Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах

Відпрацьовано метод оцінки стану рослин, які ростуть в несприятливих природних умовах. Доведено, що рівень білка теплового шоку Hsp70 в органах рослин (зокрема, в листках) може бути інтегральним показником стану та діапазону стійкості рослин під дією несприятливих екологічних факторів. Підготовлен...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Кордюм, Є.Л., Дідух, Я.П., Козеко, Л.Є., Артеменко, О.А., Заславський, В.А., Дідух, А.Я.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2011
Назва видання:	Наука та інновації
Теми:	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115740
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах / Є.Л. Кордюм, Я.П. Дідух, Л.Є. Козеко, О.А. Артеменко, В.А. Заславський, А.Я. Дідух // Наука та інновації. — 2011. — Т. 7, № 5. — С. 73-78. — Бібліогр.: 18 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-115740
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1157402017-04-12T03:02:39Z Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах Кордюм, Є.Л. Дідух, Я.П. Козеко, Л.Є. Артеменко, О.А. Заславський, В.А. Дідух, А.Я. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Відпрацьовано метод оцінки стану рослин, які ростуть в несприятливих природних умовах. Доведено, що рівень білка теплового шоку Hsp70 в органах рослин (зокрема, в листках) може бути інтегральним показником стану та діапазону стійкості рослин під дією несприятливих екологічних факторів. Підготовлено методичні рекомендації щодо використання білків теплового шоку Hsp70 для моніторингу рослин природних угруповань, інтродукованих рослин та сільськогосподарських культур. Отработан метод оценки состояния растений, растущих в неблагоприятных природных условиях. Показано, что уровень белка теплового шока Hsp70 в органах растений (в частности, в листьях) может служить интегральным показателем состояния и диапазона стойкости растений под действием неблагоприятных экологических факторов. Подготовлены методические рекомендации по использованию белка теплового шока Hsp70 для мониторинга растений природных сообществ, интродуцированных растений и сельскохозяйственных культур. The technique for estimation of plant condition in unfavorable environment using Western-blot-analysis of the heat shock protein 70 kDa (Hsp70) has been developed. It was shown that Hsp70 level in plant organs (particularly, leaves) can be an integral indicator of plant state and tolerance range under the influence of unfavorable ecological factors. Practical recommendations on Hsp70 use in monitoring of plant natural associations as well as introduced plants and agricultural crops, has been prepared. 2011 Article Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах / Є.Л. Кордюм, Я.П. Дідух, Л.Є. Козеко, О.А. Артеменко, В.А. Заславський, А.Я. Дідух // Наука та інновації. — 2011. — Т. 7, № 5. — С. 73-78. — Бібліогр.: 18 назв. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin7.05.073 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115740 uk Наука та інновації Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
spellingShingle	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Кордюм, Є.Л. Дідух, Я.П. Козеко, Л.Є. Артеменко, О.А. Заславський, В.А. Дідух, А.Я. Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах Наука та інновації
description	Відпрацьовано метод оцінки стану рослин, які ростуть в несприятливих природних умовах. Доведено, що рівень білка теплового шоку Hsp70 в органах рослин (зокрема, в листках) може бути інтегральним показником стану та діапазону стійкості рослин під дією несприятливих екологічних факторів. Підготовлено методичні рекомендації щодо використання білків теплового шоку Hsp70 для моніторингу рослин природних угруповань, інтродукованих рослин та сільськогосподарських культур.
format	Article
author	Кордюм, Є.Л. Дідух, Я.П. Козеко, Л.Є. Артеменко, О.А. Заславський, В.А. Дідух, А.Я.
author_facet	Кордюм, Є.Л. Дідух, Я.П. Козеко, Л.Є. Артеменко, О.А. Заславський, В.А. Дідух, А.Я.
author_sort	Кордюм, Є.Л.
title	Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах
title_short	Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах
title_full	Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах
title_fullStr	Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах
title_full_unstemmed	Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах
title_sort	розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/115740
citation_txt	Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах / Є.Л. Кордюм, Я.П. Дідух, Л.Є. Козеко, О.А. Артеменко, В.А. Заславський, А.Я. Дідух // Наука та інновації. — 2011. — Т. 7, № 5. — С. 73-78. — Бібліогр.: 18 назв. — укр.
