Группа фенольного метаболизма растений
|
Cайт института
ИФР РАН | |||||||||
Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН | ||||||||||
|
КРАТКОВРЕМЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА НАКОПЛЕНИЕ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ФОТОМИКСОТРОФНОЙ КАЛЛУСНОЙ КУЛЬТУРЕ ЧАЙНОГО РАСТЕНИЯ Нечаева Т.Л., Загоскина Н.В.
Фенольные соединения высших растений привлекают все большее внимание исследователей в связи с чрезвычайным разнообразием выполняемых ими функций, в том числе связанных с защитой от стрессовых воздействий [1,2]. И в этом отношении большей интерес представляет собой салициловая кислота (СК) – одно из простых по своей структуре веществ фенольной природы. Показано ее участие в регуляции цветения растений [3], регуляции транспорта органических веществ по флоэме [4], формировании ризобиального симбиоза [5]. Имеются сведения о том, что при ее экзогенном действии возрастает устойчивость растений к гипо-[6,7] и гипертермии [8,9], осмотическому и солевому стрессам [10,11], действию тяжелых металлов [12]. В значительной степени это обусловлено изменениями в антиоксидантной системе растительных клеток, вызванными действием СК [8,13,14]. Основными компонентами антиоксидантной системы являются высокомолекулярные и низкомолекулярные антиоксиданты [15,16]. К числу последних относятся и фенольные соединения [17,18]. Благодаря их высокой биологической и антиоксидантной активности они находят все более широкое применение при лечении заболеваний различной этиологии [19,20]. Одним из успешных подходов для изучения действия биотических и абиотических факторов на клетки растений являются культуры in vitro [21] К их числу относится и каллусная культура чайного растения, многолетние работы с которой позволили нам изучить различные аспекты фенольного метаболизма и его регуляции [22-24]. Известно, что для растений чая характерен специализированный обмен, направленный на образование различных соединений фенольной природы, представленных мономерными (фенолкарбоновые кислоты, флавоноиды), олигомерными (проантоцианидины) и полимерными (лигнин) формами [25,26]. Целью настоящего исследования являлось изучение изменений в образовании фенольных соединений в фотомиксотрофной каллусной культуре чайного растения после кратковременного действия различных концентраций СК. Объект и методы исследования Объект исследования и условия проведения экспериментов. Каллусные культуры, инициированные из молодого стебля чайного растения (Camellia sinensis L., грузинская разновидность), выращивали в условиях факторостата ИФР РАН в условиях 16-час. фотопериода на модифицированной питательной среде Хеллера, содержащей 2,4-Д (5 мг/л) и глюкозу (20 г/л) [27]. Длительность пассажа составляла 45 дней. При проведении опытов каллусы 20-дневного возраста выдерживали 1 час в водных стерильных растворах СК (10-3 - 10-6М) или в воде (контроль), после чего переносили на основную питательную среду и через 10 дней культивирования оценивали их морфо-физиологические характеристики, прирост каллусной массы и ее оводненность (высушивание при 70оС) [28]. Фенольные соединения извлекали из свежей каллусной ткани 96%-ным этанолом. В экстрактах спектрофотометрическим методом определяли содержание суммы растворимых фенольных соединений (с реактивом Фолина–Дениса; поглощение при 725 нм) и содержание флаванов (с ванилиновым реактивом; поглощение при 500 нм) [29]. Калибровочные кривые в обоих случаях строили по (-)-эпикатехину. Статистическая обработка. Все определения проводили в трех биологических и 2-3 аналитических повторностях. Результаты обрабатывали статистически. На диаграммах представлены средние арифметические значения определений и их квадратичные отклонения. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Фотомиксотрофная каллусная культура чайного растения имела светло-бежевый цвет, а на ее поверхности располагались окрашенные в зеленый цвет группы клеток. После кратковременного воздействия СК изменений в ее морфологических характеристиках не отмечалось, хотя прирост каллусной массы незначительно снижался (на 10-15%, по сравнению с контролем), за исключением варианта с 10-6М СК. При этом во всех случаях была некоторая тенденция к повышению ее оводненности. Основной нашей задачей являлось выяснение изменений в накоплении фенольных соединений в фотомиксотрофных культурах чая при действии СК. Таблица
Как следует из полученных данных (табл.), количество в них фенольных соединений было достаточно высоким, что свидетельствует о сохранении в условиях in vitro биосинтетических характеристик тканей интактного растения [30]. После действия СК в большинстве случаев суммарное содержание растворимых фенольных соединений, в том числе и характерных для чайного растения флаванов, оставалась практически на уровне контроля, за исключением варианта 10-6 М СК, когда уровень этих веществ, соответственно в 1,5 и 2 раза превышал значения контроля. Все это свидетельствует о значительной активации биосинтеза фенольных соединений, преимущественно за счет нефлавановых компонентов фенольного комплекса. И этот аспект действия СК на метаболизм фотомиксотрофной каллусной культуры чая заслуживает дальнейшего исследования. ЛИТЕРАТУРА
| Внимание! Эта статья опубликована, на нее можно ссылаться при написании научных работ. Ссылка на эту публикацию выглядит так: Нечаева Т.Л., Загоскина Н.В. Кратковременное действие салициловой кислоты на накопление фенольных соединений в фотомиксотрофной каллусной культуре чайного растения // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты: материалы докладов VIII Международного симпозиума. Москва, 2-5 октября 2012 г. /отв. ред. Н.В. Загоскина – М.: ИФР РАН; РУДН, 2012. С. 400-404. (ISBN 978-5-209-04571-7). |