CC BY
16УДК 581.1 Ы±р:/^х^О1'.огд/10.21498/2518-1017.4(33).2016.88689
Сортов! особливосл активносл лектит'в пшениц! м'яко'1 озимо! (ТпЪ'еит аеэШит Ь.) на ранмх етапах онтогенезу
Л. В. Чеботарьова
Полтавський краезнавчий музей 1мен1 Василя Кричевського, вул. Конституцп, 2, м. Полтава, 36000, Укра)на, е-таИ: [email protected]
Мета. Вивчити динамжу активносл' лектит'в пшениц' м'яко'1 озимо'' у зерн'вках та на рант'х етапах онтогенезу сорлв селекцИ' Полтавсько'' державно!' аграрно'' академ"', а також дост'дити сортов' в1дм1'нност1 залежно в1'д динам1'чного рН середовища. Методи. Лабораторний, метод реакц'' гемаглютинац]'!' (РГА), анал'тичний, статистичний. Результати. Визначено зм'ну активносл лектит'в у зразках пшениц'' м'яко'' озимо'' 14 сорлв у зерт'вках та на ранн'х етапах онтогенезу (на третю, сьому, десяту та дванадцяту добу проростання). Висока активтсть лектин'в спостер'галася у зразках семи - ' десятидобових проросш'в. Це св'дчить про активне включення цих бтпм'в у фтзтолого-бтохтмтчн! процеси т'д час утворення вузла кущ'ння пшениц'', що може мати значення для формування адаптивних реакц'й до д'' стресу. Вперше встановлено коливання активносл лектин'в пшениц'' у дiапазонi рН вщ 4,0 до 8,0 залежно вщ сорту. Висновки. За ге-маглютинувальною здатнктю лектин'в пшениц' сорти були розподтлет на три групи: з високою - 4 сорти; з середньою - 9; з низькою - 1 сорт. Сортова вар'абельтсть за досл'джуваною ознакою може бути використана в селекц'йних про-грамах як маркерна ознака. У б^ьшосл сорлв спостер'галися коливання гемаглютинац'' при розведеннях в'д 1:2 до 1:256. Встановлено наявнкть двох максимум'в аглютинацИ' лектин'в у кислому й лужному середовищ' для проросш'в.
Ключов1 слова: проростки пшениц1 м'яко)' озимо)', лектини, активтсть лектинтв, гемаглютинац1я, сортова вар!абельн1сть.
Вступ
Рослинш лектини викоиують широкий спектр ендогенних 1 екзогенних функщй, ме-хан1зми д11 яких уже дешлька десятил1ть за-лишаються актуальною темою наукових дис-кус1й. У пшениц лектини е чистими б1лка-ми, зв'язують М-ацетил-Б-глюкозамш 1 х1ти-нов1 ол1госахариди [1, 2]. Вони беруть участь у процесах под1лу, розтягу, диференщюван-ня клггин 1 п1дтримання гомеостазу [3, 4]. Виконують м1тогенну й трансформацшну д1ю [5, 6], беруть участь у м1жкл1тинному розп1знаванн1 та створенн1 контакту м1ж кл1-тинною ст1нкою та цитоскелетом [3, 6]. Доведено й те, що вони зумовлюють спок1й зерновок, шдукують !х формування та достиган-ня [3]. Вони залучаються у транспорт, обмш, акумуляц1ю вуглевод1в та б1лк1в; в1дпов1да-ють за захист в1д х1тиновм1сних патогенов [4, 5, 7]. Щ б1олог1чно активна речовини зд1йс-нюють активац1ю захисних систем рослини та формування в1дпов1д1 на несприятливу д1ю аб1отичних чинник1в середовища [3, 6, 8]. Важливо й те, що лектини пшениц взаемо-д1ють 1з патогенною та симб1отичною м1кро-флорою [9]. Вважають, що лектини сприя-ють колон1зац11 рослиною корисних для не1 м1кроб1в, а також формуванню ст1йких 1
Ь'ис1ту1а Chebotarova http://orcid.org/0000-0001-7152-5259
ефективних симб1оз1в [10]. 3 огляду на спектр д11 лектин1в у рослинному орган1зм1 та вели-ке значення 1х у пристосувальних реакц1ях до стресу, актуальн1сть цього досл1дження не викликае сумн1ву.
