Иммунно- и ростстимулирующая активность фитопростаноидных оксилипинов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №01-2/2017 ISSN 2410-6070_

УДК 581.1: 631.8

И.А.Умаров

к.б.н., доцент БашГУ Р.М. Халиков

к.х.н., доцент БашГУ; г. Уфа, Российская Федерация

ИММУННО- И РОСТСТИМУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ ФИТОПРОСТАНОИДНЫХ ОКСИЛИПИНОВ

Аннотация

Оптимизирован метод выделения полиеновых липидов из льняных семян, установлены показатели их биологической активности при предпосевной обработке семян. На проростках ярового ячменя показана рост-и иммуностимулирующая активность оксилипиновых фитопростаноидов.

Ключевые слова Биорегуляторы, липиды, оксилипины, фитопростаноиды.

Селекция основных возделываемых культур: пшеницы, картофеля и др. в последние десятилетия шла на отбор генотипов с высокой продуктивностью при синхронном использовании разнообразных пестицидов. Достаточно эффективным подходом уменьшения пестицидного воздействия на экологию являются тенденции создания препаратов с низкой дозой и быстрым разложением в агробиогеоценозах. Разработка технологии биорациональных фунгицидов [1] остается актуальным и требует поиск инновационных направлений решения.

Цель данной работы - оптимизация биохимических методов выделения оксилипинов из семян льна и оценка физиологических свойств биопрепаратов.

Оксилипины - окисленные метаболиты непредельных жирных кислот -активно участвуют в реализации механизмов защиты растений к патогенам и адаптации к неблагоприятным факторам среды. Так, в работе [2] было обнаружено, что арахидоновая кислота липидной фракции патогенного гриба фитофторы является высокоэффективным элиситором механизмов иммуностимуляции картофеля к различным болезням. У сельскохозяйственных культур биоактивность подобная арахидоновой кислоты реализуются при участии метаболитов С18-полиеновых (а-линоленовой) кислот [3, 4].

Извлечение биоактивных липидов из семян льна проводили по методикам [5]: прессованием (холодным отжимом) и экстракцией гексаном. Выход липидных компонентов 35%, агрегатное состояние льняного масла - светло-желтая жидкость. Идентификацию оксилипиновых компонентов в липидных экстрактах семян льна проводили с использованием инфракрасной (ИК)-спектроскопии и ЯМР -спектроскопии.

Экстракт масел льна представляет собой смесь эфиров глицерина и высших ненасыщенных жирных кислот (95-97%) и сопутствующих им липидных компонентов. Для оценки биологической активности семена ячменя обрабатывали путем опрыскивания растворами биопрепаратов; для проращивания растений использовали рулонный метод в соответствии с ГОСТ 12036-85. Измеряли следующие параметры проростков ячменя: всхожесть семян и энергию прорастания семян.

Определяли также зараженность проростков корневыми гнилями (альтернария, гельминтоспориоз, фузариум). При оценке общей зараженности побегов ячменя корневыми гнилями установлено положительное влияние фитопростаноидного биопрепарата. Так, у контрольных растений общая зараженность составила 23%, а при обработке оксилипиновым биорегулятором количество гнилей уменьшилась в 2,8 раз.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №01-2/2017 ISSN 2410-6070_

Рост сельскохозяйственных растений подвержен влиянию внешних условий и зависит от эндогенных факторов. Предпосевная обработка семян ярового ячменя биопрепаратами фитопростаноидных оксилипинов из семян льна существенно ускоряет рост корневой системы проростков. При сравнении эффективности концентраций (разбавление 1:104, 1:105, 1:106, 1:107) биопрепарата фитопростаноидов, для обоих способов выделения, оптимальная концентрация была 10-6 моль/л. Однако оксилипины холодного отжима льняного масла показывали энергию прорастания семян ячменя была выше по сравнению контроля на 17%.

