CC BY
77
УДК 575.174.015
A.B. Пикунова, младший научный сотрудник ФГОУ ВПО Орел ГАУ Н.Н. Корниенко, кандидат биологических наук ГНУ ВНИИ ЗБК
Н.Е. Павловская, доктор биологических наук С.Д. Князев, доктор сельскохозяйственных наук ФГОУ ВПО Орел ГАУ
SDS-ПААГ ЭЛЕКТРОФОРЕЗ ЗАПАСНЫХ БЕЛКОВ СЕМЯН СМОРОДИННІ ЧЁРНОЙ
Методом SDS-ПААГ электрофореза водно-солевых вытяжек белкового экстракта изучен полиморфизм белков семян смородины чёрной. Установлено, что все исследованные сортообразцы характеризуются уникальным соотношением частот типов спектров зоны 2. Анализ частот встречаемости типов белкового спектра зоны 2 при помощи критерия & показал наличие достоверных различий между всеми сортообразцами. SDS-ПААГ электрофорез белков семян может быть использован для генетической характеристики смородины чёрной.
Ключевые слова: SDS-ПААГ электрофорез, белки семян двудольных, смородина чёрная, Ribes nigrum, генетическое разнообразие, полиморфизм.
Метод электрофоретического разделения запасных белков семян широко используется для исследования многих сельскохозяйственных культур как двудольных, так и однодольных [1]. Применимость данного ме!ода к !ой или иной куль!уре определяе!ся степенью полиморфизма запасных белков у каждой культуры [2]. В исследовании ягодных и плодовых культур данный метод пока не нашёл широкого применения, вероя!но в связи с !ем, ч!о данные культуры размножаются преимущественно вегетативно. Тем не менее, он был успешно использован в ряде работ, например для генетической характеристики иранских диких видов сливы (род Prunus) [3], для оценки генетического разнообразия дикорастущих популяций R. pauciflorum [4, 5].
Смородина чёрная является ведущей ягодной культурой в России [6]. Однако в литературе о!су!с!вую! данные о полиморфизме запасных белков семян вида R. nigrum. Ме!од элек!рофореза белков семян успешно использовался при изучении родственных видов того же рода - смородины малоцветковой [4] и смородины красной [7].
При изучении полиморфизма белков семян
смородины малоцветковой (R.pauciflorum) было ус!ановлено, ч!о элек!рофоре!ические спек!ры
запасных белков состоят из 78-глобулинов,
диссоциирующих в присутствии высоких концентраций 8D8, и 118-глобулинов, освобождаемых только в присутствии восстановителя Р-меркаптоэтанола. Так же было показано, что каждая из исследованных популяций смородины малоцве!ковой имела оригинальный элек!рофоре!ический спек!р белков, по ко!орому она может быть идентифицирована [4].
В результате работы Арсеньевой (1995) установлено, ч!о полипеп!иды глобулинов семян у большинс!ва исследованных сор!ов красной смородины ге!ерогенны и полиморфны, а анализ частот типов белкового спектра показал наличие дос!оверных межсор!овых различий, за исключением двух сор!ов, имеющих одинаковую с!рук!уру глобулиновой фракции белка.
В нашей работе методом SDS-ПААГ электрофореза белков семян исследован полиморфизм 7 сор!ообразцов смородины чёрной.
The variability of blackcurrant seed proteins was analyzed by sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) of water-saline protein extract. All examined samples have been found to have unique combination of spectrum type's frequency in zone 2. Analysis of spectrum type’s frequency in zone 2 using &2 have been performed and shown the presence of reliable differences between samples. It is concluded that seed protein profiles could be useful tool in the studies of blackcurrant genetic diversity.
Key words: SDS-PAGE, genetic diversity, seed proteins, Ribes nigrum, blackcurrant.