У доступн1й л1тератур1 досл1дження в1дм1н-ност1 сортов пшеница за вм1стом та активн1стю лектин1в е досить обмеженими. Так, група грузинських учених на чол1 з Е. А. Рапавою [11] вивчила залежшсть аглютинувально! активности лектин1в р1зних вид1в пшеница в1д ступеня 1х пло!дност1. Вчен1 Саратовського державного университету та 1нституту с1ль-ськогосподарсько! мшробюлоги УААН [12] проводили досл1дження з виявлення контраст-них сортов (33 сорти яро! пшенищ) за вм1стом аглютиншу зародка пшеница (А3П), виведе-них у двох р1зних селекцшних центрах. Та-кож оц1нювали модиф1кац1йну м1нлив1сть сорту 'Саратовская 29'. Встановлено, що най-б1льша вар1абельн1сть властива сортам сара-товсько! селекцп. М. А. Ханадеева з1 сшвавто-рами [9] провели оц1нку 25 сорт1в яро1 та озимо! пшеница за вм1стом А3П у насшш. 3'ясо-вано, що найбшьша вар1абельн1сть за вм1стом лектину спостер1галася у сортов пшеница м'яко! яро!. У зв'язку з цим великого значення набувае оцшка сортов за ознакою «вм1ст та активность лектишв», яка може зумовити ви-користання лектин1в пшеница як маркеров у селекц1йно-генетичних досл1дженнях.
76
СОРТОВИВЧЕННЯ ТА ОХОРОНА ПРАВ НА СОРТИ РОСЛИН, 2016, № 4 (33)
Мета дослгджень — вивчити актившсть лектишв у зершвках i проростках пшенищ озимо! сортГв селекцй Полтавсько! державно! аграрно'1 академи (ПДАА) та встановити сортов! вГдмшностГ активностГ аглютинГнГв залежно вГд вшу проросткГв та динамГчного рН середовища.
Материали та методика досл1*джень
ДослГдження проводили в 2010-2013 рр. в умовах навчально-виробничого пгдроздглу i3 селекцй та насшництва ПДАА та лаборато-рГ! кафедри землеробства та агрохГмГ! ГменГ В. I. Сазанова ПДАА. Для вивчення активностГ лектингв пшениц! м'яко! озимо! (Triticum aestivum L.) використовували 14 ii сорив селекцй ПДАА рГзного генетичного походжен-ня [13]. Для цього насгння пророщували в чашках ПетрГ, а для аналГзГв брали надземну масу три-, семи-, десяти- та дванадцятидобо-вих рослин. Зершвки подрГбнювали лабора-торним млинком. Лектини видгляли шляхом кислотного ггдролГзу рослинного матерГалу та подальшого низькотемпературного етаноль-ного фракщонування за модифгкованою методикою [1, 14]. Актившсть лектишв визначали методом реакцп гемаглютинаци (РГА) шляхом внесення в лунки Гмунолоичного планшета 0,05 мл фосфатно-цитратного буфера Мак-1львейна (у дГапазош рН 4,0-8,0) та 2% сус-пензи нативних еритроцитГв 1(0) групи кровГ людини [14, 15]. Отримаш даш були представ-леш у виглядГ середнього балу аглютинаци (СБА), який обчислювали як середне арифме-тичне активностГ лектинГв у дГапазош рН 4,08,0 по кожному сорту. Статистичну обробку результатГв проводили за критерГем Стьюден-та (за Б. А. Доспеховым) [16].
Результати дост'джень
ВГдомо, що значна кГлькГсть лектишв мГс-титься в насшш, де рГвень !х досягае 10-15% загального вмГсту запасних бГлкГв [17]. Але у пшенищ вони не пГдлягають протеолГтично-му руйнуванню в ендоспермГ, а транспортую-ться в осьовГ органи рослини на раннГх стадГ-ях проростання [18]. При цьому активнГсть лектинГв у меристематичних тканинах зрос-тае. За результатам дослав встановлено, що аглютинши пшенищ виявляють актившсть у широкому дГапазош рН. На рисунку 1 представлено графГчне зображення динамши гемаглютинаци у зершвках пшенищ й росли-нах на десяту добу шсля проростання насш-ня. Можна зробити висновок, що актившсть лектинГв у зернГвках стосовно проросткГв була переважно нижчою, за винятком сортГв 'ВГльшана', 'Кармелюк' Г 'СидГр Ковпак', де
при рН 6,5-7,5 вона зростала й досягала най-вищого значення - 8,7, 9,0 Г 6,7 бала вГдпо-вГдно. У сортГв 'ВГльшана' та 'Кармелюк' були два шки в кислш Г лужнш зош, що нехарактерно для шших сортГв.