Биохимические реакции окисления (оксигенирования) компонентов липидов - полиеновых жирных кислот приводят к многочисленным соединениям с физиологической активностью. На супрамолекулярном уровне оксилипиновые биорегуляторы участвуют в реализации защитных механизмов растений и могут использоваться в биотехнологическом повышении устойчивости к стрессам. При механическом повреждении, а также при «атаке» вредителями и патогенными микроорганизмами в растениях индуцируется липоксигеназная сигнальная система (жасмоновая кислота) [6]. Метаболиты неэнзиматического окисления полиненасыщенных жирных кислот растений - фитопростаноидные оксилипины участвуют в защитных реакциях агрокультур через индуцирование устойчивости к неблагоприятным условиям (рис.1):

Липиды семян льна

Линоленовая кислота Оксигенированные метаболиты

^ки^лотгГ* Фитопростаноиды

Повышение стрессоустойчивости, стимуляция роста проростков

Рисунок 1 - Каскад метаболизма липидных фитопростаноидов

Оксилипиновые фитопростаноиды выступают в качестве сигнальных молекул, запускающих каскад биохимических реакций иммуностимуляции. Наши исследования показали [7] возможность получения биопрепаратов на основе оксилипиновых фитопростаноидов из семян льна для использования их при производстве и хранении картофеля.

В заключение можно сделать вывод: достаточно высокая биоактивность, низкая себестоимость и экобезопасность фитопростаноидов из семян льна позволяют отнести их к инновационным активаторам роста сельскохозяйственных культур.

Список использованной литературы:

1. Буров В.Н., Сазонов А.П. Биологически активные вещества в защите растений. М.: Агропромиздат, 1987. 200 с.

2. Озерецковская О.Л., Ильинская Л.И., Васюкова Н.И. Механизмы индуцирования элиситорами

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №01-2/2017 ISSN 2410-6070_

устойчивости растений к болезням // Физиология растений. 1994. Т.41. №4. С.626-633.

3. Collado-Gonzalez J., Durand T., Ferreres F. et al. Phytoprostanes // Lipid Technology. 2015. V.27. N.6. P. 127-130.

4. Капустин М.А., Гавриленко Н.В., Курченко В.П. и др. Влияние обработки семян тритикале сорта «Микола» синтетическими простагландинами на биохимические процессы в проростках // Труды Белорус. госуниверситета. 2011. Т.6. Ч.1. С.231-247.

5. Умаров И.А., Гилязетдинов Ш.Я., Халиков Р.М., Ибрагимов Р.И. Оксилипиновые биопрепараты для использования в защите картофеля // Биомика. 2012. Т.3. №1. С.107-108.

6. Gundlach H., Zenk M.H. Biological activity and biosynthesis of pentacyclic oxylipins: the linoleic acid pathway // Phytochemistry. 1998. V. 47. N.4. P.527-537.

7. Яруллина Л.Г., Касимова Р.И., Ибрагимов Р.И. и др. Качественные и количественные изменения протеома клубней картофеля под воздействием сигнальных молекул и инфицирования Phytophthora infestans // Прикл. биохимия и микробиология. 2016. Т.52. №1. С.85-93.

© Умаров И.А., Халиков Р.М., 2017

УДК 57

Черненко К. И.

магистрант ИЕН ВолГУ, г. Волгоград, РФ Ряскова К.А. магистрант ИЕН ВолГУ, г. Волгоград, РФ Шмарина Я.Г. магистрант ИЕН ВолГУ, г. Волгоград, РФ

ВИДОРАЗНООБРАЗИЕ ЖУКОВ-ДРОВОСЕКОВ НА ТЕРРИТОРИИ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Многочисленное семейство жуков Coleoptera участвует в утилизации мертвой древесины в качестве ее первичных деструкторов, следовательно, играют важную роль в жизни растительных сообществ, особенно лесных. В пищевых цепях лесных экосистем личинки и имаго усачей являются необходимым звеном, способствуя распределению накопленного растениями органического вещества. Развиваясь, в первую очередь, в отмирающих и нежизнеспособных деревьях, дровосеки часто выполняют функции санитаров, ускоряя естественные процессы изреживания и смены древостоя [1]. Имаго многих видов усачей питаются на цветах, участвуют в опылении. Отрицательное значение усачей связано с тем, что в потреблении древесины с ними конкурирует человек. Некоторые виды дровосеков относятся к числу серьезных вредителей лесного хозяйства. В связи с этим, изучение особенностей экологии представителей данного семейства в настоящее время является актуальным и по сей день.

Распространены дровосеки по всему земному шару (где есть хоть какие-нибудь леса на севере и хотя бы травянистая растительность в местностях с теплым и умеренным климатом). Их распространение тесно