CC BY
12
1. Л1СОВЕ ТА САДОВО-ПАРКОВЕ ГОСПОДАРСТВО
УДК 581*162.6 Проф. Р. Т. Гут, д-р бюл. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
МОБ1Л1ЗАЩЯ ЗАПАСНИХ Б1ЛК1В П1Д ЧАС ПРОРОСТАННЯ НАС1ННЯ СОСНИ ЗВИЧАЙНО1
Встановлено, що пiд впливом синтетичних регуляторiв росту цитокшшово'1 природи в проростках вщбуваеться загальна стимулящя обмiну речовин, а також по-силюеться мобiлiзацiя запасних бiлкiв. Отримаш результати свiдчать про компетен-тшсть клiтин проростаючого зародка до використаних нами регуляторiв росту. Дос-лщжено стимулятивний ефект низки регуляторiв росту на процес проростання насш-ня сосни звичайно'1, що робить перспективним ix використання для пришвидшення росту проросткiв, щоб зменшити ix ураження патогенними органiзмами, якi живуть у грунт!
Ключов1 слова: гормональна регулящя, проростання насiння, бiлки, сосна зви-чайна.
Вступ. Важливими завданнями люового господарства в сучасних умо-вах е подальше вдосконалення способ1в i метод1в вщтворення люових ресурЫв i збшьшення обсягiв робiт iз захисного люорозведення. Постановка таких зав-дань потребуе впровадження найбiльш прогресивних теxнологiй вирощування шянщв i лiсовиx культур на базi комплексноi меxанiзацii та автоматизации формування лiсонасiнневоi бази на генетико-селекцшнш основi, отримання насiння з покращеними спадковими властивостями за допомогою спещально-го оброблення насiння i садивного матерiалу бiологiчно активними речовина-ми [1, 2, 4, 6]. Знаючи, як ендогеннi регулятори росту вщграють важливу роль, i на якому еташ кожний iз них необхщний для нормального протiкання всix онтогенетичних процешв, можна цiлеспрямовано змiнювати темпи росту i розвитку рослин i отримати високий виxiд стандартних шянщв в однорiчному вiцi [2, 3, 5-9].
Проростання насшня е важливим перiодом онтогенезу рослини, що мае великий вплив на ii подальший рiст, розвиток та продуктивнiсть. На початко-вих етапах розвитку проростка i його рiст забезпечуються запасними речови-нами, як нагромадилися у насшиш пiд час ii дозрiвання.
Об'екти i методика дослiджень. У дослщах використано вiдсортоване життездатне насшня Pinus sylvestris L., отримане з ДП "Буське ЛГ" Львiвськоi область Насшня, промите дистильованою водою, пророщували в стерильних умовах за температури 26 °С на фiльтрувальному папер^ змоченому дистильованою водою, в чашках Петр^ герметично закупорених парафшом. Тканини проросткiв збирали на 1-7-му добу вщ початку пророщування, заморожували у рiдкому азотi та збершали за температури -80 °С до ixнього використання.
Гомогенати тканин отримували меxанiчним розтиранням у гомогешза-торi Поттера за 4 °С з додаванням лiзувального буфера, що мютив 50 мМ трис-НС1, рН 7,5, 150 мМ NaCl, 1 % Тритон Х-100 ("Sigma"), 5 мМ ЕДТА, 1 мМ PMSF та шпбггори протеiназ ("Roche"). Отримаш лiзати центрифугували про-
тягом 25 хв за 13000 g, 4 °С. Концентрацiю сумарного бiлка в надосадовiй pi-динi визначали за методом Бредфорда.
Електрофорез лiзатiв кштин та очищених пpепаpатiв бiлкiв проводили у блоках 12 % та гpадiентного (5-22 %) ПААГ у буфернш системi Леммлi за присутност ДСН [141]. Пiсля електрофорезу гелi забарвлювали для виявлення pоздiлених бшюв за допомогою фарби, до складу яко! входили: 0,2 % Coomas-sie R-250, 20 % метанолу та 10 % оцтово! кислоти, протягом 20 хв з подаль-шим вiдмиванням у 20 %-ому метанолi та 5 %-вiй оцтовш кислотi, помшу-ючи. Використовували стандарти молекулярно! маси бiлкiв: Unstained Precision Protein Standards ("BioRad"), Protein Molecular Weight Markers ("Fermentas").
