WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |

Действие БАВ может проявляться в понижении скорости протекания биосинтетических процессов или ингибировании активности ферментов семян пшеницы. Причем высокие концентрации антиоксидантов могут понижать активность пероксидазы и за счет этого регулировать продолжительность гипобиотического состояния семян. Ведущую роль в поддержании гипобиоза семян пшеницы выполняет пероксидаза, уменьшение активности которой углубляет покой семян, что проявляется в задержке их прорастания и понижении всхожести. Для подтверждения этого предположения мы изучили влияние различных концентраций аскорбиновой кислоты и гидрохинона на всхожесть семян пшеницы, определяя в них содержание этих антиоксидантов и активность пероксидазы. Замачивание семян проводили при 23оС в течение 24 ч.

Показано, что набухание Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 508 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/044.pdf -45- -46семян в различных растворах АК и гидрохинона приводит к понижению их Таблица 9. Содержание аскорбиновой кислоты (мг/100 г сухой массы) в всхожести при одновременном понижении активности пероксидазы, которая семенах и проростках пшеницы сорта Омская 12 во время прорастания.

коррелирует с возрастанием содержания в семенах пшеницы АК и Время Семена Проростки гидрохинона. Установлена положительная корреляция между всхожестью прораста- непроросшие проклю- корни надземная ния, сут нувшиеся часть семян и активностью пероксидазы, которые находятся в обратной Контроль --15,2±0,зависимости с показателями содержания антиоксидантов в семенах (сухие)(100) пшеницы. Поскольку пероксидаза входит в систему антиоксидантной защиты 1 --24,8±0,живых организмов и поэтому совместно с каталазой, супероксиддисмутазой (163) и другими ферментами пероксидаза может предохранять организмы от действия 2 -26,4±0,922,4±0,активных форм кислорода, защищая ткани от окислительного шока. Возможно, (174) (147) поэтому в семенах пшеницы, а затем и в проростках отмечается высокая 26,8±0,9 19,2±0,6 3,8±0,2 7,2±0,активность пероксидазы. При набухании семян в воде в них возрастает дыхание, (176) (126) (25) (47) что сопровождается увеличением активности пероксидазы, особенно, 23,6±0,68,0±0,33,6±0,24,0±0.проявляющееся при прорастании семян. Фермент окисляет широкий спектр (155) ( 53) (24) (26) органических соединений, среди которых имеются и вещества обладающие антиокислительной активностью, в высоких концентрациях ингибирующих пшеницы уровень АК понижается в 4 раза ( табл. 9). Эти изменения в пероксидазу. Вероятно, поэтому высокие экзогенные концентрации АК и содержании АК могут служить подтверждением участия эндогенных гидрохинона могут ингибировать пероксидазу семян пшеницы, при этом антиоксидантов в формировании механизмов покоя семян пшеницы.

понижая их всхожесть.

Еще одним доказательством участия АО в формировании механизмов После действия высоких концентраций АК и гидрохинона всхожесть покоя у семян пшеницы могут служить данные о пребывании семян в условиях семян пшеницы составляла 8-15%. Замачивание семян в 1 М растворе АК повышенной влажности. Из табл.10 видно, что пребывание семян пшеницы в приводило к понижению активности пероксидазы в корнях и надземной части течение 1-4-х суток в воде или растворах этанола и строфантина приводит к проростков на 2-ые сутки прорастания до 30 и 23, на 3-тьи - 55 и 45, на 4-тые - резкому понижению их всхожести до 9-22%. При этом в зернах и 70, а на 6-тые - 62 и 87% соответственно. Набухание семян пшеницы в растворах 50 мМ гидрохинона понижало активность пероксидазы в корнях и Таблица 10. Содержание АО, активность пероксидазы и всхожесть зерен надземной части проростков на 2-ые сутки прорастания до 15 и 10, на 3-тьи - пшеницы сорта Омская 12 в зависимости от времени их замачивания в воде, а и 17, на 4-тые - 27 и 19, на 6-тые - 45 и 42% соответственно. Тогда как, также в растворах этанола и строфантина. (УФ-облучению подвергали семена с набухание семян пшеницы в растворах низких концентраций АК и гидрохинона влажностью 5-8% перед их замачиванием в воде) практически не влияло на активность пероксидазы в семенах. Для Фактор АО, мкг/г влажной ПО, мкмоль/мин г Всхожесть, % подтверждения избирательности действия антиоксидантов по отношению воздеймассы влажной массы пероксидазы зерен пшеницы нами было изучено их влияние на активность Ствия Время замачивания семян, сут других ферментов зерен, в частности, алкогольдегидрогеназу и глюкозо-61 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 фосфатдегидрогеназу. Показано, что независимо от концентрации используемых Конт- 32 41 43 65 1,63 1,69 1,17 1,17 74 71 44 антиоксидантов активности АДГ и Г6ФДГ практически не изменялись в (100) (129) (136) (207) (100) (104) (72) (72) (100) (96) (59) (14) роль, семенах после 24 ч замачивания их в аналогичных растворах аскорбиновой вода кислоты и гидрохинона.

