Влияние засухи на антиоксидантную активность кукурузы из различных почвенно-климатических регионов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучена антиоксидантная активность однолетнего растения - сахарной кукурузы армянской популяции, которая произрастала в различных почвенно-климатических регионах Армении. Антиоксидантную активность определяли по четырем биохимическим показателям, количественные изменения которых оценивались в условиях моделируемой засухи (умеренной и сильной). В качестве биологического контроля в экспериментах использовали кукурузу инбредной линии В73. В ходе экспериментов было установлено, что ушакертские образцы растений обладают повышенным значением концентрации малонового диальдегида и флавоноидов. В биологическом материале кукурузы из Техута обнаружены высокие концентрационные значения по восстановлению антиоксидантами железа и полифенолов. Определено, что повышение засухи от умеренной до сильной как у образца кукурузы биологического контроля В73, так и у армянских образцов кукурузы вызвало активацию антиоксидантной системы защиты по всем четырем показателям. Благодаря этому возможно расширение в использовании кукурузы в качестве растения-индикатора, а также ее можно считать функциональным продуктом питания, так как она является хорошим источником естественных антиоксидантов.

Об авторах

Астгик Рафиковна Сукиасян

Национальный политехнический университет Армении

Автор, ответственный за переписку.
Email: sukiasyan.astghik@gmail.com

кандидат биологических наук, доцент факультета химических технологий и природоохранной инженерии Национального политехнического университета Армении