Електрофоретичне pоздiлення низькомолекулярних бiлкiв здiйснювали в 15 %-их блоках ПААГ з 3 %-им вмiстом бiсакpиламiду в трис-трициновш буфеpнiй системi [199]. Анодний буфер мютив: 0,1 М трис, 0,0225 М НС1, рН 8,9; катодний - 0,1 М трис, 0,1 М трицин, 0,1 % ДСН; буфер для гелю -1 М трис, 0,33 М НС1, 0,1 % ДСН, рН 8,45; буфер для зразюв - 50 мМ трис-НС1, рН 7,0, 4 % ДСН, 2 % 2-меркаптоетанолу, 10 % глщерину, 0,015 % Co-omassie G-250. Гель забарвлювали фарбою, що мютила 0,025 % Coomassie G-250, 50 % метанолу та 10 % оцтово! кислоти. Використовували стандарт для низькомолекулярних бшюв Protein test mixture 5 ("Serva").
Результати дослвдження. Насшня сосни звичайно! характеризуемся високим вмiстом бiлкiв i лiпiдiв, яю локалiзованi переважно у мегагаметофiтi, гапло!днш тканинi материнського походження. Як св^ать результати елек-трофоретичного аналiзу, запасш бiлки у насiннi сосни (рис. 1) представлеш полiпептидами iз молекулярними масами 46-49, 36-38, 27-29, 25-27, 22-23 та 11-16 кДа i становлять близько 80 % вщ загального вмюту проте!шв у мегага-метофiтi i 50 % - у зародках.
Запасш бшки сосни звичайно! представлеш альбумшами та глобулша-ми. За лiтеpатуpними даними, полшептиди iз молекулярною масою 36-38, 22,5-23,5 е продуктами дисощаци за редукуючих умов 11S глобулiну, молеку-лярна маса якого становить 59,6 кДа [11]. 11S глобулши соснових гомолопчш 11S legumin-like proteins, представниками одше! iз пiдгpуп глобулiново! групи запасних бiлкiв насiння. Цей тип запасних бшюв досить поширений як у голо-насiнних, так i у покритонасшних рослин. 11S legumin-like protein мають здат-нiсть утворювати гексамерш форми, кожна iз 6 субодиниць складаеться iз кислого полшептиду (33-42 кДа) та основного (19-23 кДа), яю з,еднанi дисульфiд-ним мютком. Цi бiлки е тритон-нерозчинними (рис. 1) [10, 14].
До друго! пiдгpупи глобулiново! групи запасних бшюв належать 7S vi-cilin-type proteins iз молекулярною масою 46-49 кДа. Це тpимipнi бiлки, яю складаються iз неiдентичних субодиниць, яю не дисоцiюють за редукуючих умов. Щ бiлки описано у деюлькох видiв сосни, двох видiв ялини, ялицi, тису та кипариса [10,11,12,14]. Як свщчать результати, наведенi на рис. 2, щ бiлки у сосни звичайно! е тритон-розчинними. Тритон-розчинш бiлки iз молекулярними масами 25-27 та 27-29 кДа вipогiдно е альбумшами, яю описанi у деяких видiв хвойних [12]. Природа низькомолекулярних запасних бшюв соснових (11-16 кДа) на цей час е нез'ясованою.
