It was investigated the effect of hypobaric hypoxia on function of pentose phosphate pathway in wheat, rice and barley seedlings, which differ in steadiness to studing factor. Pentose phosphate pathway was intensified in green barley leaves on lidht and on darkness under hypobaric hypoxia (16 hours). Hypoxic incubation (72 hours) was resulted in increase enzymatic activity of glucose-6-phosphate degydrogenase in roots and leaves of steady plant (rice) only.

Анотація наукової статті з біологічних наук, автор наукової роботи - Войцековская С. А.


Область наук:

  • біологічні науки

  • Рік видавництва: 2006


    Журнал: Вісник Томського державного педагогічного університету


    Наукова стаття на тему 'Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в проростках рослин в умовах гипобарической гіпоксії'

    Текст наукової роботи на тему «Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в проростках рослин в умовах гипобарической гіпоксії»

    ?3. Методи грунтової мікробіології і біохімії / Под ред. Д.Г. Звягінцева. М., 1991.

    4. Методи стаціонарного вивчення ґрунтів / Під. ред. A.A. Роде, H.A. Ногіна, І.М. Скриннікова. М., 1977.

    5. Методи біохімічного дослідження рослин / Под ред. А.І. Єрмакова. Л., 1972.

    6. Федоров А.І. Методи математичної статистики в біології і дослідному справі. Алма-Ата, 1967.

    7. Леута І.Е., Бойко А.Т. Багаторічні трави на вироблених торфовищах. Мінськ, 1979.

    8. Федоров А.С. Вплив добрив і рослин на вміст мінеральних форм азоту в грунтах вироблених торфовищ // Проблеми використання і реутилізацію біофільние елементів. Л., 1980.

    9. Дирін В.А. Культивування трав на виробленому торфовищі і його біологічна активність. Деп.во ВНІІТЕІСХ під № 79 ВС-86. Деп., 1986.

    10. Дирін В.А., Суворіна Е.А. Біологічна активність залишкового торфу під травами // Фундаментальні та прикладні проблеми охорони навколишнього середовища. Томськ, 1995.

    11. Жданнікова Е.Н. Мікробіологічна характеристика торф'яно-болотних грунтів Томської області // Заболочені лісу і болота Сибіру. Томськ, 1963.

    12. Наплекова H.H. Аеробне розкладання целюлози мікроорганізмами в грунтах Західного Сибіру. Новосибірськ, 1974.

    13. Загуральская Л.М. Визначення біологічної активності торф'яно-болотних грунтів Томської області // Мікроорганізми в боротьбі з шкідниками лісового господарства. М., 1966.

    14. Дирін В.А., Блінков Г.Н. Про біологічної активності низинних торфів // Зап. біології і агрономії. Томськ, 1976.

    15. Вавуло Ф.П. Мікрофлора основних типів грунтів БРСР та їх родючість. Мінськ, 1972.

    16. Інішева Л.І., Славніна Т.П. Біологічна активність грунтів Томської області. Томськ, 1987.

    17. Санникова Ю.В. Динаміка аммонификаторов в олиготрофних торф'яних ґрунтах // VIII Всерос. конф. студ., аспір. і молодих вчених (з міжнар. участю). Томськ, 2004.

    18. Виноградський С.М. Мікробіологія грунту. М., 1952.

    УДК 581.132: 581.12: 581.1.03

    С.А. Войцековская

    Активності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази У проростків РОСЛИН В УМОВАХ Гипобарическая гіпоксії

    Томський державний педагогічний університет

    Пізнання шляхів адаптації організмів до впливу факторів зовнішнього середовища - одна з центральних проблем екологічної фізіології рослин. У природі рослини часто виявляються в умовах кисневої недостатності (гіпоксії). Це спостерігається при затопленні, заболочування грунту, при вимокання рослин, освіті крижаної кірки на посівах озимих культур, зрошуваному землекористуванні, в результаті створення асфальтових покриттів в містах. Найбільш часто відчувають нестачу кисню озимі хліба (пшениця, жито, ячмінь), рис, соя, бавовник, деякі деревні рослини - ялина, береза, сосна, верба, вільха. Оскільки кисень необхідний для дихання рослин, зміна його парціального тиску відбивається на рівні і структурі процесу дихання [1]. Вивчення особливостей дихального метаболізму при нестачі кисню у рослин, що розрізняються по стійкості до даного фактору, є метою проведеного дослідження. Експериментально умови кисневої недостатності створюються шляхом затоплення, заміщення повітря газоподібним азотом, аргоном і т.д. В даному дослідженні використаний нетрадиційний для фізіології рослин методичний підхід отримання розрідженій атмосфери, який характеризується одночасним зниженням парціального тиску газів, серед яких найбільше значення для рослин мають 02 і С02 (гіпоба-

    річеская гіпоксія). У природі подібні умови спостерігаються в високогірних районах, інтерес до них зростає в зв'язку з розвитком космічних досліджень, створенням штучних систем життєзабезпечення, а також вирішенням екологічних завдань, пов'язаних з формуванням клімату [2]. Гіпобарі-чна гіпоксія дозволяє вивчати адаптацію цілого рослини, взаємодія авто- і гетеротрофних його органів, в той час як при затопленні, наприклад, в умовах кисневої недостатності виявляється тільки коренева система. Біохімічні пристосування дихання до умов кисневої недостатності в фотосинтезуючих органах рослини залишаються маловивченими. Тому в завдання роботи входило дослідження впливу гипобарической гіпоксії на активність ключового ферменту пентозофос-фатного шляху дихання глюкозо-6-фосфатдегідроге-називаються (КФ 1.1.1.49) в коренях і листках рослин, що розрізняються по стійкості до досліджуваного фактору, на світлі і в темряві.

