WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 83 | 84 || 86 | 87 |   ...   | 101 |

Предпосевную обработку семян проса сорта Константиновское проводили путем их погружения в растворы соответствующих препаратов. Затем семена высушивали на ситах в течение суток. Для обработки семян использовали микроудобрение «Реаком-С-зерно» (жидкий препарат) в концентрации 3 %, расКаразинские естественнонаучные студии Каразінські природознавчі студії Karazin natural science studios твор янтарной кислоты в концентрации 1 мМ либо комбинацию растворов этих препаратов. Концентрацию янтарной кислоты, выбирали на основании предварительных опытов, дозу «Реакома» - в соответствии с рекомендациями производителя. Контрольные образцы семян обрабатывали водой.

Для экспериментов по исследованию влияния предобработки семян «Реакомом» и янтарной кислотой на активность антиоксидантных ферментов и теплоустойчивость проростков проса использовали четырехсуточные этиолированные проростки.

Высокотемпературный стресс создавали путем прогрева проростков в ванне ультратермостата при температуре 47°С в течение 10 мин. Такой режим высокотемпературной обработки, вызывающий гибель приблизительно 50 % проростков в контрольном варианте, был выбран на основании результатов предварительных опытов. Через 1 сут после прогрева проростки выставляли на рассеянный свет (3000 лк) для отрастания и еще через 5 сут оценивали количество выживших растений.

Активность СОД (КФ 1.15.1.1), каталазы (КФ 1.11.1.6) и пероксидазы (КФ 1.11.1.7) определяли в побегах проростков. Активность СОД оценивали, используя метод, в основе которого способность фермента конкурировать с нитросиним тетразолием за супероксид-анионы, которые образуются в результате аэробного взаимодействия НАДН и феназинметасульфата (Чевари и др., 1985). Активность каталазы определяли по количеству пероксида водорода, разложившегося под действием вытяжки фермента за единицу времени (Филиппович и др., 1982). Активность растворимой пероксидазы определяли по методу Риджа и Осборна (Ridge, Osborne, 1970).

Влияние микроудобрения и янтарной кислоты на развитие грибных заболеваний оценивали на 5-7-суточных проростках на естественном инфекционном фоне (проращивание семян в чашках Петри без предварительного обеззараживания).

Влияние обработки семян указанными препаратами на урожайность проса исследовали в мелкоделяночном полевом опыте на Опытном поле ХНАУ в 2009-2010 гг. Опыт проводили на неудобренном фоне, почва – чернозем типичный малогумусный на лессе.

Обработка семян микроудобрением «Реаком» вызывала значительное повышение теплоустойчивости проростков. Воздействие янтарной кислотой само по себе незначительно, хотя и достоверно увеличивало процент проростков, выживших после жесткого теплового стресса. При комбинированном воздействии «Реакома» и янтарной кислоты отмечалось дополнительное увеличение процента выживания проростков по сравнению с вариантом с одним «Реакомом».

Под влиянием обработки семян «Реакомом» происходило почти двукратное увеличение активности СОД в 4-сутночных проростках. В проростках из семян, обработанных янтарной кислотой, также отмечалось повышение активности СОД. При комбинированной обработке семян «Реакомом» и янтарной кислотой значения активности СОД существенно не отличались от соответствующих величин в варианте с одним «Реакомом».

Воздействие «Реакома» само вызывало увеличение активности каталазы приблизительно в 1,7 раза.

Обработка семян янтарной кислотой вызывала повышение активности фермента приблизительно на 15%.

В то же время в варианте с комбинированной обработкой семян «Реакомом» и янтарной кислотой значения активности каталазы были ниже, чем в варианте с одним «Реакомом», хотя и значительно превышали величины контрольного варианта.

Под влиянием обработки семян «Реакомом» происходило небольшое увеличение активности пероксидазы. Янтарная кислота слабо влияла на активность пероксидазы. В то же время при сочетанном действии «Реакома» и янтарной кислоты наблюдались более высокие значения активности пероксидазы по сравнению с вариантами с обработкой семян «Реакомом» и янтарной кислотой в отдельности.