Материалы и методика исследований
Для исследования были подобраны 7 сортообразцов смородины чёрной из коллекции ВНИИСПК (3 сорта -Искушение, Кипиана, Минай Шмырёв и 4 формы -3268-4-36, 2091-39-32, 3190-44-57, 322-47-30). Среди подобранных сортообразцов есть сортообразцы близкие по данным родословных и имеющие различное происхождение.
Для оценки генетического разнообразия проводили посемянной анализ (по 50 семян каждого сорта, полученных о! самоопыления). Для анализа использовали водно-солевые экстракты семян, а прису!с!вие высоких концен!раций додецилсульфа! на!рия и меркап!оэ!анола обеспечило получение наиболее многокомпонентных спектров. SDS-ПААГ электрофорез проводили в 12,5 % ПААГ[8].
Результаты электрофореза фиксировали путём консервирования плас!ин или сканирования с последующей записью белковых формул.
В качес!ве э!алонного спек!ра использовали спек!р сои, поскольку белки семян большинс!ва сор!ов сои иден!ичны и содержа! с!абильные и легко иден!ифицирумые компонен!ы. Реперные компонен!ы белков семян сои расположены в зоне медленных компонен!ов, компонен!ов со средней подвижнос!ью и в зоне быстрых компонентов. Белки семян сои были успешно использованы для нумерации белков гороха, овощных куль!ур (огурца, кабачка, перца и моркови) [2, 9]. Белки семян сои наносили на гелевые пластиды рядом с белками семян смородины чёрной.
Для проверки различий между сор!ообразцами на существенность был проведён анализ частот типов белкового спектра при помощи критерия 8 квадрат -определение дос!овернос!и различия двух распределений с одинаковой сис!емой классов, с одинаковыми границами [10].
Результалы и их обсуждение
На полученных нами спек!рах можно выдели!ь четыре зоны с подвижностью компонентов: 10-40 (I), 4367 (II), 85-100 и 105-110 (рис. 1).
Рисунок 1 - Электрофореграмма сортообразца Искушение (цифрами справа отмечены зоны спектра, на спектре сои
отмечена подвижность реперных компоненты)
При идентификации по всему спектру нами было выявлено большое многообразие типов спектров. Для уменьшения гетерогенности и увеличения частоты встречаемости отдельных генотипов целесообразным оказалось проводить оценку по части спектра или зоне. В связи с тем, что зоны 2 и 3 наиболее гетерогенны и характеризуются присутствием мажорных, интенсивно окрашенных компонентов, идентификацию генотипов проводили с учётом компонентов этих зон.
При учёте мажорных компонентов и их интенсивности в зонах 2 и 3 было выявлено соответственно 9 и 4 типа спектров (таб. 1).
Таблица 1 - Полипептидный состав белков семян исследованных сортообразцов в зонах 2 и 3
Зона 2
Тип спектра Подвижность и интенсивность окрашивания полипептидов, балл
46 48 5G 52 53
1 1 2 1
2 1 1 1 1 1
3 1 1 1 1
4 1 1 1
5 1 1 2 1
6 1 1 1
7 2 2 1 1
8 2 2 2
9 1 2 1
Зона 3
Тип спектра Подвижность и интенсивность окрашивания полипептидов, балл
85 86 88 9G 92
1 1 2 2
2 1 2 1
3 2 1
4 2 2 1
Таблица 2 - Частоты встречаемости типов спектров белков семян зоны 2 и 3 у исследованных сортообразцов смородины чёрной
сортообразцы типы спектров зоны 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Искушение 55 29 9 2 4 2
3268-4-36 44 6 15 1G 21 4
Минай Шмырёв 98 2
2G91-39-32 25 6 66 3
Кипиана 7G 3G
319G-44-57 39 61
322-47-29 1GG
сортообразцы типы спект ров зоны 3
1 2 3 4
Искушение 54 3G 17
3268-4-36 48 31 21
Минай Шмырёв 7 91 2
2G91-39-32 1GG
Кипиана 1GG
319G-44-57 1GG
322-47-29 1GG
При посемянном анализе элек!рофорез выявляе! две категории сортов: монотипные по данному белку и политипные. Первые дают лишь один тип спектра маркерного белка, в то время как политипные сорта состоят из двух и более белковых типов [8]. Среди исследованных сортообразцов политипными оказалось большинство (Искушение, 3268-4-36,
Минай Шмырёв, 2091-39-32, Кипиана, 3190-44-57), а монотипным только один сортообразец (322-47-29) (таб. 2).
