Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин
The methods of prediction of winter-resistance of plants are offered which are based on the property of the enzyme peroxidase to increase activity at a low-temperature stress.
Збережено в:
| Дата: | 2000 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
2000
|
| Онлайн доступ: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1371 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Plant Introduction| _version_ | 1860144898891579392 |
|---|---|
| author | Kapustian, A.V. |
| author_facet | Kapustian, A.V. |
| author_sort | Kapustian, A.V. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2020-01-19T18:59:40Z |
| description | The methods of prediction of winter-resistance of plants are offered which are based on the property of the enzyme peroxidase to increase activity at a low-temperature stress. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.3338236 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:51:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
А.В. Капустян
УДК 581.522.4:577.150.36
ФЕРМЕНТ ПЕРОКСИДАЗА - УНІВЕРСАЛЬНИЙ
МАРКЕР ЗИМОСТІЙКОСТІ РОСЛИН
А.В. КАПУСТЯН
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Україна, 01032 Київ, вул. Комінтерну, 1
Запропоновано способи прогнозування з и м о с т і й к о с т і рослин, що базуються на властивості ферменту пе-
роксидаза збільшувати активність за умов низькотемпературного стресу.
Зимостійкість рослин — один з головних
чинників інтродукційної здатності рослин.
Для її діагностування існує багато способів.
Крім звичайних, досить трудомістких спосо
бів проморожування рослини в цілому або її
частини, відомі нетрадиційні, що ґрунтують
ся на різних фізіолого-біохімічних дослі
дженнях. У теперішній час все більшого ви
знання набуває точка зору, що складні про
цеси інтродукції та акліматизації рослин
значною мірою залежать від генетичної
спадковості та фізіолого-біохімічних проце
сів саме у рослинах. Важливо мати надійні
біохімічні тести, які б дозволили на ранніх
етапах інтродукції діагностувати зимостій
кість тієї чи іншої рослини. Останніми рока
ми велику увагу дослідників привертають
зміни у ферментній системі — головної з
регулювальних сил живої клітини. Визначен
ню рівня активності пероксидази в рослині
надається особливе значення щодо стійкості
її до несприятливих умов зовнішнього сере
довища. Так, в осінньо-зимовий період під
вищену активність пероксидази пов’язують
із більшою зимостійкістю рослинного орга
нізму. Розроблений в Ботанічному саду ім.
акад. О.В. Фоміна Київського національного
університету імені Тараса Шевченка спосіб
прогнозування зимостійкості рослин базує
ться на залежності між зимостійкістю та під
вищенням активності пероксидази в умовах
експерименту [1, 3]. Автори виходили з то
го, що зимостійкі рослини мають лабільну
© А.В. КАПУСТЯН, 2000
пероксидазну систему, яка швидко перебу
довується при різкому зниженні температу
ри. У зимостійких рослин активність перо
ксидази підвищується, а у менш зимостій
ких — активність залишається без змін або
зменшується (2). Встановлено, що зимостій
кі рослини мають коефіцієнт відношення ак
тивності пероксидази за низької температу
ри (0 ... + 2 °С) до активності за оптималь
ної — більше одиниці, а у менш зимостійких
цей показник дорівнює одиниці або менше
її. Значення цього співвідношення вказує ще
і на успішність інтродукції.
Слід зазначити, що цей метод має недо
лік: проводити аналіз можна лише в корот
кий проміжок часу — після осіннього загар
тування рослин до настання морозів. Тому
основною метою нашої роботи став підбір
умов експериментального загартування ро
слин. На даний час нам вдалося підібрати
такі умови для проростків озимих зернових,
які дають змогу проводити роботи з прогно
зування зимостійкості в будь-яку пору року
[4, 5].
Літературні дані свідчать про те, що в за
хисних реакціях рослинного організму проти
стресу беруть участь не всі, а лише деякі
ізоферменти даного ферменту [7, 8, 10, 11].
Для електрофоретичного аналізу нами було
взято сорт жита Київське 9 (еталон зимо
стійкості) та лінію пшениці 11004 (Інституту
землеробства), яка, за нашими даними, є
незимостійкою. Було показано, що збіль
шення активності пероксидази при загарту
ванні та низькотемпературному стресі у жи
152 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин. 2000, № 1
Фермент пероксидаза — універсальний маркер зимостійкості рослин
та пов’язане з підвищенням активності лише
окремих ізопероксидаз з відносною елект
рофоретичною рухливістю 0,14, 0,20 та 0,23.
У незимостійкої лінії пшениці за таких умов
активність пероксидази не підвищується і не
спостерігаються зміни в ізоферментному
спектрі. В останньому випадку не відбулися
процеси загартування. Підвищення активно
сті окремих ізопероксидаз може бути одним
із багатьох тестів для характеристики здат
ності рослин до загартування і їх зимостій
кості.