У зразках надземно! маси десятидобових рослин спостерГгалася висока активнГсть у переважно! бГльшосп сортГв. При цьому ге-маглютинувальна здатнГсть виявлялась за високих розведень - 1:125 Г 1:256. Лише сорт 'МанжелГя' характеризувався низькими зна-ченнями активностГ - у лужнГй зонГ до 3,5 бала, аглютинацГя спостерГгалась за розведен-ня 1:4. Також звертало на себе увагу те, що лектини, видГленГ з десятидобових рослин, мали виражений пГк активностГ при рН 4,5 та зростання активностГ при рН 6,5-8,0, що вГдрГзнялося вГд динамГки рН-активностГ лектинГв зернГвок. Можна зробити припу-щення, що вже на початкових етапах онтогенезу починаеться синтез аглютинГнГв, якГ вГд-рГзняються за властивостями вгд АЗП.
ВГдомо, що у рослинах пшенищ лектини беруть участь у сигнальнш регуляци ростових процесГв (диференцГюваннГ тканин Г клГтин), у зв'язку з чим можуть зумовлювати морфо-фГзюлоичш змши рослин в онтогенезГ [19]. Доказом цього е динамГка активностГ цих 6гл-кГв, причому вона залежить не тГльки вГд !х локалГзацп Г функщонального стану оргашв, а й змшюеться на рГвш сорту. У ходГ порГв-няльного аналГзу активностГ лектинГв пшени-цГ дослГджуваних сортГв були отриманГ ре-зультати, представлеш на рисунку 2. Шсля обстеження зразкГв надземно! маси пророст-кГв усГ протестованГ сорти можна було подГ-лити на три групи - з високою, середньою та низькою активнГстю лектинГв. Зокрема, на третю добу високу активнГсть лектинГв мали сорти 'Кармелюк' Г 'Говтва'. При цьому гема-глютинувальна здатнГсть проявлялася за ви-соких розведень - 1:256 у дГапазош рН 6,58,0. До групи з низькою актившстю увшшов лише один сорт 'МанжелГя', бГлки аглютину-вали за розведення 1:4 (рН 7,0-8,0). ВсГ шш1 11 сортГв займали промГжне мГсце, адже мали середнГ показники аглютинацГ! (за розведен-ня екстрактв 1:16-1:32) - вгд 2 до 4 СБА.
АналГз лектиново! активностГ зразкГв семи-добових проросткГв дослГджуваних сортГв свГдчить, що до групи з низькою активнГстю не належить жоден сорт. НатомГсть, спосте-рГгалася висока гемаглютинальна здатнГсть лектишв у сорив 'ВГльшана', 'Кармелюк', 'Сагайдак', 'СидГр Ковпак', 'Оржиця', 'Соната'. Серед них найвищий показник мав сорт 'СидГр Ковпак' - його СБА становив 5,9. Хоч кГнцевГ розведення екстракту, що виявляли
issn 2518-1017 Рьлшт Varieties Studying лпи Protection, 2016, no 4 (33)
77
'ЕНльшана'
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - д- - ю-та доба
'Говтва'
зертвка - - д- - ю-та доба
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - л- - ю-та доба
11
-О 9
1- и 7
х т V
г 1-
-1
<
'Коломак 3'
А
* \
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0
—о— зертвка - - д- - ю-та доба
'Коломак 5'
д- - - д
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - д- - ю-та доба
11
9
1- и 7
х т И
г 1- ЧО ^
-1
<
'Левада'
. - - д
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - д- - ю-та доба
'Лютенька'
. - -д
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - д- - ю-та доба
11
^ 7 и 7
'ЕЕ V " гоЗ
--1г 1
'Манжел1'я'
-6 - - - - 6- - - 6-
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - д- - м-та доба
<
11 9
91 -1
'Оржиця'
-о-о-о-
.Д- ■
- ■ А''
■ -А
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - -д- - - ю-та доба
11
£ И < -1.
'Сагайдак'
, - А'
-д - - ■ А ■'' ^
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - -д- - - ю-та доба
5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 — зертвка - - -д- - - ю-та доба
11 ^ ?
= V
шгоз
'Соната'
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 ■ зертвка - - -д- - - ю-та доба
11
£ 9
■Е * 5 3
'Украинка полтавська'
< -1 ^
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 - зертвка - - -д- - - ю-та доба
'Царичанка'
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 —о— зертвка - - -д- - - ю-та доба
Рис. 1. Актившсть лектишв сорлв пшениф м'яко1 озимо1 залежно вид динамичного рН
(середне за 2010-2013 рр.)
