ДОСЛІДЖЕННЯ ВМІСТУ ПРООКСИДАНТІВ В ТКАНИНАХ ЗЕРНІВОК ZEA MAYS L. РІЗНИХ ЗА РІВНЕМ СТІЙКОСТІ ДО ХВОРОБ СОРТІВ

  • М.С. Боброва
  • О.А. Голодаєва
  • С.О. Ворона
Ключові слова: прооксиданти, супероксид, малоновий діальдегід, активні форми Оксигену, вільнорадикальне перекисне окиснення, цитохромоксидаза

Анотація

Активні форми Оксигену (АФО) спричинюють вільнорадикальне перекисне окиснення макромолекул (ВРПО). Маркером ВРПО є утворення малонового діальдегіду (МДА), а про наслідки зміни прооксидантно-атиоксидантного балансу свідчить зміна активності ферменту цитохромоксидази. Дослідження ролі АФО у протиінфекційному захисті тварин, процесах окисного вибуху, механізмах старіння та апоптозу відкрило перспективи пошуку аналогів у рослинному світі. Кількісне визначення ПО та продуктів ВРПО здійснювали на зернівках Zea mays L. взятих від рослин наступних сортів: «ДК Бурштин» (високостійкий до хвороб сорт), «ДН Деметра» (середньостійкий до хвороб сорт) та «ДК Велес» (малостійкий). Оцінку рівня та джерел генерації АФО здійснювали за спектрофотометричниим НСТ-тестом. Оцінку рівня ВРПО здійснювали за концентрацією фонового та стимульованого малонового діальдегіду (МДА). Для здійснення оцінки наслідків зміни ПАС проводили визначення активності цитохромоксидази. В результаті проведених досліджень встановлено, що тканини зернівок високостійкого сорту Zea mays L. «ДК Бурштин» мають найнижчий фоновий рівень та найвищий рівень стимульованої дріжджами та NaF генерації •О2-, що свідчить про наявність потужної активуючої здатності каскаду передачі сигналу для збудження експресії захисних генів, а особливо кальцієвої та НАДФН оксидазної сигнальної систем. Виявлено, що зі збільщенням стійкості сорту Zea mays L. до хвороб спостерігається зниження фонового та стимульованого рівня МДА, що свідчить про низький ступінь ВРПО ліпідів мембран та можливо пояснюється посиленою АО ланки ПАС. Доведено, що при переході від малостійкого до хвороб сорту «ДК Велес» до середньостійкого  «ДН Деметра» та високостійкого сорту «ДК Бурштин» активність цитохромоксидази зростає, що, можливо, пояснюється зниженням інтенсивності перекисної деструкції мембран мітохондрій в результаті посилення АОЗ. Здійснено висновок про те, що прооксидантна ланка ПАС бере участь у підтримці стійкості сорту рослин до хвороб, однак потребує потужного компенсаторного антиоксидантного механізму для захисту від перекисної деструкції макромолекул.

Посилання

1. Колупаев ЮЕ. Активные формы кислорода в растениях при действии стрессоров: образование и возможные функции. Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія біологія. 2007;3(12). С. 6–26.
2. Bhattacharjee S. Reactive oxygen species and oxidative burst: Roles in stress, senescence and signal transduction in plants. Curr. Sci. 2005; 89. P. 1113-1121.
3. Apel K, Hirt Н. Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress, and signal transduction. Plant Biol. 2004; 55. P. 373–399.
4. Dat JF, Vandenabeele S, Vranova E, et al. Dual action of the active oxygen species during plant stress responses. Cell. Mol. Life Sci. 2000; 57. P. 779-795.
5. Smirnoff N. Antioxidants and reactive oxygen species in plants. NY: Blackwell Publishing, 2005; 302 р.
6. Scandalios JG. The rise of ROS. Trends Biochem. Sci. 2002; 27. P. 483- 486.
7. Shao HB, Chu LY, Shao MA, Jaleel CA., Mi HM. Higher plant antioxidants and redox signaling under environmental stresses. C R Biol. 2008; 331:433–41. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2008.03.011
8. Scandalios JG. Oxidative stress: molecular perception and transduction of signals triggering antioxidant gene defenses. Braz. J. Med. Biol. Res. 2005; 38. P. 995-1014.
9. Полесская ОГ. Растительная клетка и активные формы кислорода. Москва: КДУ, 2007. 140 с.
10. Казначєєва МС. Дослідження кількісного вмісту активних форм кисню та антиоксидантів в тканинах цибулі ріпчастої, різних за рівнем стійкості до хвороб сортів. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія : Біологія. 2011; 947. 13. С. 201-205. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKhb_2011_947_13_32
11. Mosyakin S, Fedoronchuk M. Vascular plants of Ukraine. A nomenclatural checklist. Kiev: 1999. 346 p.
12. Bobrova M, Holodaieva O, Arkushyna H, Larycheva O, Tsviakh O. (2020). The value of the prooxidant-antioxidant system in ensuring the immunity of plants. Revista de la Universidad del Zulia. 11, 30 (jul. 2020), 237-266. DOI: https://doi.org/10.46925//rdluz.30.17.
13. Bobrova M, Holodaieva O, Koval S, Kucher O, Tsviakh O. The effect of hypothermia on the state of the prooxidant-antioxidant system of plants. Revista de la Universidad del Zulia. 33. 2021. P. 82-101. DOI: https://doi.org/10.46925//rdluz.33.07
14. Kohen R, Nyska A. Oxidation of biological systems: oxidative stress phenomena, antioxidants, redox reactions, and methods for their quantification. Toxicol Pathol. 2002;30:620–50. DOI:10.1080/01926230290166724.
15. Тарчевский ИА. Сигнальные системы клеток растений. Наука, Москва, 2002; 294 с.
Опубліковано
2021-12-20
Сторінки
15-22
Номер
Розділ
Статті