авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |

«Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского Национальный исследовательский университет Всероссийская общественная ...»

-- [ Страница 5 ] --

ПОИСК НОВЫХ ЗАЩИТНЫХ ПЕПТИДОВ В ЗЕРНЕ ЗЛАКОВЫХ РАСТЕНИЙ Рогожин Е.А.1, Одинцова Т.И.2, Смирнов А.Н.3, Егоров Ц.А.1, Гришин Е.В. Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии имени академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН, Москва, rea21@list.ru Учреждение Российской академии наук Институт общей генетики имени Н.И.Вавилова РАН, Москва Российской государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная академия имени К.А.Тимирязева, Москва Растения в ходе своей эволюции выработали целый арсенал высокоэффективных механизмов защиты от патогенных микроорганизмов. Растительный иммунитет представляет собой сложную многоступенчатую систему защиты, которая включает в себя как создание барьеров на пути проникновения инфекции путем укрепления клеточных стенок, так и образование в различных органах и тканях разнообразных соединений с антимикробными свойствами. К антимикробным соединениям, продуцируемым растениями, относятся фитоалексины и фитоантисипины, пищеварительные ферменты, белки и антимикробные пептиды (АМП). Среди белков растений, участвующих в защите от патогенов важнейшая роль принадлежит белкам, связанным с патогенезом (pathogenesis-related proteins, PR-белки). Примерами таких белков являются хитиназы и глюканазы, рибосомо-инактивирующие белки, лектины и антимикробные белки и пептиды. Семена растений, способные сохраняться в земле на протяжении несколько месяцев до начала прорастания, являются одним из основных источников антимикробных белков и пептидов. Детальное исследование этих соединений играет важнейшую роль в понимании системы конститутивного иммунитета растений. Цель настоящей работы состояла в выделении и структурно-функциональной характеристике новых АМП ряда культурных и сорных растений, относящихся к семейству Злаковые (Poaceae) – пшеницы Кихара (Triticum kiharae), колосняка песчаного (Leumus arenarius) и ежовника обыкновенного (Echinochloa crusgalli).

С использованием методов жидкостной хроматографии в сочетании с MALDI-MS-TOF масс-спектрометрией и ступенчатой деградации по Эдману из зерна вышеуказанных злаков были выделены и охарактеризованы полипептида с новым цистеиновым мотивом: два гомологичных 10-цистеиновых пептида (из зерна Triticum kiharae и Leumus arenarius), названные WAMP и LAMP соответственно, а также два гомологичных АМП, образующих уникальный 4-цистеиной мотив (из зерна Echinochloa crusgalli), названные Ec-AMP1 и Ec-AMP2.

Для полученных полипептидов были определены молекулярные массы, а также полные первичные структуры.

Поиск гомологий по базам денных UniProt и TrEMBL с использованием алгоритма BLAST показал, что для 10 цистеиновых пептидов злаков свойственна высокая степень гомологии с хитин-связывающим доменом, который характерен для семейства гевеин-подобных АМП пептидов растений, а также для PR-белков класса хитиназ.

Также показано, что оба 10-цистеиновых пептида обладают антифунгальной и антибактериальной активностью против широкого спектра фитопатогенных грибов и бактерий в диапазоне концентраций 5-30 мкг/мл. Таким образом, в зерне культурного растения – гексаплоидной пшеницы Кихара и дикорастущего злака – колосняка песчаного – были обнаружены высоко гомологичные полипептиды, которых можно отнести к представителям нового подсемейства гевеин-подобных АМП растений. Для вделенных из зерна ежовника двух полипептидов с уникальным 4-цистеиновым мотивом в результате поиска по базам данных UniProt и TrEMBL с использованием алгоритма BLAST была обнаружена низкая степень идентичности с описанным ранее из зерна кукурузы (Zea mays) АМП, названного MBP-1. Установлено, что замыкание дисульфидных связей между остатками цистеина в молекулах Ec-AMP1 и Ec-AMP2 происходит в положениях C1-C4, C2-C3;

также методом кругового дихроизма был показано, что данные молекулы являются -спиральными, что характерно для большинства АМП растений.

В отличие от MBP-1 кукурузы данные пептиды проявляли избирательную антифунгальную активность по отношению к фитопатогенным грибам рода Fusarium, кроме того, они не способны к подавлению роста бактерий.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ ПИРОФОСФАТЗАВИСИМАЯ ФОСФОФРУКТОКИНАЗА И ЕЕ РОЛЬ В МЕТАБОЛИЗМЕ ОБЛИГАТНЫХ МЕТАНОТРОФОВ Розова О.Н.

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, Пущино, rozovaolga1@rambler.ru Клонированием гена pfр из облигатных метанотрофных бактерий галоалкалофильного Methylomicrobium alcaliphilum 20Z (I тип) и термотолератного Methylococcus capsulatus Bath (Х тип), реализующих соответственно рибулозомонофосфатный (РМФ) путь или РМФ путь в сочетании с циклом Кальвина, получены электрофоретически гомогенные препараты рекомбинантной пирофосфатзависимой 6-фосфофруктокиназы (ПФК). В отличие от ПФК Mc. capsulatus Bath, являющейся гомодимером с молекулярной массой субъединицы 45 кДа, фермент Mm. alcaliphilum 20Z – гомотетрамер. Обнаружено, что ПФК Mc. capsulatus Bath наряду с фруктозо-6-фосфатом (Ф-6-Р) (Кm= 2,27 мМ) обратимо фосфорилирует седогептулозо-7-фосфат (С-7-Р) и рибулозо-5-фосфат, проявляя наиболее высокое сродство к С-7-Р (Кm = 0,03 мМ). Этот факт указывает на участие ПФК Mc. capsulatus Bath в реакциях пентозофосфатного пути, ведущих к регенерации рибулозо-5 фосфата, общего интермедиата в РМФ пути и цикле Кальвина. Напротив, ПФК Mm. alcaliphilum 20Z имеет высокую активность с Ф-6-Р (Vmax = 577 Е/мг белка, Кm = 0,64 мМ) и фруктозо-1,6-бисфосфатом (Vmax = 805 Е/мг белка, Кm = 0,095 мМ) и низкую с С-7-Р (Vmax = 0,18 Е/мг белка, Кm = 1,01 мМ). Таким образом, у Mm.

alcaliphilum 20Z, не имеющего цикла Кальвина, ПФК неэффективна в реакциях восстановительного пентозофосфатного пути. Mm. alcaliphilum 20Z – галотолерант, синтезирующий в качестве осмопротектора сахарозу, что сопровождается образованием ФФн. В геноме данного метанотрофа присутствует ФБФ-аза, необратимо дефосфорилирующая ФБФ. Предположено, что одновременное функционирование ПФК и ФБФ-азы обеспечивает утилизацию ФФн, образующегося при синтезе сахарозы.

Отсутствие у Mc. capsulatus Bath ФБФ-азы коррелирует с неспособностью накапливать сахарозу. Впервые установлено, что ген pfр Mc. capsulatus Bath расположен в одном опероне с геном hpp, кодирующим предполагаемую Н+-пирофосфатазу V-типа. Подобная локализация генов pfp и hpp обнаружена в хромосомах ряда автотрофных бактерий. Возможно, ПФК этих бактерий участвует также в энергетическом метаболизме, поставляя пирофосфат для работы мембранной ФФн-азы, создающей протонный градиент при гидролизе пирофосфата. Таким образом, энергия фосфоангидридной связи ФФн может опосредованно участвовать в синтезе АТФ без участия дыхательной цепи.

Значительные отличия в кинетических параметрах ПФК двух метанотрофов, обусловленные различной метаболической ролью фермента, подтверждаются филогенетическим анализом, выявившим высокую степень их дивергенции (16% идентичности транслированных аминокислотных последовательностей). При этом, ПФК Mm. alcaliphilum 20Z является представителем подгруппы «Р» II группы фосфофруктокиназ и кластеризуется совместно с ПФК из хемоорганотрофов, тогда как ПФК Mc. capsulatus Bath наиболее близка с ферментами автотрофных бактерий, представляющих подгруппу “В2”.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (08-04-01484а, 09-04-92520-ИК_а, 10-04-01224а) и ГК (02.740.11.0296).

ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТА ИЗ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ С РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНЬЮ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРИ СОПРЯЖЕНИИ ПРОЦЕССОВ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА И БРОЖЕНИЯ Романова М.А., Драгунова Ю.Е., Атыкян Н.А., Ревин В.В.

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Саранск, kistig2@mail.ru Развитие спиртовой промышленности неразрывно связано с применением методов, направленных на увеличение выхода спирта. К числу прогрессивных нововведений относятся применение непрерывных процессов в производстве, использование новых штаммов дрожжей. Это ведёт к совершенствованию организации и является мощным источником дальнейшего роста экономической эффективности производства.