78
СОРТОВИВЧЕННЯ ТА ОХОРОНА ПРАВ на сорти рослин, 2016, № 4 (33)
TecTOBaHHH SiaoK, BapiroBaai b Me^ax 1:16 i 1:32, aKTHBHicTt npoaBaaaaca b yctoMy flocai-A^yBaHOMy fliana3OHi pH. PemTa copTiB (Tobt-Ba', 'KoaoMaK 3', 'KoaoMaK 5', '^eBafla', '^ro-TeHtKa', 'MaH^eaia', 'YKpai'HKa noaTaBctKa', ^apiaaHKa') cKaaai rpyny i3 cepeflHiMi no-Ka3HHKaMH reMararoTHHa^i.
y 3pa3Kax flecaTifloSoBix npopocTKiB flo rpy-nH copTiB 3 BicoKoro aKTHBHicTro aeKTHHiB Syao BiflHeceHo fleB'aTt copTiB: 'BiatmaHa', '^eBa-fla', 'Op^i^', 'CoHaTa', '^roTeHtKa', 'Koao-MaK 5', 'KapMearoK', ToBTBa', 'CarafiflaK'. MaK-ciMaatHe 3HaaeHHa CBA - 6,3 - Syao y copTy 'CarafiflaK' 3a BHcoKoro po3BefleHHa 1:64 i 1:125 npH pH 4,5-5,5 i 7,0-8,0. ^o rpynH 3 HH3tKoro aKTHBHicTro yBifimoB copT 'MaH^eaia' i3 CBA 1,1. PemTa copTiB BiaBaaai cepeflHi noKa3Hi-kh 3a po3BefleHHa 1:8 i 1:16. BapTo 3a3HaaiTi, m;o Ha flBaHafl^aTy floSy oHToreHe3y b npopocT-Kax BcTaHoBaeHo 3araatHy тeнfleнцiro 3MeH-meHHa CBA ycix copTiB. npH цtoмy flo rpynH 3 BHcoKoro aKTHBHicTro yBifimoB aime oflHH copT '^roTeHtKa', CBA aKoro cTaHoBHB 4,0. KiH^Bi po3BefleHHa eKcTpaKTiB, 3a aKix Bifl-SyBaaact aгaroтннaцia цtoгo copTy, cTaHoBiai 1:16 i 1:128 y Kicaifi (pH 4,5) i ay^Hifi (pH 8,0) 3oHax BiflnoBiflHo. HaToMicTt, y npopocTKax copTiB '^eBafla', 'KoaoMaK 3', 'KoaoMaK 5', 'MaH^eaia', 'Op^i^' cnocTepiraaict HeBico-Ki Saai araroTHHa^i'. 3oKpeMa, HafiMeHmiM BiH SyB y copTy '^eBafla' (3HaaeHHa CBA - 0,6). Bci iHmi copTi ('BiatmaHa', ToBTBa', 'KapMearoK', 'CarafiflaK', 'Ciflip KoBnaK', 'CoHaTa',
'yKpaiHKa noaTaBctKa', ^apiaaHKa') cKaaai rpyny 3 cepeflHtoro aKTHBHicTro aeKTHHiB y Meraax CBA 2,0-4,0.
OT^e, BicoKa aKTHBHicTt aeKTHHiB cnocTe-piraaaca y 3pa3Kax ceMi- fi flecaTifloSoBix npopocTKiB. Цe cBiflaiTt npo aKTHBHe BKaro-aeHHa цнx SiaKiB y $i3ioaoro-SioxiMiaHi npo-цecн nifl aac yTBopeHHa By3aa Kym;iHHa nme-ннцi, ^o Biflirpae Ba^aiBy poat y ^opMyBaH-Hi aflanTHBHix pea^ifi flo flii cTpecy.
nicaa nepeBipKi aKTHBHocTi aeKTHHiB y 3ep-HiBKax flocaifl^yBaHix copTiB ix Syao po3nofli-aeHo Ha rpyni 3 HH3tKoro, cepeflHtoro Ta BHcoKoro aKTHBHicTro aeKTHHiB. HafiBim;i noKa3Hi-kh CBA npofleMoHcTpyBaai copTi 'BiatmaHa', 'KapMearoK', 'Ciflip KoBnaK' 3 MaKciMaatHi-Mi SaaaMi 4,2, 4,3, 3,3 BiflnoBiflHo. Hi3tKy aKTHBHicTt npoaBaaai 3pa3Ki 7 copTiB, CBA aKix He nepeBi^yBaB oflнннцro. y 3pa3Kax pemTi copTiB aKTHBHicTt KoaiBaaaca Bifl 1 flo 3 CBA. CopT 'MaH^eaia' npofleMoHcTpyBaB HafiHi^ay aKTHBHicTt i b npopocTKax, i b 3ep-HiBKax. CiM'aHKi nmeHi^ MaroTt flociTt bh-coKy reMararoTHHyBaatHy aKTHBHicTt Ha cop-ToBoMy piBHi, цe flae 3Mory npoBofliTi cKpi-HiHr i peKoMeHflyBaTi flaa npo^iaaKTiaHoro Ta ^apMa^BTiaHoro 3acTocyBaHHa copTi 3 Bico-Koro aKTHBHicTro aeKTHHiB flaa cTBopeHHa npo-flyKTiB niflBi^eHoi SioaoriaHoi aKTHBHocTi.