series	Наука та інновації
work_keys_str_mv	AT kordûmêl rozrobkatapídgotovkadovprovadžennâmetoduocínkistanuroslinunespriâtlivihprirodnihumovah AT díduhâp rozrobkatapídgotovkadovprovadžennâmetoduocínkistanuroslinunespriâtlivihprirodnihumovah AT kozekolê rozrobkatapídgotovkadovprovadžennâmetoduocínkistanuroslinunespriâtlivihprirodnihumovah AT artemenkooa rozrobkatapídgotovkadovprovadžennâmetoduocínkistanuroslinunespriâtlivihprirodnihumovah AT zaslavsʹkijva rozrobkatapídgotovkadovprovadžennâmetoduocínkistanuroslinunespriâtlivihprirodnihumovah AT díduhaâ rozrobkatapídgotovkadovprovadžennâmetoduocínkistanuroslinunespriâtlivihprirodnihumovah
first_indexed	2025-07-08T09:18:27Z
last_indexed	2025-07-08T09:18:27Z
_version_	1837069824669253632
fulltext	73 Наука та інновації. 2011. Т. 7. № 5. С. 73—78. © Є.Л. КОРДЮМ, Я.П. ДІДУХ, Л.Є. КОЗЕКО, О.А. АРТЕМЕНКО, В.А. ЗАСЛАВСЬКИЙ, А.Я. ДІДУХ, 2011 Є.Л. Кордюм 1, Я.П. Дідух 1, Л.Є. Козеко 1, О.А. Артеменко1, В.А. Заславський 1, А.Я. Дідух 2 1 Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ 2 Ботанічний сад ім. акад. О.В. Фоміна ННЦ «Інститут біології» КНУ ім. Тараса Шевченка, Київ РОЗРОБКА ТА ПІДГОТОВКА ДО ВПРОВАДЖЕННЯ МЕТОДУ ОЦІНКИ СТАНУ РОСЛИН У НЕСПРИЯТЛИВИХ ПРИРОДНИХ УМОВАХ Відпрацьовано метод оцінки стану рослин, які ростуть в несприятливих природних умовах. Доведено, що рівень білка теплового шоку Hsp70 в органах рослин (зокрема, в листках) може бути інтегральним показником стану та діапазону стійкості рослин під дією несприятливих екологічних факторів. Підготовлено методичні рекомендації щодо використання білків теплового шоку Hsp70 для моніторингу рослин природних угруповань, інтродукованих рослин та сільськогосподарських культур. К л ю ч о в і с л о в а: білок теплового шоку 70 кДа, біомаркер, стрес, рослина, моніторинг. Нині з огляду на глобальні зміни клімату та антропогенний пресинг першочерговою є про- блема збереження довкілля. Із завданнями збереження та відновлення біорізноманіття безпосередньо пов’язані питання адаптаційно- го потенціалу рослин природних угруповань та пізнання механізмів їх пристосування до несприятливих змін зовнішнього середовища, яких вони не можуть уникнути внаслідок не- рухомого способу життя. Результати фунда- ментальних досліджень пластичності рослин є основою для проведення оцінки та прогнозу- вання стану рослинних угруповань. Одним з пріоритетних способів такої оцінки є викорис- тання біомаркерів стресового стану рослин, які в природних умовах можуть відчувати вплив комплексу несприятливих факторів. Результати аналізу ряду стресових білків, про веденого в рамках наших досліджень ста- більності та пластичності розвитку рослин при змінах водного режиму в природних умо- вах [1, 2], дали підставу розглядати білок те- плового шоку 70 кДа (Heat Shock Protien 70 kDa, Hsp70) як біомаркер стресового стану рослин. Раніше подібні положення висловлювалися для тваринних об’єктів в рамках робіт з токси- кології та моніторингу забруднення середови- ща важкими металами, пестицидами та інши- ми шкідливими сполуками [3–6]. Білок Hsp70 розглядався також як біомаркер стресу водних рослин Fucus serratus і Lemna minor [7]. Синтез білків теплового шоку, які функціо- нують як молекулярні шаперони, є одним з найбільш універсальних механізмів захисту клітини від ушкоджень при дії стресорів різ- ної природи практично в усіх організмах [8, 9]. Сигналом для індукції синтезу цих білків є по- ява в клітині під впливом несприятливих фак- торів значної кількості поліпептидів в нена- тивній конформації, а функціонування шапе- ронів при цьому спрямоване на запобігання 74 ISSN 1815-2066. Science and Innovation. T. 7, № 5, 2011 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України агрегації та