Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва
It is shown that the seed lobes of horst chestnut seeds are poorer in the quantitative and qualitative spectra of the total reserve proteins on a polluted region of metallurgical industry.
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5931 |
| 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: | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва / О.М. Вiнниченко, О.В. Колеснiченко, I.П. Григорюк, I.В. Барабанова // Доп. НАН України. — 2008. — № 9. — С. 181-184. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859611510655942656 |
|---|---|
| author | Вінниченко, О.М. Колесніченко, О.В. Григорюк, І.П. Барабанова, І.В. |
| author_facet | Вінниченко, О.М. Колесніченко, О.В. Григорюк, І.П. Барабанова, І.В. |
| citation_txt | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва / О.М. Вiнниченко, О.В. Колеснiченко, I.П. Григорюк, I.В. Барабанова // Доп. НАН України. — 2008. — № 9. — С. 181-184. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | It is shown that the seed lobes of horst chestnut seeds are poorer in the quantitative and qualitative spectra of the total reserve proteins on a polluted region of metallurgical industry.
|
| first_indexed | 2025-11-28T12:47:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
9 • 2008
ЕКОЛОГIЯ
УДК 582.632.2:547.96:58.02
© 2008
О.М. Вiнниченко, О. В. Колеснiченко, член-кореспондент
НАН України I.П. Григорюк, I. В. Барабанова
Гетерогеннiсть запасних бiлкiв насiння гiркокаштана
звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дiї
полютантiв металургiйного виробництва
It is shown that the seed lobes of horst chestnut seeds are poorer in the quantitative and quali-
tative spectra of the total reserve proteins on a polluted region of metallurgical industry.
У механiзмах стiйкостi i адаптацiї рослин гiркокаштана звичайного до промислових забруд-
нювачiв ключову роль вiдiграють запаснi бiлки як iнтегральнi показники перебiгу фiзiоло-
го-бiохiмiчних процесiв у репродуктивних органах. Серед запасних речовин насiння гiрко-
каштана бiлки становлять майже 10%, вуглеводи — 50%. Порiвняно з iншими деревними
декоративними рослинами, гiркокаштан виявляє високу чутливiсть до аерогенних викидiв
коксохiмiчних виробництв та металургiйних заводiв i вiдрiзняється максимальною пило-
затримувальною здатнiстю (1395 мг/м2) [1]. У результатi дiї токсикантiв металургiйних
пiдприємств органiчної (фенольнi сполуки) та неорганiчної природи (сполуки сiрки, вугле-
цю, важкi метали) зменшується перiод цвiтiння, кiлькiсть квiток, суцвiть та продуктивнiсть
плодоношення [2]. Пiд загрозою загибелi знаходяться рослини форм гiркокаштана звичай-
ного в промислових мiстах України [3]. З огляду на це актуальностi набувають дослiдження
запасних бiлкiв насiння гiркокаштана звичайного на забруднених полютантами територiях
як потенцiйного матерiалу в селекцiйному процесi на стiйкiсть до факторiв антропогенного
навантаження.
Насiння гiркокаштана звичайного вiдбирали у 2006–2007 рр. з умовно чистої тери-
торiї (с. Дослiдне Днiпропетровського району Днiпропетровської областi) та забрудне-
ної полютантами зони металургiйного виробництва (Днiпровський металургiйний комбiнат
iм. Ф.Е. Дзержинського (ДМКД), м. Днiпродзержинськ). Одночасно в кожнiй зонi дослi-
джували по 15 дерев гiркокаштана звичайного 25–30-рiчного вiку. З кожного дерева вiдби-
рали по 50 насiнин масою 30–35 г, в яких визначали кiлькiсний вмiст [4] та якiсний склад
запасних бiлкiв, що вилучали сольовим розчином (1 M NaCl в 0,1 M трис-HCl, pH 8,0)
у спiввiдношеннi наважка/буфер 1 : 10. Електрофоретичний аналiз бiлкiв сiм’ядолей на-
сiння здiйснювали в 12,5%-му полiакриламiдному гелi [5]. Бiотестування рослин проводили
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №9 181
Рис. 1. Варiацiйнi кривi маси насiння гiркокаштана звичайного з умовно чистої територiї с. Дослiдне (I ) та
промислової зони ДМКД (II ):
1 — 2,3–3,2 г; 2 — 3,3–4,2 г; 3 — 4,3–5,0 г; 4 — 5,1–6,0 г; 5 — 6,1–6,9 г; 6 — 7,0–7,8 г; 7 — 7,9–8,7 г; 8 —
8,8–9,6 г; 9 — 9,7–10,5 г
згiдно з варiацiйними кривими розподiлу показникiв маси насiнин [6]. Статистична обробка
результатiв дослiджень стандартна [7].
У проведених нами експериментах на забрудненiй полютантами територiї металургiй-
ного виробництва ДМКД встановлено достовiрне пiдвищення маси, середньої i медiани та
варiабельностi насiння гiркокаштана, що вiдповiдає змiнам величини коефiцiєнта варiацiї
(табл. 1).
Аналiз варiацiйних кривих виявив деякi особливостi формування насiння гiркокаштана
звичайного за дiї полютантiв металургiйного виробництва (рис. 1). Встановлено, що форма
варiацiйної кривої зразкiв насiння гiркокаштана звичайного з умовно чистої зони (с. Дослiд-
не) має два додаткових максимуми, а деяка частина зразкiв iз забрудненої зони (ДМКД)
формує видовжене плече в областi бiльших значень показника (вiд 7,8 до 10,5 г). Стає оче-
видним, що вiдхилення функцiонування фiзiолого-бiохiмiчних процесiв вiд оптимального
рiвня iндукує змiни маси та деформацiї насiння гiркокаштана [8]. Разом з тим окремi усеред-
ненi характеристики насiння не дають цiлiсної картини стосовно особливостей формування
внутрiшньої структури рослини. А отже, важливим є застосування параметра розподiлу
маси насiння гiркокаштана за дiї полютантiв рiзної природи. Розрахунки свiдчать про те,
що основна кiлькiсть зразкiв насiння, зiбраного з промислової зони ДМКД, зосереджена
навколо значень вiд 3,4 до 6,4 г, а з чистої зони (с. Дослiдне) — вiд 4,3 до 5,2 г.
У серiї експериментiв нами проведено визначення кiлькiсного вмiсту запасних бiлкiв
у сiм’ядолях насiння гiркокаштана звичайного. Виявлено, що середня концентрацiя сумар-
них запасних бiлкiв у насiннi, зiбраному в с. Дослiдне (умовно чиста екологiчна зона), ко-
Таблиця 1. Параметри розподiлу маси насiння гiркокаштана звичайного
Мiсце вiдбору
зразкiв
Середнє арифметичне,
X ±mx
Медiана, Ме Мода, Мо
Коефiцiєнт
варiацiї, Cv
с. Дослiдне 5,25 ± 0,13 4,99 4,72 21,97
ДМКД 5,64 ± 0,19 5,58 7,07 29,86
182 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №9
ливається вiд 1,9 до 6,2 мг/мл. Водночас мiнiмальну (1,9 мг/мл) i максимальну (6,2 мг/мл)
концентрацiї бiлкiв у насiннi зафiксовано лише в одному випадку (табл. 2).
За рiзних екологiчних умов найчастiше зустрiчаються дерева гiркокаштана з концентра-
цiєю бiлка в стиглому насiннi 2,0–3,0 мг/мл (73,3%), а також 4 мг/мл (20%). У бiльшостi
насiнин дерев з промислової зони ДМКД (40%) вмiст бiлкiв менший за 1 мг/мл, водночас
у насiння iз с. Дослiдне таких низьких концентрацiй запасного бiлка не спостерiгалося. По-
рiвняно з умовним контролем практично в усiх насiнинах гiркокаштана звичайного з ДМКД
зафiксовано зниження рiвня запасних бiлкiв на 22–35%.
