CC BY
87
УДК 517.14.632.38.63.635
ВЛИЯНИЕ 1,3;1,6-р-й-ГПЮКАНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОРОСТКОВ ГРЕЧИХИ FAGOPYRUM ESCULENTUM MONCH.
© В.Я. Федорова, Е.Л. Чайкина, И.Ю. Бакунина , С.Д. Анастюк, В.В. Исаков, М.М. Анисимов,
Т.Н. Звягинцева
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, пр. 100-летия Владивостока, 159, Владивосток, 690022 (Россия)
E-mail: [email protected]
Исследовано влияние ламинарана и ряда 1,3;1,6-Р^-глюкоолигосахаридов разной молекулярной массы и разветв-ленности на прорастание семян и формирование проростков гречихи Fagopyrum esculentum Monch, сорта «Изумруд». Показано, что все глюканы в различной мере усиливали энергию прорастания семян, стимулировали рост основного корня проростков гречихи на самой ранней стадии (1-2 сут). Лучшим стимулирующим действием обладали 1,3;1,6-P-D-глюкоолигосахариды с молекулярной массой 1661,5 Да, отличительной особенностью структуры которых является не только наличие большого количества Р-1,6-связанных остатков глюкозы в виде разветвлений (1,3 : 1,6 = 3,7 : 1), но и присутствие Р-1,6-связи внутри их основной цепи.
Ключевые слова: ламинаран, 1,3;1,6-Р^-глюкоолигосахариды, Fagopyrum esculentum Monch.
Работа поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований 09-04-00761-а, ДВО РАН и программой Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология».
Введение
На начальном этапе онтогенеза при формировании проростков из семян растений происходят наиболее заметные, существенные и принципиальные биологические изменения. Поэтому семенной материал как модель наиболее перспективен при поиске природных экологически безопасных регуляторов роста и развития растений.
Гречиха (ботанический род - Fagopyrum Gaertn) относится к семейству гречишных (Polygonaceae) и является незаменимой зерновой культурой, которую возделывают для получения зерна, лекарственных веществ и в качестве медоноса [1]. Два ее подвида (гречиху обыкновенную F. esculentum Monch spp. vulgare St. и многолистную spp. multifolium) возделывают как посевную однолетнюю культуру. Последний подвид гречихи распространен исключительно в Приморском крае, отличается более мощной вегетативной массой, поздним созреванием зерна и чувствительностью к недостатку тепла и влаги. Особенности приморского климата и онтогенетического развития гречихи посевной являются причиной низкой и нестабильной по годам урожайности зерна [2].
Растительные полисахариды обладают широким спектром биологического действия [3]. Однако их влияние на прорастание семян зерновых и овощных культур изучено недостаточно, судя по количеству публикаций в открытой печати. Так, растительные полисахариды стимулировали скорость прорастания семян томатов Lycopersicon esculentum и огурца Cucumis sativus [4], а также семян пшеницы Triticum aestivum L. и ржи посевной Secale cereale L. [5]. Из клеточной стенки проростков гороха выделен олигосахарид со степенью
* Автор, с которым следует вести переписку.
полимеризации (СП) ^ 20, который активно стимулировал корнеобразование проростков гречихи [6]. Из клеточного сока гороха получены олигосахариды, состоящие их галактозы, глюкозы, ксилозы, рамнозы, маннозы, стимулировавшие ризогенез в культуре трансплантантов гипокотилей гречихи [7].
