CC BY
51
УДК 577.15:582.739
Д.К. Чернышук, Л.Е. Иваченко, К.С. Голохваст
ИЗМЕНЧИВОСТЬ АКТИВНОСТИ КИСЛОЙ ФОСФАТАЗЫ У СОИ (GLYCINE SOJA) В УСЛОВИЯХ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СУЛЬФАТОВ КАДМИЯ И МЕДИ
Исследование метаболических профилей сои с помощью применения анализа полиморфизма белковых маркерных систем является идеальной генетической основой для решения практических задач ее селекции и получения растений с улучшенными питательными свойствами и агрономическими признаками. Нами рассмотрен механизм биохимической адаптации дикорастущей сои к экспериментально смоделированному воздействию сульфатов кадмия и меди в концентрациях, превышающих ориентировочно допустимые в два раза. Установлено, что выращивание сои на почве с внесением сульфатов меди и кадмия приводит к усилению окислительных процессов, кислая фосфатаза проявляет стабильную удельную активность и высокую изменчивость множественных форм. Медь в исследуемой концентрации являлась более токсичной, чем кадмий. Дополнительная обработка семян сои дигидроквер-цетином перед посевом в загрязненную медью и кадмием почву вызывало снижение удельной активности и увеличение числа множественных форм кислой фосфатазы относительно контроля. Таким образом, предпосевная обработка семян сои дигидрокверцетином способна повысить ее адаптивный потенциал к воздействию сульфатов меди и кадмия.
Ключевые слова: Glycine soja, кислая фосфатаза, пероксидаза, тяжелые металлы, окислительный стресс, биохимическая адаптация, дигидрокверцетин.
D.K. Chernyshuk, L.E. Ivachenko, K.S. Golokhvast
VARIABILITY OF ACID PHOSPHATASE ACTIVITY IN SOYBEAN (GLYCINE SOJA) UNDER CONDITIONS OF TOXIC INFLUENCE OF CADMIUM AND COPPER SULFATES
Research on the metabolic profiles of soybeans using polymorphism of the protein marker systems presents ideal genetic basis for solving practical problems of soybean breeding with improved nutritional properties and agronomic traits. In this study, we examined mechanism of the biochemical adaptation of wild soybean to the experimentally modeled effects of cadmium and copper sulfates in concentrations, which are 2 times higher than permissible. As we found, cultivation of wild soybean on the soil contaminated with copper and cadmium sulfates leads to increased oxidative processes in soybeans, with copper being more toxic than cadmium. Growing wild soybean in the soil with copper and cadmium sulfates showed that acid phosphatase exhibited stable specific activity and high variability of multiple forms. Additional treatment of soybean seeds with dihydroquercetin, before placing in the soil contaminated with copper and cadmium, caused a decrease in specific activity and an increase in the number of multiple forms of acid phosphatase relative to the control. Thus, it is assumed that pre-sowing treatment of soybean seeds with dihydroquercetin may increase the adaptive potential of wild soybeans to the effects of copper and cadmium sulfates.
Key words: Glycine soja, acid phosphatase, peroxidase, heavy metals, oxidative stress, biochemical adaptation, dihydroquercetin.
DOI: 10.17217/2079-0333-2019-48-116-124
Введение
В последнее время загрязнение почв сельскохозяйственных угодий тяжелыми металлами стало серьезной проблемой [1, 2]. Для растений кадмий (Cd) является очень токсичным элементом, способным ингибировать их рост, развитие и продуктивность посредством нарушения биосинтеза аминокислот, ингибирования активности ферментов, внесения метаболических дисбалансов и вмешательства в минеральное питание [3, 4]. Медь относится к необходимым для растений микроэлементам, но в избыточных количествах становится высокотоксичной и инги-бирует фотосинтез [5], поглощение питательных веществ, рост растений [6], вызывает гибель клеток [7]. Кроме того, избыточные количества тяжелых металлов индуцируют окислительный
стресс, вызывая повышенное образование активных форм кислорода (АФК) [8]. АФК могут формироваться при ингибировании, например ионами Cd, комплекса III митохондриальной цепи переноса электронов. В результате этого появляются нестабильные семихиноны, которые передают электрон на молекулярный кислород с образованием супероксид -аниона, а из него и других АФК. Переходные металлы способны взаимодействовать с Н2О2 по реакции Фентона с образованием гидроксильных радикалов [9]. Ведущую роль в подавлении свободно-радикального окисления играет антиоксидантная система защиты организма, включающая ферментативные и неферментативные системы [10].
