Научная статья на тему 'Липиды меристем лесообразующих хвойных пород Центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 3. Особенности обмена нейтральных липидов меристем почек Larix sibirica Ledeb. , Picea obovata L. и Pinus silvestris L'

Липиды меристем лесообразующих хвойных пород Центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 3. Особенности обмена нейтральных липидов меристем почек Larix sibirica Ledeb. , Picea obovata L. и Pinus silvestris L Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
179
41
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
LARIX SIBIRICA LEDEB. / PICEA OBOVATA L. / PINUS SYLVESTRIS L. / МЕРИСТЕМЫ ПОЧЕК / НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ / СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА / ГЛИЦЕРИДЫ / СВОБОДНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ / СТЕРИНЫ / ЭФИРЫ ВОСКОВ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Алаудинова Елена Владимировна, Поваляева В. А., Миронов Петр Викторович

Приведены результаты изучения сезонной динамики содержания нейтральных липидов в меристемах почек: Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. Показано, что динамика количественных изменений индивидуальных компонентов нейтральных липидов обусловлена сменой сезонов года. Накопление глицеридов в клетках меристем при подготовке к зиме и к процессам роста связано с их функциональной ролью энергетического резерва. Наличие явно выраженных зимних максимумов в содержании эфиров стеринов, эфиров восков и свободных жирных кислот свидетельствует о том, что синтез этих липидных форм в условиях низких зимних температурах регулируется первичными механизмами обмена: гетеротрофностью и анаэробиозом.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Алаудинова Елена Владимировна, Поваляева В. А., Миронов Петр Викторович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Липиды меристем лесообразующих хвойных пород Центральной Сибири в условиях низкотемпературной адаптации. 3. Особенности обмена нейтральных липидов меристем почек Larix sibirica Ledeb. , Picea obovata L. и Pinus silvestris L»

УДК 630*181.324

ЛИПИДЫ МЕРИСТЕМ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ХВОЙНЫХ ПОРОД ЦЕНТРАЛЬНОЙ СИБИРИ В УСЛОВИЯХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ АДАПТАЦИИ. 3. ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА НЕЙТРАЛЬНЫХ ЛИПИДОВ МЕРИСТЕМ ПОЧЕК LARIXSIBIRICA LEDEB., PICEA OBOVATA L. И PINUS SILVESTRIS L.

© Е.В. Алаудинова , В.А. Поваляева, П.В. Миронов

Сибирский государственный технологический университет, пр. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия). E-mail: nvn@sibstu.kts.ru

Приведены результаты изучения сезонной динамики содержания нейтральных липидов в меристемах почек: Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L. и Pinus sylvestris L. Показано, что динамика количественных изменений индивидуальных компонентов нейтральных липидов обусловлена сменой сезонов года. Накопление глицеридов в клетках меристем при подготовке к зиме и к процессам роста связано с их функциональной ролью энергетического резерва. Наличие явно выраженных зимних максимумов в содержании эфиров стеринов, эфиров восков и свободных жирных кислот свидетельствует о том, что синтез этих липидных форм в условиях низких зимних температурах регулируется первичными механизмами обмена: гетеротрофностью и анаэробиозом.

Ключевые слова: Larix sibirica Ledeb., Picea obovata L., Pinus sylvestris L., меристемы почек, низкотемпературная устойчивость, сезонная динамика, глицериды, свободные жирные кислоты, стерины, эфиры восков.

Введение

Известно, что нейтральные липиды являются наиболее доступными запасными источниками энергии, обеспечивающими обменные процессы в растительных организмах. В то же время физиологическую роль нейтральных липидов нельзя представлять только в качестве резервов энергии. Запасы этих веществ могут служить источником структурных элементов - глицерина, жирных кислот, являющихся исходными продуктами при биосинтезе различных соединений, в том числе формирующих криозащищенную структуру мембран живых растительных клеток. К настоящему времени как в отечественной, так и в зарубежной научной литературе накоплен значительный материал по вопросам, касающимся участия липидов в адаптивных реакциях растений в ответ на изменение условий окружающей среды. Адаптации осуществляются преимущественно за счет модификаций мембранных липидов и углеводородных радикалов их жирных кислот. Однако наряду с общими закономерностями адаптации на уровне мембранных липидов существуют и характерные для каждого растительного вида, органа и тканей растения реакции. В последнем случае они обусловлены не только структурными и функциональными особенностями клеток, многоклеточных растительных организмов, т.е. их специализацией, но и морфологией органов. Фенологическая особенность онтогенеза хвойных пород в условиях Центральной Сибири не исключает наличия у почек с различной морфологией [1] вполне определенных видоспецифических реакций на уровне нейтральных липидов. Учитывая ролевые и структурные различия веществ, оказывающихся благодаря своей неполярной природе при выделении в нейтральной фракции, а также отсутствие в научной литературе какой-либо информации о составе и динамике этих компонентов в живых тканях почек хвойных, дополнительные экспериментальные данные сегодня край-