Більш точне розуміння ролі специфічних
ізоензимів в рослинах може бути отримано
при застосуванні генетичного аналізу екс
пресії пероксидази, бо більшість генів перо
ксидази є тканиноспецифічними. Гени рох1,
рох2 та рох4 в більшості випадків експресу-
ються в коренях. Нижчі рівні експресії помі
чені для генів рох4 і рохЗ в листках [9].
Як відомо, ІРНК містить транскрибовану з
певних генів інформацію і є матрицею для
визначення послідовності амінокислот, які
входять в поліпептидний ланцюг білка або
ферменту, тому ІРНК генів пероксидази, що
експресуються в листках, за оптимальних
умов та за низькотемпературного стресу
можна використовувати як маркер зимостій
кості озимих сортів пшениці. Тому постає
питання дослідження рівня експресії генів
пероксидази рохЗ і рох4 за рівнем ІРНК.
Щоб виявити експресію генів пероксидаз
в листках пшениці за оптимальних умов та
за низькотемпературного стресу, очищену
РНК, виділену з листків озимих сортів пше
ниці, ізолювали і визначали експресію цих
генів за допомогою ампліфікації продуктів,
отриманих на іРНК-матриці з використанням
реакції зворотної транскрипції RT-PCR (Rever
se transcription polymerase chain reaction) [6].
Об’єктами досліджень були сорти та лінії
пшениці (Triticum aestivum L.): Миронівська
808 і Мірлебен — зимостійкі; лінії 11014,
11071 — незимостійкі. Для виявлення експ
ресії генів пероксидази за рівнем ІРНК нами
підібрано пари маркерів до чотирьох генів
пероксидази: рох1 — 1) 5 ‘ -ccttcgcgacatctct-
cagggcca-3‘ , 2) 5 ‘-ctggtccgagtgcaggagccctt-
3 ‘; pox2 — 1) 5‘-ccttcgcgacgtctctcaaggcca-3‘ ,
2) 5‘ -ctggtccgagtgcaggagccttt-3'; рохЗ —
ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин. 2000, № 1
20— 7235
1) 5 ‘-ccttcgccacatctctcagggcca-3‘ , 2) 5 ‘-ctg-
gtccgagtgcaggagccctt-3‘ ; pox4 — 1) 5 '-ccttc-
gcaacatctctcagggcca-3', 2) 5 ‘-ctggtcggagtg-
caggagccctt-3.
Щодо впливу низьких температур (0...
+2 °С), то у зимостійких сортів пшениці, та
ких як Миронівська 808 та Мірлебен, зрос
тає кількість ІРНК-генів рохЗ та рох4, у не
зимостійких (лінії 11014, 11071) — змін в
кількості ІРНК-генів не відмічено.
Таким чином, визначення загальної актив
ності пероксидази, електрофоретичний ана
ліз та застосування генетичного аналізу
експресії пероксидази дало змогу встанови
ти, що для зимостійких рослин характерне
підвищення активності пероксидази за низь
котемпературного стресу. Отже, фермент
пероксидаза може бути використаний як
універсальний маркер зимостійкості рослин.
1.А. с. 1681785 СССР, А 01 H 1/4. Способ диаг
ностики зимостойкости растений / В.П. Кучеренко,
В.И. Северин, Л.И. Коваль.
2. А. с. 98073930. Позитивне рішення від 03.99 p. /
B.П. Кучеренко, А.В. Капустян, Л.М. Шередеко,
М.М. Мусієнко. — Спосіб прогнозування зимостій
кості озимих зернових.
3. Капустян А.В., Кучеренко В.П., Мусієнко М.М. Вплив
низькотемпературного стресу на активність перо
ксидази проростків пшениці 11 Вісн. Київ. нац. ун-ту
ім. Тараса Шевченка: Біологія. — 1999. — Вип. 29. —
C. 43-45.
4. Кучеренко В.П., Северин В.И., Коваль Л.И. Прогно
зирование зимостойкости растений по показателям
активности пероксидазы / Физиология и биохимия
культ, растений. — 1992. — 24, № 2. — С. 179—182.
5. Кучеренко В.П., Капустян А.В., Шередеко Л.М. Про
гнозування зимостійкості озимих зернових за по
казниками активності пероксидази / / Вісн. Київ,
нац. ун-ту ім. Тараса Шевченка: Інтродукція та збе
реження рослинного різноманіття. — 1999. —
Вип. 2. — С. 72—73.
6. Маниатис Т., Фрич Э., Дж. Сэмбрук. Методы гене
тической инженерии. Молекулярное клонирова
ние. — М.: Мир, 1984. — 480 с.
7. Петрова О.В., Мишустина П.С. Изоферменты перо
ксидазы в листьях кукурузы при пониженных темпе
ратурах / / Физиология и биохимия культ, расте
ний. — 1973. — 5, № 2. — С. 194—199.
8. Христова Й., Салчева Г. Исследование электрофо
ретических спектров растворимых белков и изози-
мов пероксидазы в процессе ее закалки низкой
температурой / / Физиол. на раст. (НРБ). — 1978. —
4, № 1, — С. 28.
9. Baga Monica, Ravindra N. Molecular cloning and ex
pression analysis of peroxidase genes from wheat / /
Plant Molecular Biology. — 1995. — 29. — P. 647—
662.
10. Krasnuk М., Jung G.A., Witham F.H. Electrophoretic
studies of the relationship of peroxidase, polyphenol
oxidase and indoleacetic acid oxidase to cold tole-
153
С.П. К орсакова
ranсe of alfalfa 11 Cryobiology. — 1975. — 12, N 1. —
P. 62—80.
11. Saniewski M. Electrophoretic patterns of some enzyme
in Muscari botryoides bulbs in relation to cold treat
ment / / Bull. Acad. pol. sci. Ser. sci. biol. — 1980. —
28, N 4. — P. 259-265.
Надійшла 20.03.2000
ФЕРМЕНТ ПЕРОКСИДАЗА - УНИВЕРСАЛЬНЫЙ
МАРКЕР ЗИМОСТОЙКОСТИ РАСТЕНИЙ
А.В. Капустян
Киевский национальный университет
имени Тараса Шевченко, Украина, Киев
Представлены способы прогнозирования зимостойкос
ти растений, которые основаны на свойстве фермента
пероксидаза увеличивать активность при низкотемпе
ратурном стрессе.
ENZYME PEROXIDASE — UNIVERSAL MARKER
OF PLANTS WINTER HARDINESS
A.V. Kapustian
Taras Shevchenko Kyiv
National University, Ukraine, Kyiv
The methods of prediction of winter-resistance of plants
are offered which are based on the property of the en
zyme peroxidase to increase activity at a low-temperature
stress.
УДК 633.812:665.527.64:665.521.54
НАСЛЕДОВАНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ
И КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ЭФИРНОГО МАСЛА
ПРИ МЕЖВИДОВОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ РОДА THYMUS L.
С.П. КОРСАКОВА
Государственный Никитский ботанический сад УААН
Украина, 98648 Ялта
Приводятся данные о массовой доле и составе эфирного масла у межвидовых гибридов чабреца, получен
ных от направленного скрещивания различных хемотипов. Обсуждаются закономерности наследования со
держания эфирного масла и основных его компонентов. Дана биохимическая характеристика трансгрессив
ных форм, выделенных для дальнейшей селекции.
Род Thymus L. характеризуется высоким по
лиморфизмом, который создается, в основ
ном, за счет лабильности признаков и от
сутствия надежной корреляции между ними,
что обусловливает огромное разнообразие
их сочетаний [1]. Представители рода яв
ляются ценными эфиромасличными расте
ниями и содержат богатый комплекс биоло
гически активных соединений, в связи с чем
широко применяются в парфюмерной, пи
щевой промышленностях и медицине [2].
Вместе с тем высокая степень внутрипопу-
ляционного полиморфизма и низкая продук
тивность дикорастущих видов не позволяют
© С.П. КОРСАКОВА, 2000
их использовать в качестве промышленной
культуры. Поэтому необходимо проведение
индивидуального отбора форм на хозяйст
венно-ценные признаки для дальнейшей се
лекции.
С целью создания и выделения высоко
продуктивных генотипов с определенным
составом эфирного масла проведены на
правленные межвидовые скрещивания 6 ин
тродуцированных видов чабреца, которые
по биосинтезу терпеновых соединений раз
делены нами на три группы: 1) тимол-
карвакрольная, состоящая из двух хемоти
пов — тимольного с содержанием тимола
40 % и выше (Thymus vulgaris L., Th. striatus
Vahl., Th. serpyllum L.) и карвакрольного, ко
154 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин. 2000, № 1
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-1371 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:51:47Z |
| publishDate | 2000 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/4d/b0a741a3d9be8a5eadb6b778a1f8214d.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-13712020-01-19T18:59:40Z Enzyme peroxidase – universal marker of plants winter hardiness Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин Kapustian, A.V. The methods of prediction of winter-resistance of plants are offered which are based on the property of the enzyme peroxidase to increase activity at a low-temperature stress. Запропоновано способи прогнозування зимостійкості рослин, що базуються на властивості ферменту пероксидаза збільшувати активність за умов низькотемпературного стресу. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2000-03-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1371 10.5281/zenodo.3338236 Plant Introduction; Vol 5 (2000); 152-154 Інтродукція Рослин; Том 5 (2000); 152-154 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377889 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1371/1323 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Kapustian, A.V. Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин |
| title | Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин |
| title_alt | Enzyme peroxidase – universal marker of plants winter hardiness |
| title_full | Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин |
| title_fullStr | Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин |
| title_full_unstemmed | Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин |
| title_short | Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин |
| title_sort | фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/1371 |
| work_keys_str_mv | AT kapustianav enzymeperoxidaseuniversalmarkerofplantswinterhardiness AT kapustianav fermentperoksidazauníversalʹnijmarkerzimostíjkostíroslin |