1,3;1,6-р-Б-глюканы являются нейтральными резервными полисахаридами морских бурых водорослей (ламинараны), а также входят в состав клеточных стенок многих высших растений (каллоза), лишайников (лихенан), грибов и микроорганизмов [8]. Из ламинарана бурой водоросли Laminaria cichorioides путем ферментативной трансформации получены 1,3;1,6-р-Б-глюканы, обладающие иммуностимулирующим действием [9]. Кроме различий в длине углеводной цепи биологически активные 1,3;1,6-р-Б-глюканы имели разное соотношение р-1,6-связанных глюкозных остатков, находящихся либо в виде ответвлений от основной цепи 1,3-р-Б-глюкана, либо встроенных в основную цепь полисахарида. Установлено, что 1,3;1,6-Р-Б-глюканы с подобной структурой способны регулировать процессы метаболизма и проявлять иммуномодулирующие свойства, как у растений, так и у животных [10]. Ранее нами была показана способность некоторых 1,3;1,6-р-Б-глюканов защищать растения картофеля от фитофтороза и Х-вирусной инфекции [11, 12]. При обработке истинных семян и клубней картофеля 1,3;1,6-р-Б-глюканами наблюдали проявление ранних признаков скрытой вироидной инфекции [13]. Кроме того, впервые была отмечена способность 1,3;1,6-Р-Б-глюканов стимулировать процесс прорастания истинных семян картофеля [14].
Цель работы - изучение влияния 1,3;1,6-р-Б-глюкана (ламинарана из бурой водоросли L. cichorioides) и продуктов его ферментативной трансформации на процесс прорастания семян и формирование проростков гречихи.
Экспериментальная часть
Материалы. В работе использовали ламинаран, выделенный из бурой водоросли L. cichorioides по ранее описанному методу [15]; эндо-1,3-р-Б-глюканазу Ло, выделенную из кристаллического стебелька морского моллюска Chlamys albidus согласно процедуре, описанной ранее [16]; кинетин и глюкозу фирмы «Sigma» (США); гидрофобный сорбент ПХВ-1 «Реахим» (Россия); биогель Р-6 «Вю-ЯАБ» (Англия); этиловый спирт 95° (ГОСТ 5963-67).
Получение и характеристика 1,3;1,6-fi-D-глюmнов. Препараты 1,3;1,6-р-Б-глюканов получали действием на ламинаран эндо-1,3-р-Б-глюканазы Ло с последующим хроматографированием продуктов реакции на гидрофобном сорбенте, как было описано ранее [9]. Для обработки семян использовали: природный ламинаран (глюкан I); 1,3;1,6-р-Б-глюкоолигосахариды, элюированные с гидрофобного сорбента 2,5% этанолом (глюкан II); 1,3;1,6-р-Б-глюкоолигосахариды, элюированные 7,5% этанолом (глюкан III); 1,3;1,6-р-Б-глюкоолигосахариды (глюканы III А и III Б), получены разделением глюкана III путем дробного осаждения различными концентрациями этанола. (Процедуру разделения глюканов III А и III Б см. ниже.) Глюкан II дополнительно осаждали из водного раствора (100 мг/мл) холодным этанолом в соотношении БЮН : Н20 = 10 : 1 (У/У). Структурные характеристики глюканов представлены в таблице 1.
Фракционирование глюкана III осуществляли следующим способом: 1.0 г образца глюкана растворяли в 10 мл дистиллированной воды, центрифугировали 10 мин при 6000 об/мин для удаления нерастворимых частиц; к супернатанту добавляли 40 мл холодного этанола (БЮН : Н2О = 4 : 1), оставляли в холодильнике для формирования осадка. Осажденный полисахарид отделяли центрифугированием в течение 10 мин при 8000 об/мин, сушили этанолом и ацетоном. К супернатанту добавляли холодный этанол до соотношения БЮН : Н2О = 10 : 1, оставляли в холодильнике. Осадок второго полисахарида также отделяли центрифугированием 10 мин 12000 об/мин и сушили, как описано выше. Выход первого осадка А составил 0,632 г, второго осадка Б - 0,138 г.
Концентрацию глюканов определяли по фенол-сернокислотному методу [17]. В качестве стандарта использовали глюкозу.
