Вплив екзогенних поліамінів на стан антиоксидантної і осмопротекторної систем проростків пшениці при зневодненні

Abstract

Кокорев О. И., Колупаев Ю. Е., Ястреб Т. О., Горелова О. И. Влияние экзогенных полиаминов на состояние антиоксидантной и осмопротекторной систем проростков пшеницы при обезвоживании. Полиамины представляют собой стрессовые метаболиты, выполняющие в растительных клетках множественные функции. Имеющиеся в литературе сведения о влиянии экзогенных полиаминов на составляющие антиоксидантной и осмопротекторной систем противоречивы, а сравнительных исследований защитного действия разных полиаминов недостаточно. Изучали влияние экзогенных путресцина и спермина на устойчивость проростков пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Досконала к обезвоживанию, вызываемому действием 12% ПЭГ 6000. Оба полиамина в достаточно широком диапазоне концентраций смягчали ростингибирующее действие осмотического стресса. В вариантах с обработкой полиаминами не только усиливался рост побегов и корней в условиях действия ПЭГ 6000, но и увеличивалось соотношение масса проростков/масса корней. Максимальный положительный эффект наблюдался при использовании путресцина и спермина в концентрациях 1 мМ, при этом стресс-протекторное влияние спермина было более заметным, чем действие путресцина. Обработка обоими полиаминами предотвращала вызываемое осмотическим стрессом повышение содержания пероксида водорода в побегах проростков. Кроме того, воздействие на проростки путресцина и спермина предотвращало вызываемое стрессом снижение активности супероксиддисмутазы, но не оказывало существенного влияния на активность каталазы и гваяколпероксидазы. Обработка путресцином вызывала повышение содержания в проростках пролина при осмотическом стрессе, в то время как под влиянием спермина оно снижалось. Экзогенные полиамины не оказывали заметного влияния на содержание сахаров, но способствовали повышению содержания антоцианов в побегах. Кроме того, под влиянием спермина происходило повышение содержания бесцветных флавоноидов, поглощающих в области УФ-B. Сделано заключение о сложном и отчасти специфическом влиянии полиаминов на функционирование отдельных компонентов стресс-протекторных систем проростков пшеницы.

Кокорев О. І., Колупаєв Ю. Є., Ястреб Т. О., Горєлова О. І. Вплив екзогенних поліамінів на стан антиоксидантної і осмопротекторної систем проростків пшениці при зневодненні. Поліаміни належать до стресових метаболітів, що виконують в рослинних клітинах множинні функції. Наявні в літературі відомості про вплив екзогенних поліамінів на складові антиоксидантної та осмопротекторної систем суперечливі, а порівняльних досліджень захисної дії різних поліамінів недостатньо. Вивчали вплив екзогенних путресцину і сперміну на стійкість проростків пшениці (Triticum aestivum L.) сорту Досконала до зневоднення, спричинюваного дією 12% ПЕГ 6000. Обидва поліаміни у досить широкому діапазоні концентрацій пом'якшували ростінгібуючу дію осмотичного стресу. У варіантах з обробкою поліамінами не тільки посилювався ріст пагонів і коренів в умовах дії ПЕГ 6000, а й збільшувалося співвідношення маса проростків/маса коренів. Максимальний позитивний ефект спостерігався при використанні путресцину і сперміну в концентраціях 1 мМ, при цьому стрес -протекторний вплив сперміну був більш помітним, ніж дія путресцину. Обробка обома поліамінами запобігала індукованому осмотичним стресом підвищенню вмісту пероксиду водню в пагонах проростків. Крім того, вплив на проростки путресцину і сперміну запобігав спричинюваному стресом зниженню активності супероксиддисмутази, але істотно не змінював активність каталази і гваяколпероксидази. Обробка путресцином викликала підвищення вмісту в проростках пр оліну при осмотичному стресі, в той час як під впливом сперміну він знижувався. Екзогенні поліаміни не чинили помітного впливу на вміст цукрів, але сприяли підвищенню вмісту антоціанів у пагонах. Крім того, під впливом сперміну відбувалося підвищення вмісту безбар вних флавоноїдів, що поглинають в області УФ-B. Зроблено висновок про складний і частково специфічний вплив поліамінів на функціонування окремих компонентів стрес-протекторних систем проростків пшениці.

A. I. Kokorev, Yu. E. Kolupaev, T. O. Yastreb, E. I. Horielova. Polyamines are stress metabolites that perform multiple functions in plant cells. The literature data on the effect of exogenous polyamines on components of antioxidant and osmoprotective systems are contradictory, and comparative studies of the protective effect of different polyamines are not enough. We studied the effect of exogenous putrescine and spermine on the resistance of wheat seedlings (Triticum aestivum L.) of Dosconala variety to dehydration caused by an action of 12% PEG 6000. Both polyamines in a fairly wide range of concentrations softened the growth inhibitory effect of osmotic stress. In the variants with polyamines treatment, not only the growth of shoots and roots, but also the mass ratio of shoot/root increased under the action of PEG 6000. The maximum positive effect was observed when using putrescine and spermine at 1 mM concentrations, while the stress-protective effect of spermine was more noticeable than the effect of putrescine. Treatment with both polyamines prevented an increase in the content of hydrogen peroxide in shoots of seedlings caused by osmotic stress. In addition, the effect of putrescine and spermine on the seedlings prevented a decrease in the activity of superoxide dismutase caused by stress, but did not have a significant effect on the activity of catalase and guaiacol peroxidase. Treatment with putrescine caused an increase in the content of proline seedlings under osmotic stress, while under the influence of spermine it decreased. Exogenous polyamines did not significantly affect the sugar content, bu t contributed to an increase in the content of anthocyanins in the shoots. In addition, under the influence of spermine there was an increase in the content of colorless flavonoids, absorbing UV-B. The conclusion is made about the complex and partly specific effect of polyamines on functioning of individual components of stress-protective systems of wheat seedlings.