Для грунтовнiшого уявлення щодо особливостей внутрiшньоклiтинної структури i по-
пуляцiї рослин у цiлому використовують метод електрофорезу полiморфних бiлкiв, що до-
зволяє виявити приховану генетичну мiнливiсть [9]. Видовi змiни бiлкового спектра можна
зареєструвати також при аналiзi 3–4 насiнин, вiдiбраних з одного чи рiзних мiсць зростан-
ня рослин [10]. Нами вперше методом SDS-електрофорезу отримано спектри, що вiдобра-
жають гетерогеннiсть сумарних запасних бiлкiв у насiннi дерев гiркокаштана звичайного
в умовно чистiй i забрудненiй полютантами екологiчних зонах (рис. 2). Для спрощення
iдентифiкацiї електрофоретичний спектр розбивали за допомогою маркерiв молекулярних
мас бiлкiв на α-, β-, γ- та ω-зони [11]. До зони α вiдносили бiлки з мол. масою 70–90 кДа,
β — бiлки з мол. масою 51–63 кДа, γ — бiлки з мол. масою 22–38 кДа та ω — бiлки з мол.
масою 19–20 кДа. Найбiльшу кiлькiсть запасних бiлкiв у насiннi визначено в ω-зонi (у се-
редньому 52% основної кiлькостi полiпептиду спектра), при цьому найварiабельнiшими за
наявнiстю — вiдсутнiстю окремих полiпептидiв виявилися α-, β- та γ-зони. У рослин гiрко-
каштана, якi зростали на забрудненiй хiмiчними сполуками територiї ДМКД, значно бiльша
кiлькiсть насiння мала збiднений кiлькiсний i якiсний спектр сумарного бiлка. Найiстотнi-
шi коливання змiн вмiсту бiлкiв вiдзначено в β- i γ-зонах. На територiї металургiйного
виробництва встановлено iстотне пiдвищення вмiсту в насiннi гiркокаштана сумарних за-
пасних бiлкiв. Характерною ознакою є висока частота зустрiчальностi iндивiдуальних на-
сiнин гiркокаштана звичайного з низьким вмiстом запасних бiлкiв. Значний полiморфiзм
запасних бiлкiв насiння дозволяє використовувати електрофоретичнi спектри для визначен-
ня внутрiшньопопуляцiйного складу, характеристики i реєстрацiї генофонду гiркокаштана
звичайного.
Таблиця 2. Вмiст сумарних запасних бiлкiв у сiм’ядолях насiння гiркокаштана звичайного, мг/мл
Номер дерева с. Дослiдне ДМКД
1 2,83 ± 0,17 1,90 ± 0,43
2 3,16 ± 0,42 3,44 ± 0,99
3 2,82 ± 0,14 1,82 ± 0,57
4 2,92 ± 0,19 0,81 ± 0,19
5 4,59 ± 0,59 3,35 ± 0,23
6 4,40 ± 0,09 3,74 ± 0,13
7 6,19 ± 0,23 4,89 ± 0,40
8 4,03 ± 0,38 4,10 ± 0,24
9 1,92 ± 0,39 3,69 ± 0,56
10 2,11 ± 0,60 0,42 ± 0,04
11 2,12 ± 0,63 0,76 ± 0,13
12 2,63 ± 0,27 0,63 ± 0,06
13 3,08 ± 0,29 1,09 ± 0,09
14 2,52 ± 0,32 0,74 ± 0,16
15 2,73 ± 0,33 0,74 ± 0,11
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №9 183
Рис. 2. Електрофоретичне роздiлення запасних бiлкiв сiм’ядолей iндивiдуальних насiнин гiркокаштана зви-
чайного:
а — с. Дослiдне; б — ДМКД; α, β, γ, ω — зони електрофоретичного спектра запасних бiлкiв. Маркери мо-
лекулярних мас компонентiв: альбумiн яєчний (45 кДа), трипсин (24 кДа), бичачий сироватковий альбумiн
(66 кДа), РНКаза (13,6 кДа)
Отже, шляхом порiвняльного аналiзу можна прослiдкувати за змiною структури окре-
мих дерев гiркокаштана i встановити втрату типовостi бiлкових спектрiв в умовах техно-
генного забруднення середовища, що рекомендовано враховувати в селекцiйному процесi.