рефолдинг цих поліпептидів [10]. Родина білків Hsp70 займає центральне місце у роботі шаперонної системи клітини. Індук- ція синтезу цих білків у рослин показана при дії несприятливих факторів: температурного, водного, осмотичного, сольового стресів, по- ранення, високої інтенсивності світла, дії важ- ких металів і патогенів [7, 9, 11—13]. У зелених водоростей білок Hsp70В, локалізований у хло- ропластах, вважається раннім маркером окис- лювального стресу [14]. Таким чином, викорис- тання білків Hsp70 як біомаркерів стресового стану стає можливим завдяки їх участі в стре- совій реакції на дію багатьох зовнішніх факто- рів різної природи в організмах різного рівня організації. Важливим методичним аспектом щодо вико- ристання білків Hsp70 як біомаркерів є висо- кий ступінь подібності їх амінокислотних по- слідовностей у різних організмів [9], що дає можливість використовувати антитіла, специ- фічні до висококонсервативної ділянки білка, для тестування представників різних таксонів. На базі вищесказаного нами запропонова- ний метод з використанням білків Hsp70 для оцінки стану рослин в несприятливих природ- них умовах. Для підтвердження ефективності такого методу необхідно показати, що: 1) рівень Hsp70 в листках рослин може бути індикатором стресового стану рослин при дії несприятливих чинників різної природи; 2) для тестування рослин різних видів і родин можливе використання вищезазначе- них антитіл. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ Об’єкти тестування Для відпрацювання методу були обрані ви- ди покритонасінних рослин, різні за своєю еко- логією, зокрема за вимогами до умов водоза- безпечення: наземні — Salix purpurea L. (Sa li- caceae), Malva pulchella Bernh., сорт Сильва і Malva sylvestris L., cорт Красавка (Mal va ce ae) та Epipremnum аureum Linden & André (Ara- ceae); повітряно-водні — Sium latifolium L. (Api- a ceae) та Hydrocotyle verticillata Thunb. (Apia- ceae), які здатні рости як у прибережній водній зоні, так і на суші; справжні водні — плаваюча у воді Pistia stratioites L. (Araceae), яка може адаптуватися до росту на суходолі; прикріплені до ґрунту — Trapa natans L. (Trapaceae) з пла- ваючою на поверхні води листковою розеткою і Vallisneria spiralis L. (Hydrocharitaceae) із за- нуреними у воду листками. Для двох останніх видів існування поза водою неможливе. Для аналізу використовували листки з рос- лин, які зазнавали впливу водного дефіциту, затоплення і теплового стресу в природних умовах або в штучно створених. Так, рослини S. purpurea зростали за умов помірної та висо- кої вологості ґрунту при температурі повітря 17 °С. Рослини M. pulchella і M. sylvestris зна- ходились в умовах тривалої посухи при серед- ній денній температурі повітря 41 °С і в умо- вах помірної вологості при температурі пові- тря 17 °С. Рослини E. аureum спеціально під- давались впливу водного дефіциту, підвищеної вологості ґрунту, затоплення кореневої систе- ми, а також дії теплового стресу. Для тестування S. latifolium використовува- ли рослини прибережної водної смуги і сухо- долу; відбір зразків проводили при температу- рі повітря 24 °С після дощів, а також при тем- пературі 41 °С і відсутності атмосферних осад- ків протягом тривалого часу. Для тестування H. verticillata використову- вали рослини, які росли у воді при температу- рі води 21 °С під час відбору зразків, на суші при температурі повітря 20 °С, та водні росли- ни за умов теплового стресу. Листки P. stratioites відбирали з водних рос- лин при температурі води 21 °С та суходіль- них рослин при температурі повітря 20 °С. Листки T. natans збирали з рослин природної водойми при температурі води 23 °С, а також з рослин, витриманих у шарі води 2 см при тем- пературі води 30 ± 2 °С протягом