Количество типов спектра в пределах сортообразца колеблется от 1 (322-47-29) до 6 (Искушение) в зоне 2 и от 1 (Кипиана, 322-47-29 и др.) до 3 (Искушение и др.) в зоне 3. Отсутствие гетерогенности обнаружили у сортообразца 322-4729. У него белковые спектры состоят из одного типа как в зоне 2, !ак и в зоне 3.
Как правило, у политипных сортов определяющими являются 1.. .3 биотипа, на которые приходиться 80-90% сорта [8]. У сортообразца Минай Шмырёв (рис. 2) более 90% встречающихся типов спектров представлены одним спектром (тип спектра №1 в зоне 2 и №2 в зоне 3). У сортообразца Искушение более 80% приходиться на 2 типа спектра (№1 и 2 в зоне 2 ив зоне 3). У сортообразца 3268-4-36 80% составляют 3 типа спектра (№ 1, 3, 5 в зоне 2 и № 1, 2 и 3 в зоне 3). Сортообразцы 2091-39-32, Кипиана, 3190-44-57 характеризуются
сочетанием двух типов спектров в зоне 2 (№№ 1и 8, №№ 8 и 9, №№ 8 и 9, соответственно), в то время как в зоне 3 имеют только один тип спектра (№4). Сортообразцы Кипиана и 3190-44-57 имеют одинаковое сочетание типов спектров, но частота встречаемости данных спектров различна: у Кипианы 70% приходиться на !ип спек!ра № 8 и 30% на № 9, в !о время как у сортообразца 3190-44-57 тип спектра № 9 преобладает (61%).
Рисунок 2 - Электрофореграмма сортообразца Минай Шмырёв
Таким образом, все исследованные сортообразцы характеризуются уникальным соотношением частот типов спектров зоны 2. Анализ частот встречаемости типов белкового спектра зоны 2 при помощи критерия 8 - определение достоверности различия двух распределений с одинаковой системой классов, с одинаковыми границами [9] - показал наличие достоверных различий между всеми сортообразцами. Аналогичный анализ час!о! !ипов белкового спек!ра зоны 3 показал наличие дос!оверных различий между сортообразцами за исключением ряда сортообразцов,
имеющих одинаковую (2091-39-32, Кипиана, 3190-4457, 322-47-39) или близкую (3268-4-36 и Искушение) структуру белкового спектра в зоне 3. Несмотря на наличие очевидных визуальных различий спектров зоны 3 у ряда сортообразцов (рис. 3), использование этой зоны не позволяет различить все исследованные сортообразцы в отличие от зоны 2, характеризующейся более разнообразными спектрами и их сочетанием, индивидуальным для всех сортообразцов.
Спектр СОИ
Рисунок 3 - Электрофореграмма сортообразцов 322-47-29 и Искушение
Таким образом, результаты анализа электрофоретических спектров белка показали, что полипептиды1 белков семян изученных сортообразцов смородины чёрной полиморфны. Аналогичные выводы получены при анализе белков семян красной и малоцветковой смородин [7, 4].
Большинство изученных сортообразцов характеризуются сочетанием определённых типов спек!ров с различной час!о!ой, проявляя значительный полиморфизм генотипов, за
исключением сортообразца 322-47-29, у которого белковый спектр состоит из одного типа. По данным Арсеньевой (1995), у 86% изученных сортов красной смородины выявлен значи!ельный полиморфизм генотипов, у оставшихся 4 сортов обнаружили отсутствие гетерогенности.