Bmchobkm
npoBefleHi flocaifl^eHHa flaai Mo^aiBicTt BcTaHoBiTi, m;o araroTHHiHi, BifliaeHi i3 3ep-
] 3epHiBKa □ 3 no6n ■ 7 fli6 ■ 10 fli6 ■ 12 r\6
a. ra id
re £ O
re re
=t sd
re _a X <u
a; ai £
Q X re
s:
3-a. o
o
3epHiBKa 4,2 0,1 4,3 0,3 2,0 0,9 0,6 0,7 0,4 2,0 3,3 1,4 1,4 1,6
3 ao6M 3,2* 4,3* 5,4* 1,8* 3,2* 3,4* 1,9* 0,7 3,1* 3,5* 2,9 2,0 3,9* 2,3
7 fli6 4,0 2,9* 4,9 3,4* 3,2* 3,4* 2,2* 2,7* 4,3* 5,1* 5,9* 4,6* 3,7* 3,4*
10 fli6 5,0 4,3* 4,2 2,5* 4,2* 4,8* 4,3* 1,1 4,6* 6,3* 3,2 4,8* 3,6* 3,3*
12 fli6 2,0* 2,4* 3,6 1,3* 1,7 0,6 4,0* 1,7* 1,8* 3,0 2,1 2,1 2,1 2,9
*Pl3Hl^fl nOpiBHAHO 3 aKTMBHlCTO ^eKTMHlB y 3epHlBKaX CTaTMCTMHHO ° flOCTOBl'pHOO Ha piBHl' t0 05.
Pmc. 2. AKTMBHicTb ^cktmhib copn'B nweHMui m'akoi o3mmoi (cepeflHe 3a 2010-2013 pp.)
issn 2518-1017 Plant Varieties Studying and Protection, 2016, no 4 (33)
79
HiBOK i надземно! частини пшенищ м'яко! озимо!, мають властивкть змшювати свою актившсть залежно Biä pH середовища. Вста-новлено наявшсть двох максимум!в аглюти-наци лектишв у кислш та лужнш зон!. Ана-л!з pH-активност! лектишв 14 сорив пшени-щ селекци ПДАА дав змогу розпод!лити ix на три групи: з високою, середньою й низь-кою гемаглютинувальною здатшстю б1лыв. До першо! групи в1днесено сорти 'В1льшана', 'Кармелюк', 'Сагайдак', 'Сид!р Ковпак'; до друго! - 'Говтва', 'Коломак 3', 'Коломак 5', 'Левада', 'Соната', 'Оржиця', 'Украшка пол-тавська', 'Царичанка', 'Лютенька', до сорив з низькою актившстю лектишв - сорт 'Ман-жел!я'. Сортова вар!абельшсть за досл1джу-ваною ознакою може бути використана в се-лекцшних програмах як маркерна ознака.
Використана литература
1. Антонюк В. 0. Лектини та 'х сировинт джерела / В. 0. Анто-нюк. - Льв1'в : ПП «Кварт», 2005. - С. 108-124.
2. Луцик М. Д. Лектины / М. Д. Луцик, Е. Н. Панасюк, А. Д. Луцик.
- Львов : Вища школа, 1981. - 156 с.
3. Шакирова Ф. М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция / Ф. М. Шакирова. -Уфа : Гилем, 2001. - 160 с.
4. Van Damme E. J. M. Plant Lectins / E. J. M. Van Damme, L. Nausicaa, W. J. Peumans // Advances in botanical research / J. C. Kader, M. Delseny (eds). - San Diego : Elsevier LTD, 2008. - Vol. 48. -P. 107-209.
5. Марков Е. Ю. Лектины растений: предполагаемые функции / Е. Ю. Марков, Э. Е. Хавкин // Физиология растений. - 1983. -Т. 30, № 5. - С. 852-867.
6. Ямалеева А. А. Лектины растений и их биологическая роль / А. А. Ямалеева. - Уфа : Изд-во Башкирского ун-та, 2001. - 204 с.