двох тижнів або за умов впливу водного стресу і підвище- ної температури (35 ± 3 °С) протягом двох діб. Листки V. spiralis збирали з рослин, які росли у 75ISSN 1815-2066. Наука та інновації. T. 7, № 5, 2011 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України водоймі при температурі води 21 °С, та після підсушування рослин протягом однієї та трьох годин або теплового стресу. Для створення те- плового стресу витримували рослини при 40 °С протягом двох годин. Методи досліджень Аналіз Hsp70 проводили з використанням методу вестерн-блотингу. Методика екстракції сумарних розчинних біл- ків, їх електрофоретичного розподілу, переносу на нітроцелюлозну мембрану викладена в [15]. Імунодетекцію Hsp70 проводили за про токолом (http://zbio.net/protocol/#a17-08.html), викорис- товуючи як первинні антитіла моноклональні мишачі антитіла (N Н5147, Sigma), специфічні до різних ізоформ Hsp70 широкого кола орга- нізмів, включаючи рослинні. Як вторинні ан- титіла використовували кролячі антитіла, спе- цифічні до мишачих IgG, кон’юговані з біоти- ном, які візуалізували за допомогою екст ра ві- дин-пероксидазної системи. Контроль за рівністю кількості сумарного білка, використовуваного в аналізі зразків кож- ного виду рослин, здійснювали за інтенсивніс- тю забарвлення білкових треків Кумасі у гелі та Понсо С на мембрані. Аналіз кількості Hsp70 проводили шляхом комп’ютерної обробки ді- гитальних зображень імуноблотів за допомо- гою програми ImageMaster Total.Lab version 2.00 (Amersham). Аналіз зразків кожного варі- анта проводили щонайменше у трьохкратній повторюваності. Паралельно з відбором зраз- ків листків проводили визначення вмісту води в листках і ґрунті, на якому росли рослини, за стандартними методиками. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ Результати аналізу підтвердили можливість використання антитіл, реактивних до консер- вативної послідовності білків Hsp70, для тес- тування представників різних родин рослин. Оскільки використані нами первинні антитіла можуть зв’язуватися з різними ізоформами Hsp70, то білкова зона, виявлена на мембрані в результаті імунодетекції, очевидно, може міс- тити як одну, так і декілька ізоформ, подібних за молекулярною масою. Але оскільки в цьому дослідженні важливим є факт індукції білків Hsp70 за несприятливих умов і завдання визна- чення особливостей синтезу окремих ізоформ не стояло, далі для зручності білкові зо ни на імуноблотах ми будемо узагальнено на зи вати «білком Hsp70». Метод вестерн-бло тин гу є на- півкількісним, але достатнім для виз на чен ня саме суттєвих змін в рівні білка, за лишаючи за межами аналізу тонкі його варіації, що відпові- дає поставленому завданню індикації стану рос- лин за умов значних змін факторів довкілля. Дев’ять видів з шести родин покритонасін- них рослин було нами протестовано при різ- них змінах екологічних факторів за допомо- гою білка Hsp70. У семи видів виявлено на- явність Hsp70 у значній кількості за умов дії Рис. 1. Вестерн-блоти Hsp70 (а) і фрагмент електрофоре- грам сумарного білка як контроль завантаження білка на гель (б) листків Salix purpurea: 1 – на перезволоженому ґрунті (за умов поливу); 2 – без поливу за умов природно- го зволоження ґрунту при температурі повітря 17 °С а б 76 ISSN 1815-2066. Science and Innovation. T. 7, № 5, 2011 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України несприятливих факторів і відсутність або при- сутність у малій кількості за умов, близьких до оптимальних, специфічних для кожного виду. Так, в листках S. purpurea цей білок виявлявся у великій кількості при вмісті води в ґрунті близь- ко 64 % відносно сухої маси і в малій кі ль кос- ті — при вмісті води близько 28 % (рис. 1). За екологічною характеристикою для