Многие физиологические процессы, в том числе активность гидролитических ферментов, способны активироваться или ингибироваться тяжелыми металлами. Тяжелые металлы способны накапливаться в высоких концентрациях в лизосомах. Предположение об участии лизосом в метаболизме тяжелых металлов было выдвинуто на основе хорошо известной способности ряда металлов (Cd2+, Cu2+, Pb2+, Fe2+, Ni2), особенно при длительном или избыточном их поступлении в организм, концентрироваться в везикулярных структурах цитоплазмы, дающих положительную реакцию на кислую фосфатазу или на другие лизосомные ферменты [11]. Кислая фосфатаза (К.Ф. 3.1.3.2) относится к классу гидролаз и играет важную роль в регуляции метаболических процессов путем гидролиза различных внутриклеточных фосфорилированных биомолекул, а также участвует в поддержании энергетического пула в биологических системах [12-14]. Являясь многофункциональным ферментом, она участвует в росте и развитии растений, регуляции пероксидазной активности [15] и в процессе солеустойчивости растений [16]. Установлена изменчивость активности кислых фосфатаз у амаранта различного филогенетического происхождения при интоксикации солями тяжелых металлов [ 17].
Соя (Glycine max (L.) Merrill) является важнейшей сельскохозяйственной культурой с уникальным химическим составом и многопрофильным использованием [18]. Дикорастущая соя (Glycine soja Sieb. & Zucc.) является предком одомашненной сои и обладает более высоким уровнем генетического разнообразия и адаптивным потенциалом к суровым условиям окружающей среды [19]. Понимание метаболических профилей сои через изучение полиморфизма белковых маркерных систем является идеальной генетической основой для решения практических задач ее селекции с улучшенными питательными свойствами и агрономическими признаками [20, 21]. В литературе неоднократно отмечали отзывчивость антиоксидантной системы сои на изменения условий среды [21-25].
Одним из подходов для решения проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами может быть обработка растений разного рода антиоксидантами, что будет способствовать уменьшению стресса растений. Широко известными антиоксидантами являются флавоноиды, которые встречаются в древесине, коре, листьях или корнях растений. Флавоноиды способны служить ловушками для свободных радикалов, а также хелатировать ионы металлов, участвующих в перекис-ном окислении [26]. Например, в сое установлено двенадцать форм флавоноидов, существующих в четырех разных видах: агликоны, ß-глюкозиды, ацетилглюкозиды, малонил-глюкозиды [27]. Изофлавоны сои обладают антиоксидантными свойствами и играют важную роль в различных биологических процессах [28-29], а биофлавоноид дигидрокверцетин (ДГК) играет важную роль в формировании защитного механизма семян сои в условиях окислительного стресса [30].
Целью настоящего исследования является изучение активности кислой фосфатазы семян дикорастущей сои в условиях окислительного стресса, вызванного действием сульфатов кадмия и меди (II) и оценка способности дигидрокверцетина снижать уровень окислительного стресса.
Материалы и методы
Материалом для исследований служили семена дикорастущей сои (Glycine soja Siebold & Zucc), полученные в результате выращивания в экспериментальных условиях. Семена для анализа отбирали в фазу полного созревания. Растения выращивали в теплице при температуре 18-28°С, перед посадкой семена поверхностно стерилизовали 70%-ным раствором этилового спирта (в течение 1 мин), промывали дистиллированной водой, затем высаживали в затемненные сосуды с почвой.
Интоксикация солями тяжелых металлов в виде сульфата меди и сульфата кадмия проводилась внесением добавки соответствующих солей в почву до концентрации, в два раза превы-
шающей ориентировочно допустимую в почве, которая составляет 4 мг/кг для кадмия и 264 мг/кг для меди (Гигиенические нормативы 2.1.7.2511-09). Перед посевом семена обрабатывались 2 mM раствором дигидрокверцетина (ДГК). Все растения были разделены на шесть экспериментальных групп (табл. 1).
Таблица 1
Экспериментальные группы семян сои, использованные в исследовании
№ группы Условия эксперимента Описание
1 Контроль* Семена без предпосевной обработки
2 ДГК Предпосевная обработка семян дигидрокверцетином
3 Cu Внесение сульфата меди (II) в почву
4 ДГК+Cu Предпосевная обработка семян дигидрокверцетином + внесение сульфата меди (II) в почву
5 Cd Внесение сульфата кадмия в почву
6 ДГК+Cd Предпосевная обработка семян дигидрокверцетином + внесение сульфата кадмия в почву
* Контролем служили семена, выращенные без добавления солей тяжелых металлов.