7. Участие агглютинина зародыша пшеницы в регуляции деления клеток апикальной меристемы корней проростков / М. В. Безрукова, А. Р. Кильдибекова, А. М. Авальбаев, Ф. М. Шакирова // Цитология. - 2004. - Т. 46, № 1. - С. 35-38.
8. Singh P. S. Wheat germ agglutinin (WGA) gene expression and ABA accumulation in the developing embryos of wheat (Triticum aestivum) in response to drought / P. S. Singh, P. Bhaglal, S. S. Bhullar // Plant Growth Regulation. - 2000. - Vol. 30. -P. 145-150. doi: 10.1023/A:1006317302405
9. Создание коллекции сортов пшеницы по признаку «содержание лектина в семенах» / М. А. Ханадеева, Н. И. Старичкова, Е. Ф. Соболева [и др.] // Фундаментальные и прикладные аспекты биотехнологии: матер. Всерос. науч.-практ. конф. (г. Иркутск, 25-27 июня 2015 г.). - Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2015. - С. 334-340.
10. Кириченко Е. В. Влияние растительно-бактериальной композиции на продуктивность яровой пшеницы / Е. В. Кириченко, А. В. Жеймода, С. Я. Коць // Агрохимия. - 2005. - № 10. - С. 41-47.
11. Плоидность разных видов пшеницы и лектиновая активность белков их семян / Э. А. Рапава, Р. Г. Ахалкаци, Л. В. Кеке-надзе [и др.] // Сообщения Академии наук Грузинской ССР.
- 1988. - Т. 129, № 1.- С. 161-163.
12. Оценка перспективных сортов яровой пшеницы по содержанию лектина / Н. И. Старичкова, Е. В. Надкерничная, Л. И. Кра-питвина [и др.] // Известия Саратовского ун-та. Серия : Химия, биология, экология. - 2010. - Т. 10, Вып. 1. - С. 35-40.
13. Тищенко В. Н. Генетические основы адаптивной селекции озимой пшеницы в зоне Лесостепи / В. Н. Тищенко, Н. М. Че-калин. - Полтава : РВВ Полтавсько'' держ. аграрно'' академй', 2005. - 271 с.
14. Чеботарьова Л. В. Методолопчт аспекти вид''лення та визна-чення активносп лектит'в пшениц' озимо'1 (Triticum aestivum L.) / Л. В. Чеботарьова // Вкник ЖНАЕУ. - 2013. - Вип. 2, Т. 1. - С. 211-219.
15. Поспелов С. В. Углеводная специфичность лектинов и совершенствование методов ее определения / С. В. Поспелов, В. М. Самородов // Наук. прац' Полтавського СГ1 : зб. наук. пр. - Полтава : ПСГ1, 1995. - Т. 17. Продуктивт'сть i як'сть ст'льськогосподарськоТ продукцн. - С. 184-188.
16. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. - 5-е изд., доп. и перераб. - М. : Агропромиздат, 1985. - 351 с.
17. Кириченко 0. В. Вплив екзогенного специф''чного лектину на лектинову активт'сть у проростках та листках пшениц'' / 0. В. Кириченко, 0. М. Тищенко // Укр. б''ох''м. журнал. -2005. - Т. 77, № 4. - С. 133-137.
18. Комарова Э. Н. Активность лектиноподобных белков клеточных стенок и внешних мембран органелл и их связь с эндогенными лигандами в проростках озимой пшеницы при холодовой адаптации / Э. Н. Комарова, Э. И. Выскребенцева, Т. И. Трунова // Физиология растений. - 2003. - Т. 50, № 4. - С. 511-516.
19. Quatrano R. S. Control of the synthesis and localization of wheat germ agglutinin during embryogenesis / R. S. Quatrano, R. Hopkins, N. V. Raikhel // Chemical Taxonomy, molecular biology, and function of plant lectins / I. J. Goldstein, M. E. Etzler (eds). - New York : Alan R. Liss, 1983. - P. 117-130.
References
1. Antoniuk, V. O. (2005). Lektyny tayikh syrovynnidzherela [Lectins and their raw material sources]. Lviv: Kvart. [in Ukrainian]
2. Lutsik, M. D., Panasyuk, E. N., & Lutsik, A. D. (1981). Lektiny [Lectins]. Lvov: Vyshcha shkola. [in Russian]
3. Shakirova, F. M. (2001). Nespetsificheskaya ustoychivost rasteniy k stressovym faktoram i ee regulyatsiya [Nonspecific plant resistance to stress factors and its regulation]. Ufa: Gilem. [in Russian]
4. Van Damme, E. J. M., Nausicaa, L., & Peumans, W. J. (2008). Plant Lectins. In J. C. Kader, & M. Delseny (Eds.) Advances in botanical research (Vol. 48, pp. 107-209). San Diego: Elsevier Ltd.