цього виду сприятливими є рихлі аеровані ґрунти, тоді як надмірне зволоження пригнічує ріст. У обох ви- дів мальви білок Hsp70 активно синтезувався при високій температурі повітря за по сушливих умов і не визначався при помірних вологості та температурі (вміст во ди в ґрунті близько 5 і 30 % від сухої маси, відповідно) (рис. 2). Результати аналізу E. аureum дали можли- вість розташувати варіанти досліду за кількіс- тю Hsp70 в листках від мінімальної до макси- мальної у такому порядку: вміст води в ґрун ті близько 18 % по відношенню до сухої маси < над- мірна зволоженість ґрунту – близько 88 % < витримування кореневої системи рослини у во- ді протягом місяця (коренева гіпоксія, нестача поживних речовин) < тепловий стрес. Надмір- на зволоженість ґрунту так само, як і витриму- вання коренів у воді, створює для кореневої сис- теми надземних видів гіпоксичні умови, адап- та ція до яких, як відомо, потребує функціонуван- ня шаперонів [16]. Навпаки, ана ліз білка Hsp70 в листках повітряно-водної рослини H. ver ti cil- lata (рис. 3) та водної плаваючої рослини P. stra- tioites показав, що у рослин, які зростали у воді, Hsp70 не виявлявся, тоді як адаптація суходо- льної рослини потребувала синтезу цього стре- сового білка. B іншій повітряно-водній рослині S. latifolium Hsp70 синтезувався як у водних, так і у суходольних формах, що вказує на участь цього білка в забезпеченні широкої пластич- ності виду. Підвищена температура призводила до посиленої індукції синтезу Hsp70 як в екс- периментальних (показано для E. аureum і H. ve- r ticillata (рис. 3) при тепловому стресі), так і в природних умовах під час подовжених спекот- них умов влітку 2010 р. (показано для M. pul- che lla, M. sylvestris (рис. 2) і S. latifolium). У природному середовищі рослини одно- часно відчувають вплив комплексу факторів, в тому числі й негативних, причому для кожно- го організму цей комплекс є особливим. Одно- часний вплив двох або більше стресових фак- торів, очевидно, може призводити до більш значних порушень у клітині, порівняно з дією одного з них, що повинно призводити до більш високого рівня індукції Hsp70. Так, аналіз цьо- го білка у рослин S. latifolium за посушливих погодних умов показав більш високий рівень Hsp70 у всіх досліджених суходольних рос- лин, на які висока температура діяла в комп- лексі з тривалою посухою, порівняно з росли- нами прибережної водної зони, які дефіциту води не відчували. Аналіз рослин S. latifolium з різних місць зростання на одній території по- казав значну варіабельність рівня Hsp70, що з одного боку, може бути результатом впливу Рис. 2. Вестерн-блот-аналіз Hsp70 листків Malva pul che- lla, сорт Сильва (1, 2) і Malva sylvestris, сорт Красавка (3, 4): а — вестерн-блоти Hsp70, б — їхні денситометричні сканограми; 1, 3 — за умов помірного зволоження ґрунту при температурі повітря 17 °С; 2, 4 — в посушливий пері- од при температурі повітря 41 °С 77ISSN 1815-2066. Наука та інновації. T. 7, № 5, 2011 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України а б Рис. 3. Вестерн-блоти Hsp70 (а) і фрагмент електро фо- ре г рам сумарного білка як контроль завантаження біл- ка на гель (б) листків Hydrocotyle verticillata: 1 – рос- лини, які росли у воді при температурі води 21 °С; 2 – рослини, які росли на суші при температурі повітря 20 °С; 3 — водні рослини, які зазнали теплового стресу (40 °С протягом 2 год) локальних умов місця існування, а з іншого – відображати індивідуальну здатність особин до адаптації та синтезу цього білка. Як ілю- страція роботи запропонованого методу при- водяться типові результати вестерн-блот-ана- лізу білка Hsp70 в листках S. purpurea (рис. 1), H. verticillata (рис. 3) та M. pulchella і M. sylvest- ris (рис. 2). На