Почва для эксперимента (суглинистая, с содержанием гумуса 4,0% [31]) была отобрана из верхнего пахотного горизонта (20 см), в месте произрастания сои (50°18' с. ш. 127°38' в. д.), (табл. 2). Кислотность почвы определяли на анализаторе жидкости «Экотест-2000» (Эконикс, Россия), валовое содержание тяжелых металлов (меди и кадмия) - методом инверсионной вольт-амперометрии на анализаторе типа ТА (Томьаналит, Россия), с предварительным разложением навески почвы 50%-ной азотной кислотой (Компонент-Реактив, Россия) и концентрированным перексидом водорода (Полихром, Россия).
Таблица 2
Состав интактной и экспериментальной почвы
Показатель Почва интактная Почва с добавлением солей
Cd, мг/кг <0,1 4,07 ± 1,21
Cu, мг/кг 5,52 ± 1,66 265,3 ± 79,6
pH 5,90 ± 0,20 5,62 ± 0,20
Экстракт белков сои получали путем гомогенизации семян (500 мг) в 0,15 М NaCl при 4°С в течение 15 мин. Полученный экстракт центрифугировали при 3 000 об/мин в течение 15 мин. Белок определяли биуретовым методом [32]. В качестве показателя интенсивности окисления использовали содержание малонового диальдегида (МДА). Содержание МДА определяли по методике, основанной на реакции между МДА и тиобарбитуровой кислотой (ДИАМ, Россия). 250 мг образца гомогенизировали в 4 мл 20%-ной трихлоруксусной кислоты. Гомогенат центрифугировали при 10 000 об/мин в течение 15 мин при 4°С. К 1 мл супернатанта добавляли 4 мл 0,5% тиобарбитуровой кислоты в 20% ТХУ. Реакционную смесь инкубировали в течение 30 мин при 95°С, после чего быстро охлаждали на ледяной бане и центрифугировали в течение 12 мин при 10 000 об/мин. [33]. Активность пероксидазы определяли по методу Бояркина в модификации Мокроносова с бензидином (Вектон, Россия) на фотоэлектроколориметре КФК -2 (Россия). К 0,1 мл добавляли 4 мл 200 mH ацетатного буфера, 3 мл раствора бензидина, устанавливали стрелку гальванометра на ноль, вносили 0,5 мл 0,3% пероксида водорода, по секундомеру отмечали время достижения оптической плотности 0,5.
Активность кислой фосфатазы определяли с и-нитрофенилфосфатом (динатриевая соль) (PanReac AppliChem, Германия) в качестве субстрата. Реакционную смесь, состоящую из 0,1 мл экстракта белков сои, 3 mM п-нитрофенилфосфат в 1,4 мл 100 mМ ацетатном буфере инкубировали в течение 20 мин при 37°С. Реакцию останавливали добавлением 2 мл охлажденного 0,1 М NaOH. Оптическую плотность раствора измеряли при 415 нм относительно контроля, в который экстракт белка был добавлен после раствора щелочи. Анализ проводили на спектрофотометре (ПромЭколаб, Россия). Удельную активность ферментов выражали в единицах на мг белка.
Множественные формы ферментов выявляли методом электрофореза в 7,5%-ном ПААГ при 4°С по методу Дэвиса в модификации для растворимых белков сои [34]. На колонку наносили краситель бромфеноловый синий (Reanal, Hungary), 0,1 мл экстракта белков сои и проводили
электрофорез на приборе ПЭФ-1 (Россия) в трис-глициновом буфере (рН 8,3) при температуре 2-6°С, напряжении 200-500 вольт. В течение 15 мин через колонку пропускают ток 2,5 мА, затем 5 мА в течение 1,0-1,5 ч. Выявление пероксидаз проводили бензидиновым реагентом в ацетатном буфере. Гель помещали в бензидиновый реагент, затем переносили в 0,1% -ный водный раствор пероксида водорода и через несколько секунд формы проявлялись в виде синих полос. Активность кислых фосфатаз в геле после электрофореза выявляли с 11 mM a-нафтилфосфатом (ДИАМ, Россия). Гель инкубировали в 100 mM ацетатном буфере в течение 20 мин при 37°С. Места локализации форм фермента в виде ярких розовых полос устанавливали после окрашивания гелей 2 mM красителем прочным синим Б (ДИАМ, Россия) [35]. Локализацию форм перок-сидаз и кислых фосфатаз устанавливали по относительной электрофоретической подвижности (Rf). Каждая форма ферментов сои, согласно Rf, была ранее обозначена: для пероксидаз -П1-П18, для кислых фосфатаз - КФ1-КФ13 [13].
Полученные данные обрабатывали с помощью программного обеспечения STATISTICA 10, графическое представление данных осуществляли в программе Excel (2010).
