CC BY
34
16
нездоровой (самосогревающейся), следует новое сравнение с пороговым значением температуры зерновой массы. Если температура превышает 50 С, то зерновая масса практически потеряла свое первоначальное целевое назначение.
Эта модель должна быть уточнена по производным контролируемых характеристик, а общая оценка состояния партии хранящегося зерна дол-
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6, 1997
жна учитывать представительность показателей информации по количеству источников этой информации — многофункциональных датчиков, размещаемых в критических участках насыпи.
Кафедра хранения зерна и элеваторной промышленности Поступила 22.1 1,97
633.854.78.002.3:665,3
СРАВНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ МИТОХОНДРИЙ СОРТОВЫХ И ГИБРИДНЫХ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА ПРИ СОЗРЕВАНИИ
Н.В. ИЛЬЧИШИНА , В.Г. ЛОБАНОВ , В.Г. ЩЕРБАКОВ
Кубанский государственный технологический университет
Таблииа
Отложение в запас липидов в созревающих масличных семенах во многом определяется интенсивностью и характером метаболических процессов, протекающих в клетке.
Известна ведущая роль митохондрий в обеспечении растущих клеток метаболитами и энергией [1-3]. В то же время большинство работ посвящено митохондриям вегетативных органов растений, значительно меньше исследованы митохондрии созревающих сочных плодов [4-6] и еще менее — митохондрии созревающих сухих семян [7, 8].
Цель исследования — выяснить характер снижения активности окислительных процессов в митохондриях созревающих семян, определяющих завершение периода их созревания.
Исследовали среднеспелые семена подсолнечника сортов Передовик улучшенный и Юбилейный-60, а также гибрида Полевик, выращенные на опытных полях НПО ’’Масличные культуры” (Краснодар).
Фракцию митохондрий выделяли из клеток зародыша семян подсолнечника, отобранных на 1,8, 15, 22, 36 и 54-й дни после окончания цветения. Семена из краевой и срединной зон соцветия выделяли вручную, семена центральной зоны не использовали. Митохондрии получали по методике [9]. Окислительную и фосфорилирующую активность митохондрий определяли полярографическим методом, основанным на амперометрическом определении поглощенного кислорода [10].
Дыхание митохондрий оценивали по скорости поглощения кислорода с помощью закрытого платинового электрода типа Кларка на полярографе ОН-105 (Венгрия). Объем полярографической электрохимической ячейки составлял 1,1 мл. Температура термостатирования 25°С. Среда инкубации включала: 0,3 М сахарозы, 18 мМ КН2Р04, БСА 0,1%, pH 7,4. Скорость движения ленты самописца полярографа 2 см/мин.
В качестве субстратов окисления использовали натриевые соли янтарной и яблочной кислот, концентрация составляла соответственно 10,6 и 10,7 мМ. Объем единичной добавки 0,01 мл.
До и после окончания цветения Дыхатель- ный контроль Скорость поглощения 0 по Чансу, Нат 0 мин.мг белка, в состоянии Количество белка в пробе, мг/г навески
третьем четвертом
Передовик улучшенный
1-й 3,94 220,20 55,90 0,61
1,88 125,00 66,50
8-й 1,78 167,70 94,40 0,299
1,61 67,30 41,80
15-й 1,33 95,50 72,03 0,327
1,00 34,70 34,70
22-й 3,30 120,80 36,60 0,352
4,44 75,60 10,90
36-й 1.33 85,80 64,40 0,297
1,49 63,70 42,50
Юбилейный-60
8-й 1,71 105,70 61,70 0,349
1,67 57,50 34,50
15-й 1,43 52,80 37,00 0,357
22-й 1,87 122,10 65,50 0,282
1,11 77,30 69,64
36-й 1,32 30,70 23,30 0,145
Полевик
1-й 2,86 286,80 117,00 0,279
5,42 161,40 29,80
8-й 2,33 220,20 94,40 0,299
1,77 58,20 32,80
15-й 1,25 55,80 44,60 0,332
1,15 35,10 30,52
22-й 1,60 113,90 71,20 0,139
1,30 57,50 44,23
36-й 2,60 64.40 24,20 0,156
2,00 48,40 24,20
Примечание. Субстрат окисления: сукцинат — числитель,
знаменатель.
ИЗВЕСТИ
Скорс по Чанс лируемс троль ог Как с скорост] клеток а у всех I товой П| сравнив при исг ния су]
МИТ0Х01
Чансу 1 и гибри ный в г 3,5 раз; сорта К Боле< ный-60 НОе ЗНс
уборочь у сорта вик. Не
ОКИСЛИ!
личени ника, ] наблюд еся зат< ющей а логичш Дина казыва« лирова! был на Хара лируюи семян 1 страта( цината На о заключ;
ТИВН0С1
роста к. липидо цветеш сти пог, ские пр количе< 36-й де отложе ны, акт на, но I болизм;
1. У!
ЩИХ се1 СТИ ОТ I
I, №6,1997
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6, 1997
17
казателей этой ин-цатчиков, сыпи.
12.3:665.3
г
Таблица
'оличество белка в пробе, мг/г навески
0,61
0,299
0,327
0,352
0,297
0,349 0,357 0,282 0, i 45
0,279
,0,299
0,332
0,139
0,156
цель,
Скорости поглощения кислорода рассчитывали по Чансу в активном третьем состоянии и контролируемом четвертом состоянии, дыхательный контроль определяли по Чансу и Ларди [11].