* Автор, с которым следует вести переписку.

не актуальны. В этой связи целью настоящей работы являлось сравнительное изучение сезонной динамики содержания и состава веществ нейтрального характера в меристематических тканях почек основных лесообразующих хвойных пород Сибирского региона.

Экспериментальная часть

Объект исследования - меристематические ткани вегетативных почек лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.), ели сибирской (Picea obovata L.) и сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.). Выбор пород обусловлен тем, что зимнезеленые хвойные - сосна и ель - имеют почки различной морфологии, лиственница, почки которой по строению схожи с почками ели, отличается сезонным появлением хвои. К тому же лиственница среди других видов хвойных выделяется самой высокой морозостойкостью [2].

В период с августа 2004 г. по май 2005 г. на территории Мининского лесничества (пригородная зона Красноярска) с деревьев II-III класса возраста ежемесячно отбирались побеги последнего года. После удаления коры вместе с почечными чешуями отделяли меристематические ткани. Полученные образцы фиксировали смесью растворителей хлороформ - изопропиловый спирт в соотношении 1 : 2 по объему [3, 4] с добавлением 1% ионола. Гомогенизацию зачаточных тканей и экстракцию липидов проводили при температуре 0-2 °С, используя охлажденную лабораторную посуду и реактивы.

Общую фракцию липидов очищали от нелипидных примесей гель-фильтрацией через колонку с сефа-дексом G-25 [5]. Очищенный липидный экстракт упаривали на ротационном вакуумном испарителе (РВИ) при температуре 36-38 °С и разделяли на фракции на хроматографической колонке. В качестве адсорбента использовали силикагель Bio-Sil А 100-200 mech. Колонку с нанесенным липидным экстрактом последовательно промывали хлороформом, ацетоном, изопропанолом. Скорость элюирования составляла около 3 мл/мин, при этом вещества нейтрального характера, в дальнейшем называемые нейтральными липидами (НЛ), элюировались в первую очередь хлороформом [5]. Массу НЛ определяли гравиметрически. Определение индивидуального состава НЛ проводили методом микротонкослойной хроматографии на пластинах ПТСХ-П-А фирмы «Sorbfil». В качестве растворителя была использована смесь петролейный эфир - диэти-ловый эфир - ледяная уксусная кислота в соотношении 80 : 20 : 1 [6].

Идентификацию отдельных компонентов проводили с помощью общих и специфических обнаружителей, позволяющих осуществлять характерные цветные реакции [5, 7]. Кроме того, дополнительную идентификацию осуществляли сравнением значений Rf полученных пятен c литературными данными и с помощью свидетелей - стандартов фирмы «Serva» (Германия). Определение содержания компонентов в пятнах проводили окислением хромовой смесью [8], калибровочные кривые строили по чистым стандартным растворам соответствующих компонентов.

Приведены результаты средних арифметических значений трех биологических и трех аналитических повторностей. В качестве биологической повторности в каждом опыте были взяты побеги с 10 деревьев. Оценка значимости различий проведена методом сравнения средних значений по критерию Стюдента при уровне значимости P=0,05 [9].