Результаты и обсуждение
Отзывчивость антиоксидантной системы сои на воздействие сульфата кадмия и сульфата меди
В ответ на воздействие стрессора растения включают определенный набор биохимических и физиологических реакций, направленных на преодоление нарушений их жизнедеятельности, что обеспечивает неспецифическую или срочную адаптацию [36]. При окислительном стрессе преобладающими становятся процессы катаболизма, накапливаются продукты распада и усил и-вается перекисное окисление липидов (ПОЛ), которое обычно выражается в увеличении концентрации малонового диальдегида (МДА) и стимуляции антиоксидантной системы [37]. Пероксидаза (КФ 1.11.1.7) является антиоксидантным гемосодержащим ферментом и относится к защитным белкам PR-9 класса. Изменения активности пероксидазы являются результатом конформационных изменений, посттрансляционных модификаций, индуцирования синтеза фермента и появления его новых молекулярных форм [10].
В ходе наших исследований было выявлено, что сульфаты меди и кадмия вызывают окислительный стресс, что подтверждается высоким содержанием МДА в семенах сои, указывающим на интенсификацию процессов окисления (рис. 1, а). Также наблюдалось значительное увеличение удельной активности пероксидазы, что может быть связано с установлением редокс-гомеостаза, необходимого для функционирования растительных клеток (рис. 2, б). Ранее отмечали увеличение содержания МДА при инкубации сои на среде с избыточным содержанием меди; избыток меди ингибировал как накопление биомассы, так и линейный рост растений, при этом влияние меди на рост корней было значительно сильнее, чем на рост побега [38]. Также сообщалось об увеличении содержания МДА и удельной активности антиоксидантных ферментов у сои в условиях стресса, вызванного воздействием кадмия [39].
В ходе наших исследований наибольшее повышение удельной активности пероксидазы и содержание МДА относительно контроля было отмечено при внесении в почву сульфата меди, что, возможно, связано с токсичностью меди в исследуемой концентрации. Кадмий также вызывал окислительный стресс в растениях сои, но в исследуемой концентрации был менее токсичен, чем медь. Предпосевная обработка семян дикорастущей сои дигидрокверцетином приводила к снижению концентрации МДА во всех экспериментальных группах (рис. 1, а), что может свидетельствовать об участии данного флавоноида в снижении окислительного стресса и незначительном увеличении удельной активности пероксидазы (рис. 1, б).
Увеличение активности антиоксидантных ферментов сои при влиянии различных биологически активных веществ отмечено в ряде работ [30, 40-42]. Нами было выявлено снижение удельной активности пероксидазы в группах 4 (ДГК+Cu) и 6 (ДГК+Cd) относительно групп 3 (Cu) и 5 (Cd), что свидетельствует о том, что дигидрокверцетин эффективно дополняет ферменты антиоксидантной системы (рис. 1). Ранее уже сообщалось о способности различных соединений снижать концентрацию МДА и регулировать антиоксидантную активность ферментов в условиях стресса, тем самым уменьшая окислительные повреждения в растениях сои [43].
а б
Рис. 1. Концентрация МДА (мкмоль/г сырой массы) (а) и удельная активность пероксидазы (ед./мг белка) (б) в семенах сои, выращенных в экспериментальных условиях: 1 - контроль; 2 - ДГК (2тМ); 3 - Си (264 мг/кг);
4 - Си ((264 мг/кг) + ДГК (2тМ)); 5 - Са (4 мг/кг); 6 - Са ((4 мг/кг) + ДГК (2тМ))
При изучении электрофоретических спектров пероксидаз дикорастущей сои во всех исследуемых образцах была обнаружена форма П6 (рис. 2). В семенах сои, обработанных ДГК, была установлена высокоподвижная форма П1, не встречающаяся в контроле. При выращивании семян дикорастущей сои на почве с повышенным содержанием меди наблюдалась максимальная удельная активность и количество множественных форм пероксидаз (четыре).
Рис. 2. Схемы энзимограмм пероксидаз семян сои,
выращенных в экспериментальных условиях: 1 - контроль; 2 - ДГК (2тМ); 3 - Си (264 мг/кг); 4 - Си ((264 мг/кг) + ДГК (2тМ)); 5 - Са (4 мг/кг); 6 - Са ((4 мг/кг) + ДГК (2тМ)). Стрелка - направление электрофореза (от катода к аноду). Справа указана нумерация выявленных форм фермента
Эти данные соотносятся с высоким уровнем ПОЛ и, вероятно, свидетельствуют о высоком адаптивном потенциале сои и ее резистентности к воздействию сульфата меди за счет синтеза новых множественных форм. В экспериментальной группе 4 (ДГК+С^ были отмечены две новые формы, П4 и П17, функционирующие в данных условиях. В группе 4 также отмечено снижение удельной активности пероксидазы относительно группы 3 (Си), что может быть связано с прекращением функционирования форм П9 и П13. При интоксикации сульфатом кадмия количество множественных форм пероксидаз в семенах сои не изменяется относительно контроля, но меняется их электрофоретическая подвижность, поскольку появляются новые средне- и низкоподвижные формы (П9, П13 и П15), которые были отмечены при влиянии сульфата меди. В экспериментальной группе 6 (ДГК+Сd) новых множественных форм пероксидаз выявлено не было, однако было отмечено снижение удельной активности фермента относительно группы 5 (Сd), что, вероятно, связано с прекращением функционирования формы П13, как и в опыте с сульфатом меди (рис. 2).