5. Markov, E. Yu., & Khavkin, E. E. (1983). Plant lectins: expected functions. Fiziologiya rasteniy [Plant Physiology], 30(5), 852867. [in Russian]
6. Yamaleeva, A. A. (2001). Lektiny rasteniy i ikh biologicheskaya rol [Plant lectins and their biological role]. Ufa: Izd-vo Bash-kirskogo universiteta. [in Russian]
7. Bezrukova, M. V., Kil'dibekova, A. R., Aval'baev, A. M. & Shakirova, F. M. (2004). Participation of wheat germ agglutinin in the regulation of cell fission of apical meristem of seedling roots. Tsitologiya [Cytology], 46(1), 35-38. [in Russian]
8. Singh, P. S., Bhaglal, P., & Bhullar, S. S. (2000). Wheat germ agglutinin (WGA) gene expression and ABA accumulation in the developing embryos of wheat (Triticum aestivum) in response to drought. Plant Growth Regulation, 30, 145-150. doi: 10.1023/A:1006317302405
9. Khanadeeva, M. A., Starichkova, N. I., Soboleva, E. F., Evseeva, N. V., & Antonyuk, L. P. (2015). Creation of a collection of wheat varieties based on the "lectin content in the seeds" trait. In Fundamental'nye i prikladnye aspekty biotekhnologii: materialy Vserosiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Fundamental and practical aspects of biotechnology: materials of All-Russian scientific and practical conference] (pp. 334-340). June 25-27, 2015, Irkutsk, Russia. [in Russian]
10. Kirichenko, E. V., Zheymoda, A. V., & Kots, S. Ya. (2005). The influence of plant-bacterial composition on spring wheat productivity. Agrokhimiya [Agrochemistry], 10, 41-47. [in Russian]
11. Rapava, E. A., Akhalkatsi, R. G., Kekenadze, L. V., Balavadze, M. V., & Aleksidze, N. G. (1988). Ploidy of different wheat species and lectin activity of their seed protein. Soobshcheniya Akademii nauk Gruzinskoy SSR [Bulletin of the Academy of Sciences of the Georgian SSR], 129(1), 161-163. [in Russian]
80
СОРТОВИВЧЕННЯ ТА охорона ПРАВ Hfl сорти рослин, 2016, № 4 (33)
12. Starichkova, N. I., Nadkernichnaya, E. V., Krapitvina, L. I., Bezverkhova, N. V., & Antonyuk, L. P. (2010). Appraisal of promising spring wheat varieties according to the lectin content. Izvestiya Saratovskogo universiteta. Seriya: Khimiya, biologiya, ekologiya [Izvestiya of Saratov University. Series: Chemistry. Biology. Ecology], 10(1), 35-40. [in Russian]
13. Tishchenko, V. N., & Chekalin, N. M. (2005). Geneticheskie osnovy adaptivnoy selektsii ozimoy pshenitsy v zone Lesostepi [Genetic Basis of Winter Wheat Adaptive Breeding in the Forest-Steppe Zone]. Poltava: RVV Poltavskoi derzhavnoi ahrarnoi akademii. [in Ukrainian]
14. Chebotarova, L. V. (2013). Methodological aspects of the extraction and activity determination of winter wheat (Triticum aestivum L.) lectins. Visnyk Zhytomyrskoho natsionalnoho ahroekolohichnoho universytetu [Bulletin of Zhytomyr National Agroecological University], 1(2), 211-219. [in Ukrainian]
15. Pospelov, S. V., & Samorodov, V. M. (1995). Carbohydrate specificity of lectins and impovements of methods for its defining. Naukovi pratsi Poltavskoho silskohospodarskoho instytutu [Scientific works of Poltava Agricultural Institute], 17, 184-188. [in Ukrainian]
16. Dospekhov, B. A. (1985). Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy) [Methods of field experiment (with the basics of statistical processing of research results)]. (5nd ed., rev.). Moscow: Agropromizdat. [in Russian]
17. Kyrychenko, 0. V., & Tyshchenko, 0. M. (2005). Effect of exogenous specific lectin on lectin activity in wheat seedlings and leaves. Ukrainskyi biokhimichnyi zhurnal [The Ukrainian Biochemical Journal], 77(4), 133-137. [in Ukrainian]
18. Komarova, E. N., Vyskrebentseva, E. I., & Trunova, T. I. (2003). Activity of lectin-like proteins of the cell walls and the outer organelle membranes and their relationship to endogenous ligands in seedlings of winter wheat in case of cold adaptation. Fiziologiya rasteniy [Plant Physiology], 50(4), 511-516. [in Russian]
19. Quatrano, R. S., Hopkins, R., & Raikhel, N. V. (1983). Control of the synthesis and localization of wheat germ agglutinin during embryogenesis. In I. J. Goldstein, & M. E. Etzler (Eds.), Chemical Taxonomy, modecular biology, and function of plant lectins (pp. 117-130). New York: Alan R. Liss.