відміну від цих видів з широким адапта- ційним потенціалом при аналізі справжніх водних рослин T. natans і V. spiralis білка Hsp70 не було виявлено ні за нормальних умов, ні за умов водного і теплового стресів. Причини цього поки що не зрозумілі та потребують по- дальшого дослідження. Проте слід підкресли- ти, що обидва види не є стійкими до водного стресу, що може бути пов’язано, зокрема, з від- сутністю чи дуже низьким рівнем (за межами чутливості методу) синтезу Hsp70. Хоча ін- дукція синтезу цього стресового білка є одним з універсальних компонентів стрес-реакції та основою стійкості до несприятливих змін до- вкілля, в окремих видах цей процес редукова- ний або не детектується. Такий феномен відо- мий для ряду спеціалізованих і ендемічних видів тварин, які в процесі еволюції пристосу- валися до певної екологічної ніші [6, 17, 18]. ВИСНОВКИ Експериментально доведено, що рівень білка Hsp70 в органах рослин (зокрема, в листках) може бути інтегральним показником стану та діапазону стійкості рослин при дії комплексу несприятливих екологічних факторів. Відсут- ність індукції Hsp70 за стресових умов у пев- них видів може слугувати сигналом щодо обме- женої здатності цих видів пристосовуватись до змін довкілля і вузької спеціалізації до певної екологічної ніші, що може бути визначальним при обґрунтуванні необхідності їх охорони. В результаті виконаного проекту був розро- блений метод, призначений для оцінки стану рослин природних угруповань. Даний метод можна рекомендувати для лабораторного мо- ніторингу стану навколишнього середовища су б’єктів довкілля. Метод також може бути за- стосований при тестуванні інтродукованих рослин і сільськогосподарських культур. Автори статті щиро вдячні завідуючому від- ділу нових культур Національного ботанічного саду ім. М.Г. Гришка НАН України д-ру біолог. наук. Д.Б. Рахметову і куратору водної оран- жереї Ботанічного саду ім. акад. О.В. Фоміна ННЦ «Інститут біології» Київського націона- ль ного університету ім. Тараса Шевченка канд. біолог. наук Т.П. Мазур за надані для аналізу рослини. ЛІТЕРАТУРА 1. Kozeko L. Hsp70 level in Sium latifolium leaves in dif- ferent water environments // Abstr. book PISA conf. 2008 «Responses of plants to environmental stresses» (12—18 May 2008, Elena, Bulgaria). — P. 43. 2. Kozeko L., Ovcharenko Yu., Kordyum E. Alcohol de hyd- ro genase expression in aerial-aquatic plants in response to different water environment // Adv. Agricultural Sci. Problem, 2008. — 524. — P. 167—171. 78 ISSN 1815-2066. Science and Innovation. T. 7, № 5, 2011 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України 3. Sanders B.M. Stress proteins in aquatic organisms: an environmental perspective // Critical Reviews in To xi- co logy. — 1993. — 23, № 1. — P. 49—75. 4. Werner I., Hinton D.E. Field validation of hsp70 stress pro- teins as biomarkers in Asian clam (Potamocorbula amu- rensis): is down regulation an indicator of stress? // Bi- omarkers. — 1999. — 4, № 6. — P. 473—484. 5. Mukhopadhyay I., Nazir A., Saxena D.K., Chowdhuri K.D. Heat shock response: hsp70 in environmental monito- ring // J. Biochem. Mol. Toxicology. — 2003. — 17, № 5. — P. 249—254. 6. Тимофеев М.А., Шатилина Ж.М., Бедулина Д.С. и др. Осо бенности применения белков теплового шока в ка- честве стресс-маркеров у водных организмов на при- мере байкальских эндемичных амфипод // Прикл. био- хим. микробиол. — 2008. — 44, № 3. — С. 343—346. 7. Ireland H.E., Harding S.J., Bonwick G.A., et al. Evaluation of heat shock protein 70 as a biomarker of environmental stress in Fucus serratus and Lemna minor // Biomarkers. — 2004. — 9, № 2. — P. 139—155. 8. Vierling E. The roles of heat shock proteins in plants // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. — 1991. — 42. — P. 579—620. 