного полимер а-л и гни на. Данные об изменении конформации ферментов при связывании ФС позволяют предположить, что некоторые из них являются аллостерическими эффекторами ферментов (^Lßson et aC.,I9Bl; feucht et a2, .,1986). Очевидно,в стабилизации активности ПО у солевых растений существенную роль играет состояние Ш. Обращает внимание, что увеличение содержания ФС сопровождается скоординировяннда повышением активности этого фермента в тканях растений. По этой причине представляло интерес определение активности оксидородуктаз п зависимости от концентрации засоляющих попов и состояния <Ж.
в
Рис.9. Дозогый эффект Natt на активность пероксидаэы в корнях риса . Субстраты Ш ; I- гваякол, 2- пирогаллол, 3- бензидин .
Рис. 10. Дозошй эффект на акшгность лерокс.идазы
в корнях гороха .Субстраты Ш : I- гваякол, 2- беизидин, 3- пирогаллол .
Согласно полученным результатам (рис..9) активность ПО в тканях опытных растений изменяется неоднозначно в зависимости от концентрации электролита в питательной среде. Активность ГО в корнях риса сорта Кубань при воздействии невысоких концентраций WaC2. (0,45?) повышается на 150-200?, на о,51! растворе - почти на уровне конгрольнмх растений, второй оптимум активности Ш наблюдается в градиенте высоких доз 0,7-1?, ?Л tJaC2 стабилизирует активность на высоком уровне по сравнению с контролем и тенденцией к понижению по сравнению с 2Й itaCß . Неоднозначность эффекта возрастающих концентраций электролига говорит о различиях в ответных реакциях ГО на низкие, уморенные или высокие дозы засоления. Подобная закономерность была обнаружена и в корнях гороха (До с га нова, 1986); .
Таким образом в зависимости от степени засоления среды в активации ПО отмечается двухфазность: I фаза связана с действием негоксических концентраций HaCß во внешней среде, причем концентрационная кривая имеет куполообразную форму, характерную доя
ответных реакций галофильного типа; 2-ая фаза характеризуется гак же повышением активности ГО и обусловлен», воздействием высоких концентраций fJaC2 Как видно из рио. .9; в корнях риса концентрационная кривая постепенно наращивается в соответствии о дозой К/аСб и тенденцией сохранить куполообразную форму; у гороха же (рис,Ю) I фаза сдвинута, в сторону более низких концентраций (0,2-0,, во 2-й фазе после некоторой лаг-фавн-прямолинейный "взлет" активности, коррелирующий с летальным эффектом, что проявилось в резком угнетении роста, явных признаках хлороза и желто-коричневого некроза на корнях. Можно отметить, что активация ГО у риса коррелирует с заметным понижением хинонизирующой . активности тканой, о чем свидетельствуют кинетика образования ' хинонов гомогенатами корней в системе ¿rt VÍÍTO (в % от контроля О МаС£ -78; 0.6Í КаС£ -87,5). В корнях гороха, наоборот, наблюдается тенденция к увеличению с максимумом образования хинонов на растворе Ii tJaCG. . Как видно в области действия высоких концентраций солей адаптационные возможности ГО в корнях риса значительно.шире нежели у гороха.
Имеются указания на возможность повреждающего действия ГО на клеточные мембраны, что вызывает гибель бактерий (Чигрин,1979). По нашим данным падению активности Ш в корня? риса при высоких дозах солей соответствовало увеличение пероксидазной активнооти в питательной среде, что может указывать на утечку фермента вследствии повреждения клеточной оболочки солями. Не исключаю, что "всплеск" пероксидазной активности у гороха при засолении О.бЙ-ным tJaCC гаккэ нарушает проницаемость"клеточных мембран, что приводит к усиленному выходу ФС в цитозоль и учаотию в реакциях окисления полифатолоксидазоЦ, активность которой достигает максимума на 0,6£-ном растворе fJaC£
По-видимому, по этой причине резко уменьшается количество полй-фенолов в некрогированной ткани корней гороха вплоть до полного исчезновения (контроль - 59,5 мкг/г, некроз - 15,5 мкг/г).
Сравнивая динамику накопления белка в корнях опытных растений (рис, кукуруза, горох) с активностью ГО можно укавать на обратную корреляцию этих параметров с повышением степени засоления среды (рио. 2).
Первый пик в активности ПО совпадает с возрастанием содержания белка в корнях, 2-й в интервале концентраций 0,6-1$ ÑaC£ при заметном снижении его уровня. Отсодв южно заключить, что 1-й
аксимум в активноеги ГО обусловлен синтезом белка de novo и зкоторцх изоформ ПО, 2-й не связан с синтезом. Очевидно по-збноя закономерность в поведении Ш является условном, расшряю-им адаптационную, способность растения к действию засоления и бусловлена метаболической регуляцией, вследствие накопления £С,
Литературные данные ( Char\g £-t a£,,I984) свидетельствуют о ■ ом, что повышение активности ПО при умеренных концентрациях • ействитедыю сопровождается увеличением интенсивности окраски зоформ и появлением новых.
На рис. 9, предо га влет результат, указывающие на изменение ктивности ПО в корнях риса на засолении в зависимости от хими-еской структуры полифэнолов. Как впдно,общая направленность ро-кции ГО при использовании в качоогва субстрата гваякола и пиро-'аллола почти одинакова, но несколько сдвинут оксгромум, в при-угствий пирогаллола 2-й максимум приходится на раствор 0,6i(JqC£! | случае гваякола - на li MqCC , при доо'авшшя бонзидина ак-■ивноегь W стабильна в более широком диапазоне концентраций l,6-2S> lJaC6 .Оогласво данным (рис.Ю) качество субстрата' влияет га экстремум активности ГО в корнях гороха при действии невысоких сов электролита, с повышением концентрации - активность ГО однозначно возрастает.
Как ввдно из рвзУльтатов.химическая структура субстрата влияет на ход стационарного уровня ГО. Так, при использовании в качестве субстрата бензвдина повышенный уровень ПО в корнях риса сохраняется в диапазоне 0,5-Й tfaCf .гваякола - 1-2 пирогаллола -
Стационарный уровень в аккумуляции ФЗ (см.рис.2) в клетке достигается в диапазоне концентраций 0,7-К tfaCG «т.о. повышенной активности ГО. Таким образом, индукция ГО-корролирует с повышен- • ной'конценграцией ФС в тканях растений га засолении. Наличие избытка субстратов, различных по структуре будет способствовать стабилизации ПО. Заметим, что среда и природа субстратов могут модифицировать активный центр Ш, приводят к возникновению у нее необычных ферментативных свойств ( £51бг6аиег ei а£,Д977). .По литературным данным ( RaClx et af. ,19В1)'в условиях засоления (IM fjqCE ) увеличивается почти в три раза сродство фермента к субстрату (Kjj и УМа-х). Известно,что хлориды эффективно ослабляет прочность связи комплекса ингибитор-фермент. Действия SC на ак-
тивность формантов в условиях засоления может быть обусловлено также образованием комплекса, белок-фенолы и изменением рН-опти-мума фермента (фонолы являются слабдая кислотами). При опредоле-нии содержания фенольных соединений во фракциях белка,освящаемых при 40 и ЮСЙ-ном насыщении сернокислым амлонием, оказалось, что у растений, подвергнутых действию высокой ионной силы,резко возрастает уровень $С. Найдено, что при воздействии 32-нш содержание эфиро- и водорастворимых фенольных компонентов в обоих фракциях белка по срашвнию с контролем увеличивается почти в четыре раза, в то же время при васолении 0,8£-ным разница была менее вцражена (контроль - 3,24 мкг, 100Я; 0.8^-ный - 4,08 мкг, 123а; 3*-ннй ^^ - 12,8 мкг, 392Я). Таким образом, солевое воздействие проявляется в образовании комплексов КЗ с белками, что, по всей вероятности, влияет на ах функциональную активность. Воз?.южно йС также выполняет роль аллостерических эффекторов, связываясь вне активного центра и индуцируют конформавдошше изменения в структуре ффмента (Пруидзе и др., 1982; Музафаров, 1990)'.