Выводы
Полипеп!иды глобулинов семян у большинс!ва исследованных сортообразцов смородины чёрной полиморфны.
При проверке различий между сортообразцами чёрной смородины по зоне 2 на существенность с
8
обнаружено наличие
помощью критерия достоверных различий.
В результате SDS-ПААГ электрофореза белков семян смородины чёрной обнаружено, что каждый из изученных сортообразцов достоверно
харак!еризуе!ся определённым соче!анием час!о! типов спектров.
Таким образом, SDS-ПААГ электрофорез белков семян может быть использован для генетической характеристики смородины чёрной.
Литература
1. Конарев, В. Г. Молекулярно-биологические исследования генофонда растений в ВИРе (1967-2007гг.) [Текст]. Издание 2-е дополненное/ сост. В.В.Сидорова,
A.В.Конарев). - СПб.: ВИР, 2007. - 134 с.
2. Гаврилюк, И. П. Электрофорез белков семян в сортовой идентификации овощных культур [Текст]/ И.П.Гаврилюк, Н.К.Губарева, Е.В.Смирнова,
B.И.Пыженков //Аграрная Россия. - 2005. - №2, с.13-16.
3. Zeinalabedini, M. Comparison of the use of morphological, protein and DNA markers in the genetic characterization of Iranian wild Prunus species/ M.Zeinalabedini, K.Majourhat, Khayam-Nekoui et al //Scientia Horticulturae 116, 2008, 80-88.
4. Саби!ов А. Ш. Полиморфизм и селекционное значение Ribes Pauciflorum Turcz. (смородина малоцве!ковая) в условиях дальнего вос!ока России [Текст]: автореф. канд. дис. - С.-П., 1994.
5. Введенская, И. О. Полиморфизм белков семян в изучении вну!ривидовой дифференциации смородины малоцветковой (Ribes Pauciflorum Turcz.) [Текст]/ И.О.Введенская, А.Ш.Саби!ов// Генофонд рас!ений
Дал. Востока России. - Владивосток. - 1999. - С. 114116.
6. Князев, С. Д. Селекция смородины черной на
современном этапе [Текст]/ С.Д.Князев, Т.П.Огольцова. - Орел: Изд-во Всероссийского научно-
исследовательского института селекции плодовых культур, 2003. - 238 с., илл. 25, табл.
7. Арсеньева, Т. В. О возможности применения метода электрофореза запасных белков семян в сортоведении смородины красной [Текст]/ Т.В. Арсеньева // Молодые учёные - садоводству России. -М.,1995. с.61-64.
8. Иден!ификация сор!ов и регис!рация генофонда куль!урных рас!ений по белкам семян [Текс!]/
В.Г.Конарев, И.П.Гаврилюк, Н.К.Губарева и др./ Под ред. В.Г.Конарева; ВИр СПб., 2000. - 186 с., табл.
9. Корниенко, Н. Н. Иден!ификация сор!ообразцов гороха морфо!ипа хамелион и опредление с!епени вну!рисор!ового полиморфизма по запасным белкам семян [Текст]: автореф. канд. дис./ Н.Н. Корниенко. -Воронеж, 2006.
10. Плохинский, Н. А. Алгори!мы биоме!рии [Текст]/ Н.А.Плохинский - М., 1980. - 150 с.
УДК 632.954
Н.Н. Лысенко, доктор сельскохозяйственных наук Н.В. Зернова, аспирант ФГОУ ВПО Орел ГАУ
ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ ЗАДЕЛКИ СЕМЯН И ГРАМИНИЦИДОВ НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ AVENA FATUA
Показано, что заделка семян злостного сорняка овес пустой (овсюг) на разную глубину почвы оказывает определённое влияние на его прорастание и всхожесть. Также установлено действие и последействие современных граминицидов на растения.