Рис. 1. Електрофореграма бттв проростшв (А) i мегагаметофiтiв (Б) сосни звичайно'1, фракщонованиху 5-20 % ПААГза присутностi 0,1 % ДСН:
0 - зародки сухого насшня, 1-4-1-ша, 3-тя, 5-та, 7-ма доба проростання
кДа МЛР 200- w
116- * 97- -
68- %
44—
—7S vicin-type protein —11S глобул^
Рис. 2. Електрофоретичний аналЬ запасных бшшв насшня сосни:
31__М-маркеры;
н - трит он-н ероз чин н i б ¡яки; р — тритон-розчинш быки
Шд час проростання насшня сосни у зародках та мегагаметоф^у вщбу-ваеться протеолiз запасних бiлкiв, який проходить у декшька стадiй. Спочатку розпадаються запаснi бiлки, якi локалiзованi в осьових органах зародка. Ми проанашзували динам^ уташзаци запасних бiлкiв насшня сосни у процес його проростання. Як св^ать результати, якi представлен на рис. 2, проте-олiз запасних бiлкiв зародка вщбуваеться швидше, нiж мегагаметофiта - так на 5-у добу проростання майже на 80 % гiдролiзують 7S vicilin-type proteins та низькомолекулярш бiлки (11-16 кДа). Помггне зменшення резервних бшюв у мегагаметофiтi сосни спостер^аеться лише на сьому добу. За л^ературними даними у хвойних запасш бшки мегагаметофiта розщеплюються протеол^ич-ними ензимами до вшьних амiнокислот, якi транспортуються до меристема-тичних тканин проростка, в яких вщбуваються iнтенсивнi процеси синтезу но-вих бiлкiв. Для глобулшв хвойних рослин характерний високий вмют амшо-кислоти аргiнiну - 23,4 %, яка е джерелом азоту для проростюв i за участ арп-нази асимiлюе у метаболiчнi та бiосинтетичнi шляхи останнього [13].
Цi дат св^ать, що насiння сосни звичайно! мiстить запаснi бiлки, якi подiбнi до виявлених в iнших видiв хвойних рослин, i яю е пластичним та енер-гетичним резервом для забезпечення проростання зародка та початкових стадь ях росту проростка. Деяю автори пропонують використовувати юльюсний та якiсний склад запасних бшюв насiння для характеристики його якост [14].
Вплив регуляторiв росту рослин (РРР) на протеолiз запасних бшюв насшня. Швидке проростання насiння е бажаним з огляду на те, що змен-шуеться ймовiрнiсть пошкодження проростаючо! насiнини мiкроорганiзмами i грибами, яю живуть у грунт! Тому актуальним е дослiдження бiологiчно ак-тивних речовин iз метою шдвищення швидкостi проростання.
На попередньому етат роботи ми переконалися, що новi украшсью стимулятори росту триман-1, емютим С, зеастимулiн та агростимулiн здшсню-ють стимулятивний ефект на рют проросткiв сосни звичайно!. Довжина 7-ден-них проросткiв насiння, обробленого згаданими стимуляторами, перевищувала контроль на 25,7-32,4 %. Це свщчить про активащю синтетичних процесiв у проростках сосни та стимулящю подiлу клiтин. Осюльки у цей перiод джере-лом будiвельного матерiалу для проросткiв е запасш бiлки мегагаметофiту, то варто було очшувати, що РРР можуть впливати i на швидкiсть 1х уташзацн.
Ми дослiдили вмiст резервних бшюв у мегагаметофггах насiння сосни звичайно! на сьому добу його проростання за дн рiзних стимуляторiв росту i виявили, що зеастимулш, емiстим С та триман-1 ютотно пiдвишували швид-кiсть протеолiзу тритон-розчинних запасних бшюв альбумшово! групи з моле-кулярною масою 24-25 та 27-29 кДа (рис. 3, дорiжки 2, 6, 8 вщповщно) i не впливали на бiлки глобулшово! групи (46-49 кДа).