Вместе с тем возможны конфоршцяонныа изменения в молекуле фермента под действием высокой ионной силы, приводящие, к его активации. С целью выяснения быд проведен опыт о непроникающим осмотиком-мапнигом'. Судя по данным увеличение осмотического давления, создаваемого 0,1-0,7^ раствором, в основном на оказало существенного изменения активности ГО, выделенной из корней риса сорта Кубань. Ионная сила 1-2Я раствора, соответствующая осмотическому давлению 1-2 атм, повиаала активность на 35-40&. По данным Э.Уэбба (1986) от.ионной силы растворов изменяется не только локальное распределение зарядов на поверхности фермента, но так же происходит изменение суммарного заряда, что, в свою очередь, приводит к изменению связывания ферментов различными веществами'.
Обобщая полученные факты, можно заключить, что активация ПО зависит от целого комплекса условий^среди которых важная роль принадлежит метаболической регуляции, опосредованной К!, в избытке локализующихся в клетках солевых растений. Констатируемая у растений на засолении повышенная активность ПО в сочетании с фвнольннми кофакторами вносит заметный.вклад в повышение уровня устойчивости растений. Они могут быть источником .дополнительной, полезной энергии, не связанной с синтезом АТФ. Другим проявлением деятельности ПО у растений при засолении может быть усиление ее
ни тратвосс тана вливающей функции в условиях инактивации активности Нр, установленной авторами (Юшяев и др., 1980; Кабишева, Ракова, 1990). Заметим, что стационарному уровню ПЭ и 30 соответствует стабилизация пониженного уровня ростовых процессов, коррелирующая с уровнем солеустойчивости (Удовенко, 1977).
В связи с активацией ГО вызывает интерес состояние ИУК-окся-дазной систомы у растений в условиях засолени.я. Согласно полученным результатам активность ИУК-оксидазы максимальная в листьях семидневного гороха, взращенного да засолении (мкг/г, контроль -0,435, ь!сзС£ - 0,465;^¿О*-- 0,491) особенно на А/ог£Ц фоне.
Наблюдения за активностью П& показали, что в корнях гороха на хлоридах при низких концентрациях она заметно понижается.^?.«) Последнее возможно обусловлено тем, что в зависимости от концентрации соли в клетках образуются факторы, которые служат тормозом на пути перехода гидроксиформы ФС в хинонные формы или близкие им соединения с высокими окислительными свойствам!, либо ЩО находится в латентном состоянии. Однако с повышением степени засоления субстрата ПйО в корнях роз ко активируется.Сульфаты независимо от концентрации активируют КО с максимумом на 1% растворе. Как видно специфичность засоляквдх ионов заметно проявляется при низких концентрациях электролитов, при высоких -реакция ПФО и ПО аналогична. Опыты, проведенные Сп УЦгО показали наличие прямой корреляции влияния роста концентрации соли в инкубационной среде на репрессию активность ШО.'г
'У,
I 111
К (ЦЗ
иг
| Ц8 (0 . « (¡55 Ш 1.0 со
Рис .11. Влияние различных коуигентргший /VаЛи) и
(II) . на активность полифенолоксидазы в корнях гороха.
£ С
По-видимому, Сп ^СУО П$0 аналогично некогорим ферментам находится под защитой осмопротекторов либо ингибиторов (АЬтапс! ,1982; Сарсенбаэв,Полшбетова, 1986;Сомонко, 1969). Повышение активности ПФО под действием высокой ионной силы может иметь шщуктивный характер вследствии нарушения проницае -г,гости биомембран и доступности полифенолов, используемых в качестве субстратов. Об индуктивном образовании изоформ ЩО при наличии в среде веществ фенолыюй природы указывают данные авторов (Кунаева и др.,1979).
Таким образом, приведенные факты говорят с одной стороны о наличии у растений при действии высокой ионной силы мощного окислительного комплекса, с другой - о важном значении факторов, стабилизирующих восстановительные процессы в поврежденной клетке.
Не исключено, что именно в начале развития в момент повышенной чувствительности растений к присутствию солей осуществляется ФС защита клеток от перекисей, гидроксильных ионов, свободных радикалов, семихинонов и хинонов, ог продуктов восстановления кислорода, образующихся в тканях.солевых растений.Так, принимая во внимание, что активность СОД при повышении степени засоления до 0,07М (0,4^) падает, а возможность генерации '0^ усиливается (Клшев и др.,1930) в функции защиты клетки и ее репарацию определенный вгаад вносит ФС в особенности более восстановленные формы.
В пользу этого предположения говорят следующие факты: снижение активности в частности ШО на хлоридах, интенсивное накопление $С и особенно восстановленных форм-катехинов, отсутствие сдвигов в равновесии фенолы ^г? хяноны у растений при умеренном. засолении среды, наличие более мощного окислительного комплекса в корневой системе несолеустойчивых гликофитов (горох) го сравнению с солеусгойчивыми (рис, ячмень)'.
Вместе с тем при чрезмерном засолении среды система фенолы хиноны необратимо смещается в сторону окисленных форм,что сопровождается образованием высокогоксичных соединений. Как видно ПО и ПЗЮ являются важным звеном в цепи изменений,ведущих с одной стороны к усилению защитного механизма,' с другой к дезорганизации клетки и нарушению клеточного гомеосгаза. Полученные факты еще раз указывают на важную регулягорную роль в этих процессах <Н{ растений. 39
ВЛИЯНИЕ ЗАСОЛЕНИЕ СРЕДЫ НА АККУМУЛЯЦИЮ ЛИГНИНА В КЛЕТОЧНЫХ СТЕНКАХ РАСТЕНИЙ
Лигнин представляет собой полимер фенольной природы, с которым тесно переплетаются целлюлозные, гемицеллюлознга фибриллы и белковые компоненты клеточной оболочки, участвующий в сложной системе биорегуляции роста и устойчивости растений к стрессам . (З-иегк! а£. ,1973; Лясковский и др.,1977; ЗНаип ,1987; СаС-^¿.п ,1980; ^¿зЫгопо ,1989).