Молекулярно-массовые распределения 1,3;1,6-р-Б-глюканов исследовали с помощью гель-проникающей хроматографии на биогеле Р-6 (колонка - 1,2*70 см, элюент - вода, скорость элюции - 0,35 мл/мин, объем собираемой фракции - 1,0 мл). В качестве стандартов для определения начала и конца элюции использовали ламинаран с установленной ранее молекулярной массой, равной 4,1 кДа, и глюкозу. Выход глюканов с колонки определяли по фенол-сернокислотному методу [17].
Молекулярную массу глюканов определяли с помощью МАЬБЫОР'-масс'-спектрометрии. МАЬБЫОР-масс-спектры глюканов регистрировали с помощью МАЬБЬТОР-масс-спектрометра BIFLБX III фирмы «Вткеп> (Германия) с азотным лазером (337 нм) при ускоряющем напряжении 19 кВ.
Структуру олигосахаридов характеризовали с помощью ЯМР-спектроскопии. 13С ЯМР и 'Н ЯМР спектры 1,3;1,6-р-Б-глюканов регистрировали на ЯМР-спектрометре «Вткеп> Ауапсе БРХ-300 при температуре 60 °С, растворитель - Б20, внутренний стандарт - ацетон, 5= 30,89 и 2,27 м.д. соответственно.
Растительный материал. Объектом исследования служили семена гречихи Fagopyrum esculentum МбпсИ сорта «Изумруд», предоставленные Приморским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства РАСХН г. Уссурийска Приморского края. Эксперименты с одной партией семян урожая 2004 г. проводили в течение 2005-2007 гг. Семена стандартизировали по весу, средний вес сотни семян составлял 3,10±0,05 г. Во всех вариантах каждого опыта использовали по 30 семян. Повторность каждого варианта -трехкратная.
Обработку семян перед экспериментом проводили в соответствии с рекомендациями ГОСТ 12038-84 (3.8.3). Каждую порцию семян закладывали между двумя листами влажной фильтровальной бумаги 20x50 см, скатывали в рулоны (Р) и помещали в стеклянные стаканы, содержащие по 150 мл водных растворов глюканов с различными концентрациями (0,005; 0,02; 0,05; 0,1 и 0,5 мг/мл); в качестве положительного контроля использовали кинетин в концентрации 0,02 мг/мл, а основного контроля - дистиллированную воду. Стаканы с замоченными семенами инкубировали в термостате при температуре 26 °С.
Динамику прорастания семян изучали в течение четырех суток. Ежедневно в контрольных и опытных образцах подсчитывали количество проросших семян, измеряли длину (мм) основного корня и подсемя-дольного колена (гипокотиля). Кроме того, определяли сырую массу (г) первичного корня, гипокотиля и почечки (плюмулы).
Расчет основных морфометрических параметров прорастающих семян гречихи - энергию прорастания, всхожесть и скорость прорастания - проводили в соответствии с рекомендациями ГОСТ 12038-84.
Энергию прорастания рассчитывали как отношение количества нормально проросших семян к общему количеству семян каждого варианта на первые и вторые сутки от начала опыта и выражали в процентах.
Скорость прорастания (У) определяли как отношение совокупного процента проросших семян при ежедневном учете к количеству суток, прошедших от начала набухания семени до конца опыта, и рассчитывали по следующей формуле:
У = Е А / 1
где Ai - количество проросших семян в каждые сутки, %; i = 1...п - номера суток, прошедших от начала эксперимента; 1 - время, прошедшее от начала до конца опыта, сут. [18].
Всхожесть определяли как отношение количества проросших семян к исходному количеству семян каждого варианта на четвертые сутки от начала эксперимента и выражали в процентах.
Результаты рассчитывали как среднее арифметическое из трех повторных опытов. Достоверность оценивали с помощью ^критерия Стьюдента с вероятностью безошибочного прогноза более 95%. Для статистической обработки использовали компьютерную программу Бхе1.
