CC BY
15
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Metabolome profiling during water deficiency in medium-fiber cotton varieties
of Gossypium hirsutum L. species Bozorov T.1, Usmanov R.2, Nabiev S.3, Shavkiev J.4, Khamdullaev Sh.5 Профилирование метаболома у средневолокнистых сортов вида
Gossypium hirsutum L. при водном стрессе Бозоров Т. А.1, Усманов Р. М.2, Набиев С. М.3, Шавкиев Ж. Ш.4,
Хамдуллаев Ш. А.5
'Бозоров Тахир Ахмадович /Bozorov Takhir - старший научный сотрудник; 2Усманов Рустам Махмудович / Usmanov Rustam - доктор биологических наук, старший научный сотрудник;
3Набиев Сайдигани Мухторович /Nabiev Saydigani - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник; 4Шавкиев Жалолиддин Шамсутдинович / Shavkiev Zhaloliddin - младший научный сотрудник; 5Хамд)уллаев Шухрат Абдурахмонович /Khamdullaev Shukhrat - младший научный сотрудник, лаборатория экологической генетики, Институт генетики и экспериментальной биологии растений Академия наук Республики Узбекистан, г. Юкори-Юз, Республика Узбекистан
Аннотация: было исследовано изменение профилей метаболома под контролем и при дефиците воды с различными поливными схемами у двух сортов хлопчатника - Ишонч и Тошкент-6. Многомерный статистический анализ показал, что профиль метаболома сорта Ишонч перешел на вторичный метаболитный профиль в условиях дефицита воды, в то время не было никаких различий в профилях метаболома у Тошкента-6 между контролем и условиях дефицита воды.
Abstract: it was investigated changes in metabolome profiles during control and water deficiency with different created watering schemes in two cotton varieties- Ishonch and Tоshkent-6. Multivariate statistical analysis showed that metabolome profile of Ishonch switched to secondary metabolite profile under water deficiency while no differences in metabolome profiles in Tоshkent-6 between control and water deficiency conditions.
Ключевые слова: хлопчатник, сорт, водный стресс, кластерный анализ, метаболомика. Keywords: cotton, variety, water stress, cluster analysis, metabolomics.
Абиотические стрессы окружающей среды очень разнообразны (засуха, засоление, высокие, температуры и т. д.), которые наряду с другими географическими зонами, сконцентрированы и в регионе Центральной Азии [1]. Среди абиотических стрессов, засуха очень распространена и усиливается год за годом во всем мире [2]. Выявление адаптивных по засухе линий и сортов сельскохозяйственных культур является очень важной и наиболее актуальной проблемой генетико-селекционных исследований. В этом плане, использование аналитико-химических подходов остается мало используемым и плохо изученным направлением селекции.
Метаболомика - как новое направление молекулярно-генетических исследований, основанное на качественном и количественном анализе метаболитов для выявления изменения в разных этапах развития организма или изменения при воздействии неблагоприятных факторов окружающей среды.
В данной работе нами были использованы два сорта средневолокнистого хлопчатника с альтернативной толерантностью к дефициту почвенной влаги, а именно сорт Ишонч (как устойчивый) и Тошкент-6 (как неустойчивый), которые были выращены в условиях различного поливного режима. Схема орошения 1-2-1, которая является общепринятой для возделывания хлопчатника, взята как контрольный вариант. Водный дефицит создавали по схемам орошения 1-1-1, 1-1-0 и 1-0-0. Для выделения общих метаболитов были собраны листья в присутствии жидкого азота. Собранный материал был гомогенизирован и затем общие метаболиты были выделены с использованием 50 мМ ацетатного буфера (40 мМ уксусная кислота, 44 мМ ацетат аммония, рН 4.8) [3]. Для определения масс спектров метаболитов, выделенных из разных вариантов водоснабжения, был использован масс-спектрометр типа Agilent Quadroploe LC-MS. Первичные данные были обработаны с помощью компьютерной
Я-программы с использованием скрипта XCMS [4], которая показало наличие более 340 метаболитных ионов с различными концентрациями. Из-за большой вариации, данные были нормализированы с 0.75 перцентиль, затем были отшкалированы по Парето и проведена логарифмическая (1(^2) трансформация.
Нормализированные данные были подвергнуты различным мультивариационным анализам, таким как, анализ главных компонентов (АГК), группирование или кластирование, группирование с использованием дендрограмм для выявления различия метаболома растений сортов хлопчатника.