Известно,что процесс лигнификация клеточных стенок складывается из нескольких этапов: синтез фенолышх продшеотвенников -оксикоричных спиртов (п-кумаровый, конифориловый и синаповый), образующихся из соответствующих оксикоричных кислот, энзимати-ческие вторичные превращения в молекулах предшественников и наконец процесс полимеризации элементарных единиц лигнина с образованием в клеточных стенках .высокомолекулярного лигнина; катализатором этой реакции являются различные формы пероксидазы в особенности ионо-и-ковалентно связанная с клеточной-стонкой (Манская, 1958; Зрейденберг, 1960; Харборн, 1968; Запрометов, 1964, 1988).
Связь солеусгойчивосгя с аккумуляцией лигнина (ЛГ) до сих пор не изучалась экспериментально. Хотя имеются данные" об биохимических изменениях в клеточной стенке, связанные со снижением синтеза целлюлозы (в два раза), гемицеллкмозы и оксипролина (до Ю% от контроля) при адаптации растений к осмотическому шоку,создаваемому ГОГ и МаС£ еЬаб., 1988).
' Получение информации об аккумуляции ЛГ дополнит в целом картину нарушения фенольного обмена у растений при засолении с учетом различий в компаргменгации ФС. Результаты проведённых экспериментов показали неоднозначное влияние засоленности среды на скорость образования ЛГ в клеточных стенках растений'.
Из результатов ввдно (рис, 12), что уровень ЛГ в 7-дневных Проростках незначительно отличается от контрольных с тенденцией к возрастанию на фоне засоления. В клеточной оболочке 14-дневного гороха по сравнению с 7-дневным в присутствии содержание ЛГ значительно возрастает , в то время как в контроле ■ уровень.ЛГ остается почти стабильным,- Из преде явленных данных 40
можно видеть, чго в процессе развития растений на пресном и засоленном фонах изменения в содержании ЛГ происходят с различг-ной интенсивностью.
Значительное накопление ЛГ, наблюдающееся под влиянием, засоления в 14-дневных проростках свидетельствуют об ускорении синтеза ЛГ в клеточных стенках и как следствие ранней лигнифи-кации корневой системы. Согласно полученным данным уровень ЛГ в стеблях 14-дневного гороха на засолении превосходит контрольный более, чем в два раза. Важно отметить значительное возрастание содержания эфиров оксикоричных кислот в клеточных стенках осевых органов особенновсгеблях гороха при засолении.
Усиленная лигнификация осевых органов предполагает наличие высокого пула предшественников, участвующих в образовании поли- ': мера. Полученные результаты свидетельствуют, чго цитоплазмати- . ческий фювд ЗС значительно выше у растений на засолении в особенности в начале развития. Сравнивая ход накопления ФС в 7-и и
I | — ка»л\ро»ь № й
£ 200
0,1 «V 0,6 1,0 1$
В,ириапты .опыта \ Концентрация Ла£1, %
Рис. 12. Влияние засоления среды на аккумуляцию лигнина и оксикоричных кислот в клеточных стенках гороха. 1,11- содержание лигнина в корнях 7,14-дневных проростков; . III - в стеблях 14- дневных ; 1У, У -содержание оксикоричных > кислот в корнях и стеблях 14- дневных проростков (соответственно)#
Рис. 13. Влияние на аккумуляцию лигнина в клеточных
стенках кукурузы 1{азахс ганская 46 .
1,2 - содержание лигнина и оксикоричных кислот, в корнях (соответственно), 3- содержание лигнина в надземной части.
14-дневных растениях,нужно отметить, что на пресном фоне суша полифенолов возрастает в большей мера, чем на засолении. В го же время уровень ЛГ в корнях; растений пресного фона почти не изменяется, а на засолении явяое-увеличение. Анализ полученных результатов юкаэывает, что на пресном фоне цитоплазмагический ПУЛ ФЗ в корнях увеличивается в процессе развития на фоне стабилизации синтеза ЛГ, а в условиях засоления оба пула возрастают ■ одновременно,Представляло интерес выяснить, каким образом аккумуляция ЛГ проходит у более солеустойчивых растений?
Как видно из рио.1^ в корнях кукурузы Казахстанская 45 в диапазоне низких и умеренных концентраций 0,4-0,Qt tiaíí не обнаруживается заметных отклонений в аккумуляции ЛГ. Однако,начиная с К раствора, в клеточных стенках усиливается образование ЛГ, которое достигает максимума на растворе 2% blaС£ Таким образом, фактором, определяющим скорость биосинтеза ЛГ, является концентрация электролита, я тому же у более солэустой-чивых культур максимум резко сдвинут в сторону более высоких концентраций. Отметим, что у гороха уже при концентрации 0,6%
(JaC£ стимулируется наюпление ЛГ,. У кукурузы на - 1-2^ tJaC2 , а в корнях ячменя сорта Алмалы экстремум накопления ЛГ соответствует воздействию 2% ÑaC2 (мг./г, контроль - 44,2, lí fJaCl? 41,4, 2£ f¡qC£. - 64,5). Обобщая результаты, можно заключить,что избыток солей в среде индуцирует образование ЛГ и в клеточных стенках с.олеустойчивых культур, но при действии более високой ионной силы.
Из данных рис.13 видно,что отложение ЛГ в корнях кукурузы сопровождается, так же возрастанием в его составе процентного содержания эфиров оксикоричных кислот. Полученные результаты однозначно указывают на резкую активацию образования ЛГ в надземной части кукурузы. Сия по результатам на растворе 0,G% tJqC£?, аккумуляция ЛГ превосходит уровень контроля более, чем на Ъ0%. В дальнейшем параллельно повышению концентрации зэсоления возрастала скорость образования.ЛГ, превышая на 2i хлоридо натрия уровень контроля почти в.4 раза. Резюмируя эти результаты, i.m-но сказать,что в условиях засоления происходит резкая лигшзфи-кация клеточных стенок с преимущественной направленностью в над--
земной части растений. Сравнение скорости аккумуляции ЛГ. и депрессии роста у кукурузы говорит о прямой корреляции этих процессов (рост надземной части в % от контроля: 0,6* -50,0; 0,8£ - 36,Г; корни - 0,6Я ¡7с»С£ - 72,Г; 0,8*. - 58,6). Интересно отметить, что у ячменя ингибированиа ростовых процессов в условиях эксперимента было менее выражено, что соответствует пониженному уровню лигнификации осевых органов и высокой солевыноо-ливостя (рост надземной частя в % от контроля: 0,6% -103,2} И ь1яС?~ 80,2; 2% >1яС£ - 68,5; корни ЙцСС - 81,5; И - .. - 55,3).
Следствием ускоренной лигнификации может быть уменьшение элас- . тичносги клеточной оболочки, угнетение в особенности фазы растяжения, что приводит к торможению роота".