29 38 50 95 1,63 1,52 1,22 1,14 85 66 31 УФ Подтверждением участия АК в регулировании покоя семян является (93) (121) (157) (300) (100) (92) (75) (70) (115) (89) (42) (19) 15 мин, выполненные нами исследования эндогенного содержания АК в семенах вода пшеницы до и после замачивания их в воде (табл. 9). Показано, что 36 34 61 63 1,46 1,63 1,52 1,08 81 66 36 УФ (114) (107) (193) (200) (90) (100) (92) (66) (109) (89) (49) (19) содержание АК в непроросших семенах пшеницы на протяжении всего срока 60 мин, вода прорастания сохраняется на достаточно высоком уровне и в 1,5-1,8 раз 27 43 68 68 1,52 1,52 1,20 1,17 74 58 32 Этанол, выше, чем в сухих семенах. Отмечается явная тенденция к понижению (86) (136) (214) (214) (92) (92) (74) (72) (100) (75) (43) (9) 10 мМ содержания АК в проклюнувшихся семенах и в проростках пшеницы по 38 47 63 54 1,75 1,40 1,20 1,05 83 63 37 СФ сравнению с уровнем этих антиоксидантов в непроросших семенах. На (121) (150) (200) (171) (107) (86) (74) (64) (112) (85) (50) (22) 10 мкМ четвертые сутки прорастания в надземной части и корнях проростков Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 509 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/044.pdf -47- -48отмечается повышение содержания АО в 1,7-2,2 раза, с одновременным ЗАКЛЮЧЕНИЕ понижением пероксидазной активности на 28-36%. Предварительное УФ- В заключении хотелось бы подвести итог проведенным исследованиям.

облучение семян пшеницы провоцирует в них протекание свободно- Формирование гипобиотического состояния есть приспособительный признак, радикальных процессов, поэтому в ответ на действующий фактор в зернах присущий растениям и животным, реализация которого обусловлена наличием в содержание АО может возрастать в 2-3 раза, особенно это проявляется после 15 живом организме специализированных систем, способных обеспечивать мин УФ-облучения. Полученные данные свидетельствуют о том, что выживание организма, попавшего в экстремальные условия, существование в пероксидаза способна выполнять роль инициатора процессов прорастания семян, которых может привести к его гибели. Одним из компонентов механизмов покоя поскольку для углубления покоя семян требуется понижение пероксидазной является антиоксидантная система, поддерживающая жизнеспособность активности, что, по-видимому, достигается за счет увеличения содержания АО. организма, при проявлении его пониженной функциональной активности. При Эти данные наглядно показывают взаимосвязь между пероксидазной этом компоненты АОС, могут не только обеспечивать продолжительность активностью и содержанием АО при реализации механизмов формирования состояния покоя, но и при создании благоприятных условий, активировать выход покоя семян. из состояния гипобиоза. Ведущим звеном этой системы являются процессы Таким образом, участие антиоксидантов в механизме покоя семян, по- перекисного окисления липидов, запускающие у покоящихся организмов видимому, обусловлено ингибированием ферментов антиоксидантоной системы основные процессы жизнедеятельности. Доказательствами этого утверждения защиты растений, в особенности, пероксидазы, что проявляется в экспериментах служат следующие факты. При создании благоприятных условий (температура, как in vitro, так и in vivo. Понижение активности фермента высокими влажность, кислород) семена могут прорастать. Однако предварительно у них концентрациями антиоксидантов способствует углублению покоя семян должно активироваться дыхание. В покоящихся семенах дыхание крайне пшеницы, а активирование пероксидазы - ускоренному их выходу из состояния ослаблено, отмечаются изменения в составе жирных кислот и функционально гипобиоза и быстрому прорастанию согласно следующего механизма, в активных веществ мембран митохондриальной системы, за счет которых регулировании которого принимают участие компоненты АОС (пероксидаза, обеспечивается разобщение механизмов окислительного фосфорилирования.

