Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу
Досліджували вплив теплового стресу на активність пероксидази у проростках кукурудзи. Встановлено, що максимальне її підвищення спостерігається в умовах жорсткого теплового стресу (44 °С), тоді як в умовах помірного теплового стресу (37 °С) ефект був менш виражений. Зростання загальної активності пе...
Saved in:
| Published in: | Физиология и биохимия культурных растений |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30253 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу / Р.Ю. Пиріжок, Р.А. Волков, І.І. Панчук // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 1. — С. 44-49. — Бібліогр.: 30 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860265563054407680 |
|---|---|
| author | Пиріжок, Р.Ю. Волков, Р.А. Панчук, І.І. |
| author_facet | Пиріжок, Р.Ю. Волков, Р.А. Панчук, І.І. |
| citation_txt | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу / Р.Ю. Пиріжок, Р.А. Волков, І.І. Панчук // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 1. — С. 44-49. — Бібліогр.: 30 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физиология и биохимия культурных растений |
| description | Досліджували вплив теплового стресу на активність пероксидази у проростках кукурудзи. Встановлено, що максимальне її підвищення спостерігається в умовах жорсткого теплового стресу (44 °С), тоді як в умовах помірного теплового стресу (37 °С) ефект був менш виражений. Зростання загальної активності пероксидази корелює зі змінами інтенсивності електрофоретичних смуг кількох ізоферментів. Отримані дані вказують на залучення пероксидази до відповіді на тепловий стрес.
Исследовали влияние теплового стресса на активность пероксидазы в проростках кукурузы. Установлено, что максимальное ее повышение наблюдается в условиях жесткого теплового стресса (44 °С), в то время как в условиях умеренного теплового стресса (37 °С) эффект был выражен слабо. Увеличение общей активности пероксидазы коррелирует с изменениями интенсивности электрофоретических полос некоторых изоферментов. Полученные результаты указывают на вовлечение пероксидазы в ответ на действие теплового стресса.
Heat stress results in increase of peroxidase activity in maize seedlings. The maximum effect was observed upon severe heat treatment at 44 °C whereas upon moderate heat stress at 37°C the effect was less pronounced. The increase of total peroxidase activity correlates with the changes of the intensity of electrophoretic bands of several isoenzymes. The data demonstrate involvement of peroxidase in heat shock response.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:00:23Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÔÈÇÈÎËÎÃÈß È ÁÈÎÕÈÌÈß ÊÓËÜÒ. ÐÀÑÒÅÍÈÉ. 2009. Ò. 41. ¹ 1
ÓÄÊ 577.25:58
ÀÊÒÈÂÍIÑÒÜ ÏÅÐÎÊÑÈÄÀÇÈ ÏÐÎÐÎÑÒÊIÂ ÊÓÊÓÐÓÄÇÈ
 ÓÌÎÂÀÕ ÒÅÏËÎÂÎÃÎ ÑÒÐÅÑÓ
Ð.Þ. ÏÈÐIÆÎÊ, Ð.À. ÂÎËÊÎÂ, I.I. ÏÀÍ×ÓÊ
×åðí³âåöüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ Þð³ÿ Ôåäüêîâè÷à
58012 ×åðí³âö³, âóë. Êîöþáèíñüêîãî, 2
Äîñë³äæóâàëè âïëèâ òåïëîâîãî ñòðåñó íà àêòèâí³ñòü ïåðîêñèäàçè ó ïðîðîñòêàõ
êóêóðóäçè. Âñòàíîâëåíî, ùî ìàêñèìàëüíå ¿¿ ï³äâèùåííÿ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â óìî-
âàõ æîðñòêîãî òåïëîâîãî ñòðåñó (44 °Ñ), òîä³ ÿê â óìîâàõ ïîì³ðíîãî òåïëîâîãî
ñòðåñó (37 °Ñ) åôåêò áóâ ìåíø âèðàæåíèé. Çðîñòàííÿ çàãàëüíî¿ àêòèâíîñò³ ïåðîê-
ñèäàçè êîðåëþº ç³ çì³íàìè ³íòåíñèâíîñò³ åëåêòðîôîðåòè÷íèõ ñìóã ê³ëüêîõ ³çî-
ôåðìåíò³â. Îòðèìàí³ äàí³ âêàçóþòü íà çàëó÷åííÿ ïåðîêñèäàçè äî â³äïîâ³ä³ íà
òåïëîâèé ñòðåñ.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: Zea mays L., ïåðîêñèäàçà, òåïëîâèé ñòðåñ.
