Vol 71, No 4 (2024)

Мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин), гормон животных, антиоксидант и регуляторная молекула, привлекает все большее внимание биологов. Мелатонин, открытый в растениях в 1995 г. и позднее названный фитомелатонином (ФМТ), регулирует многие этапы онтогенеза растений, начиная от прорастания семян и заканчивая процессом старения. ФМТ является одним из наиболее мощных антиоксидантов растительной клетки. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что ФМТ повышает устойчивость растений в условиях действия как абиотических, так и биотических стрессов. В регуляции физиологических процессов он взаимодействует практически со всеми известными в настоящее время фитогормонами. Сейчас довольно хорошо изучен биосинтез ФМТ, его полифункциональная активность, открыт первый рецептор и некоторые компоненты цепи его сигналинга. Все это позволяет считать ФМТ новым гормоном растений.

Изучено влияние штамма бактерий Bacillus velezensis М66 на устойчивость растений картофеля к оомицету Phytophthora infestans (Mont.) de Bary., вызывающему фитофтороз. Впервые показано накопление числа эндофитных бактерий B. velezensis М66 во внутренних тканях растений после инфицирования возбудителем болезни в сравнении с растениями, инокулированными только бактериями. Выявлено значительное сокращение площади поражения фитофторозом вне зависимости от агрессивности используемого штамма патогена. Формирование устойчивости растений под влиянием клеток B. velezensis М66 сопровождалось активацией ингибитора трипсина и пероксидаз, накоплением пероксида водорода и транскриптов генов, кодирующих ингибиторы протеиназ, β-1,3-глюканазу и анионную пероксидазу, а так же снижением уровня транскриптов гена PR1 – маркера развития салицилат-зависимых реакций. По отношению к системе РНК-интерференции было выявлено, что агрессивный штамм P. infestans Sn стимулировал в растениях картофеля накопление транскриптов только гена, кодирующего Dicer-подобный белок (DCL), а менее агрессивный P. infestans 1840 – генов DCL и Ago4. Обработка растений бактериями B. velezensis М66 способствовала накоплению транскриптов гена Ago1 как в здоровых, так и в инфицированных растениях. Инокуляция растений бактериями и последующее инфицирование оомицетом способствовало накоплению транскриптов всех исследованных генов системы РНК-интерференции. Можно полагать, что инокуляция растений клетками эндофитных бактерий штамма B. velezensis M66 способствует формированию устойчивости растений картофеля в отношении оомицета P. infestans посредством эффективного праймирования фитоиммунного потенциала.

Проведен сравнительный анализ содержания и качественного состава эфирных масел, полученных из кожуры лимонов (Citrus × limon (L.) Osbeck) сорта Ташкентский методом гидродистилляции с использованием модифицированного приемника А.С. Гинзберга. Соблюдался принцип единственного различия, который состоял в выращивании плодов в закрытом грунте различных природно-климатических зон – г. Москва и г. Уфа (Республика Башкортостан). При этом пренебрегалась незначительная вариабельность содержания легкогидролизуемого азота, подвижных форм фосфора и калия в высокоплодородных почвогрунтах теплиц, относящихся к группе с высокой и повышенной обеспеченностью. Так как потенциальный урожай растений при оптимальных параметрах микроклимата зависит от поступления фотосинтетически активной радиации (ФАР) при ясном небе в течение вегетационного периода, то было выявлено влияние интенсивности светового потока на содержание компонентов в эфирных маслах цитрусовых, произрастающих внутри круглогодичных двускатных теплиц с естественным освещением и близкоширотным направлением. Высокое суммарное содержание эфирного масла наблюдалось в кожуре плодов, выращиваемых в тепличных условиях г. Уфа. Месторасположение культивационного сооружения отличалось высокой величиной ФАР (при ясном небе), что повлияло на химический состав цитрусовых. Сравнительный анализ состава эфирных масел, проведенный методом газовой хроматографии с масс-спектрометрией, показал отсутствие значимых изменений высокого уровня концентрации D-лимонена в кожуре лимонов, выращиваемых в закрытом грунте различных природно-климатических зон. Содержание монотерпеновых углеводородов и эфиров преобладало в кожуре сорта Ташкентский, произрастающего в теплице УНПЦ садоводства и овощеводства им. В.И. Эдельштейна (г. Москва). Содержание сесквитерпеновых углеводородов, спиртов, альдегидов преобладало в кожуре сорта Ташкентский, произрастающего в теплице учебно-опытного хозяйства ГБПОУ “Уфимский лесотехнический техникум” (г. Уфа). Полученные данные объясняются тем, что сортовые особенности и условия выращивания влияют на количественный и качественный состав эфирных масел.