9. Маргулис Б.А., Гужова И.В. Белки стресса в эука рио- ти ческой клетке // Цитология. — 2000. — 42, № 4. — С. 323—342. 10. Pelham H.R.B. Speculations on the function of major he- at shock and glucose-regulated proteins // 1986. — 46. — P. 959—961. 11. Guy C.L., Li Q.B. The organization and evolution of the spinach stress 70 molecular chaperone gene family // Plant Cell. — 1998. — 10, № 4. — P. 539—556. 12. Nam M.H., Heo E.J., Kim J.Y., et al. Proteome analysis of the responses of Panax ginseng C.A. Meyer leaves to high light: use of electrospray ionization quadrupole-time of flight mass spectrometry and expressed sequence tag da - ta // Proteomics. — 2003. — 3, № 12. — P. 2351—2367. 13. Zou J., Liu A., Chen X., et al. Expression analysis of nine rice heat shock protein genes under abiotic stresses and ABA treatment // J. Plant Physiol. — 2009. — 166, № 8. — P. 851—861. 14. Юрина Н.П. Устойчивость к окислительному стрессу у зеленых водорослей: корреляция с содержанием HSP70B / шаперона хлоропластов // Растение и стресс: Тез. докл. Всероссийского симп. (Москва, Россия, 9—12 ноября 2010). — М., 2010. — С. 404. 15. Козеко Л.Е. Количественные изменения белков теп ло- вого шока Hsp70 и Hsp90 в реакции проростков горо- ха на кратковременное действие гипергравитации // Доповіді НАН України. — 2009. — № 1. — С. 140—143. 16. Banti V., Loreti E., Novi G., et al. Heat acclimation and cross-tolerance against anoxia in Arabidopsis // Plant, Cell and Environment. — 2008. — 31. — P. 1029—1037. 17. Brennecke T., Gellner K., Bosch T.C.G. The lack of a stress response in Hydra oligactis is due to reduced hsp70 mRNA stability // Eur. J. Biochem. — 1998. — 255, № 3. — P. 703—709. 18. Hofmann G.E., Buckley B.A., Airaksinen S., et al. Heat- shock protein expression is absent in the Antarctic fish Trematomus bernacchii (Family Nototheniidae) // J. Exp. Biol. — 2000. — 203, № 15. — P. 2331—2339. Є.Л. Кордюм, Я.П. Дідух, Л.Є. Козеко, О.А. Артеменко, В.А. Заславський, А.Я. Дідух РАЗРАБОТКА И ПОДГОТОВКА К ВНЕДРЕНИЮ МЕТОДА ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ В НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ Отработан метод оценки состояния растений, расту- щих в неблагоприятных природных условиях. Показано, что уровень белка теплового шока Hsp70 в органах рас- тений (в частности, в листьях) может служить интег- ральным показателем состояния и диапазона стойкости растений под действием неблагоприятных экологичес- ких факторов. Подготовлены методические рекоменда- ции по использованию белка теплового шока Hsp70 для мониторинга растений природных сообществ, интроду- цированных растений и сельскохозяйственных культур. Ключевые слова: белок теплового шока 70 кДа, био- маркер, стресс, растение, мониторинг. Ye.L. Kordyum, Ya.P. Didukh, L.Ye. Kozeko, O.A. Artemenko, V.A. Zaslavsky, A.Ya. Didukh DEVELOPMENT AND INTRODUCTION OF THE TECHNIQUE FOR ASSESSMENT OF PLANT CONDITION IN ADVERSE ENVIRONMENT The technique for estimation of plant condition in unfa- vorable environment using Western-blot-analysis of the heat shock protein 70 kDa (Hsp70) has been developed. It was shown that Hsp70 level in plant organs (particularly, leaves) can be an integral indicator of plant state and toler- ance range under the influence of unfavorable ecological fac- tors. Practical recommendations on Hsp70 use in monitor- ing of plant natural associations as well as introduced plants and agricultural crops, has been prepared. Key words: 70 kDa heat shock protien, biomarker, stress, plant, monitoring. Стаття надійшла до редакції 01.04.11

Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих природних умовах

Репозитарії

Схожі ресурси