Ключевые слова: овсюг (овес пустой),
распространенность, вредоносность, влияние глубины заделки семян и граминицидов на численность сорняка.
Овсюг (овес пустой) относится к отряду Мятликовых (Злаковые) Poaceae Barnhart. (Graminea), род Avena L. Это яровой однолетний сорняк. Имеет следующие подвиды: северный овсюг, полетай, летун Avena fatua ssp. septentrionalis Malz.; овсюг обыкновенный Avena fatua ssp. fatua; овсюг длинноплодный, Avena fatua ssp. meridionalis Malz.; овсюг толстоплодный Avena fatua ssp. cultiformis Malz.; овсюг Людовика Avena sterilis ssp. ludoviciana Nyman. Его биология подробно описана различными авторами.
Этот сорняк распространен в посевах зерновых колосовых и других культур, особенно в зонах выращивания яровых - пшеницы, ячменя и овса, унося до 40% урожая, снижая посевные качества посевного и !оварные качес!ва продовольс!венного и фуражного зерна.
К настоящему времени географический ареал овсюга предс!авляе! собой огромные площади как в пределах границ Российской Федерации, так и на территории других государств Европы и Азии. По данным H.H. Луневой и И.А. Будревской (2003), а !акже многих других ав!оров, овсюг заселяе! северные и северо-западные, юго-западные и юго-8
Sowing of seeds a harmful weed - oat grass(wild oat) at different depths of soil affects its germination. Also ascertained the action and aftereffect of modern herbicides on wild oat.
Key words: wild oat (oat grass), prevalence, injuriousness, the influence of seeding depth and herbicides on the amount of weed.
вос!очные, а !ак же цен!ральные районы Европейской части РФ, Урал, Зауралье, Восточную и Западную Сибирь, Дальний Восток, Краснодарский край, Кавказ, Крым, Украину, Белоруссию, Прибалтику, Казахстан, Узбекистан, Таджикистан и Среднюю Азию.
Наиболее распространен в степной и лесостепной зонах Северного Казахс!ана, Западной Сибири, Урала и Юго-Востока европейской части России. Овсюг с!ал одним из проблемных сорняков в 16 районах Беларуси из 118. Его численность колеблется от 0,4 до 200-300 шт/м2 в куртинах. Есть данные о распрос!раненнос!и овсюга на всей !ерри!ории бывшего СССР, за исключением Крайнего Севера, пус!ынь и высокогорий, а !ак же на !ерри!ории Азии, Северной Африки, Скандинавии, Средней и А!лан!ической Европы, Средиземноморья, Северной Америки и Монголии. Во многих с!ранах Западной Европы (Швеция, Финляндия, Франция) овсюг -объект карантина [1, 3, 4, 6, 8, 10].
В.Н. Хитрово в изданном под его редакцией научном труде «Природа Орловского края» (1925), сообщает, что впервые овсюг появился на Орловщине в начале 20-х годов XX века: «...За годы, когда
Вестник Орел Г Ay
июнь
№3(24)
2010
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________
Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Б елкин Б .Л.
Блажнов А.А.
Б рыкля О.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Гущина Т.В.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Хромов В.Н.
Шендаков А.И. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Телефон: (4862)454037 Факс:(4862)454064 E-mail: nichоgau@yandex.ru E-mail: nich4@orelsau.ru
Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 21.06.2010 Подписано в печа!ь 28.06.2010 Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарни!ура Таймс.