Рис. 3. Електрофоретичш спектри тритон-розчинних бттв мегагеметофiтiв на сьому добу проростання настня сосни звичайно'1 за умов dii регуляторiв росту рослин: 1 - необроблене настня,
2 настня, оброблене зеастимултом (1 мл/л); 3 - iвтом (1 мл/л), 4 - ауксином (10'5 М); 5 - ауксином (410'5 М); 6 - емктимом С (1 мл/л); 7 - абсцизовою кислотою (0,001 %); 8 - триманом (0,01 %); 9 - агростимултом (1 мл/л)
Як видно iз електрофореграми (рис. 3), у мегагаметофгтах насшня, об-роблених згаданими вище РРР, проходить третя стадiя пpотеолiзу запасних речовин, коли деградують структуры бшки. Про це св^ить зникнення у елек-трофоретичних спектрах високомолекулярних бшюв i накопичення низькомо-лекулярних продукпв деградацн. З лгтератури вщомо, що такi процеси у необ-робленому насiннi спостеpiгаються на 9-10-й день проростання. Вплив агрос-тимулiну е подiбним до дй цих РРР, але виражений меншою мipою. Варто заз-начити, що дат РРР створено на основi N-окиснених пipидинових сполук i для них характерна цитоюншова активнiсть. Як вщомо, в основi ростових
123456789К
ефекпв цитоюншу лежить насамперед стимуляцiя мiтозу. Шд впливом цих фь тогоpмонiв вщбуваеться загальна стимуляцiя обмiну речовин, насамперед, синтезу РНК та бшюв. Цитоюнши здатш атрагувати pухомi метаболiти, зокре-ма амiнокислоти, до оброблених ним кштин. Зважаючи на цi фiзiологiчнi ефекти, закономipним е посилення мобшзацн запасних бiлкiв мегагаметофiту, яке ми спостериали пiд час обробляння насшня РРР цитоюншово! природи. Отpиманi результати свдаать про компетентнiсть клiтин проростаючого за-родка до використаних нами pегулятоpiв росту.
Гальмiвний ефект на утишзащю запасних бiлкiв мегагаметофiта спос-теpiгався за дil ауксину за концентраци 4-10 М та абсцизово! кислоти (рис. 3, доpiжки 5, 7). Вщомо, що АБК е сильним шпбгтором проростання насiння за рахунок блокування деяких етапiв процесу транскрипцй i трансляци [2], а ауксин, у концентраций вищш за фiзiологiчну, може мати токсичну дда. Ауксин за концентраци 10-5 М та iвiн, РРР з ауксиновою актившстю, не впливали на швидюсть пpотеолiтичного розщеплення запасних бшюв мегагаметоф^у сосни поpiвняно з контролем (рис. 3, доpiжки 3, 4).
Висиовок. Отримаш результати свдаать про стимулятивний ефект низки синтетичних pегулятоpiв росту (триман-1, емiстим С, зеастимулш та аг-pостимулiн) на процес проростання насшня сосни звичайно!, що робить пер-спективним !х використання для пришвидшення росту проростюв, щоб змен-шити !х ураження патогенними оргашзмами, якi живуть у групп.
Л1тература
1. Кефели В.И. Химические регуляторы роста / В.И. Кефели, Л. Д. Прусакова. - М. : Изд-во "Знание", 1985. - 63 с.
2. Лихолат Т.В. Регуляторы роста древесных растений / Т.В. Лихолат. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1983. - 240 с.
3. Маттис Г.Я. Интенсификация выращивания посадочного материала для защитного лесоразведения / Г.Я. Маттис. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1976. - 144 с.
4. Меияйло Л.Н. Гормональная регуляция ксилогенеза хвойных / Л.Н. Меняйло. - Новосибирск : Изд-во "Наука", 1987. - 185 с.
5. Муромцев Г.С. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений / Г.С. Муромцев, Д.И.Чкаников, О.Н. Кулаева, К.З. Гамбург. - М. : ТзОВ "Агропромиздат", 1987. - 384 с.
6. Ракитии Ю.В. Химическая регуляция жизнедеятельности растений / Ю.В. Ракитин. -М. : Изд-во "Наука", 1983. - 259 с.
7. Сииииков А.С. Выращивание сеянцев хвойных пород в полиэтиленовых теплицах / А С. Синников, Б.А. Молчанов, В Н. Драчков. - М. : ТзОВ "Агропромиздат", 1986. - 126 с.
8. Смирнов Н.А. Выращивание посадочного материала для лесовосстановления / Н. А. Смирнов. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1981. - 169 с.
9. Терек О.И. Рост растений и физиологически активные вещества / О.И. Терек. - К. : Вид-во УМК ВО, 1990. - 52 с.