Влияние сульфата меди и сульфата кадмия на активность кислой фосфатазы
В условиях стресса происходит деполяризация мембран клетки, увеличивается ее проницаемость и происходит торможение Н -АТФ-азы, что приводит к закислению цитоплазмы. Снижение рН среды клетки способствует активации ферментов класса гидролаз, большинство которых имеет оптимум рН в кислой среде. В результате усиливаются процессы гидролиза [44]. Вследствие интоксикации растений происходит изменение удельной активности и состава множественных форм ряда ферментов, непосредственно не связанных с интоксикацией. В большей степени
это относится к ферментам с широкими метаболическими функциями - неспецифичным к субстрату гидролазам, к которым относится кислая фосфатаза [36].
При обработке семян дикорастущей сои ДГК удельная активность кислой фосфатазы увеличивалась относительно контроля на 25% (рис. 3, а), что соотносится с появлением одной дополнительной формы фермента КФ7 (рис. 3, б).
а б
Рис. 3. Удельная активность (ед/мг белка) (а) и схемы энзимограмм (б) кислой фосфатазы в семенах сои, выращенных в экспериментальных условиях: 1 - контроль; 2 - ДГК (2mM); 3 - Си (264 мг/кг);
4 - Си ((264 мг/кг) + ДГК (2mM)); 5 - Cd (4 мг/кг); 6 - Cd ((4 мг/кг) + ДГК (2mM)).
Стрелка - направление электрофореза (от катода к аноду). Справа указана нумерация выявленных форм фермента
Обработка растений сои дигидрокверцетином способствует повышению их устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды, болезням, увеличивает рост и продуктивность [45]. Кислая фосфатаза участвует в мобилизации фосфата, который необходим для роста растений, в связи с чем возможно увеличение удельной активности фермента в данных условиях.
При влиянии сульфата меди и сульфата кадмия на дикорастущую сою удельная активность кислой фосфатазы была стабильной относительно контроля (рис. 3, а). Ранее указывалось, что при поражении сои септориозом также отмечали стабильную удельную активность этого фермента [46]. В работе Л. Табалди с соавторами сказано, что в саженцах огурца (Cucumis sativus L.) кадмий не оказывает влияние на активность кислой фосфатазы [47].
В наших экспериментах в группах 4 (ДГК+Cu) и 6 (ДГК+Cd) наблюдалось снижение удельной активности кислой фосфатазы относительно групп 3 (Си) и 5 (Cd), что может свидетельствовать о роли дигидрокверцетина в регуляции активности кислых фосфатаз (рис. 3, а). Анализ электрофоретических спектров кислых фосфатаз семян дикорастущей сои показал, что во всех экспериментальных группах присутствовали устойчивые формы фермента (КФ4 и КФ9). В целом количество множественных форм фермента увеличилось относительно контроля во всех образцах (рис. 3, б).
При влиянии сульфата меди выявлены формы КФ7, КФ12, сульфата кадмия - КФ12, которые не встречаются в контроле. В группе 6 (ДГК+Cd) выявлены ранее не встречающиеся множественные формы КФ2, КФ13, причем низкоподвижная форма КФ13 встречается и у группы 4 (ДГК+Cu). Экспериментальные группы 4 (ДГК+Cu) и 6 (ДГК+Cd) характеризовались наибольшим числом множественных форм КФ (пять) и снижением удельной активности относительно контроля. Увеличение числа множественных форм фермента, вероятно, свидетельствует о резистентности организма, которая характеризуется снижением активности гидролитических реакций и усилением процессов синтеза, в том числе белков.
Заключение
В ходе исследований установлено, что выращивание дикорастущей сои на почве с внесением сульфата меди и сульфата кадмия в концентрациях, превышающих ориентировочно допустимые в два раза, приводит к повышению содержания малонового диальдегида и увеличению удельной активности пероксидазы, что подтверждает усиление в сое окислительных процессов. В исследуемой концентрации медь являлась более токсичной, чем кадмий. Дополнительная обработка семян сои дигидрокверцетином перед посевом в почву, загрязненную сульфатом кадмия и сульфатом меди, способно повысить их адаптивный потенциал, снижая
уровень малонового диальдегида, удельную активность пероксидазы и вызывая появление новых множественных форм пероксидаз.