1. Коршиков И.И. Адаптация растений к условиям техногенного загрязнения среды. – Киев: Наук.
думка, 1996. – 238 с.
2. Антипов В. Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам. – Минск: Наука и техника,
1979. – 216 с.
3. Григорюк I. П., Машковська С.П., Яворовський П.П., Колеснiченко О. В. Бiологiя каштанiв. – Київ:
Логос, 2004. – 380 с.
4. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing
the principle of protein due binding // Anal. Biochem. – 1976. – 8. – P. 248–254.
5. Laemmly U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of head of Bacteriophage T. 54 //
Nature. – 1979. – 227, No 529. – P. 680–686.
6. Орлов В.В. Взаимосвязь кривой распределения показателей качества семян с их биологическими
характеристиками // Биометрический анализ в биологии. – Москва: Наука, 1982. – С. 62–66.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – Москва: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
8. Гумилевская Н.А., Азаркович М.И. Белки осевых органов покоящихся и прорастающих семян кон-
ского каштана. 1. Общая характеристика белков // Физиология растений. – 2001. – 48, № 1. – С. 5–7.
9. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях – Москва: Наука, 1989. – 327 с.
10. Орехова Т.П. Сравнительный анализ белкового комплекса семян дальневосточных растений для
оценки их родства и филогенетического возраста // Физиология растений. – 1998. – 45, № 3. – С. 456–
465.
11. Молекулярно-биологические аспекты прикладной ботаники, генетики и селекции. Теоретические осно-
вы селекции. Т. 1. / Под ред. В. Г. Конарева. – Москва: Колос, 1993. – 447 с.
Надiйшло до редакцiї 06.02.2008НДI бiологiї Днiпропетровського
нацiонального унiверситету
Нацiональний аграрний унiверситет, Київ
184 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №9
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5931 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-28T12:47:31Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Вінниченко, О.М. Колесніченко, О.В. Григорюк, І.П. Барабанова, І.В. 2010-02-11T12:53:47Z 2010-02-11T12:53:47Z 2008 Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва / О.М. Вiнниченко, О.В. Колеснiченко, I.П. Григорюк, I.В. Барабанова // Доп. НАН України. — 2008. — № 9. — С. 181-184. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5931 582.632.2:547.96:58.02 It is shown that the seed lobes of horst chestnut seeds are poorer in the quantitative and qualitative spectra of the total reserve proteins on a polluted region of metallurgical industry. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Екологія Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва Article published earlier |
| spellingShingle | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва Вінниченко, О.М. Колесніченко, О.В. Григорюк, І.П. Барабанова, І.В. Екологія |
| title | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва |
| title_full | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва |
| title_fullStr | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва |
| title_full_unstemmed | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва |
| title_short | Гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (Аesculus hippocastanum L.) за дії полютантів металургійного виробництва |
| title_sort | гетерогенність запасних білків насіння гіркокаштана звичайного (аesculus hippocastanum l.) за дії полютантів металургійного виробництва |
| topic | Екологія |
| topic_facet | Екологія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5931 |
| work_keys_str_mv | AT vínničenkoom geterogennístʹzapasnihbílkívnasínnâgírkokaštanazvičainogoaesculushippocastanumlzadíípolûtantívmetalurgíinogovirobnictva AT kolesníčenkoov geterogennístʹzapasnihbílkívnasínnâgírkokaštanazvičainogoaesculushippocastanumlzadíípolûtantívmetalurgíinogovirobnictva AT grigorûkíp geterogennístʹzapasnihbílkívnasínnâgírkokaštanazvičainogoaesculushippocastanumlzadíípolûtantívmetalurgíinogovirobnictva AT barabanovaív geterogennístʹzapasnihbílkívnasínnâgírkokaštanazvičainogoaesculushippocastanumlzadíípolûtantívmetalurgíinogovirobnictva |