УДК 581.1
Чеботарева Л. В. Сортовые особенности активности лектинов пшеницы мягкой озимой (Triticum aestivum L.) на ранних этапах онтогенеза // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - 2016. - № 4. - С. 76-81. http://dx.doi.org/10.21498/2518-1017.4(33).2016.88689
Полтавский краеведческий музей имени Василия Кричевского, ул. Конституции, 2, г. Полтава, 36000, Украина, e-mail: [email protected]
Цель. Изучить динамику активности лектинов пшеницы мягкой озимой в зерновках на ранних этапах онтогенеза сортов селекции Полтавской государственной аграрной академии, а также исследовать сортовые различия в зависимости от динамической рН среды. Методы. Лабораторный, метод реакции гемагглютинации (РГА), аналитический, статистический. Результаты. Определено изменение активности лектинов в образцах пшеницы мягкой озимой 14 сортов в зерновках и на ранних этапах онтогенеза (на третьи, седьмые, десятые и двенадцатые сутки прорастания). Высокая активность лектинов наблюдалась в образцах семи- и десятисуточных проростков. Это свидетельствует об активном включении этих белков в физимолого-биохимические процессы при образовании узла кущения пшеницы, что может иметь значение для
формирования адаптивных реакций к действию стресса. Впервые установлены колебания активности лектинов пшеницы в диапазоне рН от 4,0 до 8,0 в зависимости от сорта. Выводы. По гемагглютинирующей способности лектинов пшеницы сорта были разделены на три группы: с высокой - 4 сорта; со средней - 9; с низкой - 1 сорт. Сортовая вариабельность по исследуемому признаку может быть использована в селекционных программах как маркерный признак. У большинства сортов наблюдались колебания гемагглютинации при разведениях от 1:2 до 1:256. Установлено наличие двух максимумов агглютинации лектинов в кислой и щелочной среде для проростков.
Ключевые слова: проростки пшеницы мягкой озимой, лектины, активность лектинов, гемагглютинация, сортовая вариабельность.
UDC 581.1
Chebotariova, L. V. (2016). Varietal features of lectin activity of soft winter wheat (Triticum aestivum L.) at the early stages of ontogenesis. Sortovivcenna ohor. pravsorti roslin [Plant Varieties Studying and Protection], 4, 76-81. http://dx.doi.org/10.21498/2518-1017.4(33).2016.88689
The Vasyl Krychewsky Poltava Local Lore Museum, 2 Konstytutsii Str., Poltava, 36000, Ukraine, e-mail: [email protected] Purpose. To study the dynamics of soft winter wheat lec- tive reactions to stress. Wheat lectin activity variation for pH
tin activity in caryopsis and at the early stages of ontogenesis of varieties developed by Poltava State Agrarian Academy as well as investigate varietal differences depending on dynamic pH medium. Methods. Laboratory analysis, method of hema-gglutination reaction, analytical approach, statistical evaluation. Results. A change in lectin activity was determined in samples of 14 soft winter wheat varieties in caryopsis and at the early stages of ontogenesis (on the third, seventh, tenth and twelfth day of seedlings emergence). High lectin activity was observed in samples of seven and ten days seedlings. This could be evidence of active participation of proteins in physiological and biochemical processes at the time of emerging wheat tillering node that can be important in forming adap-
ranging between 4,0 and 8,0 that depended on a variety was defined for the first time. Conclusions. According to hemagglutination ability of wheat lectins, all varieties were divided into three groups: of high ability - 4 varieties, middle - 9 varieties, low - 1 variety. Varietal variability for the investigated trait can be used in breeding programs as marker trait. In most varieties variation of hemagglutination was observed at dilutions ranging between 1:2 and 1:256. Availability of two lectin agglutination peaks in acidic and alkaline media for seedlings was fixed.
Keywords: soft winter wheat seedlings, lectins, lectin activity, hemagglutination, varietal variability.
Hadiuuina 8.09.2016
issn 2518-1017 Plant Varieties Studying and Protection, 2016, no 4 (33)
81