Обсуждение результатов

Динамику содержания НЛ отслеживали с момента формирования вегетативной почки (середина августа), когда механическое отделение почечных чешуй от меристем уже стало возможно, до распускания молодой хвои (начало мая). Сравнение результатов с данными, полученными ранее для тканей ствола, хвои и камбиальной зоны различных видов хвойных показывает, что количество НЛ в меристемах почек лиственницы, ели и сосны находится приблизительно на том же уровне [10-13]. В течение периода исследования содержание НЛ существенно изменялось. Очевидно, это зависит не только от фенологического состояния самого дерева, но и от фазы развития и морфологии почек. Разница между видами по изучаемому признаку в отдельные месяцы достигала двукратной величины. У лиственницы и ели амплитуда изменчивости выше, чем у сосны. Колебания по содержанию НЛ в зависимости от сезона года составляли: для лиственницы от 2,9 до 9,6%, ели от 2,2 до 8,1% и сосны от 3,2 до 6,2% от абсолютно сухой массы (а.с.м.) ткани (рис. 1). У лиственницы и ели характер сезонной динамики и численные значения содержания НЛ близки. У сосны динамика НЛ отличалась от таковой у лиственницы и ели прежде всего отсутствием четко выраженного осеннего минимума и весеннего максимума, а средне-зимний уровень НЛ примерно на 30-40% выше. В мае перед распусканием хвои (рост хвои, как известно, начинается внутри почек) у всех пород следовало значительное (в 2-3 раза) снижение содержания НЛ.

Рис. 1. Содержание нейтральных липидов в меристемах почек хвойных пород

VIII IX X XI XII I II III IV V

Время отбора проб, месяц Лиственница Ель -д- Сосна

Используя метод одномерной микротонкослойной хроматографии, нейтральную липидную фракцию разделили на 12 индивидуальных компонентов, из которых не были идентифицированы четыре (Яу 0,30,

0,55, 0,78 и 0,82). Основными компонентами, составлявшими в различные сроки исследования 83-95% от суммы НЛ, оказались: моноглицериды (Яу 0,10), свободные стерины (Яу 0,19), 1,3-диглицериды (Яу 0,21), 1,2-диглицериды (Яу 0,15), свободные жирные кислоты (Яу 0,39), триглицериды (Яу 0,60), эфиры восков (Яу 0,88) и эфиры стеринов (Яу 0,94). В таблице идентифицированные индивидуальные компоненты НЛ приведены в порядке их расположения на хроматографической пластинке.

Динамика содержания индивидуальных компонентов нейтральных липидов в меристемах почек хвойных пород (в % от а.с.м. ткани)

