рус eng
«ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «БИОЛОГИЯ. ЭКОЛОГИЯ»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «BIOLOGIYA. ECOLOGIYA»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «BIOLOGY. ECOLOGY»
ISSN 2073-3372 (Print)

Список выпусков > Серия «Биология. Экология». 2017. Том 22

Образование супероксидного анион-радикала и пероксида водорода в вакуолярном содержимом в присутствии гербицидов

Автор(ы)
О. Д. Нимаева, А. Б. Карпова, Е. В. Прадедова, Р. К. Саляев
Аннотация
Исследовали образование активных форм кислорода (АФК) в вакуолях клеток корнеплодов столовой свёклы (Betavulgaris L.) в присутствии НАДН и салициловой кислоты. В результате было выявлено повышение концентрации пероксида водорода (H2O2) и супероксидного анион-радикала (O2•–). Кроме того, АФК-генерация в вакуолях наблюдалась и в присутствии различных гербицидов. Безусловными активаторами окислительных процессов можно считать такие используемые в работе гербициды, как 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) и диурон. В их присутствии повышалось содержание и O2•–, и H2O2. В присутствии других гербицидов происходило образование либо H2O2, как в случае с фтородифеном и клопиралидом, либо O2•–, как в случае с глифосатом. Образование активных форм кислорода (АФК), вызываемое гербицидами, подавляли признанные ингибиторы оксидоредуктаз NaN3 и KCN, что могло свидетельствовать о причастности этих ферментов к АФК-генерации. Модельные эксперименты с пероксидазой хрена подтвердили это предположение. Образование H2O2 и O2•– в присутствии пероксидазы хрена наблюдали с гербицидами фтородифен и 2,4-Д. На данном этапе исследования можно предположить, что фенольная пероксидаза вакуолей служит генератором АФК, хотя для подтверждения этого факта требуются дополнительные исследования. Полученные в ходе исследования результаты, продемонстрировавшие образование O2•– и H2O2 в вакуолярном содержимом, указывают на наличие в вакуолях редокс-систем, способных генерировать АФК и, кроме того, на наличие систем, способных взаимодействовать с гербицидами.
Ключевые слова
вакуоль, АФК, пероксид водорода, супероксид анион-радикал, гербициды
УДК
57.085.2
Литература

1. Выделение и очистка вакуолей и вакуолярных мембран из клеток растений / Р. К. Саляев [и др.] // Физиология растений. – 1981. – Т. 28, № 6. – С. 1295–1305.

2. Груздев Г. С. Химическая защита растений / Г. С. Груздев. – М. : Агропромиздат, 1987. – 415 с.

3. Захаренко В. А. Гербициды / В. А. Захаренко. – М. : Агропромиздат, 1990. – 240 с.

4. Захарычев В. В. Гербициды и регуляторы роста растений. Основы биохимии и применения / В. В. Захарычев. – М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2007. – 204 с.

5. Полесская О. Г. Растительная клетка и активные формы кислорода / О. Г. Полесская. – М. : Кн. дом «Университет», 2007. – 140 с.

6. Прадедова Е. В. Супероксиддисмутаза вакуолей клеток растений / Е. В. Прадедова, О. Д. Ишеева, Р. К. Саляев // Биологические мембраны. – 2009. – Т. 26, № 1. – С. 5–14.

7. Рогожин В. В. Пероксидаза: структура и механизм действия / В. В. Рогожин, В. В. Верхотуров, Т. В. Рогожина. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. техн. ун-та, 2004. – 200 c.

8. A comparative study on the interference of two herbicides in wheat and italian ryegrass and on their antioxidant activities and detoxification rates / D. Del Buono [et al.] // J. Agric. Food Chem. – 2011. – Vol. 59. – P. 12109–12115.

9. Bradford M. A rapid and sensitive method for the quantitation of protein utilising the principal of protein-dye binding / M. Bradford // Anal. Biochem. – 1976. – Vol. 72, N 1–2. – Р. 248–254.

10. Cadmium-induced subcellular accumulation of O2·- and H2O2 in pea leaves / M. C. Romero-Puertas [et al.] // Plant, Cell and Environment. – 2004. – Vol. 27. – P. 1122–1134.

11. Chemical and mechanical weed control in transplanted tomatoes / M. A. Maksoud [et al.] // Annals of Agricultural Science. – 1981. – Vol. 26. – P. 307–321.

12. Chen S. Hydroxyl-radical production in physiological reactions - a novel function of peroxidase / S. Chen, P. Schopfer // Eur. J. Biochem. – 1999. – Vol. 260. – P. 726–735.

13. 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid-induced leaf senescence in mung bean (Vigna radiata L. Wilczek) and senescence inhibition by co-treatment with silver nanoparticles / T. Karuppanapandian [et al.] // Plant Physiol. Biochem. – 2011. – Vol. 49. – P. 168–177.

14. Identification of phenolic compounds in isolated vacuoles of the medicinal plant Catharanthus roseus and their interaction with vacuolar class III peroxidase: an H2O2 affair? / F. Ferreres [et al.] // J. Exp. Botany. – 2011. – Vol. 62. – P. 2841–2854.

15. Kawano T. Mechanism of peroxidase actions for salicylic acid-induced generation of active oxygen species and an increase in cytosolic calcium in tobacco cell suspension culture / T. Kawano, S. Muto // J. Exp. Botany. – 2000. – Vol. 51. – P. 685–693.

16. Reactive oxygen species and signaling in cadmium toxicity / L. M. Sandalio [et al.]. – Berlin: Springer-Verlag. – 2009. – Vol. 57, N 8. – P. 175–189.

17. Recent Advances in Understanding the Origin of the Apoplastic Oxidative Burst in Plant Cells / G. P. Bolwell [et al.] // Free Radical Res. – 1999. – Vol. 31. – P. 137–145.

18. Redox regulation of cellular activity: concepts and mechanisms / S. N. Cherenkevich [et al.] // Bull. NAS Belarus. Biol. Sci. Ser. – 2013. – Vol. 1. – P. 92–108.

19. The apoplastic oxidative burst in response to biotic stress in plants: a three component system / G. P. Bolwell [et al.] // J. Exp. Botany. – 2001. – Vol. 53. – P. 1367–1376.


Полная версия (русская)