Наряду с этим можно считать ,чго засоление среды направляя обмен веществ растения в сторону образования полимерных форм фс, являющихся метаболически более инертными, ускорят процесс стаНа рис.1 ц представлены результаты опытов по аккумуляции ЛГ в корнях риса сорта Кубань в присутствии различных' концентраций в субстрате. ..Как. водно из даннкх воздействие низких доз не проявлялось на содержании ЛГ, заметное накопление его наблюдается в диапазоне 0,5-0,7* о максимумом на растворе 0,5^ ь1цСЕI затем - четкое понижение, усиливающееся
т -
ал о,5 в, 7 !,о 2,0
Концентрация Л'.^',',
Рис. 14. Влияние М на аккумуляцию лигнина и оксикоричных кислот в клеточных стенках риса сорта Кубань. I- содержание лигнина в корнях; 2,3 -содержание лигнина и оксикоричных кислот в надземной части (соответственно); 4-рост надземной части .
о возрастанием концентрации засоляющих ионов, в то же время можно заключить, что чем вше градиент концентрации К/аСб в среде тем интенсивнее,идет накопление ЛГ в надземных органах.Мак-симум накопления ЛГ приходится на высокие дозы (^аС£ {2%). Сравнение аккумуляции ЛГ в корнях и надземной части риса показывает обратную зависимость при действии высоких доз и прямую при низких. Наряду о этим на рис.14 видно,что в клеточных стенках резко возрастает (2,5-3 раза) содержание оксико-ричных: кислот п-кумаровой и особенно феруловой. Таким образом заооление среды изменяет полимерный состав клеточной оболочки ра о тений.
Сопоставление данншс говорит о том, что аккумуляция ЛГ в корнях гороха, кукурузы, ячменя повышается параллельно возрастанию ионной силы раствора, а у риса наоборот. Можно указать на то,что в облаем действия высоких концентраций в кор-
нях риса сохраняется высокий уровень ФС в цитозоле при значительном снижении.синтеза ЛГ в клеточных стенках.
Изменение ЛГ в клеточной оболочке связано с состоянием ферментной системы, кагализирувдей его образование.,Было показано, что "активность раотворимой ПО на фоне эасоления как правило резко возрастает с повышением концентрации солей. Оказалось,что ионо- и коваленгно связанная форма ГО в корнях риса по сравнению о растворимой ГО проявляют заметную стабильность с тенденцией к возрастаний на нивких и к понижению на высоких дозах хлорида. Очевидно-.фактором, лимитирующим синтез ЛГ в корнях риса, при избыточном содержании фенольных предшественников может быть пониженная активность ГО, связанной с клеточной оболочкой.
Исходя из данных по изменению ЛГ в корнях и надземной части, можно прийти к заключению, что в надземных органах диапазон накопления его значительно шире (0,4-2^ ^аСС ) и более высокий уровень накогиения.
Концентрационная кривая аккумуляции ЛГ я ингибирования роста аналогичны гороху,-кукурузе, чем выше уровень лигнификации, тем выше депрессия роста ( рис.14 .). Можно так.-же отметить тог факт,что фракция ЛГ, извлеченная из надземной части риса, аналогична, по качественному составу полифенолов той же фракции из растения гороха и кукурузы, отличается повышенным содержанием оксикоричнах кислот, что может быть предпосылкой дли изменений в
'¿Н
структуре клеточной оболочки солевых растений.НЮ литературным данным (Датунашвили и др.; 1979), фенодьныэ эфиры могут иметь важное значение в связывании полисахаридных цепей.^Наблюдали корреляцию мевду увеличением содержания фенолокиелог в-полисахаридах клеточной отенки и уменьшением ее раогяжимосги.-а так же мезду временем и скоростью разбухания меточных стопок (Напиьака . еЬаб.,1990). По данным этих авторов феруловая кислота, окисляясь образует диферуловую кислоту, которая связывая полисахарэдный матрикс, делает механические качэсТва клеточной отенки более жесшШи,в результате ограничивая рост клетки растяжением.
Полученный материал позволяет заключить, что засоление ореды направляет обмен веществ в сторону образования полимерных форм 2>С, являющихся метаболически более инертными, ускоряйт процесс старения растений. Таким образом мобилизация простых форм (КЗ на биосинтез лигнина и лигнификацию клеточных рболочек - фактор, играющий существенную роль^ наряду с цитоплазматическим фондом ФС в регуляции солеустойчивости растений. На основании полученных фактов ЛГ можно рассматривать как биохимический маркер,характеризующий степень устойчивости: чем менее солвуотойчиво растение (горох), тем быстрее и при более низкой концентрации электролита происходит активация образования ЛГ. Аккумуляция ЛГ ускоряет лигнификацию клеточных отенок, что в какйй-то мере монет определять степень проницаемости для воды и засоляющих ионов, быть причиной нарушения ее структуры (эластичности) и угнетения рос- ' га, ускорять "старание" клетки и таким путем влиять на ход основных процессов в танях солевых растений. В целом можно констатировать, что усиления аккумуляция ЛГ в клегочных стенках и по- ' вшенное содержание в цитозоле приводят к "фэнолизавди" кле- ' ток солевых растений.
образование фш токсических соединений феюлыюй природы у растений пи1 заоэлении
При решении проблемы токсического действия солей важное значение имеет изучение соединений, придающих специфическую окраску некротированным тканям растений (Строганов и др.,1970). Мы полагаем, чго в оолео травленных тканях растений наряду с другими веществами возможно образование выоокореактивных соеди-
нений типа хинонов.
Исходными веществами для таких реакций могут быть ФС,которые*' окисляясь, способны к обратному восстановлению при участии оксидазных ферментов. Вместе.о там известно, что фс легко образуют высококовдеи сированные окрашенные продукты при нарушении .'нормального хода обмена веществ (Куроанов, 1952; Зацрометов, 1964). .
Для подтверждения возможности образования фиготоксических соединений фенольной природы исследовали характер изменения ФК ■в начальные периоды солевой интоксикации'.
Установлено,что при 72-часовом воздействии (0,6$)
при высокой солнечной инсоляции образование кемпферол-гликозида сопровождается появлением нового соединения, придающего этому комплексу несвойственный ему гешгофиолеговый цвет в УФ-светэ '(РисЛ 5)» Шсле рехроматографии пятен вещества I и 5 выделено соединение с ££ - 0,77 (БУВ; 40:12:28) и 0,90 (бензол: СНдСООН-■ Н20, 125:75:3) о ярко-лимонной флуоресценцией в Уф, усиливающейся после ММз , о максимумом поглощения 265, 360 нм, что по литературным данным соответствует кемпферолу. Этот факт дает основание'полагать, что высвобождение агликона, обладающего более высокой токсичностью , чем п связанном состоянии,может быть следствием гидролиза гликозидов.
Подтверионием того,что в солеотравленных тканях возможно образование хинонов,слулсиг факт обнаружения в корнях" риса ток-' сического метаболита,, по-видимому, хинонной природы. Из н.бутанольной фракции.корнай солеотравленных растений риса (сорт Кубань) выделено окрашенное соединение. При дневном свете на хроматограмме оно .розовато-коричневое, диазотированная суль-фаниловая кислота углубляет.окраску до темно-красного оттенка. Следует отметить,- что образование окрашенного метаболита сопро- . воздается снижением содержания суммы полифенолов в н.бутанольной фракции по сравнению с контролем почти наполовину (контроль 6,84 мкг/г, С£ - 3,85 мкг/г. По топографии на хроматограмме окрашенный метаболит находится на уровне хлорогеновой кислоты, И, по всей вероятности, является продуктам ее окисления. Па рис V16 представлен спектр исходного и окрашенного соединения,
К . г—»
/'X LV
ЧУ
сСГ>
z
Рис.15. Топография пятен флавоноидов из корней гороха • при солевом отравлении. I- кемпферол-гликозид, 2- изофлавон, 3- гликозид кофейной кислоты , 4- неидентифици-ровано, 5- агликон . I- смесь н.бутанол-уксусная кислота-вода (40:12:28), III CH3GOOH .