    Об'єктами дослідження служили 8-добові зелені паростки озимого ячменю (Hordeum vulgare L.) сорту Скороход, 7-добові проростки пшениці (Triticum aestivum L.) сорту Тулунского і 10-добові проростки рису (Oryza sativa L.) сорту ВНІІР-17, що розрізняються по стійкості до нестачі кисню. Гипоксические умови досягалися приміщенням

    С.А. Войцековская. Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в проростках рослин.

    рослин в барокамери зі зниженим парціальним тиском кисню (2кПа) на 16, 24 і 72 ч в умовах освітлення (інтенсивність 40 Вт / м2) або темряви. Контрольні групи рослин витримували таку ж кількість часу при нормальній аерації і атмосферному тиску на світлі або в темряві. Кількісне визначення білка здійснювали за методом Бредфорда. Вивчення ферментативної активності проводили спектрофотометрично по зміні оптичної щільності при 340 нм в ході окислювально-відновних перетворень НАДФ + [3]. Результати обробляли статистично, розраховували середнє арифметичне і середнє квадратичне відхилення. Достовірність відмінностей між контролем і досвідом оцінювали, використовуючи критерій Стьюдента, при 5% -му рівні значущості [4] .

    Відомо, що перебудови дихального метаболізму при нестачі кисню пов'язані з посиленням гліколізу і пентозофосфатного шляху окислення глюкози, що постачають АТФ, достатня кількість проміжних речовин для биосинтезов і біологічних восстановителей [5]. Вважають, що в умовах кисневої недостатності процеси гліколізу і апотоміческого розпаду здійснюються паралельно в силу тісного взаємозв'язку [1]. Про особливості функціонування окисного Пента-зофосфатного шляху в умовах гипобарической гіпоксії свідчить зміна активності його стартового ензиму - глюкозо-6-фосфатдегідрогена-зи, що прискорює окислення глюкозо-6-фосфату в 6-фосфоглюконолактон. У листі непристосованого до нестачі кисню рослини - пшениці після 24-годинної гіпоксії активність цього ферменту зменшувалася і становила 73% аеріруемие контролю (табл. 1). При наростанні сили анаеробного впливу (72 год) робота пентозофосфатного шляху незворотньо придушувалася, про що свідчить зниження ферментативної активності глюкозо-6-фосфатде-гідрогенази до 23% в порівнянні з контролем при аерації. У коренях проростків пшениці не відзначалося достовірних змін в активності ферменту, що пояснюється їх більшою пристосованістю до умов кисневої недостатності, оскільки саме коренева система найчастіше виявляється в умовах дефіциту кисню в природі. У пристосованого рослини - рису активність досліджуваного ензиму поступово зростала в міру збільшення терміну перебування в безкисневому середовищі, і навіть після 72-годинного періоду гіпоксії зазначалося прискорення роботи пентозофосфатного циклу як в коренях, так і в листі проростків. Зростання частки пентозофосфатного шляху є неспецифічною реакцією на різні несприятливі дії. Роль апотоміческого шляху окислення глюкози при дефіциті кисню складається в освіті восстановителей (НАДФН) і интермедиатов, необхідних для біосинтезу [5]. В ході пентозофосфатного шляху

    Т Абліцов 1 Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в проростках пшениці і рису в умовах аерації (Р Н "101 кПа, Ро2 Н" 21 кПа) і анаеробіозу (Р Н "8 кПа, Ро2 Н" 2 кПа)

    Растітель- ний матеріал Умови досвіду, кількість годин МО / мг білка% до контролю

    Пше- ница Коріння Аерація, 24 69.2 ± 5.8 100

    Анаеробіоз, 24 76.3 ± 4.3 110

    Аерація, 72 52.2 ± 2.1 100

    Анаеробіоз, 72 66.7 ± 5.1 127

    Лис- тя Аерація, 24 59.2 ± 2.04 100

    Анаеробіоз, 24 43.5 ± 3.21 * 73

    Аерація, 72 46.9 ± 1.83 100

    Анаеробіоз, 72 10.9 ± 0.70 * 23

    Рис Коріння Аерація, 24 51.1 ± 2.3 100

    Анаеробіоз, 24 47.8 ± 1.9 93

    Аерація, 72 57.7 ± 3.0 100

    Анаеробіоз, 72 233.4 ± 5.1 * 404

    Лис- тя Аерація, 24 35.7 ± 2.3 100

    Анаеробіоз, 24 44.2 ± 3.8 124

    Аерація, 72 32.5 ± 1.5 100

    Анаеробіоз, 72 83.1 ± 5.4 * 255

    Примітка: * - відмінності між контролем і досвідом достовірні при р<0.05.