Одним из перспективных методов является проведение совместного ферментативного гидролиза и брожения, что позволит ускорить и удешевить процесс производства спирта за счет сокращения стадии разваривания, охлаждения, осахаривания сусла. Ультратонкое измельчение сырья позволит разрушить клеточные стенки зерен крахмала и обеспечить доступность крахмала для действия амилолитических ферментов микробных препаратов.

В ходе работы был проведен ферментативный гидролиз, совмещенный с брожением зерновой смеси с различной степенью измельчения. Концентрации внесения ферментных препаратов были постоянны, степень измельчения зернового сырья варьировала в пределах от стандартной (около 1 мм) до ультраразмеров (менее 1 мкм).

Проведенные нами исследования показали, что введение ферментных препаратов в рекомендуемых концентрациях и одновременное сбраживание зерна со стандартной степенью измельчения приводит к ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ неполному осахариванию, выбраживанию и низкому выходу спирта с единицы сырья. Максимальный выход спирта наблюдался при сбраживании сусла из зерна с ультраизмельчением.

ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА РОСТОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ НА ФОНЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ Сазанова К.А., Башмаков Д.И.

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Саранск, krissaz@rambler.ru Во всем мире загрязнение тяжелыми металлами представляет серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья человека. Считается, что среди химических элементов тяжелые металлы (ТМ) являются наиболее токсичными. Многие растения обладают способностью аккумулировать ТМ в количествах, во много раз превышающих их содержание в почвах, и, как результат, являются основным источником их поступления в пищевые цепи. Известно, что загрязнение различных биотопов ТМ оказывает весьма токсичное действие на все биохимические и физиологические процессы у растений, отравляя растение и снижая урожайность сельскохозяйственных культур. Однако, реакция растений на действие экологических стрессоров может модифицироваться биологически активными веществами. Среди них особое место занимают аналоги фитогормонов и синтетические регуляторы роста (РР).

В работе исследовали эффективность действия синтетических регуляторов роста: 10 нМ тидиазурона (TDZ), 0, мкМ цитодефа и 10-6 % эпина на растения пшеницы (Triticum aestivum L.) на фоне физиологических (10 мкМ) и сублетальных (1 мМ) концентраций ионов Cu2+, Zn2+, Pb2+ или Ni2+. Опытные семена замачивали в растворах РР, контрольные – в дистиллированной воде в течение 8 ч. Опыт проводили в водной культуре при температуре 22 24°С, 16-часовом световом дне и освещенности 2000 лк. Длину побегов и корней измеряли на 7 сутки.

Все исследованные ТМ ингибировали рост осевых органов пшеницы. Самыми токсичными оказались ионы Ni2+, наименее токсичными – ионы Cu2+ (при 10 мкМ Cu2+ отмечали стимуляцию роста корней и побегов молодых растений). Для всех исследованных ТМ ингибирующий эффект возрастал с повышением концентрации металла.

Во многих вариантах эксперимента РР стимулировали рост побегов (эпин – 10 мкМ ионов Ni2+, Pb2+ и Cu2+ и мМ ионов Zn2+;

цитодеф – 10 мкМ ионов Ni2+,Cu2+, Zn2+ и 1 мМ Pb2+ и Zn2+), а также корней опытных растений (эпин – при 10 мкМ Pb2+, Cu2+ и Zn2+;

цитодеф – при 10 мкМ ионов Cu2+ и 1мМ ионов Zn2+ и Pb2+. Препарат TDZ был эффективен лишь на фоне 1 мМ ионов Cu2+, а также стимулировал рост корней на фоне 10 мкМ ионов Ni2+.

Корневые системы растений в первую очередь реагировали на изменение концентрации ТМ. По их реакции можно количественно судить о степени металлоустойчивости опытных растений. Для этого рассчитывали индекс толерантности (ИТ) Уилкинсона (ИТ = длина корня в опыте/ длина корня в контроле). ИТ проростков возрастал при обработке TDZ на фоне 10 мкМ ионов всех изученных ТМ;

при обработке цитодефом – на фоне мМ ионов Pb2+ и 1 мМ и 10 мкМ ионов Zn2+;

в вариантах с эпином – на фоне физиологических концентраций ионов Pb2+, Cu2+ и Zn2+.

Показано ингибирующее действие ионов ТМ на рост осевых органов проростков пшеницы. Выявлены физиологические различия по действию синтетических РР на растения пшеницы в условиях повышенной концентрации ТМ. Наиболее сильный рост-стимулирующий эффект отмечен при обработке семян эпином, наименее эффективным оказался тидиазурон. Показана эффективность применения эпина для стимулирования роста пшеницы при слабом загрязнении, а цитодефа – при сильном загрязнении ТМ.

ДЫХАТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ КЛЕТОК АЛКАНОТРОФНЫХ РОДОКОККОВ Серебренникова М.К.1, Куюкина М.С.1,2, Ившина И.Б.1, Пермский государственный университет, Пермь, m070887kc@mail.ru;

Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермь Важными характеристиками иммобилизованных на поверхности носителя микробных клеток являются их жизнеспособность и метаболическая активность, поскольку от данных факторов зависит скорость процесса и количество деградируемого или синтезируемого продукта. Цель настоящей работы – определение дыхательной активности иммобилизованных на хвойных опилках актинобактерий рода Rhodococcus, используемых для биодеградации нефтяных углеводородов в лабораторном колоночном биореакторе.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ В работе использовали штаммы Rhodococcus ruber ИЭГМ 615 и Rhodococcus opacus ИЭГМ 249 из Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов (акроним ИЭГМ, www.iegm.ru/iegmcol). Процесс иммобилизации клеток родококков проводили в лабораторном колоночном биореакторе, представляющем собой стеклянную колонку (12,0 х 1,4 см), заполненную гидрофобизованными опилками (2 г). Колонка соединялась при помощи силиконовых трубок с колбой, содержащей суспензию (2,0 x 107 кл/мл;

200 мл) клеток R. ruber ИЭГМ 615 и R. opacus ИЭГМ 249, отобранных в равном соотношении. Процесс биодеградации нефтяных углеводородов иммобилизованными клетками родококков в биореакторе изучали с использованием 2%-ной эмульсии модельной нефти (н-декан, н-ундекан, н-додекан, н-тетрадекан, н-гексадекан, н-гептадекан, н нонадекан – по 12%, пристан – 6%, нафталин, аценафтен, фенантрен, антрацен – по 2%), стабилизованной 0,1% ным р-ом Твина 60. Эмульсию подвергали УЗ-обработке частотой 24 кГц в течение 1 мин и пропускали через колонку. Каталитическую активность иммобилизованных клеток R. ruber и R. opacus изучали с помощью 6 канального респирометра Micro-Oxymax® (Columbus, США) до и после цикла биодеградации нефтяных углеводородов в биореакторе. Оценивали скорость дыхания (мкл/мин), а также количество потребленного кислорода и выделенного углекислого газа (мкл) иммобилизованными клетками родококков и неинокулированным носителем (контролем) в присутствии модельной нефти. Измерения респираторной активности проводили при 22±2оС, интервал между измерениями составлял 0,42 ч.

В результате проведенных респирометрических исследований установлено, что родококки в иммобилизованном состоянии характеризуются стабильно высокой дыхательной активностью в присутствии модельной нефти. Так, количество потребленного кислорода и выделенного углекислого газа иммобилизованными клетками R. ruber и R. opacus равномерно увеличивается на протяжении 460 часов, в результате чего к концу эксперимента количество потребленного кислорода – в 5 раз, а выделенного углекислого газа – в 20 раз превышает контрольные показатели. Кроме того, для иммобилизованных клеток родококков характерна высокая скорость клеточного дыхания (удельная скорость потребления кислорода составляет 0,7, а выделения углекислого газа 0,17 мкл/мин·мг сухих клеток), которая увеличивается в два раза после операционного цикла в биореакторе.

Повышенная дыхательная активность иммобилизованных клеток коррелирует с высокой (77%) степенью биодеградации нефтяных углеводородов. Таким образом, клетки алканотрофных родококков в иммобилизованном состоянии характеризуются высокой функциональной стабильностью, что важно при их использовании в биотехнологическом процессе очистки нефтезагрязненной воды.