"iv
5 V ц
«1
? с,!
га па ш за Длина валкы, т .
К ?« 4» i" *
Концентрация, %
Рис. 16. Образование токсического метаболита в корнях риса сорта Кубань при засолении. УФ-спектр ;1-исходноа соединение ; 2- продукт окисления. •
Рис.17. Интенсивность окисления пирокатехина (ось ординат) гомогенатами корней гороха, ^выращенного при воздействии различных концентраций (I) и
снятого на Сгокорде.
Образование этого продукта сопровождается смещением основного максимума поглощения в коротковолновую область (270 нм) и одновременно резким падением поглощения в длинноволновой части (322 нм):. Отсутствие максимума в длинноволновой области мо~ жат быть обусловлено окислением фенольных гидроксилов, т.к. гидроксилирование- фенолов обычно вызывает батохромию-сдвиг мак- • симума поглощения в длинноволновую область (5апрометов>1964). " При выяснении степени токсичности выделенных соединений - на рост отрезков колеопгилей оказалось, что ингибирущлй эффект окисленного метаболита значительно более сильный, чем у исходной воостановшенной- формы (27 и 61% ¡от контроля соответственно), что также может говорить о его хиноидной структуре. Согласно литературным данным в 100 раз более низкая, чем у полифенолов, 'концентрация хинонов способна подавлять ростовые'Процессы (Стом, 1969). Очевидно, механизм повреждения растений при действии высо-• кой ионной силы связан с нарушением ФК расгпний, в частности,с интенсификацией окисления и образованием хинонов. Опыты,проведенные в модельных системах, подтвервдают это положение. Согласно полученным результатам (рис.17), интенсивность окисления пирокатехина гомогенатами корней 12-ти дневного гороха,выращенного при засолении, зависит от градиента концентраций ^аС£ и в субстрате.
При Невысоких концентрациях к1аС£ (0,3%) наблвдается тенденция к снижению, 0,4^-ный раствор стабилизирует образование продуктов окисления - производных хинонов (4-фенилсульфонилпиро-катехпна) на уровне контрольных растений, при воздействии 0,655-ного происходит резкое Увеличение их содержания, кото-
рое достигает максимума при летальной концентрации ь1аСС (К).
Как видно из данных рис.17, К-ный" раствор вызывает резкий подъем в содержания производных хинонов," а воздействие -но го приводит почти к 3-кра гному' увели -
' чению. .Очевидно,высокая
скорость образования хинонов гомогенатами растений сульфатного фона может свидетельствовать о наличии. более мощного окислительного ферментативного комплекса; Возможно по этой причине горох -более устойчив к воздействию к/аС£. ,'нежели ,
¡Ц.лду с образованием токсических продуктов фекольного обмена '¿'ш'а %'инонов возможна и другай направленность участия ФС в интоксикации растений. В опытах с кукурузой copra Краснодарская выявилось, что п солеотраыенних: растениях содержание ннтоцианов л флавона. резко снижено( % от контроля , производное флапопа 23,3 и .'¿5,9 ; антоцнана 79,QHi2o,y соответственно преднекрояная и пек-^иэпАя соны). Согласно получении:* хроматографическим данным в корнях кукурузы пресного фона значительно подержание агликона с
Оti-í> (L/'O ). В то же время в аналогичной фракции, извлечен" .iíu :«у ¡viaiieli некротарованных растений почти полное отсутствие этого соединения.Отсутствие агликона в натипНой ткании поврежденных корней кукурузы.побудило исследовать питательный раствор на наличие 1С. Из питательного раствора била получена эфирная фракция для дальнейшего хроматографирования.Результаты показали идентичность выделенного соединения с агл',тоном нативной ткани .Более то;'о определение обн;ей сумм ФС показало незначительное содер-жание-в питательном растворе пресного фона и очень высокое на засолений 0,0б5мг/д и 19,66 мг/л соответственно). Таким образом получены новые данные, сшдетельствуюидое об "утечке" отдельных ФС из клетки в наружный раствор. Образование специфического нею-роза розовато-коричневого цвета с корнях кукурузы при "солевом отравлении обязано тсжстческому действию этого соединения. Вместе с тем этот факт указывает на селективность клеточной мембраны. Диффузия агликона через клеточные мембраны подтверждает их лучшую способность проходить через мембраны в сравнении с депеш- , дами оксикоричных кислот и гликозидами флавена и антоцианов. Физиологическая активность агликонов может быть опосредована их химической структурой, лчпофильностью их молекул и сферическими факторами им легче проходит через биомембраны.Очевидно, более слабая устойчивость сортов кукурузы к засолении среди зерновых обусловлена чувствительностью клеточных мембран,- что приводит к снижению их барьерных функций.
Анализируя вышеуказанныерезультаты, можно однозначно заключить, что образование фитотоксических соединений фенольной природы может служить критерием солевой интоксикации растений и одной из причин образования специфических некрозов в тканях солеотравленных растений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные в ивботе результаты свидетельствуют о том, что ФК растений, различных, по видовой и сортовой природе, степени солеустойчивости реагирует на воздействие солевого стресса аналогичным изменением количественного содержания и качественного состава, активности оксидоредуктаз, участвующих в фенольномобмене. Это дает основание говорить об общем механизме изменчивости 4К рас -тений дод действием солевого стресса и единой природе его повреждения, являющимися отражением нарушений в ключевых, звеньях основно — го обмена. Известно, что высокие концентрации солей прямо или косвенно подавляют синтез белка, ргэрушают структуру и инги-
биругат активность ферментов первичной ассимиляции азота (Строго-нов и др.,1970,1989; Клышев и др.,1975,1960). Это приводит к накоплению в тканях растений аминокислот, резкое повышение некоторых иё них - тирозина, лейцина, фенилвланина неблагоприятно действует на жизнедеятельность растений (Шевяков8,19Ь2). Наряду с этим в тканях растений на засолении усиливается гликолиз и пентозофосфатный цикл (Удовенко,1977; РоикоГМЛаиЪег ,1981 и др.). Образующиеся при гликолизе и в пентозо^осфатном цикле трек- и четырех-угле-родные'фрагменты (фос|}сенолпируват, эритрозо-4-(£осс£йт) служат исходными предшественниками в биосинтезе 4С (Запрометов,1974). 5е-нилаланин и тирозин являются источниками оксикоричных кислот. Поэтому в условиях засоления растение недостатка в первичных промежуточных продуктах, используемых в биосинтезе 40, не испытывает. Более того,-увеличение размера пула эндогенных предшественников £С, доступных ферментам их биосинтеза, активируют процесс образования и накопления полифенолов у растений при засолении среды.