Таким образом, обработка семян проса как «Реакомом», так и янтарной кислотой вызывали существенное повышение теплоустойчивости проростков проса на ранних фазах развития. Такой эффект микроудобрения и сукцината может быть связан с их влиянием на функционирование ферментативной антиоксидантной системы. Ее индуцирование «Реакомом» может обусловливаться в первую очередь с наличием в его составе металлов-микроэлементов с переменной валентностью (железо, медь, марганец, молибден, кобальт), которые при определенных условиях могут вызывать эффект умеренного окислительного стресса (Dat et al., 2000). Ответной реакцией на возникновение окислительного стресса может быть активация антиоксидантных ферментов (Dat et al., 2000; Колупаев, 2007). Кроме того, названные микроэлементы с переменной валентностью, а также цинк, входят в состав ферментов оксидоредуктаз. В связи с этим повышенное их содержание может способствовать синтезу соответствующих металлоферментов, в частности, изучаемых нами СОД, различные формы которой содержат Cu, Zn, Mn, Fe, а также гемосодержащих пероксидазы и каталазы.

С другой стороны, янтарная кислота, обладающая способностью ингибировать каталазу растений Каразинские естественнонаучные студии Каразінські природознавчі студії Karazin natural science studios в системе in vitro (Тарчевский и др., 1999), способна вызывать кратковременное усиление накопления пероксида водорода и, как следствие, активировать синтез каталазы и, возможно, других антиоксидантных ферментов.

Индуцирование антиоксидантных ферментов может быть одной из вероятных причин повышения устойчивости проростков проса к абиотическому стрессу – действию гипертермии, поскольку, как уже упоминалось, чрезмерное развитие окислительного стресса, сопровождающего влияние различных неблагоприятных факторов, может вызывать необратимые повреждения растительных тканей.

Обработка семян проса «Реакомом» снижала поражение проростков возбудителями фузариоза при проращивании семян в лабораторных условиях. Эффект янтарной кислоты был несущественным, а при сочетанной обработке семян микроудобрением и янтарной кислотой степень поражения проростков грибными болезнями не отличалась от величин варианта с одним «Реакомом». Не исключено, что положительное действие «Реакома» связано с индуцированием им эффекта «окислительного стресса», который мог предшествовать наблюдаемой нами активации антиоксидантных ферментов в проростках. «Окислительный стресс», как известно, может способствовать развитию защитных реакций на патогены (Аверьянов, 1991).

В полевых условиях обработка семян проса «Реакомом» вызывала увеличение урожайности проростков проса в зависимости от условий года на 10-30%. Янтарная кислота увеличивала урожайность на 10-35%. При сочетанном действии янтарной кислоты и «Реакома» урожайность недостоверно превышала величину варианта с одним «Реакомом». Влияние «Реакома» и янтарной кислоты на урожайность проса было значительно более заметным в неблагоприятном по погодным условиям (чрезвычайно сухое лето с рекордно высокой температурой) 2010 году по сравнению с более благоприятным 2009 годом. Это свидетельствует о том, что важной составляющей положительного действия комплексного микроудобрения «Реаком» и янтарной кислоты является повышение устойчивости растений к стрессорам.

thE hypEroSMothIC ShoCk InFLUEnCE on LIpIDS SynthESIS In MICroaLGaE DUnaLIELLa SaLIna Iulia Iatco, phD student Institute of Microbiology and Biotechnology of Academy of Sciences of Moldova Green halophyte microalgae Dunaliella salina is well known as vegetal source of carotenoids [5, 8, 12].

However, Dunaliella salina is recognized as a producer of lipids, which contain polyene omega 3 fatty acids and phospholipids.

As a structural components of membrane, lipids first react to the change in conditions of cultivation [2].

One of the regulatory factors of lipid synthesis in Dunaliella salina alga is the cultivation under hypersalinity and nitrogen deficiency [2, 3, 13, 14]. Nitrogen deficiency stimulates lipid synthesis, but reduces microalgae productivity. It was demonstrated that salt shock induces the synthesis of saturated and mono fatty acids, also the long cultivation of dunaliela on medium with high content of sodium chloride promotes the synthesis of linolenic acid [1, 10].

It is therefore assumed that the lipids obtained from microalgae cultivated in relatively high salinity conditions will have a high degree of unsaturation, which is important for obtaining of soluble preparations used in medicine. As hiperosmotic shock causes intensive synthesis of palmitic acid, which is a component of phospholipids, presumably an increase in polar lipid synthesis [9].

Aim of investigations: the studying of hyperosmothic shock influence on lipids synthesis during the cultivation of microalgae Dunaliella salina.

Object of study: green microalgae Dunaliella salina CNM-AV-02 deposited in National Collection of NonPathogenic Microorganisms of Institute of Microbiology and Biotechnology of Academy of Sciences of Moldova.