Исследовано влияние токсических концентраций ионов меди (Cu²⁺) (100 и 500 мкМ) на состав стеринов вакуолярной мембраны корнеплодов столовой свеклы (Beta vulgaris L.). В результате проведенных исследований выявлено 12 соединений во фракции свободных стеринов (СС) и 11 соединений во фракции эфиров стеринов (ЭС). В составе ЭС присутствовали соединения, не обнаруженные в составе СС. Интересно, что при 500 мкМ Cu²⁺ суммарное содержание этих биологически активных соединений увеличивалось. Наблюдалось снижение таких тритерпенов как ланоста-7,9(11)-диен-3β,18,20-триол, 3,18-диацетат, (20R)-(С₃₄Н₅₄О₅) в СС и ЭС. Во фракции СС происходило повышение содержания соединения 7,8-эпоксиланостан-11-ол, 3-ацетокси- при стрессе, в то время как в ЭС его количество снижалось. Установлено, что суммарное содержание ∆5-стеринов, в норме и при стрессе, составляло не более 33% во фракции свободных стеринов и 21% во фракции эфиров стеринов. Преобладающим стерином был β-ситостерин. Его содержание снижалось в условиях изучаемого стресса в обеих фракциях стеринов. Полученные результаты показывают, что фракции стеринов тонопласта (СС и ЭС) представлены не только ∆5-стеринами, которые в основном изучаются в работах посвященным мембранологии и липидологии растений, а также соединениями тритерпенового ряда и другими веществами, обладающими биологической активностью. Обнаруженные вещества, возможно, могут влиять на биофизические показатели тонопласта и на метаболические процессы клетки, в которых задействована вакуолярная мембрана. Выявленные соединения активно реагировали на токсическое воздействие ионов Cu²⁺, что можно рассматривать как один из механизмов защиты растительной клетки от стресса.

Целью данной работы являлось уточнение метаболомного состава экстрактов, в частности наличие полифенольного комплекса в экстрактах лекарственного растения Reynoutria japonica Houtt., принадлежащего к семейству Polygonaceae. Для идентификации целевых аналитов в экстрактах использовалась тандемная масс-спектрометрия листьев и стеблей. Всего идентифицировано 31 химическое соединение, из них 18 соединений представляют полифенольный комплекс. В приложение к идентифицированным вторичным метаболитам некоторые соединения были обнаружены впервые, в частности полифенольные соединения: дигидрохалкон аспалатин, кумарин умбеллиферон, лигнан сирингарезинол, а также флавоны формононетин и гарденин Б.

Исследовали изменения в содержании пролина, флавоноидов и органических (яблочной, лимонной, янтарной) кислот в растениях кресс-салата (Lepidium sativum L.) на начальном этапе развития соле-щелочного стресса. Двухфакторный эксперимент включил варианты с NaCl-засолением (50, 100, 150, 200 мМ), щелочности (при рН = 7–10) и варианты комбинированного воздействия соли и рН. С помощью двухфакторного дисперсионного анализа с определением силы влияния по Снедекору установили отдельное и взаимное действие факторов стресса на изменение высоты и массы надземной части растений, содержания воды, Na⁺, пролина, флавоноидов и общего содержания органических кислот в листьях. Через 24 и 48 ч после стресс-воздействия изменения высоты и массы кресс-салата были минимальными, сила влияния факторов стресса не более 4–7%. В листьях кресс-салата снизилось содержание воды; эти изменения обусловлены отдельным и взаимным воздействием NaCl-засоления и высоких значений рН на 35–53%. В листьях кресс-салата наблюдали заметное накопление Na⁺, его содержание в первые часы наблюдений зависело от отдельного влияния факторов стресса. Через сутки количество Na⁺ в листьях увеличилось относительно контроля в несколько раз, показатели отдельного и взаимного влияния факторов соле-щелочного стресса достигли 31–33%. Аккумуляция пролина в листьях в большей степени зависела от засоления и взаимного действия факторов стресса (влияние в пределах 26–33%). Влияние высоких значений рН не превышало 21%. Незначительное накопление флавоноидов отмечали только через 1 ч после стресс-воздействия. Установлено, что увеличение суммарного содержания лимонной, яблочной и янтарной кислот в равной степени зависело от отдельного и взаимного влияния факторов, суммарное воздействие NaCl-засоления и высоких значений рН достигало 97–99%. Таким образом, в условиях солещелочного стресса накопление органических кислот и пролина является основой адаптационных процессов в кресс-салате.