Àêòèâí³ ôîðìè êèñíþ (ÀÔÊ) ïîñò³éíî ãåíåðóþòüñÿ ó õëîðîïëàñòàõ,
ì³òîõîíäð³ÿõ, ì³êðîñîìàõ òà ïëàçìàòè÷í³é ìåìáðàí³ ðîñëèííî¿ êë³òèíè
çà íîðìàëüíèõ óìîâ, ïðîòå ¿õ ð³âåíü ³ñòîòíî çðîñòຠçà ñòðåñîâèõ âïëèâ³â
[16, 20, 23]. Öå ïîâ’ÿçàíî ç ïîðóøåííÿì ïåðåíåñåííÿ åëåêòðîí³â ó åëåê-
òðîíòðàíñïîðòíèõ ëàíöþãàõ õëîðîïëàñò³â ³ ì³òîõîíäð³é [9, 18, 26]. Çîê-
ðåìà, òåïëîâèé ñòðåñ ïðèçâîäèòü äî çðîñòàííÿ âíóòð³øíüîêë³òèííîãî
ð³âíÿ ïåðîêñèäó âîäíþ, ÿêèé çäàòíèé ïîøêîäæóâàòè ìàêðîìîëåêóëè òà
ë³ï³äè, àëå âîäíî÷àñ º ñèãíàëüíîþ ìîëåêóëîþ â àêòèâàö³¿ ñòðåñîâî¿
â³äïîâ³ä³ êë³òèíè [13, 26, 29]. гâåíü ÀÔÊ ó êë³òèí³ êîíòðîëþºòüñÿ àí-
òèîêñèäàíòíèìè ñèñòåìàìè, ÿê³ âêëþ÷àþòü íèçüêîìîëåêóëÿðí³ àíòèîê-
ñèäàíòè é àíòèîêñèäàíòí³ ôåðìåíòè [17]. Çîêðåìà, ó ðîçùåïëåíí³ ïå-
ðîêñèäó âîäíþ áåðóòü ó÷àñòü êàòàëàçè, àñêîðáàòïåðîêñèäàçè (ÀÐÕ) ³
ïåðîêñèäàçè êëàñó III (POD), àáî òàê çâàí³ «êëàñè÷í³» ïåðîêñèäàçè ðîñ-
ëèí [15, 17, 24, 27].
Ó íàøèõ ïîïåðåäí³õ äîñë³äæåííÿõ áóëî äîâåäåíî àêòèâàö³þ àñêîð-
áàòïåðîêñèäàçíî¿ ñèñòåìè çà óìîâ òåïëîâîãî ñòðåñó [22, 29], ïðîòå ðîëü
POD ó â³äïîâ³ä³ ðîñëèí íà òåïëîâèé ñòðåñ âñå ùå çàëèøàºòüñÿ íåç’ÿñî-
âàíîþ. Öÿ ãðóïà ïåðîêñèäàç êîäóºòüñÿ âåëèêîþ ê³ëüê³ñòþ ãåí³â, ÿêà ñòà-
íîâèòü ùîíàéìåíøå 73 ãåíè â Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. òa 138 ãåí³â
ó Orysa sativa L., ïðîäóêòè åêñïðåñ³¿ ÿêèõ âèÿâëåíî â öèòîçîë³, âàêóîëÿõ,
àïîïëàñò³, êë³òèíí³é ñò³íö³ [27]. Òàêîæ ÷èñëåíí³ ãåíè POD çíàéäåíî â
Glycine max (L.) Merr. òa Solanum tuberosum L. [14]. POD êàòàë³çóþòü äâî-
åëåêòðîííå â³äíîâëåííÿ Í2Î2, âèêîðèñòîâóþ÷è ÿê äîíîð åëåêòðîí³â
ð³çíîìàí³òí³ ñïîëóêè [1, 17]. Âîíè çàä³ÿí³ ó ìåòàáîë³çì³ àóêñèí³â, îêèñ-
íî-â³äíîâíèõ ïðîöåñàõ íà ïëàçìàòè÷íèõ ìåìáðàíàõ, ìîäèô³êàö³¿ êë³òèí-
íèõ ñò³íîê (ë³ãí³ô³êàö³¿ é ñóáåðèí³çàö³¿) [6, 14, 15, 27]. Içîïåðîêñèäàçè
ñïåöèô³÷íî åêñïðåñóþòüñÿ â ð³çíèõ òêàíèíàõ òà îðãàíàõ ðîñëèí; ¿õ åêñ-
© Ð.Þ. ÏÈвÆÎÊ, Ð.À. ÂÎËÊÎÂ, ².². ÏÀÍ×ÓÊ, 2009
44
ïðåñ³ÿ çì³íþºòüñÿ â îíòîãåíåç³ [19]. Àêòèâí³ñòü ³ õàðàêòåð åêñïðåñ³¿ îê-
ðåìèõ POD çì³íþþòüñÿ ó çëàê³â çà 䳿 íèçüêèõ òåìïåðàòóð [2, 3, 7, 8], çà
àäàïòàö³¿ âèíîãðàäó äî óìîâ ïåðåçèì³âë³ [5], à òàêîæ ó Olea sp. â óìîâàõ
âîäíîãî ñòðåñó [25].
Ìåòîþ íàøî¿ ðîáîòè áóëî ç’ÿñóâàííÿ ó÷àñò³ ïåðîêñèäàç ó ðåàêö³¿
ïðîðîñòê³â êóêóðóäçè (Zea mays L.) íà òåïëîâèé ñòðåñ.
Ìåòîäèêà
Îá’ºêòîì äîñë³äæåíü áóëè ïðîðîñòêè Zea mays L. ã³áðèäà Ìîëäàâñüêèé
450. Íàñ³ííÿ ïðîðîùóâàëè ó òåðìîñòàò³ ïðîòÿãîì 72 ãîä çà 25 °Ñ. Ïîò³ì
ïðîðîñòêè âèñàäæóâàëè â ïåðë³ò ³ ïåðåíîñèëè â êë³ìàòè÷íó êàìåðó, äå
âèðîùóâàëè çà 22 °Ñ, â³äíîñíî¿ âîëîãîñò³ ïîâ³òðÿ 60—70 % â óìîâàõ 16-
ãîäèííîãî ñâ³òëîâîãî äíÿ.
Ðîñëèíè íà ñòà䳿 îäíîãî ëèñòêà ï³ääàâàëè òåïëîâîìó ñòðåñó. Ñòðåñ
ïðîâîäèëè â ³íêóáàö³éíîìó áóôåð³, ùî ì³ñòèâ 1 ìÌ K-ôîñôàòíèé áóôåð
(ðÍ 6,0) òà 1 %-íó öóêðîçó [22]. Îáðîáêó çä³éñíþâàëè ó òåìðÿâ³ ïðîòÿ-
ãîì 2 ³ 4 ãîä çà 22, 37 àáî 44 °Ñ. Äëÿ âèâ÷åííÿ ïðîöåñ³â, ùî â³äáóâàþòü-
ñÿ ó ôàçó ï³ñëÿñòðåñîâî¿ ðåïàðàö³¿, ÷åðåç 2 ãîä ï³ñëÿ ïî÷àòêó ñòðåñîâî¿
îáðîáêè çðàçêè ïåðåíîñèëè â êàìåðó, äå ï³äòðèìóâàëàñü ê³ìíàòíà òåìïå-
ðàòóðà, ³ ïðîäîâæóâàëè ³íêóáàö³þ ùå 2 ãîä.
Äëÿ åêñòðàêö³¿ á³ëê³â âèêîðèñòîâóâàëè áóôåð, ùî ì³ñòèâ 50 ìÌ Na-
ôîñôàòíèé áóôåð (ðÍ 7,0), 10 %-é ãë³öåðîë, 1 ìÌ àñêîðá³íîâó êèñëîòó.
Äî 200 ìêë îõîëîäæåíîãî áóôåðà äîäàâàëè 100 ìã çàìîðîæåíèõ ëèñòê³â,
öåíòðèôóãóâàëè 10 õâ çà 15 000 g òà òåìïåðàòóðè +4 °Ñ, â³äáèðàëè íàä-
îñàäîâó ð³äèíó ³ çáåð³ãàëè íà ëüîäó äî âèçíà÷åííÿ àêòèâíîñò³ POD. Ïðè
çáåð³ãàíí³ íà ëüîäó àêòèâí³ñòü ôåðìåíòó íå çì³íþâàëàñü ïðîòÿãîì ùî-
íàéìåíøå 2 ãîä.
Çàãàëüíó àêòèâí³ñòü ÐÎD âèçíà÷àëè ñïåêòðîôîòîìåòðè÷íî âèì³ðþ-
âàííÿì çì³íè îïòè÷íî¿ ãóñòèíè ïðîáè çà =440 íì. Ðåàêö³éíà ïðîáà
ñêëàäàëàñÿ ç 25 ìêë á³ëêîâîãî åêñòðàêòó òà 1 ìë ðåàêö³éíîãî áóôåðó, ùî
ì³ñòèâ 50 ìÌ Ê, Na-ôîñôàòíèé áóôåð (ðÍ 5,4), 5 ìÌ áåíçèäèí, 0,2 %-é
Í2Î2. Îïòèìàëüíå çíà÷åííÿ ðÍ áóëî âñòàíîâëåíå ó ïîïåðåäí³õ åêñïåðè-
ìåíòàõ. Àêòèâí³ñòü ôåðìåíòó âèðàæàëè ÿê çì³íó îïòè÷íî¿ ãóñòèíè íà
1 ìã á³ëêà â ïðîá³ çà 1 õâ. ʳëüê³ñòü á³ëêà ó íàäîñàäîâ³é ð³äèí³ âèçíà÷à-
ëè ñïåêòðîôîòîìåòðè÷íî çà ìåòîäîì Áðåäôîðäà [12]. Îòðèìàí³ ðåçóëü-
òàòè îáðîáëåíî ñòàòèñòè÷íî [4].
Içîôåðìåíòí³ ñïåêòðè ÐÎD âèçíà÷àëè ìåòîäîì åëåêòðîôîðåçó â íà-
òèâíèõ óìîâàõ ó 10 %-ìó ÏÀÀÃ [5]. Â îäíó ëóíêó ãåëþ âíîñèëè 10—12
ìêã á³ëêà. Äëÿ âèÿâëåííÿ ³çîôîðì ÐÎD ãåëü ³íêóáóâàëè â îõîëîäæåíîìó
5 ìÌ ðîç÷èí³ áåíçèäèíó â Na-àöåòàòíîìó áóôåð³ (ðÍ 5,4) ïðîòÿãîì 10 õâ,
ïðîìèâàëè äèñòèëüîâàíîþ âîäîþ ³ âèòðèìóâàëè â 0,02 %-ìó ðîç÷èí³
Í2Î2 äî ïîÿâè ñèíüîãî çàáàðâëåííÿ.
Ðåçóëüòàòè òà îáãîâîðåííÿ
Àêòèâí³ñòü ÐÎD çà 䳿 òåìïåðàòóðíîãî ñòðåñó. Iíêóáàö³ÿ ðîñëèí êóêó-
ðóäçè â óìîâàõ æîðñòêîãî òåïëîâîãî ñòðåñó (44 °Ñ) ïðîòÿãîì 2 ãîä ïðè-
çâîäèëà äî çðîñòàííÿ àêòèâíîñò³ ÐÎD ïðèáëèçíî íà 60 % ïîð³âíÿíî ç
êîíòðîëüíèìè ðîñëèíàìè, ÿê³ ³íêóáóâàëè çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè
(ðèñ. 1). ³ðîã³äíå çá³ëüøåííÿ àêòèâíîñò³ ÐÎD ñïîñòåð³ãàëîñü ³ ÷åðåç
4 ãîä, ïðîòå âîíî ñòàíîâèëî ëèøå 24 % ïîð³âíÿíî ç êîíòðîëåì. Öå ìîæ-
45
ÀÊÒÈÂÍÎÑÒÜ ÏÅÐÎÊÑÈÄÀÇÛ ÏÐÎÐÎÑÒÊÎÂ ÊÓÊÓÐÓÇÛ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
íà ïîÿñíèòè ÷àñòêîâîþ òåìïåðàòóðíîþ äåíàòóðàö³ºþ ôåðìåíòó ³ çíè-
æåííÿì éîãî àêòèâíîñò³ â óìîâàõ òðèâàëî¿ ñòðåñîâî¿ îáðîáêè. ³äíîñíå
çíèæåííÿ àêòèâíîñò³ ÐÎD ñïîñòåð³ãàëè ³ â ïîñòñòðåñîâó ôàçó, òîáòî
ï³ñëÿ ïåðåíåñåííÿ ðîñëèí, ÿê³ ³íêóáóâàëè çà 44 °Ñ, ó êàìåðó ç ê³ìíàòíîþ
òåìïåðàòóðîþ. Îòæå, çá³ëüøåííÿ àêòèâíîñò³ ÐÎD çà 䳿 æîðñòêîãî òåì-
ïåðàòóðíîãî ñòðåñó ìຠòèì÷àñîâèé õàðàêòåð.
Iíêóáàö³ÿ ðîñëèí êóêóðóäçè çà 37 °Ñ ïðèâîäèëà äî çðîñòàííÿ àêòèâ-
íîñò³ ÐÎD íà 6 % ÷åðåç 2 ãîä òà ¿¿ çíèæåííÿ íà 11 % ÷åðåç 4 ãîä ïîð³âíÿ-
íî ç â³äïîâ³äíèìè êîíòðîëÿìè. Îòæå, íà â³äì³íó â³ä ðîñëèí, ÿê³ çàçíà-
âàëè íàãð³âàííÿ äî 44 °Ñ, ïîì³ðíèé òåïëîâèé ñòðåñ íå âèêëèêàâ ³ñòîòíèõ
çì³í àêòèâíîñò³ ÐÎD.
Ñë³ä òàêîæ çàçíà÷èòè, ùî â êîíòðîëüíèõ ðîñëèí êóêóðóäçè, ÿê³
³íêóáóâàëè â áóôåð³ çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè, ìàëî ì³ñöå â³ðîã³äíå
ï³äâèùåííÿ àêòèâíîñò³ ÐÎD ïîð³âíÿíî ç ³íòàêòíèìè ðîñëèíàìè — íà 20
òà íà 11 % â³äïîâ³äíî ï³ñëÿ 2- ³ 4-ãîäèííî¿ åêñïîçèö³¿ (äèâ. ðèñ. 1). Öåé
ôàêò ìîæå áóòè ïîâ’ÿçàíèé ç³ çì³íàìè ô³ç³îëîã³÷íîãî ñòàíó âíàñë³äîê
ïåðåíåñåííÿ ðîñëèí ó òåìðÿâó òà ¿õ ìåõàí³÷íîãî òðàâìóâàííÿ ï³ä ÷àñ çà-
íóðåííÿ â áóôåð. Âèÿâëåíî, ùî â òþòþíó òðàíñêðèïòè äåÿêèõ ÐÎD
øâèäêî ³ ñèñòåìàòè÷íî àêóìóëþþòüñÿ ï³ñëÿ òðàâìóâàííÿ [15]. Êð³ì öüî-
ãî, ³íêóáàö³ÿ â áóôåðíîìó ðîç÷èí³ ìîæå âèêëèêàòè ïîì³ðíó ã³ïîêñ³þ,
ÿêà, ó ñâîþ ÷åðãó, ñóïðîâîäæóºòüñÿ çðîñòàííÿì ïðîäóêö³¿ ÀÔÊ [11, 28].
Âèâ÷åííÿ ³çîôåðìåíòíîãî ñïåêòðà ÐÎD. Çàñòîñóâàííÿ åëåêòðîôîðå-
çó â íàòèâíîìó ãåë³ ç ïîäàëüøèì ã³ñòîõ³ì³÷íèì âèçíà÷åííÿì àêòèâíîñò³
ÐÎD äàëî çìîãó âèÿâèòè 18 ³çîôîðì ÐÎD (ðèñ. 2). ³äîìî, ùî ÐÎD
ïðåäñòàâëåíà ó êë³òèí³ êèñëèìè, íåéòðàëüíèìè ³ ëóæíèìè ³çîôîðìàìè.
Çà äîïîìîãîþ çàñòîñîâàíî¿ ãåëåâî¿ ñèñòåìè ìè ðîçä³ëèëè êèñë³ é íåéò-
ðàëüí³ ³çîôîðìè ÐÎD, ÿê³ ì³ãðóþòü äî àíîäà, òîä³ ÿê ëóæí³ ³çîôîðìè ìà-
þòü ðóõàòèñü äî êàòîäà, òîáòî íå âõîäÿòü ó ãåëü.
Ïîð³âíÿííÿ îòðèìàíèõ íàáîð³â ñìóã ïîêàçàëî, ùî ó ðîñëèí, ³íêó-
áîâàíèõ çà 44 °Ñ, ³íòåíñèâí³ñòü ê³ëüêîõ ñìóã ñåðåäíüî¿ ³ ìàëî¿ ðóõëèâîñò³
çðîñòàº. Iíêóáàö³ÿ çà 37 °Ñ òà çà ê³ìíàòíî¿ òåìïåðàòóðè ïðèçâîäèòü äî
îñëàáëåííÿ ³íòåíñèâíîñò³ ê³ëüêîõ ñìóã ïîð³âíÿíî ç ³íòàêòíèìè ðîñëèíà-
ìè. Çàãàëîì îòðèìàíà êàðòèíà ï³äòâåðäæóº äàí³ ç âèçíà÷åííÿ çàãàëüíî¿
àêòèâíîñò³ ÐÎD, äå ìàêñèìàëüíèé åôåêò òàêîæ ñïîñòåð³ãàâñÿ çà 䳿 æîð-
ñòêîãî ñòðåñó.
Ó íàøèõ ïîïåðåäí³õ äîñë³äæåííÿõ áóëî âñòàíîâëåíî, ùî ïîì³ðíèé
òåïëîâèé ñòðåñ çà 37 °Ñ íå çì³íþº çàãàëüíó àêòèâí³ñòü ÀÐÕ ó A. thaliana.
46
Ð.Þ. ÏÛÐÈÆÎÊ, Ð.À. ÂÎËÊÎÂ, È.È. ÏÀÍ×ÓÊ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
Ðèñ. 1. Àêòèâí³ñòü ïåðîêñèäàçè ïðîðîñòê³â êóêóðóäçè (Zea mays L.) çà 䳿 òåïëîâîãî ñòðåñó:
1 — ³íòàêòí³ ðîñëèíè; 2 — 2 ãîä 22 °Ñ; 3 — 2 ãîä 37 °Ñ; 4 — 2 ãîä 44 °Ñ; 5 — 2 ãîä 37 °Ñ + 2 ãîä 22 °Ñ;
6 — 2 ãîä 44 °Ñ + 2 ãîä 22 °Ñ; 7 — 4 ãîä 22 °Ñ; 8 — 4 ãîä 37 °Ñ; 9 — 4 ãîä 44 °Ñ
Ïðîòå öå äîñÿãàºòüñÿ âíàñë³äîê ³íäóêö³¿ òåðìîñòàá³ëüíî¿ ³çîôîðìè ÀÐÕS
íà ôîí³ ïîñòóïîâî¿ ³íàêòèâàö³¿ òåðìîëàá³ëüíî¿ ÀÐÕ1 [22]. Íà â³äì³íó â³ä
37 °Ñ çà 44 °Ñ ÀÐÕ ìàéæå ïîâí³ñòþ ³íàêòèâóºòüñÿ. Îòæå, ìîæíà ïðèïó-
ñòèòè, ùî àêòèâàö³ÿ ÐÎD çà óìîâ æîðñòêîãî òåïëîâîãî ñòðåñó ìîæå êîì-
ïåíñóâàòè âòðàòó àêòèâíîñò³ ÀÐÕ.
Iíäóêö³ÿ ðåàêö³¿ êë³òèíè çà òåïëîâîãî ñòðåñó ðåãóëþºòüñÿ íà òðàíñ-
êðèïö³éíîìó ð³âí³ çà ó÷àñòþ òðàíñêðèïö³éíèõ ôàêòîð³â ³ç ãðóïè ÍSF
(heat shock transcription factors). Çîêðåìà, ó íàøèõ äîñë³äæåííÿõ äîâåäå-
íî, ùî åêñïðåñ³ÿ ãåíà Àðõ2 ó A. thaliana º òåðìî- é HSF-çàëåæíîþ [22].
Òåìïåðàòóðíèé îïòèìóì ñòðåñîâî¿ â³äïîâ³ä³ ñòàíîâèòü áëèçüêî 37 °Ñ,
òîä³ ÿê çà æîðñòêîãî òåïëîâîãî ñòðåñó çà 44 °Ñ ãåíè á³ëê³â òåïëîâîãî øî-
êó âçàãàë³ íå òðàíñêðèáóþòüñÿ [21, 30]. Öå ïîâ’ÿçàíî ç ïîðóøåííÿì
çâ’ÿçóâàííÿ HSF ³ç â³äïîâ³äíèìè ñèãíàëüíèìè ãðóïàìè ó ïðîìîòîðàõ
öèõ ãåí³â [29]. Îòæå, â àêòèâàö³¿ ÐÎD çà 44 °Ñ ìຠáóòè çàä³ÿíèé ³íøèé
ìåõàí³çì, ìîæëèâî ðåãóëÿö³ÿ íà òðàíñêðèïö³éíîìó ð³âí³ çà ó÷àñòþ ³íøèõ
òðàíñêðèïö³éíèõ ôàêòîð³â. Àëüòåðíàòèâíî çðîñòàííÿ àêòèâíîñò³ ÐÎD
ìîæå áóòè ïîâ’ÿçàíå ç ïîñòòðàíñêðèïö³éíèìè ìåõàí³çìàìè. Îñòàòî÷íå
ç’ÿñóâàííÿ öüîãî ïèòàííÿ ïîòðåáóº äîäàòêîâèõ äîñë³äæåíü.