Анализ экспериментальных: данных показал, что окислительно-восстановительный режим в.корнях растений при умеренном засолении стабилизируется на уровне, так же способствующим поддержанию повышенного содержания 1С в клетке. Повышении^ уровень в цито золе, во фракции, содержащей митохондрии, и в клеточной оболочке растений позволяет говорить о."фенолизации" клеток солевых растений. Известно, что в активно метаболпэирующей клетке 4-С находятся в виде гликозидов либо простых и сложит офиров с низкой метаболической активностью. Поэтому ловыменный уровень прободных форм 1С у растений на фоне засоления будет содействореть усилению их функциональной активности и адаптивную роль предполагаемого'ме-
хшшзма, очевидно, нельзя не учитывать. По-видимому, свободные ^ормы 40 в пределах физиологических концентраций стаблилизируют клеточные мембрвны за счет водородных и гидрофобных связей, а их высокая антирадикальная и антиокислительная активность повышает устойчивость мембран к повреждению. Отметим, что гидрофобиэация тканей важна для стабилизации структуры мембранных и др. белков в солевом окружении (Кабенов,197Ь; Шевякоиа,1979). Подтверждением является то, что (1С и продукты их окисления выступают в роли защитных веществ, повышающих морозо- и засухоустойчивость, стабилизирующих мембраны и подавляющих многие патологические процессы в растительной .и животной клетке (Рубин и др.,1960,1964; Кузин,1966; Иустовойтове, 1970,1976; Кабиев и др.,1973; Эмануэль, 1976; Стом, . 1979; Сафиязов,1902; Пирнэзерова и др.,1962; Ержанова и др.,1986; Иванов и др.,19Ь7).
йункциональный вклад 4'К оказывается существенным для солеустой-чивости, о чем свидетельствует образование комплекса белок-фенолы, скоординировенглсть дозовых кривых накопления 4С, содержания белка и активности ферментов ПО, 1Й0 в. корнях растений при действии различных концентрсций засоляющих ионов. Опыты, проведенные в модельных системах, подчеркивают важность эндогенных ФС в индукции ПО, ПФО и ингибировении активности ГДГ и Нр. Ьсть основания полагать, что 4-С оказывают влияние на ионный и энергитичесКий обмен в клетках солевых растений, способствуют реализации шунтовых путей метаболизма в частности в ассимиляции азота:
Таким образом результаты -проведенных экспериментов указывают 'на многоплановый характер участия 2С в адаптации , что расширяет круг приспособительных реакций растений к засолению среды.
. Указанное выше участие 50 в регуляции солеустой-чивости позволяет рассматривать этот механизм как результат биохимической эволюции, направленный на выживание в экстремальных условиях.
Рис.18. Схема накопления и участия &С в механизме соле-устойчнвости растений
УСЛОВНЫЙ ОБОЗНАЧЕНИЯ»«»—*-действие солей, сз о - нгкопле-
ние веществ, -- предполагаемое влияние.
SC - фенолшые соединения, НО - пероксидаза, ИЗО - полифеиолок-сидаза, ГДГ - глутгматдегидрогеназа, Hp - нитратре.цуктазг., ЛГ - лигнин
Обобщал результаты своих исследований и данные литератур.', »ы полегаем, что участие 1С е солеустойчивости рэстенп!' моянс представить в виде схемы, которая лишь в общих чертах харгктс-гизует Направления этих процессов (dhc.18),
ОСНОВНЫЕ БыЬОДЦ
1. В работе впервые показано, что ФК тонко реагирует на деРст--вие засоления среды, детально рассмотрен характер изменения 4К и предложена схема участия ФС в адоптации и солевом отревленчи рг^теииГ.
2. Выявлено, что исследованные растений, различающиеся пи соле-устойчивости, видовой и сортовой пр-ироде, имеют г. целок сходни? механизм изменчивости 5К, выраженный в повжении концентрации 5С е клетках солевых растений, однозначном "нарушении фракционного состава , как правило, за счёт увеличения менее полярных, снижение содержвнип более полярных соединений, усиленного образования полимерных веществ, индукции активности ПО, ПРО, образования хино-нных форм ФС при солевой интоксикации, что говорит об единой природе повреждения феиольного комплекса .
3. Норма Реакция ФК и отдельных ФС в ответ на действие избытка солей дифференцирована и зависит от концентрации и качества засоления, сортовой природы, от степени «неустойчивости
и качественного состава Ж. Установлено,что у менее солеустойчи-вого растения количественные и качественные.нарушения в фк происходят при более низких концентрациях солей и узком их диапазоне.
4. Впервые показана специфика ответной реакции ФК на воздействие качественного состава солей и их концентраций, выраженная не столько в повышении общего фонда ФС,сколько в качественной перестройке ФК, вследствие значительных индивидуальных вариаций ответной реакции флаюноидов (фе волоки ело г, катехииов,флавонолов, антоцианов и др.). Особенности изменения отдельных компонентов ФК могут быть использованы в оценке различий сортов на оолеусгой-чивоегь' и качества засоления...
5'. Установлено,что засоление среды вызывает перераспределение. ФС по органам растений и в самой клетке, а именно в лиегьях-понижение, в стеблях и корнях - увеличение* повышенная концентрация в митохондриальной.фракции, цитозоле и клеточной оболоч- ■ ке. фракционный состав ФК в корнях растений изменяется в значительной степени за счет, свободных форл полифенолов и более восстановленных соединений простьгх и конденсированных"катехинов. Последнее будет способствовать стабилизация о кисли те ль но-во со га-новительных реакций в клетках и адаптации в.целом;
б. Особая роль в адаптивной перестройке ФК отводится лигнину,образование которого- усиливается при солевом стрессе.Вскрыты особенности аккумуляции лигнина в клеточной оболэчке растений, различных по степени солеусгойчнвосги.
?. Установлено повш'ение активности;ПО, П® и ИУК-оксидавы у растений при засолении. В модельных системах выявлено репрессирующее действие возрастающих концентраций ФС на активность. ГДГ,обратное - на активность ПО, ПФО, лаг-фаза ЙПС-оксдаазы. Монета тируется возможное участие ФС в мэтаболя ческой регуляции оксидаз у растений при солевом огреосе*.
8. Показано участие ФС в торможении роста растений, сопровождаемое накоплением полифенолов, активацией ИУК-оксидазы, снятием положительного эффекта ИУК» усилением лигнификации осевых органов,ускорением процесса.старения клеток'.
9. Механизм повреждения растений при действии высокой ионной силы связан с резким нарушением SK растений: в частности, интенсификацией окисления ЗС до хинонов и свободных радикалов, высвобождением вгликонов, "утечкой" части их в наружный питательный раствор, что ведет к гибели растений. Поскольку &С как доноры Н+ являются компонентами дыхательной системы, то падение уровня восстановленных форм 4.-С и сдвиг равновесия в системе фенолы ■« " хиноны в сторону окисленных <}орм отрицательно скажется на всей эндооксидазной системе, транспортирующей водород.