    синтезуються пентози, що входять до складу нуклеїнових кислот і різних нуклеотидів (піридинових, флавинових, аденілових і ін.), утворюються вуглецеві з'єднання з різним числом атомів вуглецю (С3-С7-вуглеводи), які активно беруть участь в пластичному обміні рослин. Еритроза-4-фосфат, один з проміжних продуктів цього метаболіт-

    Т Абліцов 2 Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в зеленому листі ячменю, витриманого 16 год в умовах аерації або анаеробіозу на світлі (освітленість 40 Вт / м2) або в темряві

    Примітка: * - відмінності між контролем і досвідом достовірні при р<0.05.

    чеського шляху, необхідний для синтезу шікімовой кислоти - попередника багатьох ароматичних сполук, таких як ароматичні амінокислоти, вітаміни, дубильні і ростові речовини, лігнін клітинних стінок та ін. Компоненти пентозофосфатного шляху (рибулозо-1,5-діфостат, НАДФН) прини-

    мают участь в темнової фіксації С02. Оскільки окислювальний пентозофосфатний цикл являє собою звернений відновний цикл Кальвіна, його активація в умовах анаеробіозу поряд з гликолизом, перехідним в бродіння, мабуть, компенсує дефіцит С02, НАДФН, АТФ і продуктів обміну і забезпечує можливість фо-тосінтетіческой активності в автотрофних тканинах рослин [ 1, 6]. Порівняльне вивчення функціонування пентозофосфатного шляху в зеленому листі ячменю в гіпоксичних умовах на світлі і в темряві показало, що на світлі зростання активності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази було навіть більш значним, ніж в темряві (табл. 2). Посилення анаеробних шляхів дихання як в гетеротрофних, так і в автотрофних тканинах у пристосованих до нестачі кисню рослин дозволяє підтримувати енергетичний баланс клітини, веде до утворення необхідної кількості восстановителей і проміжних сполук, необхідних для різних биосинтезов, що забезпечує, поряд з іншими захисними реакціями, стійкість рослин до гіпоксії.

    Умови досвіду МО / мг білка% до контролю

    Аерація, світло 2.6 ± 0.16 100

    Анаеробіоз, світло 14.4 ± 0.62 * 554

    Аерація, темрява 1.3 ± 0.15 100

    Анаеробіоз, темрява 6.6 ± 0.85 * 508

    література

    1. Семіхатова О.А., Чиркова Т.В. Фізіологія дихання рослин. СПб., 2001..

    2. АстафуроваТ.П., Верхотурова Г.С., Зайцева Т.А., Войцековская С.А. Особливості метаболізму в листі рослин на світлі в умовах гипобарической гіпоксії // Фізіологія організмів в нормальному і екстремальному станах. Томськ, 2001..

    3. Астафурова Т.П., Войцековская С.А., Верхотурова Г.С. та ін. Спеціальний практикум з фізіології і біохімії рослин. Вип. 4. Томськ, 2001..

    4. Кузнєцов В.К. Методика прискореного обчислення стандартного відхилення і помилки середньої // Соціально-гігієнічні дослідження. М., 1970.

    5. Чиркова Т.В. Фізіологічні основи стійкості рослин. СПб., 2002.

    6. Астафурова Т.П., Вайшля О.Б., Зайцева Т.А. та ін. Особливості дихального метаболізму в листі гороху при гипобарической гіпоксії // фізіолого. рослин. 1993. Т. 40. Вип.4.

    УДК 547.211; 550.47

    Л.І. Інішева, М.А. Сергєєва

    УМОВИ ОСВІТИ І ЕМІСІЯ МЕТАНУ В Оліготрофні ландшафту Васюганське болото

    Томський державний педагогічний університет

    За останні десять років твердження про те, що клімат змінюється, з розряду гіпотез перейшло в розряд безсумнівних істин. У 1990 р уряди різних країн приступили до переговорів, результатом яких став Кіотський протокол, в якому промислово розвинені країни взяли на себе зобов'язання скоротити емісію парникових газів до певного обсягу [1].

    Перша Всесвітня конференція з питань клімату, що відбулася в 1979 році, заснувала Всесвітню програму дослідження клімату. Протягом 1980-х рр. програма ООН по навколишньому середовищу (ЮНЕП) і Все-

    мирна метеорологічна організація (ВМО) розробили ряд міжнародних наукових семінарів, на яких вчені виробили попередній консенсус щодо суті проблеми і створили міжурядову групу експертів зі зміни клімату (МГЕЗК). У своєму першому аналітичній доповіді МГЕЗК представила висновки про те, що середня температура атмосфери Землі почне зростати на 0.3 ° С (+0.15 ° С) за десятиліття. Як вважають автори [2, 3], протягом останніх десяти тисяч років на планеті нічого подібного не спостерігалося. Тому зобов'язання країн-учасників рамкової конвенції


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити