Доклад/ Биология

SWorld - 2-12 October 2012
http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/conference/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/oct-2012
SCIENTIFIC RESEARCHES AND THEIR PRACTICAL APPLICATION. MODERN STATE AND WAYS OF DEVELOPMENT ‘2012,
Доклад/ Биология. Физиология растений, животных и человека
Колмыкова Т.С., Клокова Е.В., Шаркаева Э.Ш.
АКТИВНОСТЬ СУПЕРОКСИДИСМУТАЗЫ РАСТЕНИЙ ТОМАТА ПРИ
ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ
ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им Н.П. Огарева»
Россия, 430005, г.Саранск, ул. Большевистская, 68
Kolmykova T.S., Klokova E.V., Sharkaeva E.Sh.
ACTIVITY OF SUPEROXIDE DISMUTASE TOMATO AT CHANGE IN
TEMPERATURE
FGBOU VPO "Mordovia State University NP Ogarev ",
st. Bolshevik, 68, Saransk 430005, Russia,
В данной статье рассматривается активность антиокисдантного
фермента супероксиддисмутазы растений томата разных сортов при
действии низкотемпературного стресса и после него. Низкие температуры
снижали активность фермнета. После действия низкотемпературного
стресса активность СОД немного повышалось.
Ключевые слова: стресс, температура, фермент, супероксиддисмутаза,
томат, растение.
This article examines the activity of the enzyme superoxide dismutase
antiokisdantnogo different varieties of tomato plants under the influence of low
temperature stress and after. Low temperatures reduce the activity fermneta. After
the action of low temperature stress SOD activity slightly increased.
Key words: stress, temperature, enzyme, superoxide dismutase, tomato, plant.
Растения реагируют на воздействия абиотических факторов генерацией
активированных форм кислорода, что сопровождается развитием в растениях
признаков окислительного стресса [1]. Он инициируется активированными
формами кислорода и приводит к различным проявлениям холодового
повреждения. Для защиты от окислительного стресса растительные клетки
содержат
конъюгированные
ферменты,
обезвреживающие
кислородные
радикалы, одним из них является супероксиддисмутаза (СОД) [2]. Действие
компонентов системы антиоксидантной защиты сводится к подавлению
образования
свободных
радикалов,
поддержанию
нормального
уровня
свободнорадикальных процессов и перекисного окисления липидов в тканях
[3]. То есть активность антиоксидантной системы является одним из
механизмов защиты растений от неблагоприятных факторов среды.
В
качестве
объекта
исследования
использовали
растения
томата
(Lycopersicon esculentum L.) сортов Подарочный, Патрис, Волгоградский.
Растения выращивали в лабораторных условиях в сосудах с почвой
объемом 1м³ до фазы 3-4 листа. Температура выращивания 24-25°C, освещение
люминесцентными лампами интенсивностью 2800 лк, влажность воздуха около
80%.
Почва
–
среднесуглинистый
деградированный
чернозем.
Полив
осуществлялся по мере высыхания почвы. После достижения фазы 3-его
настоящего листа (возраст 21 дня) изменяли условия опыта: 1 группа
(контрольная) - растения выращивали при температуре 25°C; 2 группа - при
10°C; 3 группа - при 3°C .
Охлаждение продолжалось в течение трех дней. После охлаждения
растения переносили в оптимальные температуры. Сразу после охлаждения
(24-дневные растения) и спустя 3 суток после него (27-дневные растения) в
листьях определяли активность супероксиддисмутазы. Для определения
активности СОД использовали методику C.N. Kumar, N. Knowles (1993) с
модификациями. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре СФ–46
при длине волны 560 нм. За единицу активности СОД принимали 50%
ингибирование образования формазана [4]. Контролем служили растения,
находившиеся при температуре 25°C. Статистическую обработку проводили на
компьютере с использованием программы "MS Office 2003".
При понижении температуры до 10°С у 24-дневных растений томата сорта
Подарочный происходило уменьшение активности СОД на 50% по сравнению с
контролем При действии более низкой температуры (3°С) активность СОД
уменьшалась по сравнению с контрольными растениями в 3 раза (таблица 1 ).
Определение активности СОД у 27-дневных растений показало, что в
контрольном варианте по мере продолжения вегетации изменения были
незначительными. С понижением температуры до 10°С у 27-дневных растений
активность СОД снижалась на 21% по сравнению с контролем. В
последействии более низкой температуры 3°С активность СОД снизилась на
49% по сравнению с неохлажденными растениями.