Выращивание дикорастущей сои на почве с внесением сульфата меди и сульфата кадмия показало, что кислая фосфатаза проявляет стабильную удельную активность и высокую изменчивость множественных форм. Дополнительная обработка семян дигидрокверцетином перед посевом в загрязненную почву вызывает снижение удельной активности и увеличение числа множественных форм кислой фосфатазы относительно контроля. Таким образом, мы предполагаем, что флавоноиды могут принимать участие в адаптации растений к воздействию меди и кадмия. Полученные данные могут быть использованы в разработке методов устойчивости растений к неблагоприятному действию исследуемых тяжелых металлов.
Литература
1. Miransari M. Abiotic and biotic stresses in soybean production. Soybean production. Vol. 1. -Elsevier, 2016. - 329 с.
2. Novel insights into heavy metal pollution of farmland based on reactive heavy metals (RHMs): Pollution characteristics, predictive models, and quantitative source apportionment / L. Zhang, G. Zhu, X. Ge, G. Xu, Y. Guan // Journal of Hazardous Materials. - 2018. - Vol. 360. - P. 32-42.
3. Liu Z., Chen W., He X. Influence of Cd2+ on growth and chlorophyll fluorescence in a hyperaccumulator: Lonicera japonica Thunb. // Journal of Plant Growth Regulation. - 2015. -34(3). - P. 672-676.
4. Sodium hydrosulfide alleviates cadmium toxicity by changing cadmium chemical forms and increasing the activities of antioxidant enzymes in salix / L. Yang, J. Zeng, P. Wang, J. Zhu // Environmental and Experimental Botany. - 2018. - Vol. 156. - P. 161-169.
5. Dey S., Mazumder P.B., Paul S.B. Effect of copper on growth and chlorophyll content in tea plants (Camellia sinensis (l.) o. kuntze) // International Journal of Research in Applied, Natural and Social Sciences. - 2014. - Vol. 2. - Р. 223-230.
6. The effect of excess copper on growth and physiology of important food crops: a review / M. Adrees, S. Ali, M. Rizwan, M. Ibrahim, F. Abbas, M. Farid, S.A. Bharwana // Environmental Science and Pollution Research. - 2015. - Vol. 22. - Р. 8148-8162.
7. .Copper trafficking in plants and its implication on cell wall / B. Printz, S. Lutts, J.F. Hausman, K. Sergeant // Frontiers in Plant Science. - 2016. - Vol. 7. - № 601.
8. Загоскина Н.В., Назаренко Л.В. Активные формы кислорода и антиоксидантная система растений // Вестник МГПУ. Серия «Естественные науки». - 2016. - С. 9-23.
9. Русецкая Н.Ю., Бородулин В.Б. Биологическая активность селеноорганических соединений при интоксикации солями тяжелых металлов // Биомедицинская химия. - 2015. - T. 61. -С.449-461.
10. Metabolomics analysis reveals potential mechanisms of tolerance to excess molybdenum in soybean seedlings / S. Xu, C. Hu, S. Hussain, Q. Tan, S. Wu, X. Sun // Ecotoxicology and Environmental Safety. - 2018. - Vol. 164. - P. 589-596.
11. Nickel metal stress induces alterations in expression of amylase and acid-phosphatase isozymes in Cenchrus ciliaris / A. Yaqoob, F. U.H. Nasim, M.A. Zia, M.S. Choudhary, M. Ashraf // International Journal of Agriculture and Biology. - 2017. - Vol. 19. - Р. 659-667.
12. Purification and characterization of multiple forms of soybean seed acid phosphatases / C.V. Ferreira, J.M. Granjeiro, E.M. Taga, H. Aoyama // Plant Physiology and Biochemistry. - 1998. -Vol. 36, iss. 7. - P. 487-494.
13. Srivastava Pramod Kumar, Anand Asha Immobilization of acid phosphatase from Vigna aconitifolia seeds on chitosan beads and its characterization, International Journal of Biological Mac-romolecules. - 2014. - Vo. 64. - P. 150-154
14. A convenient and label-free fluorescence "turn off-on" nanosensor with high sensitivity and selectivity for acid phosphatase / Z. Liu, Z. Lin, L. Liu, X. Su // Analytica Chimica Acta. - 2015. -Vol. 876. - P. 83-90.
15. The soybean purple acid phosphatase GmPAP14 predominantly enhances external phytate utilization in plants / Y. Kong, X. Li, B. Wang, W. Li, H. Du, C. Zhang // Frontiers in Plant Science. -2018. - Vol. 9. - P. 292.