СИМБИОЗ РАСТЕНИЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ ПРИ ФИТОБИОРЕМЕДИАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ Скоробогатова В.И. 1, Щербакова Л.Ф. 1, Ермакова И.Т. Саратовский государственный технический университет, Саратов, shchaa@yandex.ru;

Институт биологии и физиологии микроорганизмов РАН, Пущино Фитобиоремедиация предполагает удаление поллютантов из почвы, поверхностных и подземных вод при помощи растений и микроорганизмов. Проведена параллель и отмечена специфика детоксикационных возможностей растений и микроорганизмов, поскольку их совместное действие часто носит симбиотический характер. Органические токсиканты усваиваются и ассимилируются, т.е. подвергаются метаболической деградации. В этом процессе микроорганизмы следует признать более активными "детоксикационными агентами", чем растения, ввиду их быстрого роста, характерных им сравнительно легко саморегулируемых адаптационных и индуктивных процессов, а также широкого спектра генетической информации. Другая картина складывается в случае с неорганическими токсикантами, которые, проникнув в организм, не подвергаются метаболическим превращениям. В ряде случаев микроорганизмы разных таксономических групп способны аккумулировать внутри клетки довольно высокие концентрации тяжелых металлов, которые в результате лизиса клеточных стенок вновь оказываются в почве, что, в конечном счете, не способствует ее ремедиации.

Однолетние и многолетние растения довольно часто, обладая способностью усваивать вместе с другими питательными компонентами и токсиканты, транспортируют их в надземные органы, очищая, таким образом, как почву, так и водоемы. В качестве фиторемедиаторов хорошо зарекомендовали себя подсолнечник и водный гиацинт (Eichhornia crassipes). С целью создания научно-технических основ фитобиоремедиации загрязненных территорий в настоящей работе установлены экофизиологические характеристики растений подсолнечника и эйхорнии и бактерий родов Pseudomonas и Alcaligenes в отношении фосфор- и мышьяксодержащих поллютантов. Актуальность работы определяется необходимостью санации загрязненных территорий в районах хранения и уничтожения химического оружия. Предлагается новая стратегия решения проблемы фитобиоремедиации загрязненных почв. Достижение максимальной степени очистки заключается в создания трехступенчатой системы: на первой стадии ("ризосферная биодеградация") в загрязненную почву вносят специально подобранные для этих целей непатогенные ризосферные микроорганизмы (Alcaligenes и ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ Pseudomonas), которые в околокорневой системе осуществляют начальную трансформацию поллютантов, превращая их в менее токсичные, более гидрофильные соединения, значительно легче усваиваемые растениями.

На этой стадий будут также использованы органические соединения, не только ускоряющие разложение токсичных химикатов в почве, но и активирующие метаболические процессы, и тем самым, усиливающие ремедиационную активность растений;

на второй стадии ("фитоэкстракция и фитотрансформация") растения, имеющие высокий ремедиационный потенциал, удаляют продукты биодеградации из загрязненного объекта;

на третьей стадии ("озоление") остатки растений после фитобиоремедиации уничтожают на специально сконструированной установке с последующим захоронением золы. Таким образом, результаты исследования позволяют создать научно обоснованную стратегию регуляции экофизиологических характеристик растений и микроорганизмов для максимального выявления их фитобиоремедиационного потенциала и получить новую комплексную экологическую биотехнологию, направленную на охрану и оздоровление почв в районах хранения и уничтожения химического оружия.

ИММОБИЛИЗАЦИЯ ПРОБИОТИЧЕСКИХ ЛАКТОБАЦИЛЛ:

ВЛИЯНИЕ НА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ Смоленцева О.А., Мамедзаде К.Р., Вакатова Л.В., Яруллина Д.Р.

Казанский государственный университет, г. Казань, yadinka@mail.ru Частота распространения микроэкологического дисбаланса (дисбактериозов) у россиян превышает 90% и имеет тенденцию к постоянному увеличению. Одним из приемов коррекции микробной экологии человека и животных, нашедшим наибольшую практическую реализацию сегодня, является применение пробиотиков бактериальных препаратов, которые при употреблении в адекватных количествах вызывают улучшение здоровья макроорганизма. Лечебная эффективность пробиотиков во многом зависит от успешной колонизации желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) входящими в их состав бактериями, которая, в свою очередь, определяется состоянием микроорганизмов после прохождения ими верхних отделов ЖКТ. В связи с вышесказанным актуальной становится оптимизация систем направленной доставки препаратов до сайтов их функциональной активности в макроорганизме.

В настоящей работе рассмотрена возможность использования растворимого картофельного крахмала и продукта ферментативного гидролиза крахмала мальтодекстрина в качестве носителя для пробиотических бактерий Lactobacillus plantarum 8P-A3. Для приготовления препаратов применяли лиофилизацию. Иммобилизацию бактерий в углеводной матрице оценивали с помощью световой микроскопии. Жизнеспособность иммобилизованных лактобацилл определяли классическими методами микробиологии (высев на чашки Петри и подсчет колоний), а также методом дифференциального окрашивания живых и мертвых клеток (LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit) с последующей флуоресцентной микроскопией. В опытах in vitro проанализировали также эффекты желчи и желудочного сока на жизнеспособность лактобацилл в течение шести часов (средняя продолжительность полного переваривания пищи).

Мы показали, что бактерии L. plantarum 8P-A3 сохраняют высокую жизнеспособность в составе сорбентов в течение всего времени анализа - полугода. Протестированные носители не защищают лактобациллы от губительного действия соляной кислоты желудочного сока. Через два часа воздействия наблюдали полную гибель бактерий. Желчь также существенно снижает жизнеспособность лактобацилл уже через два часа воздействия. Зависимости губительного действия желчи от времени воздействия выявлено не было.

Представленные результаты демонстрируют возможность иммобилизации бактерий L. plantarum 8P-A3 в полисахаридной матрице из растворимого картофельного крахмала и мальтодекстрина, а также обосновывают необходимость помещения препарата в кишечнорастворимую капсулу. В целом, проведенные исследования открывают перспективы тестирования in vivo рассмотренных подходов повышения эффективности пробиотиков.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты №09-04-97032) и «Михаил Ломоносов» DAAD и Министерства образования и науки РФ (А/06/91824;

A/08/72787). Авторы выражают благодарность К.Бойерляйну (Институт фармакологии им. Рудольфа Буххайма, г. Гиссен, Германия) за помощь в проведении флуоресцентной микроскопии и В.И.Лозинскому (Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН) за помощь в приготовлении препаратов иммобилизованных лактобацилл для анализа.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ ОЦЕНКА МЕТОДОВ ВЫДЕЛЕНИЯ ШТАММОВ BACILLUS OLIGONITROPHILUS С ПОТЕНЦИАЛЬНО ВЫСОКИМ ПРОТИВОРАКОВЫМ ДЕЙСТВИЕМ.

Софронова Е.В., Малков С.В.

Казанский осударственный университет, Казань, katu_xa-xa@mail.ru Обитающие в почве силикатные бактерии очень широко распространены в окружающей среде. Эти микроорганизмы не только разрушают алюмосиликаты с образованием доступных для растения форм калия и кремния, но и продуцируют биомассу, содержащую высокопитательные белки (включая все незаменимые аминокислоты), углеводы, широкий набор витаминов, ферменты и микроэлементы.

В последние годы возрастает интерес к силикатным бактериям, в частности к Bacillus oligonitrophilus. Это вполне оправдано, так как обнаруживаются «новые способности», которые могут найти применение в практической деятельности.

На нашей кафедре был установлен гипосенсибилизирующий эффект силикатных бактерий при их обработке бактериальными препаратами в процессе роста и развития. Подача легкоусвояемого кремния микробами активаторами, каковыми являются силикатные бактерии, вкупе с увеличением их количества в почве, и создания для растений условий, близких к оптимальным, ведет к резкому снижению стресса и, соответственно, падению концентраций аллергенов в тканях растения до величин ниже пороговых (вызывающих аллергическую реакцию).

Еще одним аспектом применения силикатных бактерий (в частности Bacillus oligonitrophilus) является их противораковый эффект. Неплохой эффект приёма культуры силикатных бактерий, по всей вероятности, связан, во-первых, с «гиперсиликозом» клеток, проходящих ювенилизацию генома (раковых клеток) и, соответственно, их избирательной гибелью вследствие нарушения ювенилизации, и, во-вторых, с некоторым усилением жизнеспособности организма больных за счёт усиления систем витаукта усвояемым кремнием. В связи со всем вышесказанным, ясен не ослабевающий интерес к силикатным бактериям, к их всестороннему исследованию.

Поэтому имеет определенное значение разработка быстрых и точных методов выделения штаммов силикатных бактерий из окружающей среды с их последующей оценкой.

В данной работе мы попытались оценить эффективность выделения штаммов силикатных бактерий на среде Александрова, используя феномен интеграции у этих бактерий, на среде Гисса-маннит с бромкрезоловым пурпурным, и на среде Гисса-манит с водно-голубым.

Искомые штаммы Bacillus oligonitrophilus с потенциально высокой противораковой активностью имеют следующие характеристики: развитие и длительное сохранение синей окраски биомассы и среды вокруг биомассы на среде Гисса-маннитом с водно-голубым;

разрушение минералов среды Александрова и образование структур на ней типа колец – полуколец;

определенные параметры суспензионного роста штаммов на жидкой среде Александрова (хороший рост, возможное газообразование, рН 5,0).