Объём 12,5 усл. печ. л. Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР№021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных рабо!, отражающих основное научное содержание кандида!ских и докторских диссертаций
Содержание номера научное об еспечение развития растениеводства
Чекалин Е.И., Амелин A.B., Кондыков И.В. Содержание пигментов в листьях и прилистниках у разных по степени окультуренности сортообразцов гороха
полевого........................................................................ 2
Пикунова A.B., Корниенко H.H., Павловская Н.Е., Князев С.Д. SDS-ПААГ
электрофорез запасных белков семян смородины чёрной...............................5
Лысенко H.H., Зернова Н.В. Влияние глубины заделки семян и граминицидов на
развитие растений Avena fatua.....................................................8
Лякина O.A., Самсонова Н.Е., Новикова Н.Е. Влияние фосфатов пониженной рас!воримос!и и кремния на продук!ивнос!ь и химический сос!ав
сельскохозяйственных культур.................................................... 12
Мотылева С.М., Резвякова С.В. Влияние цеолита Хотынецкого месторождения на
некоторые физиологические показатели и урожайность крыжовника....................17
Панарина В.И., Амелин A.B. О влиянии погодных условий, ценотического взаимодейс!вия и морфо!ипа рас!ений на по!енциальное и реальное плодо- и
семяобразование современных сортов гороха....................................... 21
Павленкова Г.А., Догадина М.А. Влияние стимуляторов роста на выход стандартных
саженцев сирени при вегетативном размножении, их дальнейший рост и развитие......25
Кирсанова Е.В., Тиняков Л.А., Злотников А.К. Новые элементы технологии
возделывания многорядного ячменя сорта Вакула в условиях Орловской области.......32
Гнеушева И.А., Павловская Н.Е., Яковлева И.В. Биологическая активность грибов
рода Trichoderma и их промышленное применение................................... 36
Резвякова С.В. Отбор зимостойких гибридных сеянцев яблони в раннем возрасте......39
Догадина М.А. Влияние нетрадиционных удобрений и биологически активных веществ
на укореняемость зеленых черенков хризантем..................................... 42
Стародубцев В.Н., Степанова Л.П. Коренькова Е.А. Экологическая оценка эффективности действия различных форм биологически активных веществ на посевные
качества и урожайность яровой пшеницы............................................47
Колбасова Н.И., Решетникова С.Н., Игнатова Т.Д. Сравнительный анализ адап!ированнос!и рас!и!ельных семейс!в-ценозообразова!елей в различных фитоценозах Среднего Поволжья....................................................50
экономические аспекты развития аграрного сектора
Воропаев А.И., Петрова А.Н. Земельно-ипотечное кредитование сельского хозяйства... 54 Жиляков Д.И., Зарецкая В.Г. Современные проблемы анализа финансовоэкономического состояния организаций различных сфер деятельности................ 58
Сухорукова Н.В. Совершенствование экономических отношений в молочном
подкомплексе АПК................................................................ 65
Анохин A.A., Мальцева Е.С. Временная занятость несовершеннолетних граждан как фактор социально-экономического развития региона (на примере Орловской области). 70 Фидирко И.А. Современные тенденции формирования качества жизни сельского
населения....................................................................... 73
Малыгина Т.Ю. Вопросы формирования рационального землепользования
сельскохозяйс!венных организаций................................................ 75
Волобуева Т. А. Экономическое положение и приоритеты развития малого бизнеса на селе............................................................................ 78
актуальные вопросы животноводства и ветеринарии
Козлов A.C., Пискунова О.Г., Митин А.Н., Мартынов В.Ю. Эффективная система выращивания ремонтного молодняка - важное условие увеличения производства молока 82 Дедкова А.И., Сергеева H.H. Клинико-физиологическое состояние свиней на откорме
при уплотненном содержании...................................................... 84
Шадская A.B. Влияние электропунктурной рефлексотерапии на течение острого
асептического синовита у собак.................................................. 88
Самусенко Л.Д., Мамаев A.B. Стимуляция репродуктивной функции коров
биоэнерге!ическими ме!одами..................................................... 92
Дементьев C.B. Влияние пробиотиков, тонизирующих препаратов, минеральных
добавок и средств природного происхождения на молочную продуктивность коров..... 95
Учасов Д.С., Ярован Н.И., Сеин О.Б . Влияние пробиотического препарата «Проваген» на физиолого-биохимический статус и продуктивность молодняка свиней............. 97
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010
