Метаболизм сахарозы клубеньков сои в условиях водного дефицита

Abstract

Исследовали изменения углеводного метаболизма клубеньков двух сортов сои, отличающихся толерантностью к засухе – среднеустойчивого сорта Киевская 27 и устойчивого – Чернобурая. Синтез сахарозы сахарозосинтазой в клубеньках сои снижался в условиях дефицита воды как у среднеустойчивого, так и у устойчивого сортов. Показано, что основными ферментами, включающими сахарозу в метаболизм клубеньков, являлись сахарозосинтаза и цитоплазматическая инвертаза, активность которых изменялась в зависимости от продолжительности водного стресса и от устойчивости сорта к засухе. Вакуолярная инвертаза, имеющая низкую активность в клубеньках, в условиях засухи значительно ингибировалась. У сорта Чернобурая повышалось содержание сахарозы, а накопление моносахаридов и снижение количества крахмала отмечено у обоих сортов. Продолжительный водный дефицит (до 7 сут) сопровождался снижением содержания моносахаридов и крахмала у устойчивого сорта и повышением уровня сахарозы у обоих сортов. Накопление моносахаридов при кратковременной засухе, а сахарозы при длительной с одновременным ингибированием ферментов ее расщепления и синтеза, свидетельствует о замедлении включения углеводов в дальнейший метаболизм.

The carbohydrate metabolism in soybean nodules different tolerant to drought of varieties Kievskaya 27 (middle resistant) and Chornobura (resistant) was studied. Sucrose synthesis by sucrose synthase in the soybean nodules was decreased under water deficit in both varieties. It is found that general enzymes, which include of sucrose in the nodules metabolism, are sucrose synthase and cytoplasmic invertase. The activity of these enzymes changed depending of water stress continuance and tolerant variety to drought. The vacuolar invertase possessed in the very low activity in the soybean nodules and in the drought conditions was further inhibited. Under short drought (2 daily) in the resistant variety Chornobura the content of sucrose was increased, but monosugars accumulation and starch decreasing was reveled in both varieties. The long time drought (7 daily) was accompanied in the decreasing of monosugar and starch levels in the resistant variety, but sucrose content was increased in both varieties. Monosugar accumulation during short time drought and sucrose during long time drought (simultaneously with inhibition of sucrose synthesis and its hydrolysis) suggests on the slow down of carbohydrate including into the further metabolism.

Досліджували зміни вуглеводного метаболізму бульбочок двох сортів сої, які відрізняються за толерантністю до посухи – середньостійкого сорту Київська 27 і стійкого – Чорнобура. Синтез сахарози сахарозосинтазою в бульбочках сої знижувався за умов дефіциту води як у середньостійкого, так і у стійкого сорту. Показано, що основними ферментами, які включа ють сахарозу в метаболізм бульбочок були сахарозосинтаза та цитоплазматична інвертаза, активність яких змінювалася залежно від тривалості водного стресу і від стійкості сорту до посухи. Вакуолярна інвертаза мала низьку активність в бульбочках і в умовах посухи значно інгібувалася. В умовах короткотривалої посухи (2 доби) у стійкого сорту підвищувався вміст сахарози, а накопичення моносахаридів і зниження крохмалю відзначалося в обох сортів. Довготривалий водний дефіцит (до 7 діб) супроводжувався зниженням вмісту моносахаридів і крохмалю у стійкого сорту і підвищенням рівня сахарози в обох сортів. Накопичення моно сахаридів за короткочасної дії посухи, а сахарози за довготривалої з одночасним інгібуванням ферментів її гідролізу та синтезу, свідчить про уповільнення включення вуглеводів в подаль ший метаболізм.