Как следует из полученных данных (таблица), скорость поглощения кислорода митохондриями клеток зародыша семян снижалась при созревании у всех исследуемых семян независимо от их сортовой принадлежности, хотя абсолютные значения сравниваемых величин были различными. Так, при использовании в качестве субстрата окисления сукцината скорость поглощения кислорода митохондриями в третьем активном состоянии по Чансу Уг была различной у сравниваемых сортов и гибрида. Если у семян сорта Передовик улучшенный в процессе созревания величина снизилась в 3,5 раза, то у семян гибрида Полевик — в 4,5, а сорта Юбилейный-60 — в 7,5 раза.
Более высокое снижение У3 у сорта Юбилей-ный-60 обусловлено, вероятно, тем, что абсолютное значение Уг в его митохондриях к моменту уборочной спелости семян было в 2 раза ниже, чем у сорта Передовик улучшенный и гибрида Полевик. Несмотря на общую тенденцию к снижению окислительной активности митохондрий при увеличении возраста созревающих семян подсолнечника, на 22-й день после окончания цветения наблюдалось некоторое увеличение Уг, сменившееся затем понижением. Изменение фосфорилиру-ющей активности митохондрий также носило аналогичный переменный характер.
Динамика величины дыхательного контроля показывает, что сопряженность дыхания с фосфори-лированием сохранялась (дыхательный контроль был на уровне от 1 до 3).
Характер изменений окислительной и фосфори-лирующей активности митохондрий созревающих семян при использовании малата в качестве субстрата окисления сохранялся, хотя окисление сукцината происходило с большей скоростью.
На основании полученных результатов можно заключить, что наибольшую функциональную активность митохондрии имели в период усиленного роста клеток и максимальной скорости накопления липидов в семенах на 1 —8-й день после окончания цветения или опыления. Судя по величине скорости поглощения кислорода, физиолого-биохимиче-ские процессы в этот период потребляют большие количества энергии. К концу дозревания семкн на 36-й день после опыления, когда рост клеток и отложение в запас липидов практически завершены, активность митохондрий существенно снижена, но полного прекращения окислительного метаболизма в семенах не наблюдается.
ВЫВОДЫ
1. Уровень активности митохондрий созревающих семян подсолнечника изменяется в зависимости от периода созревания, приобретая минималь-
ное значение при достижении семенами уборочной спелости.
2. Сравниваемые сорта и гибрид подсолнечника различаются по скорости снижения поглощения кислорода, коррелирующей с завершением отложения в семенах запасных веществ. Наибольшее снижение установлено у семян сорта Юбилейный-60, наименьшее — у сорта Передовик улучшенный. Семена гибрида Полевик занимают промежуточное положение.
3. Выявленная зависимость свидетельствует о различной продолжительности сохранения митохондриями созревающих семян высокой функциональной активности, а следовательно, о различной продолжительности периода интенсивного отложения запасных веществ в семенах и необходимости в связи с этим корректировки времени достижения семенами уборочной спелости.
4. Среди исследованных сортов наиболее короткий период от окончания цветения до уборочной спелости — у Юбилейного-60, наиболее продолжительный — у Передовика улучшенного.
ЛИТЕРАТУРА
1. Войников В.К., Варакина H.H., Побежимова Т.П., Рудиковский A.B. Реконструкция энергетической активности инактивированных in vitro митохондрий проростков кукурузы // Физиология растений. — 1991. — 38. — Вып. 3. — С. 530-536.
2. Касумов Э.А,, Зайцева М.Г., Касумова И.В., Сенахова М.А. Взаимосвязь между изменениями объемов, функциональной активностью митохондрий и передвижением ионов // Физиология растений. — 1991. — 38. — Вып 2. — С. 256-261.
3. Зайцева М.Г., Зубкова Н.К. Фонд катионов митохондрий
корней пшеницы и способность к окислению сукцината // Физиология растений. — 1985, — 32. — Вып. 4. —
С. 762,
4. Шугаев А.Г., Выскребенцева Э.И. Выделение интакт-
ных митохондрий из корнеплодов сахарной свеклы // Физиология растений. — 1982. — 29. — Вып. 4. —
С. 799-803.
5. Moreau F., Romani R. Preparation of Avocado mitochondris ising self generated percole density during ripening // Plant. Physiol. — 1982. — 70. — A1« 5. — P. 1380.
6. Rhodes M.S. Respiration and senescenee ofplant organs / The Biochemeistry of plants. A comprehen sive trestise. — New-York : Acad. Press, 1980. — 2, — P. 419.
7. Attucci S., Garde, Raymond P. Oxidative Phosphorylation fy Mitochondria. Mitochondria Extracted from Dry Sinflower Jeeds //' Plant. Physiol. — 1989. — 92. — № 4. — P. 289.
8. Родионова M.A. Митохондрии созревающих и прорастающих семян подсолнечника: Автореф. дис. ... канд. биолог, наук. — Москва, 1967. — 21 с.
9. Зайцева М.Г., Касумов Э.А., Касумова И В. Аккумуля-
ция катионов и информационные изменения белков, их возможная роль в изменениях объемов митохондрий / / Физиология растений. — ¡991. — 38. — Вып. 4. —
С. 708-714.
10. Кондрашова М.Н., Николаева Л.В., Чистяков В.В., Калиниченко Л.П. Аппаратура и порядок проведения работы при полярографическом измерении дыхания митохондрий / Руковод. по изучению биологического окисления полярографическим методом. — М.: Наука. 1973. — С. 50-59.
11. Chance В., Willi ams G.P. Therespiratory chain and oxidative phosphorylation / Adv. Ensymoi. — New-York.: Acad. Press, 1965. — 17. — P. 65.
Кафедра биохимии и технической микробиологии
Поступила 16.02.97