Наименование ком- Время отбора проб, месяц

понента VIII IX X I III IV V

Сосна обыкновенная

Эфиры стеринов 0,94 0,35 0,64 0,68 0,71 0,70 0,69 0,66 0,49 0,35 0,13

Эфиры восков 0,88 0,62 1,11 1,04 1,59 1,66 1,74 2,02 2,11 1,61 1,11

Триглицериды 0,60 1,35 1,29 1,16 1,13 1,07 0,97 1,12 1,73 1,77 1,14

Жирные кислоты 0,39 0,44 0,51 0,75 0,72 0,84 0,96 0,88 0,83 1,16 0,25

1,3-диглицериды 0,21 0,16 0,35 0,45 0,45 0,42 0,45 0,49 0,36 0,19 0,15

1,2-диглицериды 0,15 0,21 0,22 0,20 0,18 0,17 0,11 0,10 0,13 0,25 0,12

Свободные стерины 0,19 0,20 0,23 0,21 0,20 0,24 0,22 0,21 0,22 0,52 0,20

Моноглицериды 0,09 0,17 0,25 0,31 0,22 0,20 0,15 0,22 0,23 0,15 0,10

Лиственница сибирская

Эфиры стеринов 0,94 0,16 0,18 0,28 0,41 0,35 0,37 0,40 0,30 0,34 0,17

Эфиры восков 0,88 0,31 0,62 0,71 0,92 0,80 0,69 0,66 0,78 1,32 1,02

Триглицериды 0,60 2,13 0,81 0,74 0,64 0,63 0,59 0,56 0,94 3,63 1,35

Жирные кислоты 0,39 0,34 0,74 1,03 1,21 1,00 0,96 1,02 0,92 2,58 0,23

1,3-диглицериды 0,21 0,10 0,10 0,54 0,49 0,57 0,51 0,47 0,31 0,35 0,09

1,2-диглицериды 0,15 0,23 0,20 0,09 0,11 0,13 0,09 0,11 0,11 0,41 0,15

Свободные стерины 0,19 0,10 0,11 0,15 0,20 0,20 0,21 0,19 0,21 0,78 0,12

Моноглицериды 0,09 0,13 0,14 0,16 0,22 0,12 0,18 0,19 0,13 0,55 0,07

Ель сибирская

Эфиры стеринов 0,94 0,33 0,27 0,48 0,46 0,47 0,44 0,43 0,45 0,26 0,11

Эфиры восков 0,88 0,58 0,42 0,65 0,63 0,75 0,97 0,95 1,11 1,14 1,05

Триглицериды 0,60 1,66 0,46 0,98 0,52 0,43 0,39 0,36 0,68 2,85 1,15

Жирные кислоты 0,39 0,71 0,53 0,89 0,89 0,85 0,94 0,90 1,13 1,88 0,69

1,3-диглицериды 0,21 0,10 0,13 0,34 0,40 0,39 0,38 0,37 0,45 0,29 0,15

1,2-диглицериды 0,15 0,15 0,14 0,13 0,05 0,06 0,10 0,11 0,21 0,34 0,16

Свободные стерины 0,19 0,18 0,14 0,19 0,20 0,21 0,23 0,27 0,26 0,45 0,23

Моноглицериды 0,09 0,19 0,11 0,14 0,15 0,14 0,15 0,11 0,27 0,69 0,13

У всех пород основную долю НЛ составляли глицериды (ацилглицеролы), присутствовавшие в форме мо-но-, ди- и триглицеридов. Глицериды в жизнедеятельности растений играют особую роль, поскольку бедны кислородом, но богаты углеродом. Выигрыш энергии при их катаболизме существенно выше по сравнению с распадом углеводов и белков даже с учетом больших размеров молекул [14]. Поэтому содержание глицеридов в меристемах почек сезоны года изменялась значительно (рис. 2). Ранее в тканях хвойных, за исключением камбиальной зоны, исследователи отмечали накопление глицеридов к зиме и их усиленный гидролиз весной [11, 12]. В меристемах почек исследованных пород уровень глицеридов в зимний период, наоборот, понижался. В начале весны, в марте, содержание начинало увеличиваться, в апреле достигало максимальных значений и вновь снижалось перед распусканием хвои в мае. Вместе с тем необходимо отметить, что у сосны содержание глицеридов изменялась в более узких пределах, чем у лиственницы и ели, но в зимний период их было в

1,5-2 раза больше. Кроме того, не наблюдалось осеннего минимума глицеридов, а весенний рост и последующее снижение (т.е. колебания уровня глицеридов при набухании почек) не столь велики. Сравнение результатов исследования с данными, полученными ранее для камбиальной зоны лиственницы [13], обнаруживает сходство годичной динамики глицеридов в камбиальной зоне и меристемах почек и дает основание предполагать, что общие закономерности в изменении содержания глицеридов объясняются похожим характером обмена веществ, протекающего в меристемах хвойных древесных растений.

У всех пород динамику содержания глицеридов в значительной степени определяли триглицериды (рис. 3). Начиная с августа на протяжении осенне-зимнего периода, несмотря на некоторое варьирование, сохранялась устойчивая тенденция снижения резервов триглицеридов. В результате зимой в состоянии низкотемпературной устойчивости меристем их уровень у лиственницы и ели примерно в 3-4 раза ниже, чем в конце лета. У сосны амплитуда изменчивости содержания триглицеридов ниже, но динамика аналогична. В марте липидный обмен в почках у всех пород вновь активизировался, к апрелю триглицериды накапливались до максимальных концентраций, а затем быстро утилизировались в мае в ходе ростовых процессов.