For cultivation of microalgae two mineral mediums were selected: the medium with 8% NaCl «start» concentration (medium I) [1] and a medium with 12% NaCl «start» concentration (medium II) [4]. Investigation of the effect of sodium chloride supplementation to selected medium on algae productivity and accumulation of lipids in biomass was performed at several stages of culture logarithmic growth phase, using salt concentrations: 4 g / l NaCl, 8 g / l NaCl and 12 g / l NaCl. Low salt concentrations (all three for medium I) were supplemented at day 4 (middle) and day 7 (end) of the logarithmic phase. 12% concentration was supplemented in medium with 12% «start» concentration in late log phase to reduce the contact time of cells hypersalin environment and to prevent a decrease of the algal productivity. Thus, the final concentrations of NaCl for the medium I were: 12%, 16% and 20%, and for the medium II - 16%, 20% and 24%.

At the end of the cycle of cultivation (the 10th days), the determination of productivity of algae was Каразинские естественнонаучные студии Каразінські природознавчі студії Karazin natural science studios effectuated colorimetrically with cell mass recalculated - absolutely dry biomass (BAU) [11].

Overall fat content was determined by colorimetric method based on determination of lipids degradation products with the phosphovanilinic reagent[12].

Extraction of lipids from microalgae biomass was carried out by the method proposed by Folk [6].

Methanol was used as a polar solvent. Extraction time was 40 min.

Separation and identification of lipids was performed by silica gel thin layer chromatography using Merck Silica Gel 60 plates 10x20 cm. To separate the lipid, initially was used the mobile phase, consisting of petroleum ether:

diethyl ether: glacial acetic acid in ratio 80:20:1 (v / v / v), thus identifying predominantly neutral lipids. As a result of chromatography, polar lipids remain in the start [14].

Mixture of chloroform: methanol 1:4 (v / v) was used for phospholipids separation. Phospholipids fractions were identified using standard mixture of phospholipids SIGMA. Quantity phospholipid fractions were determined gravimetrically.

During the Dunaliella salina cultivation, with cell mass increasing occurs the decrease of mineral content, primarily of nitrogen and phosphorus. It can be assumed, therefore, stimulating effect on lipidogenesys, which is determined by combination of salinity and nitrogen deficiency. According to our results, productivity of dunaliella, cultivated in medium with «start» salt concentration of 8% reduces from control to 12% than in sodium chloride adding medium in mid-log phase (on 36% ) and late log phase (on 46%). If microlagae is cultivated on medium with adding of 8% sodium chloride at different stages of the log phase, productivity declines by 23% (for the mid-log phase) and 26%, respectively (for supplementation in the late phase of exponential growth). The adding of 4% sodium chloride at different stages of the log phase has not changed productivity.

Unlike productivity, accumulation of lipids underwent quantitative changes are more pronounced. The supplement of sodium chloride concentration of 4% and 8% in mediums of cultivation at different stages of exponential growth phase increases the lipid content in biomass by 22-25% and 63-65%, respectively. And the adding of sodium chloride in concentration of 12% in mediums of cultivation at different stages of exponential growth phase increases the lipid content up to times.

A similar result was obtained when Dunaliella was cultivated on mineral medium with 12%NaCl «start» concentration. Thus, the increasing of final salinity up to 20% at different stages of the log phase decreases productivity by 40%, comparing with control, and the additional supplement of NaCl up to final concentration of 24%, decreases productivity by 50%.

Lipid content in biomass was increased by 76-89% in the cultivation medium with adding of 8% NaCl in the late log phase and more substantially - by about 2.3 times the cultivation medium with the final concentration of NaCl 24% (again, supplemented in the late exponential phase growing of algal culture).

It is noted that the quantitative values of lipids from Dunaliella biomass was with 28% higher in variant with «start» NaCl concentration of 12% and the final NaCl concentration 24%, than those obtained at cultivation mineral medium with a salt «start» concentration of 8% and final concentration of 20%.

Microalgae lipids chromatography for the detection of polar lipids, neutral lipids and glycolipids demonstrates the relative stability of the lipid fractions ratio.

According to the obtained results, the ratios are constant for all lipid fractions in experimental variations with 8% NaCl “start” concentration, as well as in all variations with 12% NaCl “start” concentration, and in variations with sodium chloride supplement in the middle and late exponential growth phase.

Confirm to the results stability of phospholipids fractions becomes clear. It changes the amount of lipids, lipid fractions, but lipids and phospholipid fractions ratio remains unchanged.

Pages:     | 1 |   ...   | 83 | 84 || 86 | 87 |   ...   | 101 |



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.