В общем итоге были исследованы 10 проб из различных мест. Опробованы новые методы выделения и проведена их последующая оценка. По совокупности данных, из проб удалось выделить штаммы Bacillus oligonitrophilus с потенциально высокой противораковой активностью из различных регионов. Выделенные штаммы были сопоставлены со штаммом Zc, который является стандартным штаммом Bacillus oligonitrophilus.

МИКРОБНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СОСТАВЕ БИНАРНЫХ БИОПЛЕНОК Стрелкова Е.А.1, Журина М.В.1, Плакунов В.К.1, Сидоров А.C. Учреждение Российской академии наук Институт микробиологии РАН, Москва, ekaterinastrelkova@yandex.ru;

Российский Университет Дружбы Народов, Москва Большинство микроорганизмов в природных местах обитания существуют в виде «биопленок» («biofilms») пространственно и метаболически структурированных сообществ, заключенных во внеклеточный полимерный матрикс и расположенных на границе раздела фаз. Такая форма существования предоставляет ряд преимуществ.

Известно, что многие процессы (например, утилизация некоторых субстатов) более активно осуществляются именно сообществом микроорганизмов, а не его отдельными членами. Такая повышенная активность биопленочного сообщества объясняется взаимодействиями, возникающими между его микробными компонентами. Нами было осуществлено моделирование биопленок, реконструированных из пластовых вод следующих месторождений: Даган (КНР) со слабой степенью минерализации и Ромашкинское нефтяное месторождение (республика Татарстан), содержание солей в котором достигает 100 г/л. Удалось показать, что между микробными компонентами ассоциаций, реконструированных из пластовых вод нефтяного месторождения со слабой степенью минерализации, существуют протокооперативные (взаимовыгодные) взаимоотношения, выражающиеся в следующем: не способный к окислению парафинов спутник использует ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ образуемые нефтеокислителем продукты окисления парафинов и синтезирует активаторы, стимулирующие процесс утилизации углеводородов нефтеокислителем. Было показано, что между галотолерантным нефтеокисляющим микроорганизмом (Dietzia sp.) и его галофильным спутником (Chromohalobacter sp.), выделенными из Ромашкинского нефтяного месторождения, в составе бинарной биопленки также устанавливаются протокооперативные взаимоотношения: галофильный спутник выполняет защитную функцию, выделяя в окружающую среду избыток образуемого им осмопротекторного вещества, которое поглощается галотолерантным нефтеокислителем и позволяет нефтеокислителю в составе биопленки выживать при тех концентрациях соли, которые в суспензионный монокультуре являются для него летальными;

в свою очередь, галотолерантный нефтеокислитель снабжает неспособный к окислению парафинов галофильный спутник продуктами окисления нефти. Таким образом, раскрыта одна из возможных причин возникновения распространенных в природных условиях ассоциаций галофильных (способных к синтезу и экскреции осмопротекторных веществ) и галотолерантных микроорганизмов, поглощающих эти вещества из внешней среды. Известно, что микроорганизмы в составе биопленок обладают повышенной устойчивостью к воздействию биоцидов и других стрессовых факторов, что позволяет им переживать неблагоприятные условия среды. Нами была обнаружена устойчивость монобиопленок нефтеокислителя (Dietzia sp.) к тепловому воздействию при супраоптимальных температурах (37-500С), которая не наблюдалась для суспензионной культуры Dietzia sp.

Полученные результаты позволяют предполагать, что в случае биотехнологического использования нефтеокисляющих микроорганизмов (для биоаугментации природных субстратов: воды, почвы и др.) целесообразно использовать не только смеси нефтеокислителей, но и микроорганизмы спутники, повышающие активность нефтеокислителей и/или защищающие последние от стрессовых факторов. Изучение устойчивости как моно-, так и поливидовых биопленок может способствовать повышению эффективности биотехнологичнских процессов с использованием биопленок, а также разработке методов борьбы с биопленками в тех случаях, когда их наличие нежелательно (биокоррозия, биообрастания).

МЕМБРАНОТРОПНЫЙ ЭФФЕКТ 7-ДЕГИДРОХОЛЕСТЕРИНА НА КОРНИ ПШЕНИЦЫ Сулкарнаева А.Г.

Казанский государственный университет, Казань, albinusik_89@mail.ru Стерины и их производные являются важными компонентами биологических мембран, оказывающими упорядочивающее воздействие на их структуру. Важной особенностью стеринов является высокое сродство к сфинголипидам, что способствует образованию ими липидных микродоменов для локализации сигнальных комплексов. Отличительной чертой современного этапа исследования стеринов является значительное возрастание интереса к биологической активности оксистеринов, которые являются дегидрированными предшественниками холестерина, а также могут образовываться в результате его окислительных трансформаций.

Холестерин является не только основным стерином животной клетки, но и входит в состав сложной стериновой смеси растительных клеток. Исследование биологических эффектов оксистеринов проводится, в основном, на модельных мембранах и мембранах животного происхождения. Информация о растительных оксистеринах и их роли в метаболизме растительных клеток практически отсутствует. В связи с этим, изучение воздействия оксипроизводных холестерина на жизнедеятельность растительных клеток представляется актуальным. Целью настоящей работы явилось изучение влияния 7-дегидрохолестерина на физиологические характеристики клеток корней пшеницы Triticum aestivum L., а именно интенсивность дыхания, проницаемость плазмалеммы для протонов и ионов калия, содержание супероксидного анион радикала. Было показано, что инкубация корней с 0,1 мМ 7-дегидрохолестерином индуцирует увеличение выхода из корней ионов калия и подщелачивание инкубационной среды, а также стимулирует скорость потребления корнями кислорода. Наблюдающиеся сдвиги К+/Н+ обмена могут приводить к подкислению внутриклеточного содержимого и последующей активации Н+ АТФазы плазмалеммы для восстановления нарушенного ионного гомеостаза. Можно полагать, что рост энергозатрат для функционирования Н+-АТФазы компенсируется путем усиления интенсивности дыхания, которое мы наблюдаем в наших экспериментах. Мембранотропные свойства 7-дегидрохолестерина проявились также и в усилении образования супероксида на поверхности клеток корней. Известно, что при повышении уровня супероксида индуцируется перекисное окисление липидов, что также способствует увеличению проницаемости плазмалеммы для ионов. Совокупность наблюдаемых нами изменений может свидетельствовать о том, что 7-дегидрохолестерин оказывает на клетки корней заметный мембранотропный эффект, что может привести к потере целостности плазмалеммы и нарушению формирования и функциональной активности липидных микродоменов и мембраны в целом.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПОПОЛИСАХАРИДОВ БАКТЕРИЙ AZOSPIRILLUM BRASILENSE 54, ВЫРАЩЕННЫХ НА СРЕДАХ С РАЗНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ АЗОТА Суркина А.К., Бойко А.С.

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН, Саратов, surkina-ak@mail.ru Диазотрофные ризобактерии рода Azospirillum способны вступать в ассоциации с широким кругом растений.

Эффективность таких ассоциаций определяется способностью бактерий прикрепляться к поверхности корня.

Важная роль в этом процессе принадлежит гликополимерам поверхности микроорганизмов, которые вовлечены в коммуникацию и адаптацию бактерий к существованию в разных экологических нишах, в которых необходимые азоспириллам источники азота и углерода определяются составом корневых экссудатов.

Существуют данные о вариабельности моносахаридного состава полисахаридов поверхности азоспирилл в зависимости от соотношения источников азота и углерода. Целью нашей работы было изучение влияния характера источника азота в среде на биополимерный и моносахаридный составы гликополимеров бактерий A.

brasilense 54, выделенных сотрудниками института сельскохозяйственной микробиологии УААН из параклубеньков шелковицы белой.

Бактерии культивировали до окончания экспоненциальной фазы роста на жидкой малатной среде с KNO3 (2, г/л) и NH4Cl(2,5 г/л), как наиболее часто используемыми источниками азота при выращивании азоспирилл. С поверхности клеток 0,5М раствором NaCl смывали капсулу, из которой с помощью гель-фильтрации на Sepharose CL-4B получали липополисахарид-белковый комплекс (ЛПБК54). Липополисахариды (ЛПС54) были выделены водно-фенольной экстракцией из наружной мембраны сухих бескапсульных клеток. Методом двойной радиальной иммунодиффузии с использованием кроличьих антител на ЛПС азоспирилл разных серогрупп, полученных ранее в работе Конновой с соавт. (2008), в составе исследуемых ЛПС было показано наличие антигенных детерминант, общих с ЛПС бактерий A. brasilense Sp7 (типовой штамм), отнесенных к серогруппе II.

