Вторичный метаболизм проростков Secale cereale при действии донора сероводорода и холодового закаливания.

Abstract

Сероводород (H2S) ныне рассматривается как один из важных сигнальных посредников, задействованных в адаптации растений к стресс-факторам различной природы. Однако его участие в формировании устойчивости растений к низким температурам остается малоизученным. Исследовали раздельное и совместное влияние холодового закаливания (7 сут при температуре 2-4°С) и обработки донором сероводорода гидросульфидом натрия (NaHS –0,1 мМ) на показатели вторичного метаболизма проростков озимой ржи (Secale cereale L.). Обработка донором H2S повышала морозоустойчивость незакаленных проростков и усиливала положительное влияние закаливания. Под действием экзогенного сероводорода происходило повышение активности фенилаланинаммонийлиазы в незакаленных проростках и усиление эффекта ее увеличения, вызываемого холодовым закаливанием. При обработке гидросульфидом натрия также повышалось общее содержание фенольных соединений и флавоноидов, поглощающих в УФ-B, содержание антоцианов изменялось незначительно. Холодовое закаливание вызывало повышение содержания в проростках фенольных соединений, антоцианов и бесцветных флавоноидов. Обработка донором сероводорода усиливала вызываемое холодом увеличение общего содержания фенольных соединений и флавоноидов, поглощающих в УФ-B. После холодового закаливания происходило снижение содержания в проростках продукта пероксидного окисления липидов малонового диальдегида (МДА), обработка донором H2S усиливала этот эффект. Также обработка проростков гидросульфидом натрия снижала накопление МДА в проростках после их 4-часового промораживания при –5°С. Предполагается, что одной из значимых составляющих положительного влияния экзогенного сероводорода на морозоустойчивость проростков ржи является активация вторичного метаболизма и накопление низкомолекулярных соединений, обладающих антиоксидантными свойствами.

Hydrogen sulfide (H2S) is now considered as one of the important signal mediators involved in plant adaptation to stress factors of various nature. However, its participation in the formation of plant re sistance to low temperatures remains poorly understood. The separate and combined effects of cold hardening (7 days at 2-4°C) and treatment with hydrogen sulfide donor sodium hydrosulfide (NaHS – 0.1 mM) on secondary metabolism of winter rye (Secale cereale L.) seedlings were investigated. Treatment with the H2S donor increased the frost resistance of unhardened seedlings and amplified the positive effect of hardening. Under the action of exogenous hydrogen sulfide, an augmentation of the activity of phenylalanine ammonia-lyase occurred in unhardened seedlings and magnification of the effect of its increase caused by cold hardening. When treated with sodium hydrosulfide, the total content of phenolic compounds and flavonoids absorbing in UV-B also raised, the content of anthocyanins did not change significantly. Cold hardening caused an increase in the content of ph e nolic compounds, anthocyanins and colorless flavonoids in the seedlings. The hydrogen sulfide d o nor treatment increased the cold-induced rise in the total content of phenolic compounds and flavo-noids absorbing in UV-B. After cold hardening, in the seedlings, there was a decrease in the content of the lipid peroxidation product malonic dialdehyde (MDA), treatment with the H2S donor en hanced this effect. Also, treatment of seedlings with sodium hydrosulfide reduced the accumulation of MDA in seedlings after their 4-hour freezing at –5°С. It is assumed that one of the significant components of the positive effect of exogenous hydrogen sulfide on the frost resistance of rye seed lings is the activation of secondary metabolism and accumulation of low-molecular-weight com pounds with antioxidant propertie.

Сірководень (H2S) нині розглядається як один з важливих сигнальних посередників, задіяних в адаптації рослин до стрес-факторів різної природи. Однак його участь у формуванні стійкості рослин до низьких температур залишається маловивченою. Досліджували роздільний і сумісний вплив холодового загартування (7 діб за температури 2-4° С) та обробки донором сірководню гідросульфідом натрію (NaHS – 0,1 мм) на показники вторинного метаболізму проростків жита (Secale cereale L.). Обробка донором H2S підвищувала морозостійкість незагартованих проростків і посилювала позитивний вплив загартування. Під дією екзогенного сірководню відбувалося підвищення активності фенілаланінамонійліази (ФАЛ) у незагартованих проростках і посилення ефекту її збільшення, спричинюваного холодовим загартуванням. При обробці гідросульфідом натрію також підвищувався загальний вміст фенольних сполук і флавоноїдів, що поглинають в УФ-B, вміст антоціанів змінювався неістотно. Холодове загартовування викликало підвищення вмісту в проростках фенольних сполук, антоціанів і безбарвних флавоноїдів. Обробка донором сірководню посилювала спричинюване холодом збільшення загального вмісту фенольних сполук і флавоноїдів, що поглинають в УФ-B. Після холодового загартовування відбувалося зниження вмісту в проростках продукту пероксидного окиснення ліпідів малонового діальдегіду (МДА), обробка донором H2S посилювала цей ефект. Також обробка проростків гідросульфідом натрію знижувала накопичення МДА в проростках після їх 4-годинного проморожування при –5 ° С. Висловлено припущення, що однією зі значних складових позитивного впливу екзогенного сірководню на морозостійкість проростків жита є активація вторинного метаболізму і накопичення низькомолекуляр них сполук, що мають антиоксидантні властивості.