По характеру запасных веществ исследователи относят лиственницу, ель и сосну к «маслянистым» древесным растениям. Их липидный обмен при подготовке к зиме направлен на запасание триглицеридов в органах и тканях дерева. Зимующая почка, несомненно, является запасающим органом, наиболее чувствительным к воздействию неблагоприятных факторов среды. Осенью, при формировании низкотемпературной устойчивости, меристемы почек претерпевают существенные изменения: в цитоплазме меристематических клеток возрастает концентрация водорастворимых соединений, трансформируется структура клеточных мембран [15, 16]. Снижение уровня триглицеридов в этот период дает основание полагать, что эта главным образом лабильная запасная липидная форма активно используется для разнообразных биосинтетических процессов при адаптации к зимним условиям. Вероятно, это и является основной причиной «несоответствия» липидного обмена меристематических тканей почек исследуемых видов хвойных в осенне-зимний период «маслянистому» типу дерева. Депонирование триглицеридов для вегетации в меристемах почек происходит в начале весны, т.е. в значительно более поздние сроки, чем в других запасающих тканях дерева [11].

Рис. 2. Содержание глицеридов в меристемах почек хвойных пород

Сезонная динамика диглицеридов у исследованных пород характеризовалась накоплением этих липидных форм осенью, максимальным и стабильным уровнем зимой и интенсивным расходованием в мае (рис. 3). Содержание диглицеридов в различные сезоны года изменялось примерно от 0,2 до 0,8% от а.с.м. ткани. У лиственницы и ели зимой диглицериды даже становились преобладающей формой глицеридов. Анализ соотношения различных изомеров диглицеридов позволил установить сезонную закономерность, характерную для всех пород: в сформированных почках в августе диглицеридов типа 1,3- в 1,5-2 раза меньше, чем типа 1,2-; осенью и зимой 1,3-диглицеридов, наоборот, значительно больше, чем 1,2-диглицеридов; в набухших почках перед распусканием хвои содержания этих липидных форм у ели и сосны близки, у лиственницы содержание 1,2-диглицеридов вновь выше, чем 1,3-диглицеридов (рис. 4). Кроме того, у всех пород в апреле имеется весенний максимум содержания 1,2-диглицеридов.

Лиственница сибирская

Ель сибирская

УШ IX X XI XII I II Ш ГУ У

□ Моноглицериды Ш Диглицериды □ Триглицериды

УШ IX X XI XII I ПШ!УУ □ Моноглицериды В Диглицериды □ Триглицериды

Сосна обыкновенная

Рис. 3. Содержание моно-, ди- и триглицеридов в меристемах почек хвойных пород

УШ IX X XI XII I II Ш IV V

□ Моноглицериды

1 Диглицериды

] Триглицериды

Рис. 4. Содержание изомеров диглицеридов в меристемах почек хвойных пород Э - 1.3-диглицериды, □ - 1,2-диглицериды

1-

0

Содержание моноглицеридов у лиственницы, ели и сосны в осенне-зимний период варьировало в пределах от 0,1-0,3% от а.с.м. ткани (рис. 3). Весной у лиственницы и ели наблюдался максимум, когда содержание моноглицеридов в меристемах почек возрастало в 2,5-3 раза. Перед распусканием молодой хвои в мае содержание моноглицеридов, как и других форм глицеридов, у всех пород снижалось. Вероятно, моноглицериды, наравне с другими липидными формами, активно расходовались на ростовые процессы.

Содержание свободных жирных кислот в различные сезоны года изменялось: у лиственницы от 0,2 до 2,6%, у ели от 0,5 до 1,9% у сосны от 0,3 до 1,2% от а.с.м. ткани. У всех пород осенью рост содержания свободных жирных кислот сопровождался снижением содержания триглицеридов (табл.). Известно, что свободные жирные кислоты являются эффективными разобщителями окислительного фосфорилирования в митохондриях в условиях низкотемпературного стресса, т.е. являются частью антиоксидантной системы растительной клетки [17, 18]. Их приток осенью, вероятно, обеспечен гидролизом липидных форм как нейтральной, так и полярной природы, поскольку в этот период, по нашим данным, содержание триглицеридов и гликолипидов [16] в меристемах почек снижалось. При подготовке дерева к ростовым процессам липидный обмен активизировался. Являясь промежуточным продуктом биосинтеза и катаболизма различных групп липидов, в наибольшем количестве свободные жирные кислоты аккумулировались в апреле. У лиственницы их содержание возрастало в 2,5 раза, у ели - в 2 раза, а у сосны примерно на 20% от среднезимнего уровня. Именно в это время дерево переходит от зимующего состояния к активной вегетации: живые ткани дерева начинают утрачивать низкотемпературную устойчивость, клеточные структуры трансформируются. Вместе с тем свободные жирные кислоты являются не только продуктом липидного обмена, но и используются в качестве субстратов дыхания в процессе роста хвои. Поэтому в мае при распускании почек снижение их уровня до минимума у всех пород закономерно.