Обсуждение результатов
Для изучения влияния глюканов бурых водорослей на прорастание семян гречихи были выбраны лами-наран (глюкан I) и 2 образца глюкологосахаридов, полученных после ферментативной трансформации природного ламинарана при участии эндо-Р-1,3-глюканазы Ло. Глюкан III оказался полидисперсной, гетерогенной по молекулярной массе смесью олигосахаридов (рис.1 (1)), которую разделяли дробным осаждением с помощью БЮН на две фракции (глюкан III А и глюкан III Б) (рис. 1 (2 и 3)).
Структурные характеристики образцов, полученные на основании данных :Н и 13С ЯМР-спектроскопии, представлены в таблице 1. Там же приведены результаты исследования молекулярно-массового распределения этих образцов с помощью MALDI-T0F-масс-спектрометрии.
Таблица 1. Характеристика 1,3;1,6-Р-Б-глюканов
Образцы 1,3;1,6-Р-Б-глюканов Молекулярная масса, Да* Соотношение Р-1,3 : Р-1,6-связей** Сигнал С5 в 13С ЯМР-спектре образца глюкана, м.д.
Глюкан I 4416,1 7,2 : 1 76,8
Глюкан II 1499,5 5,8 : 1 77,3, 77,2, 76,9 и 75,8
Глюкан III 1823,6 4,8 : 1 77,2 и 76,8
Глюкан III А 2310,0 5,0 : 1
Глюкан III Б 1661,5 3,7 : 1 77,3, 77,2, 76,9, 76,1 и 75,8
* на основании спектров MALDI-T0F масс-спектрометрии; ** на основании спектров *Н ЯМР.
Рис. 1. Гель-фильтрация на Биогеле Р-6 глюкана III (1), глюкана III А (2); глюкана III Б (3), ламинарана (4), глюкозы (5)
В 13С ЯМР спектрах всех образцов наблюдалось шесть основных сигналов с химическими сдвигами при 5 104,3-103,8 (С1), 74,9-74,6 (С2), 86,4-85,8 (С3), 71,5-69,4 (С4), 77,5-76,9 (С5) и 62,6-62,0 (С6) м.д., характерными для 1,3-р-Э-глюканов (ламинаранов) [19] и минорных - при 5 104,6 (С1) и 75,8 м.д. (5) м.д., свидетельствующих о наличии р-1,6-связанных остатков глюкозы в виде разветвлений к основной цепи. В образцах глюкана III и III Б наблюдался сигнал с 5 =76,1 м.д., характерный для С5 глюкопиранозы, участвующей в образовании р-1,6-связей, находящихся в основной цепи полисахарида [9, 20, 21].
В 1 н ЯМР-спектрах глюкоолигосахаридов наблюдался широкий набор сигналов протонов при аномер-ных атомах углерода с 5 = 4,98-4,77 (Н1 р-1,3-связанной глюкопиранозы) и с 5 = 4,69-4,60 м.д. (Н1 Р-1,6-связанной глюкопиранозы). Отношение суммарных интегральных интенсивностей этих сигналов позволило определить соотношение р-1,3 и р-1,6-связей в исследуемых образцах (табл. 1).
По данным MALDI-T0F-масс-спектрометрии, образцы глюканов являлись глюкоолигосахаридами, по-лидисперсными, с молекулярными массами в 2-3 раза ниже природного ламинарана (табл. 1). Ламинаран, экстрагированный горячей водой из бурой водоросли L. cichorioides, имеет в среднем 3-4 разветвления по шестому положению [9, 19]. Появление дополнительных разветвлений в низкомолекулярных глюкоолигосахаридах - продуктах ферментативной обработки этого ламинарана - обусловлено ярко выраженной транс-гликозилирующей активностью эндо-Р-1,3-глюканазы Ло из морского моллюска. В определенных условиях фермент синтезирует разнообразные разветвленные по С6 цепи глюканов и глюкоолигосахаридов [9, 20, 21]. Такие наиболее разветвленные олигосахариды содержатся в образцах глюканов III, III А; особенно их много в образце глюкана III Б (табл. 1). Биологическую активность этих образцов мы исследовали, используя в качестве модели проростки гречихи.