Армения, 0009, Ереван, ул. Терьяна, 105

Список литературы

  1. Wheeler T, Von Braun J. Climate change impacts on global food security. Science. 2013;341: 508—513. doi: 10.1126/science.1239402
  2. Yoshida T, Mogami J, Yamaguchi-Shinozaki K. ABA-dependent and ABA-independent signaling in response to osmotic stress in plants. Current opinion in plant biology. 2014;21: 133—139. doi: 10.1016/j.pbi.2014.07.009
  3. Pereira A. Plant Abiotic Stress Challenges from the Changing Environment. Frontiers in plant science. 2016;7: 1123. doi: 10.3389/fpls.2016.01123
  4. Rosenzweig C, Elliott J, Deryng D, Ruane AC, Müller C, Arneth A et al. Assessing agricultural risks of climate change in the 21st century in a global gridded crop model intercomparison. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014;111: 3268—3273. doi: 10.1073/ pnas.1222463110
  5. Des Marais DL, Hernandez KM, Juenger TE. Genotype by environment interaction and plasticity: exploring genomic responses of plants to the abiotic environment. The Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 2013;44: 5—29. doi: 10.1146/annurev-ecolsys-110512-135806
  6. Todaka D, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K. Recent advances in the dissection of droughtstress regulatory networks and strategies for development of drought-tolerant transgenic rice plants. Frontiers in plant science. 2015;6: 84. doi: 10.3389/fpls.2015.00084
  7. Kumar V, Singh A, Mithra SA, Krishnamurthy SL, Parida SK, Jain S et al. Genome-wide association mapping of salinity tolerance in rice (Oryza sativa). DNARes. 2015;22: 133—145. doi: 10.1093/dnares/dsu046
  8. Atteya AM. Alteration of water relations and yield of corn genotypes in response to drought stress. Bulgarian Journal of Plant Physiology. 2003;29: 63—76.
  9. Schnable PS, Ware D, Fulton RS, Stein JC, Wei F, Pasternak S, Liang C. The B73 maize genome: complexity, diversity, and dynamics. Science. 2009;326: 1112—1115.
  10. Sukiasyan AR, Tadevosyan AV, Simonyan GS, Pirumyan GP. The influence of abiotic stress on the growth of plants. Advances in modern natural science. 2016;7: 168—172. (In Russ.)
  11. Hodges D, De Long J, Forney C et al. Improving the thiobarbituric acid-reactive-substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds. Planta. 1999;207(4): 604—611. https://doi.org/10.1007/s004250050524
  12. Benzie IF, Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: the FRAP assay. Anal Biochemistry. 1996;239(1): 70—76.
  13. Gálvez M, Martín-Cordero C, Houghton PJ, Ayuso MJ. Antioxidant activity of methanol extracts obtained from Plantago species. Journal agriculture food chemistry. 2005;53(6): 1927—1933.
  14. Chang CC, Yang MH, Wen HM, Chern JC. Estimation of total flavonoids content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of food and drug analysis. 2002;10: 178—182.
  15. Kirakosyan AA, Sukiasyan AR. Ispol’zovaniye yazyka MATLAB v kachestve ekspress-metoda otsenki eksperimental’nykh rezul’tatov [Using MATLAB as an express method for evaluating experimental results]. Informatsionnyye tekhnologii: materialy Mezhdunarodnoy molodezhnoy konferentsii, Yerevan, 23—25 iyunya, 2005 [Information technology: Proceeding of International Conference, Yerevan, 23—25 June 2005]. Yerevan, 2005; pp. 34—37. (In Russ.)
  16. Korosov AV, Gorbach VV. Komp’yuternaya obrabotka biologicheskikh dannykh [Computer processing of biological data]. Petrozavodsk: PetrGU Publ.; 2017. 97 s.
  17. Lobell DB, Banziger M, Magorokosho C, Vivek B. Nonlinear heat effects on African maize a sevidenced by historical yield trials. Nature Climate Change. 2011;1: 42—45. doi: 10.1038/ nclimate1043
  18. Cruzde Carvalho MH. Drought stress and reactive oxygen species: production, scavenging and signaling. Plant Signaling & Behavior. 2008;3: 156—165. doi: 10.4161/psb.3.3.5536
  19. Cornic G. Drought stress inhibits photosynthesis by decreasing stomatal aperture — not by affecting ATP synthesis. Trends plant science. 2000;5: 187—188.
  20. Hoekstra FA, Golovina EA, Buitink J. Mechanisms of plant desiccation tolerance. Trends plant science. 2001;6: 431—438.
  21. Noctor G, Veljovic-Jovanovic S, Driscoll S, Novitskaya L, Foyer CH. Drought and oxidative load in the leaves of C3 plants: a predominant role for photorespiration? Annals of Botany. 2002;89: 841—850.
  22. Smirnoff N. The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation. New Phytologist. 1993;125: 27—58.
  23. Biehler K, Fock H. Evidence for the contribution of the Mehler peroxidase reaction in dissipating excess electrons in drought stressed wheat. Plant physiology. 1996;112: 265—272.
  24. Sukiasyan AR, Tadevosyan AV, Nagdalyan AG, Baghdasaryan SS. Transpiration as a criterion for assessing abiotic stress. Vestnik natsionalnogo politekhnicheskogo universiteta Armenii: gidrologiya i gidrotekhnika. 2015;2: 9—14. (In Russ.)
  25. Sukiasyan AR, Tadevosyan AV, Simonyan GS, Pirumyan GP. The influence of abiotic stress on the growth of plants. Uspekhi sovremennogoy estestvoznaniya. 2016;7: 168—172. (In Russ.)
  26. Sukiasyan AR. Antioxidant capacity of maize corn under drought stress from the different zones of growing. International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultural, Food and Biotechnological Engineering. 2016;10(8): 413—416. doi: 10.1999/1307-6892/10005083
  27. Benzie IF, Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: the FRAP assay. Analytical Biochemistry. 1996;239: 70—76.
  28. Szydlowska-Czerniak A, Dianoczki C, Recseg K et al. Determination of antioxidant capacities of vegetable oils by ferric-ion spectrophotometric methods. Talanta. 2008;76(4): 899—905.
  29. Loo AY, Jain K, Darah I. Antioxidant and radical scavenging activities of the pyroligneous acid from a mangrove plant, Rhizophora apiculata. Food Chemistry. 2007;104(1): 300—307.
  30. Brunetti C, Di Ferdinando M, Fini A, Pollastri S, Tattini M. Flavonoids as antioxidants in plants under abiotic stresses. International Journal of Molecular Sciences. 2013;14(2): 3540—3555.
  31. Schopfer P. Hydrogen peroxide-mediated cell-wall stiffening in vitro in maize coleoptiles. Planta. 1996;199: 43—49. doi: 10.1007/BF00196879
  32. Tsukagoshi H, Busch W, Benfey PN. Transcriptional regulation of ROS control transition from proliferation to differentiation in the root. Cell. 2010;143: 606—616. doi: 10.1016/j.cell.2010.10.020

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).