Среди веществ нейтральной природы особый интерес представляют стерины - аминоциклические одноатомные спирты, содержащиеся в клетках в свободном состоянии и в виде сложных эфиров жирных кислот. Свободные стерины и эфиры стеринов являются структурными компонентами клеточных мембран. Изменяя проницаемость клеточных мембран, они могут влиять на такие свойства растительных тканей, как морозостойкость, степень адаптации растений к неблагоприятным условиям среды. Анализируя сезонные изменения содержания стеринов, необходимо отметить, что между породами существует как сходство, так и различие. Характер динамики стеринов аналогичен: и свободные стерины, и их эфиры в осенне-зимний период накапливались (табл.). Однако у сосны содержание эфиров стеринов в меристемах зимующих почек примерно в 1,5-2 раза выше, чем у ели и лиственницы. В то же время содержание свободных стеринов несколько выше у ели, а у сосны и лиственницы - примерно одинаково. При этом у всех пород содержание эфиров стеринов значительно выше, чем свободных стеринов. В набухших почках (апрель) уровень свободных стеринов возрастал до максимума и в 2-3 раза превышал среднезимний, а эфиров стеринов постепенно снижался. В мае в распускающихся почках снижалось содержание обеих липидных форм.

В августе в меристемах сформированных почек у всех пород уже содержалось небольшое количество эфиров восков (табл.). В осенне-зимний период следует накопление этих соединений. Темпы аккумуляции у сосны значительно выше, чем у ели и лиственницы. К зиме меристемы сосны содержали эфиров восков в 2 раза больше, что, вероятно, связано с особенностью морфологии почек этой породы, обусловливающей возможность образования льда между меристемами (хвойными зачатками) и необходимость их дополнительной защиты воскообразными веществами от повреждения кристаллами льда. Максимум содержания эфиров восков наблюдался у лиственницы и ели в апреле, у сосны на месяц раньше - в марте. Весной при набухании почек содержание у всех пород снижалось до одинакового уровня - примерно до 1% от а.с.м. ткани.

Таким образом, количественные изменения индивидуальных компонентов НЛ в меристемах почек хвойных пород в условиях Центральной Сибири обусловлены сменой сезонов года и свидетельствуют о возможности взаимопревращений одних липидных форм в другие. Сравнительный анализ сезонного изменения содержания и состава НЛ лиственницы, ели и сосны показал, что полученные результаты отражают функциональную роль индивидуальных компонентов НЛ в меристематических клетках. В условиях низкотемпературного стресса варьирование биохимических показателей являются подтверждением адаптивных возможностей и наличия видоспецифических реакций на уровне изучаемого признака у различных хвойных пород. В осенне-зимний период преимущественно синтезируются соединения, обеспечивающие защиту живых тканей в условиях ги-

потермии. Наличие явно выраженных зимних максимумов в содержании отдельных компонентов НЛ (стеринов, эфиров восков и свободных жирных кислот) доказывает, что синтез этих липидных форм может протекать при низких зимних температурах. Полученные данные позволяют говорить о значительном сходстве процессов биосинтеза и катаболизма НЛ у лиственницы и ели. Особенность метаболизма НЛ у сосны связана в первую очередь с составом липидного матрикса клеточных мембран и усиленной защитой воскообразными веществами живых тканей почек в состоянии низкотемпературной устойчивости.