10. Allona I. Seed storage proteins from Pinuspinaster Ait. Homology of major components with 11S proteins from angiosperms / I. Allona, R. Casado, C. Aragoncillo // Plant Sci. - 1992. -Vol. 87. - Р. 9-18.
11. Baker S.S. Genes encoding 11 S-globulin-like proteins are expressed in the megagame-tophyte soon after fertilization in eastern white pine (Pinus strobusL.) / S.S. Baker, C.L. Rugh, F.W. Whitmore [et al.] // Int. J. Plant Sci. - 1996. - Vol. 157, № 4. - Р. 453-461.
12. Flinn B.S. Evaluation of somatic embryos of interior spruce. Characterization and developmental regulation of storage proteins. / B.S. Flinn, D.R. Roberts, I.E.P Taylor // Physiol Plant. -1991 a. - Vol. 82. - Р. 624-632.
13. King J. Amino acid utilization in seeds of loblolly pine during germination and early seedling grows / J. King, D. Gifford // Plant. Physiol. - 1997. - Vol. 113. - Р. 1125-1135.
14. Klimaszewskaa K. Accumulation pattern and identification of seed storage proteins in zygotic embryos of Pinus strobus and in somatic embryos from different maturation treatments / K. Klimaszewskaa, F. Morencya, C. Jones-Overtona [et al] // Physiol. Plant. - 2004. - Vol. 121. - Р. 682-690.
Гут Р. Т. Мобилизация запасных белков при прорастании семян сосны обыкновенной
Установлено, что под воздействием синтетических регуляторов роста цитоки-ниновой природы в проростках происходит общая стимуляция обмена веществ, а также усиление мобилизации запасных белков. Полученные результаты свидетельствуют о компетентности клеток прорастающего зародыша к использованным нами регуляторам роста. Исследован стимулирующий эффект ряда регуляторов роста на процесс прорастания семян сосны обыкновенной, что делает перспективным их использование для ускорения роста проростков, чтобы уменьшить их поражение патогенными организмами, которые живут в почве.
Ключевые слова: гормональная регуляция, прорастание семян, белки, сосна обыкновенная.
GoutR.T. Increased mobilization of reserve proteins occurs during seed germination of Scots pine
It is well established that the induction of cellular metabolism and the increase in the mobilisation of reserve proteins take place in seedlings in response to synthetic growth regulators of cytokinin's nature. The results of this study indicate that cells of germinating seeds effectively respond to tested growth regulators. We found that a panel of growth regulators significantly stimulate the process of germination of Scots pine's seeds, indicating their potential use for the acceleration of seed germination which can increase their resistance to a variety of phytopathogens in the soil.
Keywords: hormonal regulation, germinating seeds, proteins, Scots pine.
УДК 599.735.31 Доц. 1.В. Делеган, канд. с.-г. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв;
проф. В.1. Домтч, д-р бюл. наук - Запорнький НУ
ОСОБЛИВОСТ1 МИСЛИВСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА I ПОЛЮВАННЯ В ДЕРЖАВНИХ Л1САХ СЛОВАЧЧИНИ
З'ясовано особливосп оргашзацп ведення мисливського господарства в дер-жавних люах Словаччини. Наведено матерiали, що вщображають видовий склад, i обсяги добування мисливсько'1 фауни, показано цши на послуги, зокрема на вщстрш основних видiв мисливсько'1 фауни.
Ключов1 слова: мисливство, державш люи, Словаччина.
Вивчення прогресивного досв1ду мае вагоме значения для докоршного реформування ведення мисливського господарства в Укра'ш [1]. Досвщ оргашзацп ведення мисливського господарства \ надання послуг мисливцям вивча-ли загальноприйнятими методами тд час закордонних по'здок (1996-2010 рр.) та шляхом використання шформацшно! системи державних лшв Словаччини [2-10].
Словаччина (49036 км ) характеризуеться значною люиспстю - 40,8 % { високим р1внем ведення мисливського господарства. Частка державних лшв у Словаччиш становить 42,7 %, решта, приватш (14,9 %), суспшьш та ш.
