Вплив вірусної інфекції на біохімічні протекторні реакції рослин пшениці

Автор(и)

  • Оlha Моlodchenkova Селекційно-генетичний інститут Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036, Україна
  • Lidiya Mishchenko ННЦ «Інститут біології та медицини» Київський національний університет імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, Україна, 01601, Україна
  • Alina Dunich ННЦ «Інститут біології та медицини» Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, Україна, 01601, Україна
  • Оlha Rishchakova Селекційно-генетичний інститут Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036, Україна
  • Lidiya Bezkrovnaya Селекційно-генетичний інститут-Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036, Україна
  • Yaroslav Fanin Селекційно-генетичний інститут Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.190922

Ключові слова:

пшениця, вірус смугастої мозаїки пшениці, стійкість, біохімічні захисні реакції

Анотація

Мета роботи – дослідити вплив вірусної інфекції на біохімічні протекторні реакції рослин .

Матеріали та методи дослідження – Дослідження були проведені на рослинах пшениці (Triticum aestivum L.) сорту Джулія закордонної селекції. Методи досліджень: біометричні вимірювання, твердофазний імуноферментний аналіз, метод К’єльдаля, антроновий метод визначення цукрів, спектрофотометричні методи. Cтатистична обробка даних була проведена за допомогою програми “Libre Office Calc”GNU Lesser General Public Licensev 3)|||.

Результати досліджень. Одержані результаті свідчать про те, що одними із реакцій відгуку рослин пшениці на ураження вірусом смугастої мозаїки є порушення у функціонуванні фотосинтетичного апарату листків пшениці, зменшення вмісту білка. Встановлено збільшення вмісту розчинних цукрів, флавоноїдів та активності хітинази і  β-1,3-глюканази за  впливу вірусної інфекції, що може мати  протекторне значення. Виявлено, що вірус смугастої мозаїки пшениці викликає такі неспецифічні реакції рослинної клітини, як активування процесів перекисного окиснення ліпідів, зниження активності деяких антиоксидантних ензимів (каталази та ін.). Показано, що активація пероксидази, підвищення вмісту відновленого глутатіону клітин, уражених ВСМП, є захисною реакцією рослин пшениці на вторинний оксидний стрес, що виникає в клітинах у разі проникнення в них вірусу.

Висновки. Вивчення біохімічного складу рослин пшениці, уражених вірусом смугастої мозаїки пшениці, показало наявність змін деяких біохімічних показників, що пов’язані з формуванням захисних механізмів рослин (вмісту фотосинтетичних пігментів, білка, цукрів, флавоноїдів, активності PR-білків, інтенсивності окиснювальних та антиокиснювальних процесів). Отримані результати можна використовувати при доборі сортів пшениці із господарсько-цінними ознаками та комплексною стійкістю (і до кліматичних умов довкілля, і до фітовірусних інфекцій), які можуть  бути  рекомендовані для впровадження у селекційну і сільськогосподарську практику

Біографії авторів

Оlha Моlodchenkova, Селекційно-генетичний інститут Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036

Доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

Lidiya Mishchenko, ННЦ «Інститут біології та медицини» Київський національний університет імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, Україна, 01601

Доктор біологічних наук, професор

Alina Dunich, ННЦ «Інститут біології та медицини» Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64/13, м. Київ, Україна, 01601

Науковий співробітник

Оlha Rishchakova, Селекційно-генетичний інститут Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036

Науковий співробітник

Lidiya Bezkrovnaya, Селекційно-генетичний інститут-Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036

Старший науковий співробітник

Yaroslav Fanin, Селекційно-генетичний інститут Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Овідіопольська дорога, 3, м. Одеса, Україна, 65036