10. Таким образом результаты проведенного исследования указывают на многоплановый характер участия 1С в адепташи рос-тений к солевому стрессу. Выявленные закономерности в изменении 4К говорят о том, что 5.К является отражением нарушенной экологии и раскрывают пути участия и роль в адаптации растений к соле-'вому стрессу.
праютаж' рекомендации
1. В качестве критерия солевой интокснкедаи предложено использовать образование хинонов в гомогенотах солевых растений в системе in vitro t "утечку" некоторых S-C в поручный раствор.
2. Использовать особенности накопления отдельных фракций и соединений 4К (гликозид кофеГной кислоты, квтехины, янтоцианы) в характеристике различий сортов на солеусгогчивость и качество засоления.-
3. При оценке на солеустойчивость-использовать гряф1К зависимости репрессии роста от концентрации соли в субстрате: при этом по мере повышения степени солеустойчгвости ргстений дозо-вые кривые располагаются ближе к оси абсциссы, у нссолеустойчи-вых - к оси ординат. ' '
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- I. Строгонов В.П., Кабанов В.В., Шевякова Н.й., Лапина Л.П., Комизерко е.и., Попов Б.а., ¿останова р.х., Нриходько л.С. Структура и функции клеток растений при засолении. М.,1970. <:ь7.с
2; Клышев Л,К., Приходько Л.С., Достгнора Р.Х., Раковя Н.М., Алина Б.А., Гильманов М.К., Валиханорр Т.д., Кгбшгева Т.З., Амирканова Г.М., Йбраева B.IL. Берулягия метпболизмг 'рестсниР при .засолении среды. Алма-Ата, 197Ь. '. ii'-i.c
3. Клышев Л.К., Нриходько Л.С., Достанова Р.Х., Ракове Н.М., Алина В.А., Кебишева Т.З., Квюпова Г.А., Касымбеков Б.К., Той-баева К.А., Аифжанова Г.М, Биохимические механизмы интоксикации растений при засолении среды. .Алма-Ата, 1960.• 170.с
4. Отрогонов Б.П., Достанова Р.Х. Изменение содержания енто-цианов и лейкоентоцианов у растений при разнокачественном засолении, Физиология растении, 1960, т.13, в.З.-С.614-Ъ21.
6. Достанова Р.Х. Ьлияние разнокачественного'засоления на содержание пигментов у красной периллы.- Ь сб."Говорят молодые ученые". Тр.Моск.обл.конф.молодых: ученых, 196ь. Из-во "Московский рабочий".
6, Достанова Р.Х. Ьлияние хлористого и сернокислого натрия на обмен пластидных пигментов у растений. Физиология растений, 1966. т.13, в.4.-0.614-62^.
7. Достанова Р.Х. Обмен пигментов у растений при разнокачественном засолении среды. 1'р. I конференции биохимиков растений Средней Азии и Казахстане. - Ташкент, 1У6У.-С.1Ь?-1ьО.
Ь. Достанова Р.Х."Влияние засоления среды на характер изменения флавоноидов у гороха.- Второй Всесоюзный биохимический съезд. Тезисы секционных сообщений. Ташкент, 1969.(^62',
9. Достанова Р.Х. Влияние засоления среды на .ионный состав растений гороха. Тезисы Всесоюзного совещания по солеустойчи-вости растений. Ташкент, 19Ь9.С,60,
(
10. Достанова Р.Х., Клышев Л.К. Об изменении содержания флабоной до в у гороха в условиях засоления среда. Тезисы второго Всесоюзного симпозиуме по фенолышы соединениям. Алма-Ата, 1970.-СЛОЗ.
11. Достанова Р.X. . Влияние засоления.среды на содержание флаво--ноидов у гороха. Тр. Института ботаники АН КазССР. "Биохимия обмена веществ и продуктивность растений". Алма-Ата, 1970, т.ЙВ,-С.1Ш-196.
12. Достанова Р.Х., Клышев Л.К. Изменение ионного состава и ингибироваше роста у растений при засолении среды. Тр. Института ботаники АН КезССР. Вопросы обмена веществ "культурных растений, 1972, т.32.-С.В5-96.
13. Достанова Р.Х., Клышев Л.К. Изменение содержания флавоно-идов и их участие в регуляции роста у растений при засолении среды. Материалы 2-го Всесоюзного симпозиума по фенольным соединениям. Алма-Ата, 1Э73.-С.02-ЬЬ.
14. Достанова Р.Х. Изменение пигментов как показатель солеус-тойчивости растений. Тезисы докладов совещания "Методы оценки устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды . Ленинград, 1973.-С.114.
1Ь. Достанова Р.Х., Клышев Л.К.,. Ибрйева Б;1ъ. К изучению об-
ЬЬ
мена фенольных соединений у растений пси засолении среды. Материалы 3-ей Всесоюзной конференции по физиологии и биохимии соле-устойчивости растений; Алма-Ате, I974.-C.10. '
16. Клышев Л.К., Достанова Р.Х. Влияние засоления среды на активность ИУК-оксидазы. Материалы 3-й Всесоюзной конференции п^ физиологии и биохимии солеустойчивости растений. Алма-Ата,
17. Достанова Р.Х., Тойбаева К,А. Изменение фенольных соедине-' кий и активность МгК-оксидезн в корнях растений при засолении среды. Вторая конференция биохимиков республик Средней Азии и Казахстана. Тезисы докладов, 4пунзе, 1976.-С.61-63,
IB. Достанова Р.Х., Клыиев Л.К., Тойбаева К.А. Об участии <je-нольных соединений в.солевом отравлении растений. Тезисы третьего Всесоюзного симпозиуме по фенольным соединениям. Тбилиси,
19. Клышев Л.К., Достанова Р.Х., Тойбаева К.А., Ракова Н.М., Касымбеков Б.К., Кабишев Т.З. Влияние фенольных ингибиторов растений но активность ферментов. Там же, с.24.
20. Достенове Р.Х., Клышев Л.К., Тойбаева К.А. Сенольные соединения Корней гороха при засолении среды, йизиол. и биохим. культурных растений, №9, t.II, b.I.-C.40-47.
21. Достянове Р.Х. йенольные соединения и их участие е ингиби-ровении' роста растений в условиях засоления среды.' Тезисы 4-й республиканской конференции "Физиологические основы повышения проективности и устойчивости зерновых культур". Алма-Ата, 1960.22. Тойбаева К.А., Достанова Р.Х. Изменчивость (Члавоноидов и
активность ИУК-оксидазы V риса при засолении средь:.* Там. же,с.¿34 • 235.
23. Достанова Р.Х., Клышев Л.К., Мукманова С.А. Влияние засоления среды на локализацию (На, К ) и АК-азную активность в корнях гороха и кукурузы. Известия Ali КпзССР, серия биологическая, 19Ь0, & 3.-С.29~3ь.
24. Достанова Р.Х.,. Тойбаева К. А., Клышев Л.К. Зенольные соединение растений и устойчивость, к эйсолешю среды. Всесоюзная конференция. Проблемы и пути повышения устойчивости рсстений к болезням и экстремальным условиям среды' в связи с задачеми селек-даи. Тезисы докладов. .Часть Ленинград, 1УЫ.-С.94.