Исследование биополимерного состава препаратов показало, что при добавлении в среду KNO3 содержание углеводов в ЛПС54 составило 72,0%, а в ЛПБК54 - 34,4%, в то время как для ЛПС54 и ЛПБК54 бактерий, выращенных в присутствии NH4Cl, эти значения были равны 24,6% и 59,4% соответственно. Полученные результаты соотносятся с данными электрофоретического исследования препаратов – в ЛПС бактерий, выращенных на среде с KNO3, концентрация малоподвижных молекул оказалась значительно выше, чем в ЛПС бактерий, выросших на среде c NH4Cl. С помощью метода хроматографии на бумаге и ГЖХ ацетатов полиолов в составе О-специфического полисахарида ЛПС54 в обоих случаях были обнаружены рамноза, глюкоза и неидентифицированный аминосахарид в соотношении 5,6:1,7:1. Анализ состава жирных кислот (ЖК) ЛПС методом ГЖХ показал присутствие тридекановой (С13:0), тригидроксидекановой (3-ОН-С14:0), гексадеценовой (С16:1), гексадекановой (С16:0), 3-гидроксигексадекановой (3-ОН-С16:0), октадеценовой (С18:1) и нанодекановой (С19:0) ЖК, при этом их соотношение в препаратах варьировало незначительно. Зависимости между соотношением ЖК в гликополимерах и содержанием определенного источника азота в среде культивирования не наблюдалось.

Таким образом, установлено, что характер источника азота не влияет на качественный моносахаридный состав и соотношение моносахаридов в полисахаридной части молекулы ЛПС, а изменяется только макромолекулярная организация, связанная с возрастанием длины цепи О-специфического полисахарида при выращивании бактерий на среде с KNO3.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 08-04-00669) ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ СПИРОХЕТ В КИШЕЧНОЙ МИКРОФЛОРЕ ЛОСОСЕВИДНЫХ РЫБ В ВОДОЕМАХ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ Суханова Е.В., Дзюба Е.В., Белькова Н.Л.

Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, sukhanova@lin.irk.ru Spirochaetes – это обособленная филогенетическая линия в пределах домена Bacteria, представители которой являются свободноживущими или паразитическими спиральными бактериями, некоторые из них относятся к патогенам человека и животных. В настоящее время систематика этой группы нуждается в ревизии, предполагают, что разнообразие некультивируемых Spirochaetes значительно больше, чем уже известных.

Молекулярно-генетический анализ нормальной микрофлоры термитов, некоторых видов рыб и моллюсков выявил последовательности спирохет, образующие на филогенетических дендрограммах самостоятельные кластеры. Микроскопическими исследованиями подтверждено наличие спиралевидных бактерий в заднем отделе ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ кишечника у рыб, в среднем отделе – у термитов и в кристаллическом стебельке у моллюсков. Предполагают, что спирохеты в среднем отделе кишечника термитов способствуют H2/CO2-ацетогенезу и азотфиксации, тем самым участвуют в деградации наиболее распространенных форм биомассы на Земле (лигноцеллюлозные растительные материалы). Цель работы – изучить генетическое разнообразие и распространение некультивируемых спирохет в кишечной микрофлоре лососевидных рыб в водоемах Восточной Сибири.

Материалом для работы послужили представители рода хариусовых (Thymallus), отобранные из разных мест обитания: р. Ангара и оз. Байкал (Байкальский бассейн), оз. Хойто-Гол (Восточные Саяны), р. Чечуй (бассейн р.

Лена) и аквариумной экспозиции Байкальского музея ИНЦ СО РАН. Для исследования кишечной микрофлоры рыб использовали разные методы выделения ДНК: наборы РИБО-Сорб и ДНК-Сорб (АмплиСенс, Москва), фенол-хлороформную экстракцию и модифицированную очистку с цетавлоном. Суммарную ДНК использовали в качестве матрицы в полимеразной цепной реакции на парах праймеров как консервативных бактериальных, так и специфичных на филогенетическую линию Спирохеты. Для проведения микроскопических исследований брали соскобы внутренней слизистой оболочки свежесобранных фрагментов кишечника рыб. Препараты окрашивали по Романовскому-Гимза и определяли микроорганизмы по морфологическим характеристикам с помощью световой микроскопии. По результатам молекулярно-генетических исследований получено последовательности, имеющих гомологию с представителями филогенетической линии Спирохеты.

Последовательности спирохет выявлены как с помощью консервативных бактериальных (из кишечников рыб, обитающих в р. Ангара и оз. Хойто-Гол), так и групп-специфичных праймеров (р. Чечуй). Филогенетический анализ всех последовательностей, выявил два различных генотипа. Последовательности первого генотипа, полученные из рыб Восточных Саян, образуют общий кластер с последовательностями типового штамма Spironema culicis (AF166259) и с некультивируемой спирохеты (EU681983), выделенной из кишечника теплокровных организмов. Последовательности второго генотипа, полученные из рыб Байкальского и Ленского бассейнов, образуют кластер с последовательностями типового штамма Brevinema andersonii (L31543) и некультивируемых спирохет, выделенных из кишечников различных видов рыб Америки, Японии и Китая.

Микроскопическими методами подтверждено наличие спиралевидных форм бактерий в заднем отделе кишечника черного байкальского хариуса из р. Ангара.

Работа выполнена в рамках программы РАН № 23, подпрограммы 1, проект 23.13.

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСПОРОГЕНЕЗА У СТЕРИЛЬНОЙ ФОРМЫ ПОДСОЛНЕЧНИКА С НОВЫМ ТИПОМ ЦМС - RIG Тихонова М.А.1, Рожкова В.Т.2, Усатов А.В. Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, levonyuk_marina@mail.ru;

Кубанская опытная станция ВНИИР им. Н.И. Вавилова, Ботаника, Краснодарский край В большинстве регионов мира подсолнечник (Helianthus annuus) выращивают как гибридную культуру с получением семян на основе цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС) типа РЕТ1. Структурные изменения, связанные с абортивным развитием микроспор у линий с ЦМС РЕТ1 по хорошо изучены. В частности, описаны нарушения структуры мембранных органелл микроспороцитов, разрастание клеток тапетума и дегенерация микроспор. В коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова имеется уникальная линия ВИР 109, представленная тремя аналогами: фертильным, ЦМС известного типа РЕТ1 и нового - RIG0 (на основе цитоплазмы однолетнего дикорастущего вида H. rigidus), перспективного для использования в гибридной селекции. Такая модель удобна для сравнительного анализа процессов микроспорогенеза ЦМС и фертильных форм. В связи с этим, целью работы явилось исследование с помощью световой и электронной микроскопии особенностей микроспорогенеза у ЦМС RIG0 растений подсолнечника. Фертильный и ЦМС РЕТ1 аналоги были взяты в качестве контроля. Материалом исследования служили пыльники фертильных и аналогичных стерильных растений линии ВИР 109 на двух стадиях развития: начальной (стадия спорогенных клеток и микроспороцитов) и более поздней (стадия формирования пыльцевых зерен у фертильной линии и полного абортирования пыльцы у стерильных). На ранних этапах гаметогенеза стерильные пыльники развиваются аналогично фертильным. Они состоят из четырех микроспорангиев (гнезд), четырехслойные стенки которых представлены эпидермисом, эндотецием, промежуточным слоем и тапетумом. Внутри гнезда пыльника локализованы многочисленные спорогенные клетки. Микроспоры (пыльцевые зерна) фертильного аналога формируются в результате двух мейотических делений спороцита. По мере роста микроспор стенки клеток тапеутма лизируются, тапетальный плазмодий проникает между клетками спорогенного комплекса. Вещество тапетального плазмодия расходуется на питание пыльцевых зерен и формирование экзины, и к концу развития в гнездах зрелых пыльников находятся лишь трехъядерные пыльцевые зерна с характерными удлиненными спермиями и шипиками на поверхности экзины. У растений с ЦМС типа RIG0 четко проявляется спорофитный характер действия ЦМС факторов, выражающийся, прежде всего, в абортивном развитии тапетальной ткани, ее ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ гипертрофии уже на стадии спорогенных клеток, что приводит к постепенной дегенерации последних. Кроме того, наблюдаются изменения в структуре органелл клеток тапетума (расширении каналов ЭПР, вакуолизация цитоплазмы, появление амебоидных ядер) и микроспороцитов (нарушение структуры митохондрий и пластид) стерильной формы по сравнению с фертильной. В целом процессы, выявленные нами при абортивном микроспорогенезе у растений с новым типом ЦМС RIG0, сходны с таковыми, описанным для ранее изученной ЦМС типа РЕТ1. Однако имеются и отличия. Так, например, на ранней стадии развития пыльника (стадия микроспороцитов) в клетках тапетума не происходит чрезмерного отложения спорополленина;

форма тапетальных пластид округлая, а не овальная;

оболочка гипертрофированных ядер тапетума на данной стадии не фрагментирована;

ядерная оболочка микроспороцитов не образует впячиваний и выростов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и образования РФ (грант «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010)» № 2.1.1/4947).