16. Li W.Y., Shao G., Lam, H.M. Ectopic expression of GmPAP3 alleviates oxidative damage caused by salinity and osmotic stresses // New Phytologist. - 2015. - 178. - Р. 80-91.
17. Иваненко Л.Е., Трофимцова И.А., Чернышук Д.К. Влияние условий выращивания на активность кислых фосфатаз амаранта // Международный научно-исследовательский журнал. -2016. - № 11-2 (53) - С. 127-130.
18. The future of food and agriculture. Trends and challenges. Rome: FAO, 2017. - 163 с.
19. Характеристика генофонда дикой и культурной сои рода Glycine wild / А.Я. Ала, В.С. Ала, Т.П. Трункова, Л. Ван // Состояние и перспективы научного обеспечения АПК Дальнего Востока: сборник научных трудов. - Благовещенск: ВНИИ сои, 2009. - С. 65-71.
20. Иваненко Л.Е. Ферменты как маркеры адаптации сои к условиям выращивания: дис. ... д-ра биол. наук. - М., 2012. - 375 с.
21. Differences in the metabolic profiles and antioxidant activities of wild and cultivated black soybeans evaluated by correlation analysis / J.L. Xu, J.-S. Shin, S.-K. Park, S. Kang, S.-C. Jeong, J.-K. Moon, Y. Choi // Food Research International. - 2017. - Vol. 100, part 2. - P. 166-174.
22. The role of enzymes in the adaptation of soybean of different philogenetic origin to growing conditions / L.E. Ivachenko, S.I. Lavrent'yeva, A.S. Konichev, K.S. Golokhvast // Der Pharma Chemica. - 2016. - Vol. 8. - P. 236-244.
23. Чернышук Д.К., Иваненко Л.Е. Изменение ферментативной активности проростков сои в процессе интоксикации солями тяжелых металлов // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: материалы XII международного симпозиума. - 2017. - С. 87-89.
24. Metabolomics analysis reveals the salt-tolerant mechanism in Glycine soja / D.S. Yang, J. Zhang, M.X. Li, L.X. Shi // Journal of Plant Growth Regulation. - 2017. - Vol. 36. - 460-471.
25. UV-B mediates isoflavone accumulation and oxidative-antioxidant system responses in germinating soybean / M. Meng, W. Pei, Y. Runqiang, Z. Ting, G. Zhenxin // Food Chemistry. - 2019. -Vol. 275. - P. 628-636.
26. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина / Ю.С. Тараховский, Ю.А. Ким, Б.С. Абд-расилов, Е.Н. Музафаров. - Пущино: Sуnchrobook, 2013. - 310 c.
27. Soyisoflavone diversity in wild soybeans (Glycine soja Sieb. & Zucc.) from the main centers of diversity / M.A. Nawaz, K.S. Golokhvast, H.M. Rehman, C. Tsukamoto, H.-S. Kim, S.H. Yang, G. Chung // Biochemical Systematics and Ecology. - 2018. - Vol. 77. - Р. 16-21.
28. Transport of the soy isoflavone daidzein and its conjugative metabolites by the carriers SOAT, NTCP, OAT4, and OATP2B1 / G. Grosser, B. Döring, B. Ugele, J. Geyer, S.E. Kulling, S.T. Soukup // Archives of Toxicology. - 2015. - Vol. 89. - Р. 2253-2263.
29. Soybean ultrasound pre-treatment prior to soaking affects ß-glucosidase activity, isoflavone profile and soaking time / H.G. Falcao, C.L. Handa, M.B.R. Silva, A.C. de Camargo, F. Shahidi, L.E. Kurozawa, E.I. Ida // Food Chemistry. - 2018. - Vol. 269. - Р. 404-412.
30. Кузнецова В.А., Иваненко Л.Е., Михайлова М.П. Участие дигидрокверцетина в формировании устойчивости семян сои к воздействию солей тяжелых металлов // Ученые записки Казанского университета. Серия «Естественные науки». - 2015. - T. 57. - С. 69-74.
31. Содержание загрязняющих веществ в почвах Амурской области в местах произрастания культурной и дикорастущей сои / Д.К. Чернышук, С.В. Лаврентьева, Л.Е. Иваненко, К.С. Голох-васт // Проблемы региональной экологии. - 2018. - № 2. - С. 27-32.
32. Gornallet A.G., Bardawill C.J., David M.M. Determination of serum proteins by means of the biuret reaction // Journal of Biological Chemistry. - 1949. - Vol. 177. - Р. 751-766.
33. Владимиров Ю.А., Арнаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. - М.: Наука, 1972. - 252 с.