2Ь. Достанова Р.Х., Клышев"Л.К., Тойбгева H.A. Действие солевого стресса не фенольный обмен ргстениГч Четверти!5 Всесоюзный симпозиум по фенольным соединениям (тезисы докладов). Ташкент, 19В2.-С.24-2Ь.
26. Тойбаева К.А,, ДостанПве Р.Х., Клмгев Л.К. Биологическая активность фенольных. среди» МиП риск. 'Гам че.-С. Ю'1-Iüo.
Ь6 ■ .
27. Д останова Р.Х., Нургвлиева P.M., Ержанова Н.С., Касымбе-ков Б.К. К изучению фенольного комплекса кукурузы и его биологической активности. Там же.-С.23-24.
28. Достанова Р.Х. О токсическом действии ^енольных соединений и NaCl в модельных системах. Известия -АН КазССР, сер. биологическая, 1982, № З.-С.10-14. .
29. Достанова Р.Х. Адаптация фенольного комплекса растений .к действию высокой ионной силы. Проблемы экологии Прибайкалья. Тезисы докладов к Всесоюзной научной конференции.' Иркутск, 1982, № 5.-С.38.
30. Dostanova Н.Н. Phenolic compounds of plant under conditions of salinity // Polyphenols international conference, Jiep'84, Plovdiv-Bulgaria, 1984, A-4. ■
31. Dostanova Я.Н., Erzhanova M.S., Hurgalieva R.M., Kasimbe-kov B.K, Phenolic complex of plants the effects on activity of oxidoreductases // Polyphenols international conference, Jiep'84, Plovdiv-Bulgaria, I9B4, A-4a.
32. Dostanova H.H., Achnetova D. Sh.. quinone formation from . exogenous polyphenols in homogenatea of plant //14-th international' symposium the chemistry.of iiatural products, Poland, 1984.
33. Dostanova H.H. Polyphenols and activity of oxidoreductases II 3-d Intematinal bonference chemistry and Biotechnology of. Bio-'
logically active Hatursl Products, Sofia, Bulgaria, 1985.
■' 1
34. Достанова Р.Х., Клышев JI.К. Влияние фенольных соединений на активность оксидоредуктаз // «-Й объединенный симпозиум биохимических обществ СССР-ГДР. Проблемы современной биохимии и биотехнологии. Рига, 1965.—С.79.
35. Достанова Р.Х. Об изменении оксидоредуктаз в корнях гороха при эесолении среды Ц Известия-АН КазССР сер.биологическая, 1986, № Ь.-С.14-19.
36. Достанова Р.Х., Клншев JI.K., Алина П.А., ПрихОдьк'о Л.С., Ракова Н.М. Биохимические механизмы солевого отравления растений '. и возможные пути защиты П 5-й Всесоюзный биохимический съезд, Киев, 1986.-С.203-204. .
37. Дстеновэ Р.Х. Фенольные соединения в связи с солеустойчи- • востью растений // "Физиологические и биохимические основы соле-устойчивости растений". Тезисы докладов'ДО Всесоюзного симпозиума. Ташкент, 1986.-С.28. '
38. Достанова Р.Х., Шевякова Н.И., Ахмедова Д.111. Активность пероксидазы у различающихся по солеустойчивости клеточных линий растений /У Там же,-С.12.
39. Достанова Р.Х., Ахмедова Д.Ш., Клышев Л.К. Использование пирокатехина для оценки окислительно-восстановительных реакций
в корнях гороха при засолении // Физиол. и биохим.культ, расте-
НИИ, 1986, № & - С.432-438.
40. Достенова Р.Х. Особенности фенольного комплекса растений в условиях засоления среды // Тезисы докладов пятого Всесоюзного симпозиума по ¿енольныМ соединениям. Л.Секция биохимии и Физиологии. Таллин, 19b7.-C.3b4».
41. Достенова Р.Х., Касымбеков Б.К., Hypгелиева P.M. Участие полифенолов в регуляции активности глютаматдегидрогеназы у растений при засолении // Известия АН КазССР, серия биологическая,
1988, № з.-с.22-20.
42. Досганова Р.Х. Особенности фенольного обмена у растений при засолении среды. Актуальные вопросы ботаники. УШ-делегатский съезд Всесоюзного ботанического общества. Из-во Наука", Алмя-Ата, 19Bb.-C.470.
43. Достанова Р.Х., Тажимуратова П.А. Влияние полифенолов на активность ферментов у растений при засолении. 1изиологогенети-ческие основы повышения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных растений. Алма-Ата,1988.."Наука".-С.103-104.
44. Достанова Р.Х, Влияние засоления среды на фенольный обмен растений. Там же.-С.101-102.
45. Dostanora R.H. Formation of phitotoxic compounds at salt intoxication of plants // 16th .international symposium on the chemistry of Natural Products, Kyoto, Japan, 1988, PA 162.
46. Bogdanova E.D,, Dostanova R.H., Khusainova J.A. Accumulation of abscising acid and polyphenols of winter wheat having dominant character "leaf rolling" //Там Же,pc 95.
'47. Dostanova R.H. Polypenol contribution to plant salt poisoning mechanism // Fifth interational conference on chemistry and fcLolo-giucally Active natural Products. Varna, Bulgaria, 1989.
48. Достанова Р.Х. Образование фитотоксических соединений при солевом отравлении растений // Второй съезд Всесоюзного общества физиологов растений. Шнек. Тезисы докладов. М. ,1990.-С.31.
49. Достанова Р.Х., Тежмуратова J1.А.. Влияние засоления среды на активность пероксидазы в корнях растений// Повышение устойчивости и продуктивности зерновых культур. Алма-Ата, 1991.-С. 1Ы-1Ь9
50. Dostanova R;H. Salinity inf.-.luetice of medium on plant phenolic complex. // Abfitracts. International Sumposium on Physiology, Biochemistry and genetics of plant Salt Resistance. Tashkent, "Pan", 1992, S.H.
51. Достанова Р.Х. Роль фенольного. комплекса в pj Гуляши соле-устойчивости растений. Третий съезд Всесоюзного общества физиологов растений. Тезисы докладов. Санкт-Петербург, 1993.5.-С.ЬЫ.
-
Достанова, Раушан Хажигумаровна
-
доктора биологических наук
-
Санкт-Петербург, 1993
-
ВАК 03.00.12
- Физиологические механизмы солеустойчиовсти двух видов растений рода Nigella и некоторые характеристики качества их сырья
- Исследование стресс-протекторного действия брассиностероидов на растения рапса в условиях засоления
- Исследование солеустойчивости растений рода Amaranthus L. (семейство Amaranthaceae)
- Морфофизиологические особенности сортов риса, обусловливающие их устойчивость к засолению почвы, в связи с разработкой методов оценки селекционных образцов на солеустойчивость
- ОБРАЗОВАНИЕ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В РАСТЕНИЯХ ТИССА {TAXUS BACCATA L., TAXUS CANADENSIS MARSH.) И В ИНИЦИИРОВАННЫХ ИЗ НИХ КАЛЛУ СНЫХ КУЛЬТУРАХ