БАЛАНС ПРО-/АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕРОКСИДАЗЫ В ЗЕЛЁНЫХ И ЭТИОЛИРОВАННЫХ ПРОРОСТКАХ ПЕШНИЦЫ Томилин М.В. Олюнина Л.Н.

Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского, Н. Новгород, Tom0990@yandex.ru В реакции растений на неблагоприятные условия среды большую роль играют ферменты и, в частности, пероксидазная ферментная система. Пероксидаза (ПО), являясь неспецифическим универсальным ферментом с очень широким спектром действия, реагирует на любые воздействия, оказываемые на растительный организм.

Фермент «двойного назначения», вовлечён как в процесс генерации, так и детоксикации активных форм кислорода (АФК), то несомненно повышает адаптационные возможности растений. Полиморфизм данного фермента играет ключевую роль в механизмах формирования реакций растений на действия экологических факторов, основной из которых – свет. Цель настоящей работы – исследовать влияние света на активность пероксидаз в проростках пшеницы.

Опытными объектами служили 5 дневные проростки яровой пшеницы сорта «Московская 35» (водная культура), выращенные в темноте и при 14 часовом фотопериоде. Ферментативную активность бензидин (БПО), гваякол (ГПО), аскорбат (АПО) и НАД(Ф)Н-пероксидаз, а так же ИУК-оксидазы (ИУК-О) определяли в растворимой (цитозольной) фракции и апопласте (апопластномывающем растворе АОР) побегов и корней проростков пшеницы. Активность исследуемых ферментов регистрировали спектрофотометрически: БПО (590=39 мМ-1см-1), ГПО (470=26,6*103 М-1см-1), АПО (265=7 мМ-1см-1), НАДН-ПО (340=4,23 мМ-1см-1), НАДФН-ПО (340=6,22* М-1см-1), активность ИУК-оксидазы (254=18,7 мМ-1см-1). В качестве субстрата использовали раствор 4,4’ диаминодифенил (0,005М), гваякол (0,05%), аскорбат (2,5мМ), НАДН (0,3мМ), НАДФН (0,3мМ) и ИУК (0,6мМ);

активность выражали в ммоль субстрата/мг ГСБ*1 мин. Концентрацию гемсодержащего белка (ГСБ) в пробах определяли спектрофотометрически (403 нм).

Сравнительный анализ исследуемых органов (корни, побеги) зелёных и этиолированных проростков выявил снижение под действием света уровня ГСБ;

последнее особенно чётко зафиксировано для апопласта побегов и цитоплазматической фракции корней. Свет, снижая уровень ГСБ у зелёных проростков, оказывал разнонаправленное действие на пероксидазную и оксидазную функции пероксидазы. Выявлен активирующий (в корнях) и ингибирующий (у наземных органов) светозависимый эффект, сопровождающийся модификацией антиоксидантной активности пероксидазы. При этом активность БПО, ГПО больше изменялась в цитоплазматической, а АПО – во внеклеточной (апопластной) фракции. Светозависимые изменения прооксидантной функции пероксидазы в наших экспериментах были следующими: свет в побегах повышал активность НАДН-/НАДФН-ПО в АОР, но снижал в цитоплазматических фракциях;

активность ИУК-О, наоборот, снижена в АОР и повышена в цитозоле. В корнях, в отличие от побегов, свет оказывал однонаправленное активирующее действие на прооксидантную активность ПО. Следует подчеркнуть, что модифицирующее действие света на оксидазную функцию ПО во фракциях корней было в большей степени выражено активацией ИУК-О, в частности в АОР 1,5, в цитоплазматических фракциях в 3,0 раза. Следовательно, в процессе онтогенеза при переходе проростков на автотрофный способ питания происходит переключение с пероксидазной на оксидазную активности и, тем самым баланс в пероксидазной ферментной системе смещается в сторону её прооксидантной функции. В этом смещении для побегов проростков пшеницы характерна активация (НАДН-/НАДФН-ПО) для корней - ИУК-О.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ КОЛОНИЗАЦИЯ ПРОДУЦИРУЮЩИМИ ЭКЗОГЛИКАНЫ РИЗОБАКТЕРИЯМИ PAENIBACILLUS POLYMYXA КОРНЕЙ ПРОРОСТКОВ ПШЕНИЦЫ Трегубова К.В., Егоренкова И.В., Игнатов В.В.

Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН, Саратов, room406@ibppm.sgu.ru Эффективная колонизация корней растений ассоциативными бактериями и поддержание численности популяции на экологически значимом уровне играют важную роль в стимулировании роста растений, независимо от механизма действия (продукция метаболитов, антибиотиков против фитопатогенов, стимулирование питательными веществами или индуцирование устойчивости растений). Хорошо известно, что бактерии Paenibacillus polymyxa активно синтезируют разнообразные экзополисахариды (ЭПС), играющие, по мнению ряда авторов, существенную роль в формировании растительно-микробных ассоциаций.

Мы оценивали способность к колонизации корней проростков пшеницы штаммов P. polymyxa: 1460, 1465 и 92, отличающихся по выходу и реологическим свойствам ЭПС. Изучение прикрепления бактерий проводили на изолированных корнях трехсуточных проростков мягкой яровой пшеницы Triticum aestivum сорта Саратовская методом световой микроскопии с использованием поляризационно-интерференционного микроскопа Биолар РI, методом посева на твердые питательные среды, а также с помощью иммуноферментного анализа (ИФА) с поликлональными антителами (Ат), полученными на изолированный препарат ЭПС.


Методом посева разведений гомогенатов корней на плотные среды установлено, что адсорбция бактерий штамма 1465 на корнях достигала через 15 мин инкубации значения 2,8 105 кл/см корня (при концентрации клеток в инокуляте 2,5 108 кл/мл) и возрастала с течением времени, составив через 24 часа 1,7 106 кл/см корня. При дальнейшем увеличении времени контакта число прикрепившихся клеток существенно не изменялось.

Сравнение динамики прикрепления штаммов P. polymyxa, отличающихся по выходу и реологическим свойствам ЭПС, показало более высокую адсорбционную способность штамма 1465 по сравнению со штаммом 1460 на всем протяжении контакта с корнями: количество адсорбированных клеток P. polymyxa 1465 в 5 раз превышало показатели для штамма 1460. Следует отметить, что бактерии P. polymyxa 1465 характеризовались наибольшим выходом ЭПС (до 4 и 12 г/л на глюкозе и сахарозе, соответственно), более высокими значениями вязкости культуральной жидкости и водных растворов ЭПС, а также большей активностью в индукции деформаций корневых волосков и при формировании биопленок на абиотических поверхностях, о чем сообщалось нами ранее.

Далее мы оценивали колонизирующую способность P. polymyxa с помощью твердофазного ИФА с поликлональными Ат на ЭПС, в результате чего нами показана перспективность применения данного метода для количественной оценки колонизации P. polymyxa корней, поскольку динамика выявления с помощью ИФА специфических бактериальных антигенных детерминант коррелировала с динамикой численности бактерий на корнях по результатам подсчета КОЕ, при этом ИФА позволял проанализировать большое количество образцов без предварительного высева на питательные среды.

На основании полученных результатов, мы предполагаем, что внеклеточные полисахариды P. polymyxa вовлечены в процесс колонизации данными ризобактериями корней пшеницы.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПОВЫШЕНИЯ АДГЕЗИВНОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК АЛКАНОТРОФНЫХ РОДОКОККОВ Харахорина Р.А.1, Криворучко А.В.1,2, Куюкина М.С.1,2, Ившина И.Б.1, Пермский государственный университет, Пермь, Itkinina-regina@yandex.ru Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, nast@iegm.ru Биологическая особенность актинобактерий рода Rhodococcus – способность к окислительной трансформации природных и антропогенных углеводородов. Данное свойство определяет интерес к родококкам как объекту промышленного использования и перспективных технологий. Необходимым этапом стабилизации функциональной активности родококков является адгезия. Цель настоящей работы – исследование механизмов повышения адгезивной активности клеток алканотрофных родококков.