47
ÀÊÒÈÂÍÎÑÒÜ ÏÅÐÎÊÑÈÄÀÇÛ ÏÐÎÐÎÑÒÊÎÂ ÊÓÊÓÐÓÇÛ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
Ðèñ. 2. Içîôåðìåíòí³ ñïåêòðè ïåðîêñèäàçè ïðîðîñòê³â êóêóðóäçè:
1 — ³íòàêòí³ ðîñëèíè; 2 — 2 ãîä 22 °Ñ; 3 — 4 ãîä 22 °Ñ; 4 — 2 ãîä 37 °Ñ; 5 — 2 ãîä 44 °Ñ + 2 ãîä 20 °Ñ;
6 — 4 ãîä 37 °Ñ; 7 — 2 ãîä 44 °Ñ; 8 — 2 ãîä 37 °Ñ + 2 ãîä 20 °Ñ; 9 — 4 ãîä 44 °Ñ.
Ñìóãè, ³íòåíñèâí³ñòü ÿêèõ çà 䳿 æîðñòêîãî òåïëîâîãî ñòðåñó çá³ëüøóºòüñÿ, âêàçàíî ñòð³ëêàìè
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1. Ãàçàðÿí È.Ã., Õóøïóëüÿí Ä.Ì., Òèøêîâ Â.È. Îñîáåííîñòè ñòðóêòóðû è ìåõàíèçìà äåéñò-
âèÿ ïåðîêñèäàç ðàñòåíèé // Óñïåõè áèîë. õèìèè. — 2006. — 46. — Ñ. 303—322.
2. Êàïóñòÿí À.Â., Êó÷åðåíêî Â.Ï., Ïàíþòà Î.Î. Ìóñ³ºíêî Ì.Ì. Àêòèâí³ñòü ïåðîêñèäàçè òà
çì³íà ¿¿ ³çîôåðìåíòíèõ ôîðì çà óìîâ íèçüêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðåñó // Ôèçèîëîãèÿ è
áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. — 2004. — 36, ¹ 1. — Ñ. 55—63.
3. Êó÷åðåíêî Â.Ï., Êàïóñòÿí À.Â. Ôåðìåíò ïåðîêñèäàçà ³ çèìîñò³éê³ñòü ðîñëèí. — Ê.:
Ô³òîñîö³îöåíòð, 2004. — 116 ñ.
4. Ëàêèí Ã.Ô. Áèîìåòðèÿ: Ó÷åá. ïîñîáèå äëÿ áèîë. ñïåö. âóçîâ. — Ì.: Âûñø. øê., 1990. —
352 ñ.
5. Íåãðó Ï.Â., Ìåäâåäåâà Ò.Í. Ýëåêòðîôîðåòè÷åñêèå ñïåêòðû ëåãêîðàñòâîðèìûõ áåëêîâ,
ïåðîêñèäàçû è î-äèôåíîëîêñèäàçû â ñâÿçè ñ çèìîñòîéêîñòüþ âèíîãðàäà // Ôèçèîëîãèÿ
è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. — 1990. — 22, ¹ 5. — Ñ. 469—475.
6. Ñàâè÷ È.Ì. Ïåðîêñèäàçû — ñòðåññîâûå áåëêè ðàñòåíèé // Óñïåõè ñîâðåì. áèîëîãèè. —
1989. — 107, ¹ 3. — Ñ. 406—417.
7. Ñàâè÷ È.Ì., Òàæèáàåâà Ë.Ò., Ïåðóàíñêèé Þ.Â. Óäåëüíàÿ àêòèâíîñòü èçîïåðîêñèäàç
ïðîðîñòêîâ êóêóðóçû è ïøåíèöû â óñëîâèÿõ òåìïåðàòóðíîãî ñòðåññà // Ôèçèîëîãèÿ è
áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. — 1988. — 20, ¹ 2. — Ñ. 128—133.
8. Ôàéçóëëèí À.Ä., Ëóêìàíîâà Ð.Ñ. Èçìåíåíèå èçîôåðìåíòíîãî ñîñòàâà ïåðîêñèäàçû â óç-
ëàõ êóùåíèÿ îçèìîé ðæè â ïåðèîä îñåííåãî çàêàëèâàíèÿ è ïåðåçèìîâêè // Òàì æå. —
1987. — 19, ¹ 5. — Ñ. 444—448.
9. Apel K., Hirt H. Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress, and signal transduc-
tion // Annu. Rev. Plant Biol. — 2004. — 55. — P. 373—399.
10. Asada K., Takahashi M. Production and scavenging of active oxygen in photosynthesis //
Photoinhibition / D.J. Kyle, C.B. Osmond, C.J. Arntzen (eds). — Amsterdam: Elsevier,
1987. — P. 227—287.
11. Blokhina O., Chirkova T., Fagerstedt K. Anoxic stress leads to hydrogen peroxide formation in
plant cells // J. Exp. Bot. — 2001. — 52, N 359. — P. 1179—1190.
12. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of
protein utilizing the principle of protein-dye binding // Analyt. Biochem. — 1976. — 72. —
P. 248—254.
13. Dat J.F., Foyer C.H., Scott I.M. Changes in salicylic acid and antioxidants during induction of
thermotolerance in mustard seedlings // Plant Physiol. — 1998. — 118. — P. 1455—1461.
14. Delannoy E., Marmey P., Jalloul A. et al. Molecular analysis of class III peroxidases from cot-
ton // J. Cotton Sci. — 2006. — 10, N 1. — P. 53—60.
15. Hiraga S., Sasaki K., Ito H. et al. A large family of class III plant peroxidases // Plant Cell
Physiol. — 2001. — 42, N 5. — P. 462—468.
16. Karpinski S., Reynolds B., Karpinska B. et al. The role of hydrogen peroxide and antioxidants
in systemic acclimation to photooxidative stress in Arabidopsis // Plant Responses to
Environmental Stress / M.F. Smallwood, C.M. Calvert, D.J. Bowles (eds.) — Oxford: Bios
Sci. Publ., 1999. — P. 25—32.
17. Mittler R., Vanderauwera S., Gollery M., Breusegem F. Reactive oxygen gene network of
plants // Trends Plant Sci. — 2004. — 9, N 10. — P. 490—498.
18. Moller I.M. Plant mitochondria and oxidative stress: Electron transport, NADPH turnover,
and metabolism of reactive oxygen species // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. —
2001. — 52. — P. 561—591.
19. Nair A.R., Showalter A.M. Purification and characterization of a wound-inducible cell wall
cationic peroxidase from carrot roots // Biochem. Biophys. Res. Comm. —1996. — 226. —
P. 254—260.
20. O’Kane D., Gill V., Boyd P., Burdon R. Chilling, oxidative stress and antioxidant responses in
Arabidopsis thaliana callus // Planta. — 1996. — 198. — P. 371—377.
21. Panchuk I., Pyrizhok R., Volkov R. Engineering of new plants cultivars with improved abiotic
stress tolerance // Ann. Suceava Univ. — 2007. — 6, N 1. — P. 25—35.
22. Panchuk I., Volkov R., Schoffl F. Heat stress- and heat shock transcription factor-dependent
expression and activity of ascorbate peroxidase in Arabidopsis // Plant Physiol. — 2002. — 129,
N 6. — P. 838—853.
23. Sairam R.K., Tyagi A. Physiology and molecular biology of salinity stress tolerance in plants //
Curr. Sci. — 2004. — 86. — P. 407—421.
24. Shigeoka S., Ishikawa T., Tamoi M. et al. Regulation and function of ascorbate peroxidase
isoenzymes // J. Exp. Bot. — 2002. — 53, N 372. — P. 1305—1319.
25. Sofo A., Dichio B., Xiloyannis C., Masia A. Antioxidant defenses in olive trees during drought
stress: changes in activity of some antioxidant enzymes // Functional Plant Biol. — 2005. —
32, N 1. — P. 45—53.
26. Suzuki N., Mittler R. Reactive oxygen species and temperature stress: A delicate balance
between signalling and destruction // Physiol. Plant. — 2006. — 126, N 1. — P. 45—51.
48
Ð.Þ. ÏÛÐÈÆÎÊ, Ð.À. ÂÎËÊÎÂ, È.È. ÏÀÍ×ÓÊ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
27. Tognolli M., Penel C., Greppin H., Simon P. Analysis and expression of the class III peroxi-
dase large gene family in Arabidopsis thaliana // Gene. — 2002. — 288, N 1. — P. 129—138.
28. Turrens J.F. Mitochondrial formation of reactive oxygen species // J. Physiol. — 2003. — 552,
N 2. — P. 335—344.
29. Volkov R.A., Panchuk I.I., Mullineaux F.M., Schoffl F. Heat stress-induced H2O2 is required
for effective expression of heat shock genes in Arabidopsis // Plant Mol. Biol. — 2006. — 61,
N 4—5. — P. 733—746.
30. Volkov R.A., Panchuk I.I., Schoffl F. Heat stress-dependency and developmental modulation
of gene expression: the potential of hause-keeping genes as internal standarts in mRNA expres-
sion profiling using real-time RT-PCR // J. Exp. Bot. — 2003. — 54, N 391. — P. 2343—
2349.
Îòðèìàíî 02.06.2008
ÀÊÒÈÂÍÎÑÒÜ ÏÅÐÎÊÑÈÄÀÇÛ ÏÐÎÐÎÑÒÊÎÂ ÊÓÊÓÐÓÇÛ Â ÓÑËÎÂÈßÕ
ÒÅÏËÎÂÎÃÎ ÑÒÐÅÑÑÀ
Ð.Þ. Ïûðèæîê, Ð.À. Âîëêîâ, È.È. Ïàí÷óê
×åðíîâåöêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èìåíè Þðèÿ Ôåäüêîâè÷à
Èññëåäîâàëè âëèÿíèå òåïëîâîãî ñòðåññà íà àêòèâíîñòü ïåðîêñèäàçû â ïðîðîñòêàõ êóêóðó-
çû. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ìàêñèìàëüíîå åå ïîâûøåíèå íàáëþäàåòñÿ â óñëîâèÿõ æåñòêîãî òåï-
ëîâîãî ñòðåññà (44 °Ñ), â òî âðåìÿ êàê â óñëîâèÿõ óìåðåííîãî òåïëîâîãî ñòðåññà (37 °Ñ) ýô-
ôåêò áûë âûðàæåí ñëàáî. Óâåëè÷åíèå îáùåé àêòèâíîñòè ïåðîêñèäàçû êîððåëèðóåò ñ
èçìåíåíèÿìè èíòåíñèâíîñòè ýëåêòðîôîðåòè÷åñêèõ ïîëîñ íåêîòîðûõ èçîôåðìåíòîâ. Ïîëó-
÷åííûå ðåçóëüòàòû óêàçûâàþò íà âîâëå÷åíèå ïåðîêñèäàçû â îòâåò íà äåéñòâèå òåïëîâîãî
ñòðåññà.