Аспірант

Посилання

  1. Mishchenko, L. T. (2009). Virusni khvoroby ozymoi pshenytsi. Kyiv: Fitosotsiotsentr, 352.
  2. Mishchenko, L., Dunich, A., Mishchenko, I., Berlizov, V., Petrenkova, V., Molchanets, O. (2017). Influence of climate change on wheat vireses variability in Ukraine. Agriculture&Foresty, 63 (4), 43–50. doi: http://doi.org/10.17707/agricultforest.63.4.04
  3. Shakirova, F. M. (2001). Nespecificheskaia ustoichivost rastenii k stressovym faktoram i ee reguliaciia. Ufa: Gilem, 160.
  4. Babosha, A. V. (2008). Inducibelnye lektiny i ustoichivost rastenii k patogennym organizmam i abioticheskim stressam. Biokhimiia, 73 (7), 1007–1022.
  5. Jain, D., Khurana, J. P.; Singh, A., Singh, I. (Eds.) (2018). Role of pathogenesis-related (PR) proteins in plant defense mechanism. Molecular Aspects of Plant-Pathogen Interaction. Singapore: Springer, 265–281.
  6. Van Loon, L. C., Rep, M., Pieterse, C. M. J. (2006). Significance of Inducible Defense-related Proteins in Infected Plants. Annual Review of Phytopathology, 44 (1), 135–162. doi: http://doi.org/10.1146/annurev.phyto.44.070505.143425
  7. Taran, N. Yu., Okanenko, O. A., Batsmanova, L. M. (2004). Vtorynnyi oksydnyi stres yak element zahalnoi adaptyvnoi vidpovidi roslyn na diiu nespryiatlyvykh faktoriv dovkillia. Fyzyolohyia y byokhymyia kulturnikh rastenyi, 36 (1), 3–14.
  8. Scandalios, J. G. (2005). Oxidative stress: molecular perception and transduction of signals triggering antioxidant gene defenses. Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 38 (7), 995–1014. doi: http://doi.org/10.1590/s0100-879x2005000700003
  9. Kolupaev, Iu. E., Karpec, Iu. V. (2010). Uchastie rastvorimykh uglevodov i nizkomolekuliarnykh soedinenii azota v adaptivnykh reakciiakh rastenii. Vestnik Kharkovskogo nacionalnogo agrarnogo universiteta. Seriia Biologiia, 2 (20), 36–53.
  10. Dospekhov, B. A. (1985). Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoi obrabotki rezultatov issledovanii). Moscow: Agropromizdat, 351.
  11. Crowther, J. R. (1995). ELISA. Theory and practice. New York: Hamana Press, 223.
  12. Ermakova, A. I. (Ed.) (1972). Metody biokhimicheskogo issledovaniia rastenii. Leningrad: Kolos, 143–144.
  13. Vasiukova, A. N. (2013). Izuchenie soderzhaniia summy flavonoidov v semenakh i prorostkakh soi. Selskokhoziaistvennye nauki i agropromyshlennii kompleks, 4, 9–13.
  14. Stalnaia, I. D. (1997). Metod opredeleniia malonovogo dialdegida s pomoschiu tiobarbiturovoi kisloty. Sovremennye metody v biokhimii, 1, 66–68.
  15. Grishko, V. N., Cyschikov, D. V. (2002). Metod opredeleniia vosstanovlennoi formy glutationa v vegetativnykh organakh rastenii. Ukrainskii biokhimicheskii zhurnal, 24 (4b), 123–124.
  16. Ridge, I., Osborne, D. J. (1970). Hydroxyproline and Peroxidases in Cell Walls ofPisum sativum: Regulation by Ethylene. Journal of Experimental Botany, 21 (4), 843–856. doi: http://doi.org/10.1093/jxb/21.4.843
  17. Koroliuk, M. A. (1988). Opredelenie aktivnosti katalazy. Laboratornoe delo, 1, 16–18.
  18. Nakano, Y. (1981). Hydrogen peroxide is scavenger by ascorbatespecific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant and Cell Physiol, 22 (5), 867–880. doi: http://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a076232
  19. Rotruck, J. T., Pope, A. L., Ganther, H. E., Swanson, A. B., Hafeman, D. G., Hoekstra, W. G. (1973). Selenium: Biochemical Role as a Component of Glutathione Peroxidase. Science, 179 (4073), 588–590. doi: http://doi.org/10.1126/science.179.4073.588
  20. Mishchenko, L. T., Dunich, A. A., Mishchenko, І. А., Petrenkova, V. P., Mukha, Т. І. (2018). Monitoring of economically important wheat viruses under weather conditions change in Ukraine and investigation of seed transmission of Wheat streak mosaic virus. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 24 (4), 660–669.
  21. Mishchenko, L. T., Dunich, A. A., Skrypkina, I. Y., Kozub, N. O. (2019). Phylogenetic analysis of two Ukrainian isolates of Wheat streak mosaic virus. Biopolymers and Cell, 35 (1), 64–77. doi: http://doi.org/10.7124/bc.000997
  22. Mishchenko, L. T., Reshetnyk, H. V., Torop, V. V. (2010). Kompleksna diahnostyka symptomiv "bahrianykh lystkiv" ozymoi pshenytsi. Visnyk ahrarnoi nauky, 4, 27–30.
  23. Jabeen, A., Kiran, T. V., Subrahmanyam, D., Lakshmi, D. L., Bhagyanarayana, G., Krishnaveni, D. (2017). Variations in chlorophyll and carotenoid contents in tungro infected rice plants. Journal of Research and Development, 5 (1). Available at: https://www.longdom.org/open-access/variations-in-chlorophyll-and-carotenoid-contents-in-tungro-infectedrice-plants-.pdf
  24. Kyrychenko, A. M. (2014). Vplyv virusu zhovtoi mozaiky kvasoli na metabolizm fotosyntetychnykh pihmentiv, bilkiv i vuhlevodiv u Glycine soja L. Mikrobiolohichnyi zhurnal, 76 (1), 47–52.
  25. Hernández, J. A., Gullner, G., Clemente-Moreno, M. J., Künstler, A., Juhász, C., Díaz-Vivancos, P., Király, L. (2016). Oxidative stress and antioxidative responses in plant–virus interactions. Physiological and Molecular Plant Pathology, 94, 134–148. doi: http://doi.org/10.1016/j.pmpp.2015.09.001

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-01-29

Як цитувати

Моlodchenkova О., Mishchenko, L., Dunich, A., Rishchakova О., Bezkrovnaya, L., & Fanin, Y. (2020). Вплив вірусної інфекції на біохімічні протекторні реакції рослин пшениці. ScienceRise: Biological Science, (5-6(20-21), 9–15. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.190922

Номер

№ 5-6(20-21) (2019)

Розділ

Біологічні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Оlha Моlodchenkova, Lidiya Mishchenko, Alina Dunich, Оlha Rishchakova, Lidiya Bezkrovnaya, Yaroslav Fanin

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.