Выводы

Результаты исследования показывают, что изменение содержания индивидуальных компонентов нейтральных липидов в меристемах почек хвойных пород происходит в течение всего года:

- сезонные колебания уровня нейтральных липидов составляют: для лиственницы 2,9-9,6%, ели 2,28,1% и сосны 3,2-6,2%. Разница между видами по изучаемому признаку в отдельные месяцы достигает двукратной величины. У сосны средне-зимний уровень нейтральных липидов примерно на 30-40% выше, чем у лиственницы и ели;

- накопление триглицеридов у всех пород в первую очередь связано с их функциональной ролью энергетического резерва при подготовке к зиме и к процессам роста. На протяжении осени и зимы их запасы снижались. Депонирование триглицеридов для будущей вегетации в меристемах почек происходит только в начале весны. Сезонная динамика диглицеридов у всех пород характеризуется снижением в осенне-зимний период содержания изомеров типа 1,2-, что, вероятно, связано с их участием в биосинтезе фосфолипидов. У сосны наиболее стабильный компонент - моноглицериды. У лиственницы и ели в набухших почках их уровень возрастает в 2,5-3 раза, при значительном увеличении содержания свободных жирных кислот;

- сезонное понижение температуры приводит к увеличению в меристемах концентрации стеринов (преимущественно их эфиров), эфиров восков и свободных жирных кислот. Для сосны характерно значительно более высокое, чем для лиственницы и ели, содержание эфиров стеринов и восков, что связано с особенностями криоадаптированных структур клеточных мембран и морфологией почек исследованных хвойных;

- высокая низкотемпературная устойчивость лиственницы и, как следствие, ареал обитания породы, простирающийся на Север до границ распространения древесной растительности, вероятно, обусловлены в том числе способностью лиственницы к концу лета аккумулировать в меристемах почек значительные запасы триглицеридов (до 60% от суммы НЛ), а затем использовать их осенью и зимой в период покоя.

Список литературы

1. Миронов П.В., Алаудинова Е.В., Репях С.М. Низкотемпературная устойчивость живых тканей хвойных. Красноярск, 2001. 221 с.

2. Хлебникова Н.А., Гирс Г.И., Коловский Р.А. Физиологическая характеристика хвойных растений Сибири в зимний период // Труды Ин-та леса и древесины СО АН СССР. Красноярск, 1963. Т. 60. С. 5-16.

3. Folch J., Lees М., Stanley G.H. A simple method for isolation and purification of total lipids from animal tissues // J. Biol. Chem. 1957. V. 226. N1. Pp. 497-509.

4. Bligh E.G., Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Can. J. Biochem. Physiology. 1959. V. 37. Pp. 911-917.

5. Кейтс М. Техника липидологии. М., 1975. 322 с.

6. Amenta Y.S. A lipid chemical method for quantification of lipid separated by thin-layer chromatography // J. Lipid. Res. 1960. N5. Pp. 270-272.

7. Фудзино Я. Руководство по методам анализа липидов, Гаккай сюппан сэнта, 1978. С. 110-113.

8. Bragdon J.H. Colorimetric determination of blood lipids. // J. Biol. Chem. 1951. V. 190. P. 513-517.

9. Бернстейн А. Справочник статистических решений: пер. с англ. М., 1968, 162 с.

10. Судачкова Н.Е., Новицкая Ю.Е. Сезонная и возрастная динамика основных фракций липидов хвои сосны обыкновенной // Физиолого-биохимические основы роста и адаптации сосны на Севере. Петрозаводск, 1978. С. 39-52.

11. Рубчевская Л.П., Левин Э.Д. О нейтральных липидах камбиальной зоны лиственницы сибирской // Химия древесины. 1981. №4. С. 106-109.

12. Кольман Я., Рём К.-Г. Наглядная биохимия. М., 2000. 469 с.

13. Симкина С.Ю. Водорастворимые вещества меристем почек ели сибирской и сосны обыкновенной: сезонные изменения состава и свойств : автореф. дис. ... канд. хим. наук. Красноярск, 2008. 20 с.

14. Алаудинова Е.В., Миронов П.В., Репях С.М. Характеристика липидов меристем почек Larix sibirica // Химия природных соединений. 2002. №4. С. 259-2б2.

15. Vojnikov V.K., Luzova G.B. and Korzum A.M. The composition of free fatty acids and mitochondrial activity in seedlings of winter cereals under cold shock // Planta. 1983. 158. Pp. 194-198.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

16. Ruelland E., Cantrel C., Gawer M., Kader J. and Zachowski A. Activation of Phospholipases C and D is an early response to a cold exposure in Arabidopsis suspension cells // Plant Physiol. 2002. V. 130. Pp. 999-1007.

Поступило в редакцию 3 июня 2009 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.