34. Davis B.J. Disc electrophoresis-II method and application to human serum proteins // Annals of the New York academy of sciences. - 1964. - Vol. 121. - Р. 404-427.
35. Методы изучения полиморфизма сои / Л.Е. Иваненко, В.А. Кашина, В.И. Маскальцова, В.И. Разанцвей, Е.М. Стасюк, И.А. Трофимцова. - Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2008. - 138 с.
36. Цветков И.Л. Биохимические параметры стресс-редуцирующей реакции гидробионтов при интоксикации: автореф. ... д-ра биол. наук. - М., 2009. - 46 с.
37. Influence of salicylic acid pretreatment on seeds germination and some defence mechanisms of Zea mays plants under copper stress / S. Moravcova, J. Tuma, Z.K. Ducaiova, P. Waligorski, M. Kula, D. Saja, A. Slomka, W. Bqba, M. Libik-Konieczny // Plant Physiology and Biochemistry. -2018. - Vol. 122. - P. 19-30.
38. Куликова А.Л., Кузнецова Н.А., Холодова В.П. Влияние избыточного содержания меди в среде на жизнеспособность и морфологию корней сои // Физиология растений. - 2011. - Т. 58, № 5.- С. 719-727.
39. Merve A., Burcu S.D. Changes in physiological parameters and some antioxidant enzymes activities of soybean (Glycine max L. Merr.) leaves under cadmium and salt stress // Journal of Stress Physiology and Biochemistry. - 2012. - Vol. 8. - Р. 180-190.
40. Влияние биологически активных веществ на антиоксидантную систему люпина и сои / Н.Е. Павловская, В.В. Сулимое, И.Н. Гагарина, И.В. Горькова, С.Н. Агаркова, Е.В. Головина // Аграрная наука. - 2009. - № 10. - С. 10-12.
41. Теменёва А.В., Разанцвей В.И. Влияние регуляторов роста на биометрические показатели сои и активность пероксидазы // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. - 2015. - № 11. - С. 427-430.
42. Семенова Е.А. Влияние регуляторов роста на пероксидазную активность проростков сои // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. - 2018. - № 13. - С. 212-213.
43. Zengin F. Exogenous treatment with salicylic acid alleviating copper toxicity in bean seedlings // Proceedings of the National Academy of Sciences India Section B - Biological Sciences. - 2014. -Vol. 84. - Р. 749-755.
44. Чиркова Т.С. Физиологические основы устойчивости растений. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2002. - 244 с.
45. Шаповал О.А., Можарова И.П., МухинаМ.Т. Влияние регуляторов роста растений нового поколения на рост и продуктивность растений сои // Плодородие. - 2015. - Т. 5(86). - С. 32-34.
46. Семенова Е.А., Титова С.А., Дубовицкая Л.К. Активность ферментов у сортов сои с различной степенью устойчивости к септориозу // Достижения науки и техники АПК. - 2012. -№ 4.- С. 24-26.
47. Effects of metal elements on acid phosphatase activity in cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings / L. Tabaldi, R. Ruppenthal, D. Cargnelutti, V. Morsch, L. Pereira, M.Schetinger // Environmental and Experimental Botany. - 2007. - Vol. 59. - Р. 43-48.
Информация об авторах Information about the authors
Чернышук Дарья Константиновна - Благовещенский государственный педагогический университет, Всероссийский научно-исследовательский институт сои; 675000, Россия, Благовещенск; аспирант; [email protected]
Chernyshuk Darya Konstantinovna - Blagoveshchensk State Pedagogical University, All-Russian Research Institute of Soy; 675000, Russia, Blagoveshchensk; Postgraduate; [email protected]
Иваченко Любовь Егоровна - Благовещенский государственный педагогический университет; доктор биологических наук, доцент; профессор кафедры химии; [email protected]
Ivachenko Lyubov Egorovna - Blagoveshchensk State Pedagogical University; 675000, Russia, Blagoveshchensk; Doctor of Biological Sciences, Docent; Professor of Chemistry Chair; [email protected]
Голохваст Кирилл Сергеевич - Дальневосточный федеральный университет; 690950, Россия, Владивосток; проректор по научной работе, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности в техносфере; научный руководитель научно-образовательного центра «Нанотехнологии», директор Дальневосточного регионального научного центра Российской академии образования; [email protected]
Golokhvast Kirill Sergeevich - Far Eastern Federal University; 690950, Russia, Vladivostok; Doctor of Biological Sciences; Vice-Rector for Research of Far Eastern Federal University, Professor of Life Safety in Technosphere Chair, Academic Director of Research and Education Center "Nanotechnologies", Head of Far East Regional Scientific Center of Russian Academy of Education; [email protected]