PEROXIDASE ACTIVITY IN MAIZE SEEDLINGS UPON HEAT STRESS
R.Yu. Pyrizhok, R.A. Volkov, I.I. Panchuk
Yu. Fedkovich Chernivtsy National University
2 Kotsubynskogo St., Chernivtsy, 58012, Ukraine
Heat stress results in increase of peroxidase activity in maize seedlings. The maximum effect was
observed upon severe heat treatment at 44 °C whereas upon moderate heat stress at 37°C the effect
was less pronounced. The increase of total peroxidase activity correlates with the changes of the
intensity of electrophoretic bands of several isoenzymes. The data demonstrate involvement of per-
oxidase in heat shock response.
Key words: Zea mays L., peroxidase, heat stress.
49
ÀÊÒÈÂÍÎÑÒÜ ÏÅÐÎÊÑÈÄÀÇÛ ÏÐÎÐÎÑÒÊÎÂ ÊÓÊÓÐÓÇÛ
Ôèçèîëîãèÿ è áèîõèìèÿ êóëüò. ðàñòåíèé. 2009. Ò. 41. ¹ 1
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-30253 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0522-9310 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T19:00:23Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пиріжок, Р.Ю. Волков, Р.А. Панчук, І.І. 2012-01-26T17:43:24Z 2012-01-26T17:43:24Z 2009 Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу / Р.Ю. Пиріжок, Р.А. Волков, І.І. Панчук // Физиология и биохимия культурных растений. — 2009. — Т. 41, № 1. — С. 44-49. — Бібліогр.: 30 назв. — укр. 0522-9310 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30253 577.25:58 Досліджували вплив теплового стресу на активність пероксидази у проростках кукурудзи. Встановлено, що максимальне її підвищення спостерігається в умовах жорсткого теплового стресу (44 °С), тоді як в умовах помірного теплового стресу (37 °С) ефект був менш виражений. Зростання загальної активності пероксидази корелює зі змінами інтенсивності електрофоретичних смуг кількох ізоферментів. Отримані дані вказують на залучення пероксидази до відповіді на тепловий стрес. Исследовали влияние теплового стресса на активность пероксидазы в проростках кукурузы. Установлено, что максимальное ее повышение наблюдается в условиях жесткого теплового стресса (44 °С), в то время как в условиях умеренного теплового стресса (37 °С) эффект был выражен слабо. Увеличение общей активности пероксидазы коррелирует с изменениями интенсивности электрофоретических полос некоторых изоферментов. Полученные результаты указывают на вовлечение пероксидазы в ответ на действие теплового стресса. Heat stress results in increase of peroxidase activity in maize seedlings. The maximum effect was observed upon severe heat treatment at 44 °C whereas upon moderate heat stress at 37°C the effect was less pronounced. The increase of total peroxidase activity correlates with the changes of the intensity of electrophoretic bands of several isoenzymes. The data demonstrate involvement of peroxidase in heat shock response. uk Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України Физиология и биохимия культурных растений Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу Активность пероксидазы проростков кукурузы в условиях теплового стресса Peroxidase activity in maize seedlings upon heat stress Article published earlier |
| spellingShingle | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу Пиріжок, Р.Ю. Волков, Р.А. Панчук, І.І. |
| title | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу |
| title_alt | Активность пероксидазы проростков кукурузы в условиях теплового стресса Peroxidase activity in maize seedlings upon heat stress |
| title_full | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу |
| title_fullStr | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу |
| title_full_unstemmed | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу |
| title_short | Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу |
| title_sort | активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30253 |
| work_keys_str_mv | AT pirížokrû aktivnístʹperoksidaziprorostkívkukurudzivumovahteplovogostresu AT volkovra aktivnístʹperoksidaziprorostkívkukurudzivumovahteplovogostresu AT pančukíí aktivnístʹperoksidaziprorostkívkukurudzivumovahteplovogostresu AT pirížokrû aktivnostʹperoksidazyprorostkovkukuruzyvusloviâhteplovogostressa AT volkovra aktivnostʹperoksidazyprorostkovkukuruzyvusloviâhteplovogostressa AT pančukíí aktivnostʹperoksidazyprorostkovkukuruzyvusloviâhteplovogostressa AT pirížokrû peroxidaseactivityinmaizeseedlingsuponheatstress AT volkovra peroxidaseactivityinmaizeseedlingsuponheatstress AT pančukíí peroxidaseactivityinmaizeseedlingsuponheatstress |