В таблице 2 представлены результаты сравнительного действия 1,3;1,6-Р-Э-глюканов на прорастание семян гречихи сорта «Изумруд». Как видно из таблицы 2, энергия прорастания семян при обработке глюка-нами через сутки от их начала набухания значительно выше контроля. На следующие сутки этот показатель превышал контроль только в случае глюканов III, III А и III Б. Это свидетельствует о способности глюканов ускорять процесс прорастания семян на самых ранних стадиях. В присутствии глюканов III, III А и III Б всхожесть семян были также выше контроля.
Таблица 2. Влияние 1,3;1,6-Р-Э-глюканов на прорастание семян гречихи Fagopyrum esculentum МбпсИ, сорта «Изумруд»
Образцы 1,3;1,6-Р-D-глюканов Концентрация, мг/мл Энергия прорастания, % Скорость, % Всхожесть, %
1-е сут. 2-е сут.
Н20 0,00 40 ± 2 81 ± 3 71 ± 3 87 ± 4
Кинетин 0,02 45 ± 2 80 ± 4 70 ± 5 83 ± 3
Глюкан I 0,05 50 ± 3 78± 4 68 ± 2 82 ± 3
Глюкан II 0,05 40 ± 1 74± 2 66 ± 5 84 ± 2
Глюкан III 0,05 43 ± 2 78 ± 3 73 ± 4 93 ± 3
Глюкан III А 0,05 45 ± 3 79 ± 5 65 ± 5 95 ± 3
Глюкан III Б 0,05 48 ± 2 83 ± 5 67 ± 4 97 ± 5
Результаты исследований влияния 1,3;1,6-Р-Э-глюканов на формирование корня и гипокотиля разви-
вающихся проростков гречихи представлены в таблице 3. Видно, что в присутствии глюканов III, III А и III Б на вторые сутки от начала опыта происходило интенсивное формирование основного корня и гипокотиля, тогда как в присутствии глюканов I и II - только на четвертые сутки (табл. 3).
Скорость формирования основного корня и гипокотиля, оцениваемые по показателям ежесуточного прироста (мм/сут.), представлены на рисунке 2. На третьи сутки развития проростков в присутствии глюканов I и II прирост длины корня (рис. 2, А) значительно превосходил прирост гипокотиля (рис. 2, Б). На четвертые сутки прирост длины и корня, и гипокотеля составил в среднем 25 мм. В присутствии же глюкана III наблюдался равномерный умеренный прирост гипокотиля на 13 мм/сут., а прирост основного корня был сравним с таковым для контрольного опыта (Н20). В присутствии гормона роста кинетина прирост корня и гипокотиля были значительно ниже (рис. 2).
На рисунке 3 представлены результаты исследования влияния различных концентраций глюкана III на прорастание семян гречихи. Из рисунка видно, что в присутствии глюкана III в концентрациях 0,005 и 0,5 мг/мл прирост длины основного корня и общей массы корней на 40% ниже, а в концентрациях 0,02 и 0,05 мг/мл на 12 и 20% соответственно выше, чем в контрольном опыте (Н20).
Положительное воздействие глюкана III в диапазоне концентраций от 0,005 до 0,5 мг/мл выражалось в быстром накоплении проростками сырой массы гипокотиля и плюмул (табл. 4). Максимальный прирост сырой массы гипокотиля наблюдали на вторые сутки, а на четвертые сутки значительно увеличилась масса плюмул.
