Прооксидантно-антиоксидатное соотношение в клетках проростков растений из разных эколого-географических мест произрастания

Изучено про-антиоксидантное равновесие в клетках проростков пижмы обыкновенной (Tanacétum vulgáre) и полыни чернобыльника (Artemísia vulgáris), выросших в восьми разных климатогеографических регионах России и г. Харьков (Украина). В качестве прооксидантной реакции регистрировали интенсивность процессов перекисного окисления липидов, а антиоксидантной – суммарное содержание низкомолекулярных антиоксидантов и активность супероксиддисмутазы. Оценку про-антиоксидантного равновесия в клетках проростков, выросших из семян растений, сформированных в разных климатогеографических условиях произрастания, выживаемость проростков, интенсивность перекисного окисления липидов, активность антиоксидантных систем анализировали методом коэффициентов. Исследования показали, что территории сбора семян растений можно разделить на три зоны в зависимости от значения коэффициента экстремальности. Установлена положительная корреляция между активностью супероксиддисмутазы в клетках проростков исследованных растений и количеством солнечной инсоляции в местах сбора семян. Адаптация дикорастущих растений к температурно-влажностному и световому режиму приводит к активации антиоксидантных систем. В проростках растений, семена которых сформированы в условиях с высокой инсоляцией и малым количеством осадков (Якутск, Улан-Удэ и Среднеколымск), содержится небольшое количество антиоксидантов с компенсаторным повышением активности супероксиддисмутазы. Показано, что выживаемость проростков пижмы обыкновенной и полыни чернобыльника зависит от про-антиоксидантного равновесия, сформированного в эколого-климатических условиях произрастания растений, несет видоспецифичный нелинейный характер и зависит, в первую очередь, от количества осадков, выпавших в период активной вегетации материнских растений.

1. Sharma P., Jha A.B., Dubey R.S., Pessarakli M. Reactive oxygen species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions. Journal of Botany. 2012:217037.

2. Чупахина Г.Н., Масленников П.В., Скрыпник Л.Н. и др. Антиоксидантные свойства культурных растений Калининградской области. Калининград: БФУ им. И. Канта; 2016. 145 с.

3. Шарова Е.И. Антиоксиданты растений: учеб. пособие. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та; 2016. 140 с.

4. Силина Е., Табаленкова Г.Н., Головко Т.К. Уровень перекисного окисления липидов, содержание пероксида водорода и активность супероксиддисмутазы в листьях факультативного CAM-растения Hylotelephium triphyllum (HAW.) Holub и C3-растения Plantago media L. в природных условиях. Физиология растений. 2021;68(4):430–438. https://doi.org/10.31857/S0015330321040187

5. Полесская О.Г. Растительная клетка и активные формы кислорода. М.: КДУ; 2007. 139 с.

6. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука; 1972. 252 с.

7. Карташов А.В., Радюкина Н.Л., Иванов Ю.В. и др. Роль систем антиоксидантной защиты при адаптации дикорастущих видов растений к солевому стрессу. Физиология растений. 2008;55(4):516–522.

8. Иванищев В.В. Окислительный стресс и низко-молекулярные антиоксиданты в побегах тритикале при хлоридном засолении. Бутлеровские сообщения. 2020; 62(6):125–130. https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-01/20-62-6-125

9. Лукаткин А.С. Вклад окислительного стресса в развитие холодового повреждения листьев чувствительных к холоду растений: 2 Активность антиоксидантных ферментов при охлаждении растений. Физиология растений. 2002;49(6):782–795.

10. Салтыкова М.М. Адаптация к холоду как средство усиления антиоксидантной защиты. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2017;103(7): 712–726.

11. Колупаев Ю.Е., Карпец Ю.В., Кабашникова Л.Ф. Антиоксидантная система растений: клеточная компартментация, защитные и сигнальные функции, механизмы регуляции (обзор). Прикладная биохимия и микробиология. 2019;55(5):419–440. https://doi.org/10.1134/S0555109919050088

12. Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений. Л.: Агропромиздат; 1987. 430 с.

13. Лебедева О.В., Угарова Н.Н., Березин И.В. Кинетическое изучение реакции окисления о-дианизидина перекисью водорода в присутствии пероксидазы из хрена. Биохимия. 1977;42(7):1372–1379.

14. Giannopolitis C.N., Ries S.K. Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology. 1977;59(2):309–314. https://doi.org/10.1104/pp.59.2.309.

15. https://www.gismeteo.ru/diary/4368/

16. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа; 1980. 293 с.

17. Стогний В.В., Журавская А.А., Кершенгольц Б.М. Влияние условий произрастания на активность антиоксидантной системы различных видов дикорастущих растений. Растительные ресурсы. 2000;36(1):57–63.

18. Чупахина Г.Н., Головина Е.Ю. Адаптационный механизм растений Куршской косы. Вестник КГУ. Сер. Экология региона Балтийского моря. 2003;1:71–75.

19. Казакова А.С., Гайдаш М.В. Система антиоксидантной защиты растений в условиях водного стресса. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2005;S5: 65068.

20. Shashurin M.M., Zhuravskaja A.N. Prooxidantantioxidate system of plants grown from seeds treated with a constant magnetic field. Journal of Stress Physiology & Biochemistry. 2023;19(1):43–48.

21. Шашурин М.М., Журавская А.Н. Выживаемость и прооксидантно-антиоксидантная система проростков семян растений Якутии, прошедших предпосевную обработку сверхслабым постоянным магнитным полем разной индукции. Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2023;28(2):283–292. https://doi.org/10.31242/2618-9712-2023-28-2-283-292

22. Слепцов И.В., Шашурин М.М., Журавская А.Н. Кратковременное воздействие постоянного магнитного поля на физиологические, морфологические и биохимические характеристики проростков Amaranthus retroflexus, Agastache rugosa и Thlaspi arvense. Физиология растений. 2019;66(1):66–72. https://doi.org/10.1134/S0015330318050159

23. Apel K., Hirt H. Reactive Oxygen Species: Metabolism, Oxidative Stress, and Signal Transduction. Annual Review of Plant Biology. 2004;(55):373–379. https://doi.org/0.1146/annurev.arplant.55.031903.141701

24. Gill S.S., Tuteja N. Reactive Oxygen Species and Antioxidant Machinery in Abiotic Stress Tolerance in Crop Plants. Plant Physiology and Biochemistry. 2010; 48(12):909–930. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.08.016

25. Салтыкова М.М. Адаптация к холоду как средство усиления антиоксидантной защиты. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2017; 103(7):712–726.