Это подтверждает, что сорт Ишонч по своему свойству действительно является засухоустойчивым, чем Тошкент-6. При недостатке поливной воды ответная реакция у сорта Ишонч происходит путем выработки новых вторичных метаболитов, что не наблюдается у сорта Тошкент-6. В дополнении к этому, кластерный анализ метаболитов также указывает на отдельное сгруппирование профиля метаболитов у сорта Ишонч в контроле и при водном дефиците, тогда как у сорта Тошкент-6 метаболиты находятся в одной группе (Рис. 1).
Рис. 1. Анализ метаболомного профилирования и растрирования метаболитов и сортов Ишонч и Тошкент-6 при водном дефиците поливной воды
Следует отметить, что сорт Ишонч был выведен путем гибридизации межвидовой линии Л-27 (Оо,?,?уршт НтиЫт Ь. х О. barbadense Ь.) с сортом Тошкент-6, который в свою очередь создан на основе внутривидовой hirsutum L.) гибридизации (С-4227 х О. НтиЫт Ь^р. mexicanum)xС-4227. По видимому, присутствие в гибридизации сравнительно устойчивого к дефициту воды вида О. barbadense Ь.способствовало появлению свойства засухоустойчивости у сорта Ишонч [5].
Таким образом, наряду с другими методами, вышеуказанный аналитический подход может быть использован при проведении исследований по поиску засухоустойчивых форм хлопчатника.
Литература
1. Degenhardt B., Gimmler H. Cell wall adaptations to multiple environmental stresses in maize roots. J Exp Bot, 2000. V. 51. P. 595-603.
2. Agrawala S., Barlow M., Cullen H. The Drought and Humanitarian Crisis in Central and Southwest Asia: A Climate Perspective. IRI Special Report, 2001. 24 p.
3. Gaquerel E., Heiling S., Schoettner M., Zurek G., Baldwin I. T. Development and validation of a liquid chromatography-electrospray ionization-time-of-flight mass spectrometry method for induced changes in Nicotiana attenuata leaves during simulated herbivory. J Agric Food Chem, 2010. V. 58. P. 9418-9427.
4. Smith C. A., Want E. J., O'Maille G., Abagyan R., Siuzdak G. XCMS: processing mass spectrometry data for metabolite profiling using nonlinear peak alignment, matching, and identification. Analyticalchemistry, 2006. V. 78. P. 779-787.
5. Ахмеджанов А., Аккужин Д., Мамарузиев А., Азимов А. Еузанинг янги истщболли «Ишонч» нави // АГРОИЛМ 1/39 сон. ISSN: 2091-5616.
Environmental policies of the state in modern conditions Alekseev V.1, Alekseeva M.2, Khalyapin A.3 Принципы природоохранной политики в современных условиях Алексеев В. М.1, Алексеева М. С.2, Халяпин А. А.3
'Алексеев Владимир Михайлович / Alekseev Vladimir - ректор, ректорат;
2Алексеева Мария Сергеевна / Alekseeva Mariya - преподаватель, кафедра управления закупками;
3Халяпин Алексей Алексеевич /Khalyapin Aleksey — кандидат экономических наук, преподаватель,
кафедра экономики и управления, Академия подготовки главных специалистов, г. Краснодар
Аннотация: в статье рассмотрены три типа природоохранной стратегии - управленческая, плюралистическая и коллективная. Показана роль должностных лиц в разработке природоохранной стратегии. Главной целью природоохранной политики должно стать сохранение природной среды в интересах планомерного развития экономики. Abstract: the article considers three types of environmental strategy, managerial, pluralist and collective. The role of officials in the formulation of environmental strategy. The main goal of environmental policy should be the preservation of the natural environment in the interests of balanced development of the economy.
Ключевые слова: природоохранная политика, природоохранная стратегия. Keywords: environmental policy, environmental strategy.
УДК 504.75
Миссия должностных лиц, уполномоченных представлять интересы Российской Федерации в сфере сохранения окружающей среды (далее - должностных лиц), - гарантия безопасности населения и каждого человека в отдельности.
Экологи выделяют три главных типа природоохранной стратегии - управленческий, плюралистический и коллективный.
При осуществлении управленческого подхода основное внимание уделяется технической составляющей принятия решений. Как правило, эти решения вырабатываются на основе мнений экспертов по рассматриваемым вопросам. Плюралистический подход предполагает участие в обсуждении и принятии решения не только экспертов, но и широкой группы населения, его уполномоченных представителей. В итоге законодательство составляется на основе всей представленной информации, включая полученную от неправительственных организаций. Коллективный принцип концепции должностных лиц по охране природного богатства основан на делегировании полномочий влиятельной группе лиц, чьи интересы с вступлением в силу законами и подзаконными актами могут быть затронуты.
Должностные лица могут влиять на экологическую ситуацию в стране на глобальном, межрегиональном, региональном и местном уровне. При этом на всех уровнях управления