Таблица 3. Влияние 1,3;1,6-р-Э-глюканов на длину проростков гречихи Fagopyrum esculentum МбпсИ сорта «Изумруд»
Образцы 1,3;1,6-Р-Э-глюканов Вторые сутки Третьи сутки Четвертые сутки
Корень Гипокотель Корень Гипокотель Корень Гипокотель
Кинетин 112 ± 3 100 ± 2 88 ± 2 108 ± 2 75 ± 5 60 ± 2
Ламинаран 99 ± 2 100 ± 3 96 ± 2 119 ± 5 106 ± 4 115 ± 3
Глюкан II 109 ± 2 99 ± 1 110 ± 6 121 ± 3 124 ± 4 117 ± 4
Глюкан III 128 ± 3 119 ± 2 109 ± 4 130 ± 3 117 ± 5 109 ± 3
Глюкан III А 127 ± 5 117 ± 4 111 ± 7 115 ± 5 108 ± 3 103 ± 4
Глюкан III Б 136 ± 6 110 ± 6 108 ± 5 107 ± 4 105 ± 4 99 ± 3
Концентрация глюканов - 0,05 мг/мл, кинетина - 0,02 мг/мл.
Таблица 4. Влияние глюкана III на массу гипокотиля и плюмул в проростках гречихи Fagopyrum esculentum МбпсИ сорта «Изумруд».
Концентрация, мг/мл Масса гипокотиля, % от контроля Масса плюмул на четвертые сут., % от контроля
Вторые сутки Третьи сутки Четвертые сутки
0,005 102 ± 2 97 ± 6 83 ± 4 97 ± 6
0,02 132 ± 8 102 ± 6 96 ± 5 118 ± 8
0,05 136 ± 7 105 ± 7 101 ± 4 129 ± 7
0,1 137 ± 5 98 ± 4 94 ± 6 124 ± 9
0,5 87 ± 5 58 ± 5 56 ± 4 102 ± 7
Рис. 2. Суточный прирост основного корня (А) и гипокотиля (Б) в проростках гречихи на третьи (|^И) и четвертые (□) сутки от замачивания семян в растворах кинетина (1), глюкана III (2), ламинарана (3), глюкана II (4), воды (5) при концентрации веществ 0,05 мг/мл, кинетина - 0,02 мг/мл
Рис. 3. Изменение размера (А) и массы корней (Б) проростков гречихи на вторые (1), третьи (2) и четвертые (3) сутки от начала эксперимента в присутствии различных концентраций глюкана III
Вид проростков гречихи сорта «Изумруд», сформировавшихся в присутствии глюкана III на вторые сутки от начала опыта, представлен на фотографии (рис. 4). Видно, что в концентрации 0,05 мг/мл препарат глюкана III наиболее активно стимулировал рост молодых проростков и формирование боковых корней, которые в контрольных вариантах (Н20 и гормон роста кинетин) к этому сроку еще не образовывались. Ки-нетин является «гормоном корневого благополучия», но дополнительное введение его в среду набухания может тормозить выработку собственного гормона в проростках. Повышенная концентрация цитокининов в среде ингибирует рост и развитие боковых корней [22].
Увеличение суммарной массы корневой системы, вероятно, происходило за счет активного формирования боковых корней (табл. 5). Влияние глюканов III, III А и III Б на размер и массу корня и гипокотиля обнаружилось уже на вторые сутки развития проростков. Особенно активно формировалась корневая система (размер (табл. 3) и масса основного корня (табл. 5)) в присутствии глюкана III Б на вторые сутки. При этом относительный прирост массы гипокотиля значительно превышал прирост его размеров, что приводило к формированию коротких и стойких гипокотилей и предупреждало «израстание» проростков. Это видно из зависимости отношения длины корня к длине гипокотиля от времени роста (рис. 5). Глюкан III Б по всем показателям активнее стимулировал как прорастание семян гречихи, так и оказывал положительное влияние на развивающиеся проростки, которое проявлялось в укорачивании и утолщении гипокотиля, а также в формировании мощной корневой системы.