АО), а также этанол и ацетальдегид. Однако, поступивший кислород активирует пусковые механизмы процессов ПОЛ. Контроль за этими процессами осуществляет антиоксидантная система, в АДГ составе низкомолекулярных (аскорбиновая кислота, гидрохинон, мочевая Этанол ацетальдегид кислота, мочевина, глутатион и др.) и высокомолекулярных (супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза) соединений. Причем между компонентами системы просматривается взаимная зависимость. Среди Свободные ПОЛ Дыхание Пероксидаза ферментов следует выделить пероксидазу, которая обладает широкой радикалы субстратной специфичностью, способна катализировать реакции окисления различных органических соединений. Причем особенностью механизма действия пероксидазы является способность фермента катализировать окисление Антиоксиданты органических субстратов с участием кислорода, т.е. фермент может выполнять роль оксидазы. Оксидазными субстратами фермента служат индолил-3-уксусная На основании проведенных исследований можно предложить некоторые кислота, диоксифумаровая кислота и др. Продуктами окисления в оксидазных рекомендации по использованию биологически активных веществ в реакциях являются супероксид анион-радикал (О2.) и катион-радикал ИУК, предпосевной обработке семян. Предварительное замачивание семян в растворах последний в кислой среде декарбоксилируется, превращаясь в радикал скатола.

БАВ будет способствовать повышению их посевных качеств, а также Радикалы скатола могут реагировать в дальнейшем с молекулярным кислородом, сопротивляемости семян и растений к экзогенным патогенным факторам образуя перокси-радикалы и далее перекись скатола (Савицкий и др., 1998).

(действию низкой и высокой температуры, микробам и др.). Полученные данные Поэтому генерация свободных радикалов пероксидазой в оксидазных реакциях позволяют предложить наиболее оптимальную продолжительность замачивания фермента может быть условием для его участия в процессах семян в растворах БАВ - четыре часа. Обработка семян пшеницы функционально свободнорадикального окисления в семенах пшеницы, а фермент может активными веществами в течение двух часов способствует повышению их выполнять роль инициатора образования свободных радикалов в семенах.

всхожести. Полученные результаты могут быть рекомендованы для В круг пероксидазных субстратов фермента входят различные практического использования в сельскохозяйственном производстве для функционально активные вещества, в том числе и антиоксиданты. В реакциях повышения урожайности и сопротивляемости семян и проростков пшеницы к индивидуального окисления эти соединения чаще всего являются медленно действию неблагоприятных факторов среды.

Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 510 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/044.pdf -50-49- проростков пшеницы. Таким образом, АТФ может выполнять роль регулятора активности алкогольдегидрогеназы, осуществляя направленное переключение окисляемыми субстратами, однако, при совместном окислении с быстро процессов с анаэробных на аэробные, что наблюдается при повышении окисляемым субстратом, скорость их пероксидазного окисления может функциональной активности митохондрий, активизации дыхания.

возрастать в 100 и более раз. Пероксидаза способна, осуществлять контроль за Избирательность типов ингибирования пероксидазы ИУК обусловлена уровнем перекиси, восстанавливая ее до воды и при этом окислять специализированностью ауксина служить оксидазным субстратом фермента.

низкомолекулярные антиоксиданты. В процессе каталитической реакции могут При этом ИУК может изменять направленность реакций пероксидазы с одного образовываться свободные радикалы, которые в начальный момент прорастания типа на другой, меняя специфичность фермента с пероксидазного на семян, способны инициировать реакции свободнорадикального окисления, оксидазный, превращая пероксидазу в высокоспецифичную оксигеназу, активируя при этом протекание перекисного окисления липидов. Высокие генерирующую свободные радикалы, необходимость в которых может концентрации антиоксидантов ингибируют пероксидазу как в реакциях возникать у растений в процессе развития. Таким образом, ИУК может индивидуального, так и совместного окисления, осуществляя таким образом выполнять роль "триггера" в реакциях окисления, катализируемых пероксидазой.

регуляторную функцию. Следует выделить ряд особенностей в проявлении Действие ауксина проявляется, например, при выходе семян пшеницы из активности пероксидазы в покоящихся и прорастающих семенах. Так, состояния вынужденного покоя. Воздействие высокой температуры на семена например, в сухих семенах выявляется высокая пероксидазная активность, пшеницы приводит к резкому снижению активности пероксидазы, коррелирующая с уровнем их жизнеспособности. Тогда как низкая активность коррелирующей с понижением их всхожести и жизнеспособности. Пероксидаза фермента свидетельствует о понижении жизнеспособности и всхожести семян. может служить критерием оценки посевных качеств семян, тогда как понижение В условиях искусственного гипобиоза, вызванного длительным активности фермента характеризует снижение общего уровня метаболических затоплением семян в воде, у них так же отмечается увеличение содержания процессов в семенах, понижение активности антиокислительной системы и антиоксидантов, сопровождающееся уменьшением уровня ПОЛ. Тогда как ослабление работы активационных механизмов, ответственных за прорастание использование низких концентраций перекиси водорода, при набухании семян, семян.

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»