Секция Биологические науки

Подсекция «Структурная ботаника и биохимия растений»

Богуславська Л.В.

НДІ біології Дніпропетровського національного університету ім. Олеся Гончара

Зміни в білковій системі коренів проростків кукурудзи за дії гіпотермії у присутності гербіциду фронтьєр

Температура – один із суттєвих для рослин лімітуючий фактор навколишнього середовища. Низькі температури несприятливо впливають на ріст та розвиток рослин. Пізнання механізмів реакції рослин на зміну оточуючого середовища внаслідок хімізації сільського господарства, набуває все більшого значення. Слід зазначити, що в природному середовищі в основному має місце комбінований вплив речовин антропогенного походження на рослинні об’єкти. І якщо ефекти токсичного впливу окремих інгредієнтів забруднення агроценозів досліджені досить повно, то відомості про одночасну дію двох і більше стрес-факторів на одну чи декілька фізіолого-біохімічних систем культурних рослин в процесі індивідуального розвитку вкрай обмежені [1]. Тому прогнозування ступеня пошкодження вищих рослин і їх адаптації за дії гербіцидної обробки на тлі низьких температур є необхідним не тільки для визначення механізмів впливу ксенобіотиків на рослини, але й для оптимізації життєдіяльності рослин у техногенному середовищі. Об’єктом дослідження були п’ятидобові проростки кукурудзи холодостійкого ДК 267 і не холодостійкого ДК 633 генотипів. Вміст білків визначали за методом Бредфорд [2].

Аналізуючи результати змін вмісту легкорозчинних білків у меристемі кореня кукурудзи при дії гербіциду фронтьєр в умовах низькотемпературного стресу, можна відзначити суттєві відмінності в інтенсивності їх накопичення. Для меристемних тканин нехолодостійкого генотипу найбільший вміст білків спостерігається при сумісному впливі гербіциду (1 мг/л і 10 мг/л) та низької температури (+6˚C), в той час як у холодостійкого найбільший вміст легкорозчинних білків спостерігається при дії ДМА у концентраціях 1 мг/л та 10 мг/л (табл. 1). Можливо, це обумовлено накопиченням білків холодового стресу в меристемах нехолодостійкого генотипу кукурудзи, яких немає в меристемах холодостійкого генотипу.

При проростанні в умовах дії ДМА (1 мг/л) концентрація білків в меристемах коренів нехолодостійкого генотипу на 82%, а холодостійкого - на 74% нижчі, ніж в контролі. За дії концентрації ДМА 1 мг/л концентрація білку в меристемах коренів генотипу ДК 633 17%, а генотипу ДК 267 в 2 рази менша (табл. 2), ніж у контролі.

Таблиця 1 - Вміст білків у меристемних клітинах рослин нехолодостійкого генотипу кукурудзи ДК 633 за дії гербіциду та гіпотермії

Варіант обробки	Концентрація білку, мг/л	Відсоток до контролю,%
Контроль	0,23 ± 0.05	100
ДМА, 1 мг/л	0,19 ± 0.04	83
ДМА, 10 мг/л	0,19 ± 0.06	83
+6⁰C	0,04 ± 0.01	17
ДМА, 1 мг/л+6⁰C	0,04 ± 0.01	17
ДМА, 10 мг/л+6⁰C	0,44 ± 0.06	191

Таблиця 2 - Вміст білків у меристемних клітинах рослин холодостійкого генотипу кукурудзи ДК 267 за дії гербіциду та гіпотермії

Варіант обробки	Концентрація білку, мг/л	Відсоток до контролю
Контроль	0,66 ± 0.04	100
ДМА, 1 мг/л	1,37 ± 0.01	207
ДМА, 10 мг/л	1,52 ± 0.02	230
+6⁰C	0,17 ± 0.01	26
ДМА, 1 мг/л+6⁰C	0,65 ± 0.06	98
ДМА, 10 мг/л+6⁰C	0,40 ± 0.02	60

Аналіз даних показав, що концентрація білку в меристематичних тканинах коренів проростків значно змінюється в залежності від варіанту обробки. За сумісної дії ДМА (1мг/л) та гіпотермії концентрація білку в меристемах нехолодостійкого генотипу на 43% більша, а холодостійкого - практично на рівні контролю.

Таким чином, виявлено суттєві відмінності в інтенсивності накопичення водорозчинних білків кореневої меристеми за дії температурного і хімічного стресів. Аналіз показав, що реакція на стрес білкової системи рослин з різною стійкістю до холоду суттєво відрізняється. Стресові чинники, які використовувалися у досліді, активізують білковий синтез у паростках в період стресового навантаження. Встановлено, що у нехолодостійкої лінії ДК 633 цей процес протікає більш інтенсивно, ніж у контролі і холодостійкої лінії ДК 267.

1. Глубока В.М. Зміни компонентів ліпідного обміну за умов дії на рослини кукурудзи іонів важких металів та гербіцидів: автореф. дис. кандидата біол. наук: спец. 03.00.12. – Київ, 2004. – 46 с.

2. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding // Anal. Biochem. – 1976. – P. 248–254