Таблица 5. Влияние глюканов на массу корня и гипокотиля в проростках гречихи Fagopyrum esculentum МбпсИ сорта «Изумруд»
Образцы 1,3;1,6-Р-Э-глюканов Вторые сутки Третьи сутки Четвертые сутки
Корень Гипокотиль Корень Гипокотиль Корень Гипокотиль
Глюкан III 149 ± 6 109 ± 4 105 ± 4 106 ± 5 97 ± 3 98 ± 3
Глюкан III А 138 ± 5 118 ± 5 105 ± 6 103 ± 4 101 ± 5 99 ± 3
Глюкан III Б 148 ± 6 131 ± 3 109 ± 6 104 ± 4 102 ± 4 101 ± 5
% от контроля; концентрация глюканов 0,05 мг/мл.
Рис. 4. Вид проростков гречихи, сформированых на вторые сутки от начала эксперимента под влиянием глюкана III. Верхняя левая чашка Петри содержит проростки контрольного опыта (Н20)
Рис. 5. Изменение отношения длины корня к длине гипокотиля проростков гречихи в течение первых четырех суток от начала набухания в воде (1), в присутствии глюкана III (2), глюкана III А (3), глюкана III Б (4)
Интересно отметить, что во всех экспериментах в присутствии глюканов мы наблюдали необычные проростки без корней, но с развившимся гипокотилем (см. рис. 4: верхняя часть чашек Петри, концентрации
0,05-0,10 мг/мл), у которых со временем развивалась мочковая корневая система при отсутствии основного корня. Ранее нами была обнаружена способность 1,3;1,6-р-Б-глюканов выявлять растения картофеля, инфицированные вироидом веретеновидности клубней картофеля (ВВКК), выращенные как из семян, так и из клубней [13]. Возможно, что в и данном случае обработка семян гречихи растворами 1,3;1,6-р-Б-глюканов выявила некондиционные семена.
Выводы
Показано, что 1,3;1,6-р-Б-глюкоолигосахариды - продукты ферментативной трансформации ламинарана из бурой водоросли Ьаттапа cichorioides - ускоряют прорастание семян гречихи Fagopyrum асикМит МбпсИ сорта «Изумруд», увеличивая энергию прорастания, размеры и общую масса корней на ранней стадии развития проростков (1-2-е сут).
Показано, что образцы разветвленных 1,3;1,6-р-Б-глюкоолигосахаридов вызывают формирование крепких корней, а также коротких и стойких гипокотилей, препятствуя «израстанию» проростков гречихи.
Установлено, что 1,3;1,6-р-Б-глюкоолигосахариды проявляют эффект на прорастание семян гречихи при концентрации 0,02-0,10 мг/мл.
Показано, что биологическое действие 1,3;1,6-р-Б-глюканов обусловлено особенностями их структуры: наличием большого количества р-1,6-связанных остатков глюкозы в виде разветвлений, а также присутствием 1,6-р-О-гликозидной связи в основной цепи молекул !,3;1,6-р-Э-глюкоолигосахаридов.
Список литературы
1. Ермаков А.Е., Княгиничев М.М., Мурри И.К. Биохимия культурных растений. Том I. Хлебные и крупяные культуры. М.; Л., 1958. 700 с.
2. Киселёв В.Е., Коваленко В.И., Минаева В.Г. Гречиха как источник флаваноидов. Новосибирск, 1985. 96 с.
3. Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность // Биоорганическая химия. 1998. Т. 24. №7. С. 483-501.
4. Елькина Е.А., Шубаков А.А., Оводов Ю.С. Влияние растительных полисахаридов на скорость прорастания семян Гусорегегсоп е8си1еп1:иш М. и Сисиш8 8аИуш Г. // Химия растительного сырья. 2002. №2. С. 105-109.
5. Елькина Е.А., Шубаков А.А., Оводов Ю.С. Влияние пектинов на рост злаковых культур // Химия растительного сырья. 2005. №4. С. 53-56.
6. Заботина О.А., Гурьянов О.П., Маликов Р.Г., Аюкова Д.А. и др. Выделение олигосахаридов из побегов гороха и их физиологическая активность // Физиология растений. 1995. Т. 42. №3. С. 416-422.