Таблица 1
Влияние пониженных температур на активность супероксиддисмутазы у
растений томата (ед.активности / г ткани)
Температурный
Возраст
Сорт
Сорт
Сорт
вариант
растений
Подарочный
Патрис
Волгоградский
25°C
24 дн.
66,0±1,7
69,3±1,5
74,4±2,1
27 дн.
67,9±2,1
66,8±0,4
82,3±2,4
24 дн.
39,0±0,6
52,3±1,6
61,8±1,5
27 дн.
52,4±2,5
61,1±1,3
72,1±1,5
24 дн
22,5±1,1
25,9±1,0
33,8±0,8
27 дн.
33,9±0,4
32,0±1,1
43,6±0,9
10°C
3°C
У 24-дневных растений сорта Патрис при понижении температуры до 10°С
уменьшилось значение активности СОД на 25% по отношению к контролю.
Выдерживание растений при температуре 3°С привело к падению значения
активности СОД почти в 2,5 раза по сравнению с контролем. При увеличении
продолжительности периода вегетации у 27-дневных растений в контроле
(оптимальная температура) происходило незначительное снижение активности
фермента – на 4% по сравнению с 24-дневными. Измерения, которые были
проведены у 27-дневных растений, показали, что при понижении температуры
до 10°С активность СОД снизилась на 12% по отношению к контролю. При еще
более низкой температуре 3°С активность СОД уменьшилась почти в 2 раза по
сравнению с контролем.
Сорт Волгоградский характеризовался несколько иными значениями.
Активность СОД при понижении температуры до 10°С снижалась на 17% по
сравнению с контролем. По сравнению с выше описанными сортами эта
динамика была самой низкой. При помещении растений в условия с более
низкой температурой (3°С), активность СОД продолжала уменьшаться: ее
значение было ниже контрольных на 55%. В контрольном варианте при
увеличении продолжительности вегетации у 27-дневных растений происходило
увеличение уровня активности СОД на 11% по сравнению с 24-дневными
растениями. Значения активности фермента у 27-дневных растений после
охлаждения температурой 10°С были близки к уровню неохлажденных
растений. После воздействия температуры 3°С у 27-дневных растений
активность СОД снижалась на 47% по сравнению с контрольными растениями.
Таким образом, суперокиддисмутаза участвует в развитии реакции на
охлаждение. Величина активности фермента в контроле была близка у
исследованных сортов. Выдерживание растений в условиях температуры 10°С
приводило к снижению активности СОД в 1,5 раза и в 2-3 раза при температуре
3°С по сравнению с контролем. У 27-дневных растений томата после действия
низкотемпературного стресса активность СОД немного повышалось, что
говорит о лабильности данного фермента. Подавление активности фермента
происходило наиболее сильно у растений сорта Подарочный; у других сортов
томата (Патрис и Волгоградский) стабильность фермента была выше.
Литература:
1 Колупаев Ю.Е. Активные формы кислорода при адаптации растений к
стрессовым температурам / Ю.Е. Колупаев., Ю.В. Карпец // Физиология и
биохимия культурных растений. – 2009. – Т. 41, № 2. – С. 95-108.
2 Трунова Т.И. Растение и низкотемпературный стресс.– М.: Наука, 2007. –
54 с.
3 Карташов А.В. Роль систем антиоксидантной защиты при адаптации
дикорастущих видов растений / А.В. Карташов, Н.И. Шевяков, В.В. Кузнецов //
Физиология растений. – 2008. – Т. 55, № 4. – С. 516-522.
4 Лукаткин А.С. Вклад окислительного стресса в развитие холодового
повреждения
в
листьях
теплолюбивых
растений.
2.
Активность
антиоксидантных ферментов в динамике охлаждения / А.С. Лукаткин //
Физиология растений. – 2002. – Т. 49, № 6. – С. 878-885.
References:
1 Kolupaev YE Reactive oxygen species in the adaptation of plants to stressful
temperatures / YE Kolupaev., Y. Karpets / / Physiology and biochemistry of crop
plants. - 2009. - T. 41, № 2. - S. 95-108.
2 Trunova TI Plant and cold stress. - Moscow: Nauka, 2007. - 54 seconds.
3 AV Kartashov The role of the antioxidant defense system in the adaptation of
wild species of plants / A. Kartashov, NI Shevyakov, VV Kuznetsov / / Plant Physiol.
- 2008. - T. 55, № 4. - S. 516-522.
4 Lukatkin AS The contribution of oxidative stress in the development of cold
damage in leaves of heat-loving plants. 2. Activity of antioxidant enzymes in the
dynamics of cooling / AS Lukatkin / / Plant Physiol. - 2002. - Volume 49, № 6. - S.
878-885.