7. Zabotina O.A., Gurjanov O.P., Ibragimova N.N., Ayupova D.A., Lazovaya V.V. Rhizogenesis in buckwheat thin-cell-layer explants: effect of plant oligosaccharides // Plant Science. 1998. V. 135. №2. P. 195-201.
8. Albersheim P., Darvill F.G., Augur C., Cheong J.J. et al. Oligo saccharins - oligosaccharide regulatory molecules // Acc. Chem. Res. 1992. V. 25. №2. P. 77-83.
9. Звягинцева Т.Н., Елякова Л.А., Исаков В.В. Ферментативное превращение ламинаранов в 1,3;1,6-Р-Э-глюканы, обладающие иммуностимулирующим действием // Биоорганическая химия. 1995. Т. 21. №3. С. 218-225.
10. Елякова Л.А. Регуляция Р-1,3;1,6-глюканами растительного и животного иммунитетов. Энзиматический синтез новых иммуностимуляторов // Вестник ДВО РАН. 1995. №2. С. 74-85.
11. Фёдорова В.Я., Уманец А.В, Звягинцева Т.Н., Елякова Л.А. Роль биологически активных Р-глюканов в иммунитете картофеля // Защита растений на Дальнем Востоке. Хабаровск. 1995. С. 138-147.
12. Реунов А.В., Лапшина Л.А., Нагорская В.П., Елякова Л.А. Подавление 1,3;1,6-Р-Э-глюканом инфекций, вызванных Х-вирусом картофеля, в листьях гомфрены и дурмана // Физиология растений. 2000. Т. 47. №2. С. 240-243.
13. Фёдорова В.Я., Романова С.А., Звягинцева Т.Н., Анненков Б.Г., Реунов А.В., Елякова Л.А. О возможности применения 1,3;1,6-Р-Э-глюканов бурых водорослей для раннего выявления вироидной инфекции в картофеле // Сельскохозяйственная биология. Сер.: Биология растений. 2004. №5. С. 119-123.
14. Фёдорова В.Я., Романова С.А., Леднева В.А., Звягинцева Т.Н. Действие Р-глюканов на вироидную инфекцию // Биотехнология. 1998. №6. С. 62-68.
15. Патент РФ №1642725. Способ получения ламинарана / Звягинцева Т.Н., Сундукова Е.В., Елякова Л.А. // Б.И. 1991. №14. С. 5.
16. Privalova N.M., Elyakova L.A. Purification and some properties of endo-P-1^3-glucanase from marine bivalve Chla-mys albidus // Comp. Biochem. Physiol. 1978. V. 60 B. №3. 225-228.
17. Dubois M., Gilles K.A., Hamilton J., Roberts P.A., Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances // Anal. Chem. 1956. V. 28. №2. P. 350-356.
18. Ramana S., Biswas A.K., Kundu S., Saha J.K., Yadava R.B.R. Effect of distillery effluent on seed germination in some vegetable crops // Bioresource Technology. 2002. V. 82. №3. P. 273-275.
19. Звягинцева Т.Н., Широкова Н.И., Елякова Л.А. Структура ламинаранов из некоторых бурых водорослей // Биоорганическая химия. 1994. Т. 20. №12. С. 1349-1358.
20. Елякова Л.А., Исаков В.В., Лапшина Л.Д., Нагорская В.П. и др. Ферментативная трансформация 1,3;1,6-P-D-глюкана. Структура и активность полученных фрагментов // Биохимия. 2007. Т. 72. №1. С. 36-44.
21. Елякова Л.А., Мамонтова В.А., Бакунина И.Ю., Исаков В.В. Ферментативное трансгликозилирование как способ обнаружения и идентификации P-D-глюкоолигосахаридов в смеси ламинариолигосахаридов. Олигосахариды со степенью полимеризации 5 и 6 // Биоорганическая химия. 1998. Т. 24. №3. С. 211-218.
22. Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. М., 1974. 250 с.
Поступило в редакцию 31 декабря 2008 г.
После переработки 26 марта 2009 г.