В работе использовали 65 штаммов родококков из Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов (акроним ИЭГМ, WFCC #768, www.iegm.ru/iegmcol/index.html), принадлежащих к видам Rhodococcus erythropolis, R. fascians, “R. longus”, R. opacus, R. rhodochrous, R. ruber, и 142 мутантных клона, полученных методом неспецифического in vivo Tn5 мутагенеза клеток R. ruber ИЭГМ 231. Родококки выращивали в мясопептонном бульоне и минеральной среде в присутствии н-гексадекана или пропана в ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ условиях перемешивания (160 об/мин) при 28оС в течение 1-7 сут. Адгезивную активность бактериальных клеток изучали с использованием 96-луночных полистирольных микропланшетов (Медполимер, Санкт-Петербург) по окрашиванию прикрепленных клеток кристаллическим фиолетовым. Степень гидрофобности, заряд и величину свободной поверхностной энергии клеток родококков определяли методом микробной адгезии к растворителям (Microbial Adhesion to Solvents, МATS). Эмульгирующую активность клеток родококков, обусловленную их способностью к синтезу биосурфактантов гликолипидной природы в присутствии жидких углеводородов, определяли по индексу эмульгирования (E24ч) н-гексадекана через 24 ч. Rhodococcus-биосурфактанты экстрагировали из клеток родококков с помощью метилтретбутилового эфира и вносили их в виде раствора 1101-1106 нг/мл изопропанола в лунки микропланшетов. Общее содержание миколовых кислот в клетках родококков определяли спектрофотометрически при 494 нм после их экстракции смесью метанол:толуол:серная кислота в соотношении 25:25:1 по объему. По изменению адгезивной активности родококков после их инкубации в присутствии 0,2 мкг протеиназы К/мл среды при 160 об/мин, 28 оС в течение 3 ч судили о степени вовлеченности поверхностных белков в адгезионный процесс. Все эксперименты проводили в 3-х-8-ми повторностях.

В результате проведенных исследований установлено, что адгезивные свойства родококков зависят от их штаммовой специфичности, эмульгирующей активности и условий культивирования бактериальных клеток.

Выявлены механизмы повышения (в 2-6 раз) адгезивной активности клеток родококков, как то: культивирование клеток родококков в присутствии жидких (н-гексадекана) или газообразных (пропана) н-алканов, повышенная (Е24ч=25%) продукция клетками родококков Rhodococcus-биосурфактантов, присутствие на поверхности твердого субстрата 10 нг биосурфактантов/мл и синтез клетками родококков адгезинов белковой природы.

Получены культуры с высокими (76-96%) показателями адгезивной активности, перспективные при разработке биокатализаторов на основе иммобилизованных клеток родококков для деструкции нефтяных углеводородов.

Работа выполнена при поддержке грантов ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» и программы Президиума РАН «Биологическое разнообразие».

ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ В ПРОЦЕССЕ ДЕСТРУКЦИИ 2,4,6-ТРИНИТРОТОЛУОЛА ДРОЖЖАМИ В УСЛОВИЯХ НЕПРЕРЫВНОГО РЕЖИМА КУЛЬТИВИРОВАНИЯ Хиляс И.В., Сафиуллина Л.Ф., Зиганшин А.М., Наумова Р.П.

Казанский государственный университет, Казань, iriska-kiska87@mail.ru Интенсивное развитие промышленности ведет к развитию новых и усложнению уже существующих экологических проблем, в частности, проблем загрязнения окружающей среды токсичными нитроароматическими соединениями. Представителем данной категории соединений является 2,4,6 тринитротолуол (ТНТ), большая часть которого была синтезирована в период Второй мировой войны и до сих пор обнаруживается в неизмененном виде как в почве, так и в поверхностных и грунтовых водах.

Для снижения техногенного влияния ТНТ и его производных на объекты природной среды необходимо создание эффективных технологий очистки высококонцентрированных ТНТ-загрязненных почв и сточных вод.

Целью нашей работы явилась оценка токсичности среды в процессе биодеградации ТНТ (100 мг/л) после формирования нестабильных моно- и дигидридных комплексов дрожжами Yarrowia lipolytica ВКПМ Y-3492 в условиях непрерывного режима культивирования.

Биодеградация ТНТ протекала в трех последовательно соединенных биореакторах с непрерывным оттоком и подачей среды, что позволило изучить более глубокие механизмы превращения ТНТ и разобщить во времени и пространстве образование метаболитов трансформации, а именно моногидридных и дигидридных комплексов.

Для составления полной картины о токсичности ТНТ и продуктов его биодеградации, полученных в условиях непрерывного режима культивирования, необходимо было исследовать токсичность с использованием различных тест-объектов. В связи с тем, что организмы на разных эволюционных ступенях развития по-разному реагируют на присутствие загрязнителей в окружающей среде, в качестве тест-объектов были выбраны простейшие Paramecium caudatum и одно- и двудольные растения.

Исследование уровня острой токсичности на тест-объекте P. caudatum выявило, что биодеградация ТНТ сопровождается снижением уровня токсичности до 10-15%. Из всех протестированных растений наиболее толерантными к присутствию в среде моногидридных и дигидридных комплексов, образовавшихся в ходе трансформации ТНТ, оказались кукуруза (Zea mays), пшеница (Triticum sp.) и ячмень (Hordeum vulgare), а наиболее чувствительными репа (Brassica rapa) и редис (Raphanus sativus).

Исходя из полученных результатов исследований можно заключить, что штамм Y. Lipolytica ВКПМ Y-3492, осуществляющий полную трансформацию исходного ТНТ (100 мг/л) по пути восстановления ароматического кольца с последующей деструкцией образовавшихся метаболитов, является подходящим объектом для ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ обезвреживания и очистки ТНТ-загрязненных объектов. Результаты данного исследования открывают перспективные возможности в проведении биотехнологических процессов очистки природных и сточных вод.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭНДОФИТНЫХ БАКТЕРИЙ В МИКРОБНЫХ ПРЕПАРАТАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Худайдатова Э. Р., Ахмадеева Э. М.

Башкирский государственный университет, Уфа, millenium1000@mail.ru В экологически устойчивых агросистемах большое внимание уделяется активизации всех мутуалистических взаимосвязей между главными компонентами агроэкосистемы: сельскохозяйственными растениями и тесно связанным с ним сообществом микроорганизмов. Для взаимодействия с микроорганизмами растение предоставляет множество экологических ниш – поверхность тканей, межклеточные пространства, сосуды, клетки, – образуя специализированные структуры или обходясь без них, тратит на поддержание своих микропартнеров до 1/3 своих энергетических ресурсов. В результате микроорганизмы выполняют многие значимые для растения функции: обеспечивают их азотное и фосфорное питание, защиту от фитопатогенов и вредителей, адаптацию к стрессам и регуляцию развития. При искусственном отборе культурных растений на высоком фоне минеральных удобрений и химических средств защиты растений и многие природные механизмы поддержания мутуалистических отношений между макро- и микросимбионтами были утеряны. Использование эффективных микробно-растительных консорциумов позволило бы снизить химическую нагрузку на окружающую среду, минимизировать вклад антропогенной энергии в агроэкосистему и повысить качество сельскохозяйственной продукции.


В настоящее время достигнуты большие успехи в разработке микробных средств комплексного действия на основе клубеньковых бактерий и ассоциативных ризосферных микроорганизмов для повышения продуктивности и устойчивости сельскохозяйственных растений. Активно изучаются взаимоотношения растений с везикулярно арбускулярной микоризой, которую также используют в микробных биопрепаратах. Однако малоизученной, но перспективной группой ассоциированных с растением бактерий, являются эндофитные бактерии.

Буквально слово «эндофит» означает «внутри растения». Этот термин может быть применим к целому спектру возможных хозяев и их обитателей: бактериям, грибам, растениям и даже к животным, живущим внутри растения. С точки зрения биотических связей между партнерами сосуществование эндофитов с растениями может включать континуум взаимоотношений: паразитизм, эксплуатацию, комменсализм, мутуализм. Однако наиболее часто эндофитами определяют те организмы, чья инфекция незаметна, инфицированные ткани хозяина не проявляют признаков патогенеза, и продемонстрирована тем или иным способом колонизация микробами внутренних тканей растения.

Перспективы использования эндофитных бактерий связаны не только с целым комплексом выполняемых ими функций для растения: биоконтроль фитопатогенов, синтез фитогормонов, азотфиксация, иммобилизация фосфатов, продукция сидерофоров и др. Выявлена способность различных эндофитных бактерий к деградации ксенобиотиков, продукции большого круга метаболитов, перспективных для применения в фармакологии и медицине, синтезу биопластиков, интерес к которым резко возрос в настоящее время, и других полезных веществ. Вопросы разнообразия и свойств эндофитных бактерий, молекулярно-генетические и физиолого биохимические механизмы взаимоотношений их с растениями изучаются во многих зарубежных научных лабораториях, к ним проявляют интерес фармацевтические компании и биотехнологические центры, однако в отечественной научной литературе исследования этой группы микроорганизмов пока немногочисленны.

Учитывая, что в перспективе эндофитные бактерии могут составить альтернативу трансгенным растениям, неся в своем геноме вектор хозяйственно-полезных признаков, становится совершенно очевидно, что их роль пока недооценена.

ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА У РАЗНЫХ ГЕНОТИПОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР И ЗАСУХИ Хусаинова Д.Р., Валиуллина Р.Н., Хохлова Л.Н., Форрайтер К.

Казанский государственный университет, Казань, dilyara89@mail.ru Экспрессия стрессзависимых генов и белков является общей реакцией всех живых организмов на неблагоприятные воздействия. Известно, что белки теплового шока (БТШ) синтезируются в ответ на ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ повышенные температуры и засуху. Функция этих стрессовых белков реализуется в первые часы действия экстремальных факторов и направлена на защиту клеток и поддержку гомеотаза. В связи с этим цель данной работы заключалась в выяснении сортоспецифических особенностей экспрессии генов ряда БТШ при различных температурных условиях. Объектом исследования являлись листья проростков восьми сортов яровой пшеницы, выращенных в почвенной культуре при 22°С в течение 7 суток (контроль). Эксперимент включал следующие опытные варианты: 1) 7-суточные проростки предварительно прогревали при 45оС 15 мин, выдерживали при 22оС в течение 2ч и затем подвергали постепенному повышению температуры (38°С – 30 мин, 40°С – 30 мин) и тепловому стрессу (42°С, 2ч.);

2) 7-суточные проростки подвергали постепенному повышению температуры (38°С – 30 мин, 40°С – 30 мин) и тепловому стрессу (42°С, 2ч.);

3) на пятые сутки выращивания растений прекращали их полив, что имитировало действие засухи, а затем 7-суточные проростки выдерживали при таких же температурных условиях, как и растения первого варианта;

4) на пятые сутки выращивания растений прекращали их полив, а затем 7-суточные проростки выдерживали при тех же температурных условиях, как и растения второго варианта. В работе исследовали экспрессию генов цитозольных БТШ с М.м. 101(101b), 90, (70/1, 70/2), 17.3, 16 кДа. Выделение РНК проводили методом TRIzol, на основе РНК синтезировали кДНК с помощью специального набора («Roche», Германия) в процессе ПЦР с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР).

Далее для каждого БТШ с применением специфических праймеров получали амплификаты кДНК, проводили их электрофоретическое разделение в агарозном геле и визуализацию в УФ свете. Экспрессию генов БТШ оценивали полуколичественно по ширине и интенсивности окрашивания полос амплификатов.

Установлено, что экспрессия гена БТШ101 в контрольных условиях проявлялась у трех сортов. В опытных вариантах 1, 2 и 4 активность данного гена была обнаружена у всех восьми сортов. Кратковременное действие высокой температуры на фоне засухи в сочетании с тепловым стрессом (вариант 3) индуцировало образование транскриптов этого белка только у шести сортов. Активность гена БТШ90 была обнаружена у всех сортов в контроле и при стрессовых условиях 1, 2, 3, тогда как в 4-ом опытном варианте – только у семи генотипов.

Известно, что БТШ90 часто функционирует в комплексе с БТШ70. Нами были получены результаты, отражающие сходную экспрессию генов БТШ90 и БТШ70/1 при одинаковых стрессовых режимах. В то же время, ген БТШ70/2 экспрессировался очень слабо и его активность была отмечена только при стрессовых условиях у части сортов. Транскрипты БТШ17.3 и БТШ16 выявлены в листьях всех растений опытных вариантов 1, 2 и 4, в то время как при стрессовых условиях 3 обнаружены только у пяти сортов. В контрольном варианте ген БТШ17.3 не экспрессировался вообще, а ген БТШ16 проявлял низкую активность и был отмечен только у некоторых сортов.

Таким образом, можно заключить, что БТШ70/1 и БТШ90 являются конститутивно экспрессируемыми генами и при стрессе их экспрессия усиливается. Транскрипты малых БТШ в нормальных условиях у большинства сортов не обнаруживаются, но проявляют сортоспецифическую активность при разных стрессовых температурных режимах.

ГИБРИДНЫЕ МИКРОЧАСТИЦЫ, СОСТОЯЩИЕ ИЗ ЖИВЫХ КЛЕТОК, ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ И УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК Шарипова И. Р.;

Замалеева А. И., Фахруллин Р.Ф.

Казанский государственный университет, Казань, ilziaysharipova@mail.ru В течение последних лет функциональные наноструктуры привлекают все большее внимание исследователей всего мира благодаря их уникальным свойствам и возможности широкого применения в различных областях.

Изучение взаимодействия клеток с наноматериалами представляет особый интерес, так как это может быть использовано для выявления токсических свойств наноматериалов, направленного изменения свойств и регуляции физиологической активности клеток. Целью работы явилась модификация поверхности клеток дрожжей наноматериалами и углеродными нанотрубками.

Для модификации клеточной поверхности был применен метод послойного нанесения заряженных синтетических полимеров. В качестве модельного объекта мы использовали пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Положительно (полиаллиламингидрохлорид) и отрицательно (полистиренсульфонат) заряженные полиэлектролиты последовательно наносили на поверхность клеток дрожжей. Следующим слоем наносили углеродные нанотрубки и закрепляли его дополнительным бислоем полиэлектролитов. В результате были получены клетки, модифицированные многослойной полиэлектролитной пленкой, содержащей в своем составе углеродные нанотрубки. Модифицированные клетки были охарактеризованы различными методами микроскопии (оптической, сканирующей электронной, просвечивающей электронной). Биохимическими и микробиологическими методами было показано, что разработанный метод модификации не влияет на жизнеспособность модифицированных клеток. Дрожжи, модифицированные нанотрубками, сохраняли физиологическую активность и способность к делению.

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ Гибридные микрочастицы, состоящие из живых клеток, полиэлектролитов и углеродных нанотрубок клеток, могут служить чувствительным элементом электрохимических сенсоров. Экспериментально было установлено, что электрохимический сигнал модифицированных живых клеток и мертвых клеток отличаются. Такие биосенсоры могут быть использованы для определения токсичных соединений, антимикробных агентов, влияющих на активность и жизнедеятельность клеток.

ВЛИЯНИЕ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОЗИДОВ НА РОСТ И БИОСИНТЕЗ ЭНДОНУКЛЕАЗЫ SERRATIA MARCESCENS В УСЛОВИЯХ ИНГИБИРОВАНИЯ БИОСИНТЕЗА ПУРИНОВ Шах Махмуд Р., Филимоновой М.Н.

Казанский государственный университет, Казань, raihan.shah@gmail.com Внеклеточная эндонуклеаза (К.Ф.3.1.30.2) грамотрицательных бактерий S.marcescens (Sma nuc) является наиболее изученным ферментом в ряду бактериальных нуклеаз с широкой специфичностью. Несмотря на значительный прогресс в исследовании эндонуклеазы, сведений о механизмах регуляции биосинтеза данного фермента недостаточно. Известно, что биосинтез эндонуклеазы увеличивается в ответ на повреждение ДНК клеток и блокирование ее репликации. При ингибировании биосинтеза пуринов происходит угнетение роста бактерий и смещение пика активности внеклеточной эндонуклеазы из стационарной фазы в экспоненциальную.

Кроме этого секреция эндонуклеазы в окружающую среду происходит сразу же, в ответ на блокирование.

Исходя из этого, мы предположили, что пурины, образуемые с участием эндонуклеазы при гидролизе нуклеиновых кислот, могут восполнить недостаток пуринов, связанный с блокированием их биосинтеза. В таком случае добавление в полноценную синтетическую среду пуринов в условиях блокирования их биосинтеза, вероятно, должно было оказывать репрессирующее действие на биосинтез эндонуклеазы и негативно отражаться на ее продукции. Таким образом, целью настоящей работы стало исследование роста S.marcescens W1050 и биосинтеза эндонуклеазы в присутствии и отсутствие экзогенных пуриновых нуклеозидов (аденозин, гуанозин и инозин) и блокатора биосинтеза пуринов 2-(пара-аминобензолсульфамидо)-тиазола (2ПАБСТ).

Показано, что в отсутствие в среде нуклеозидов при ингибировании биосинтеза пуринов с помощью 2ПАБСТ происходит подавление роста микробной популяции в целом. Происходило увеличение биосинтеза и перераспределение эндонуклеазы между периплазмой и культуральной средой. Добавление в среду аденозина, гуанозина или инозина не оказывало влияния на рост и развитие клеточной популяции ни в условиях блокирования биосинтеза пуринов, ни в отсутствие блокатора. Присутствие в среде аденозина, гуанозина или инозина без 2ПАБСТ приводило к увеличению в 2-3 раза уровня нуклеазной активности в культуральной жидкости и некоторому его снижению в периплазме. Присутствие в питательной среде нуклеозидов с блокатором привело к идентичным результатам, то есть к увеличению нуклеазной активности во внеклеточной жидкости и уменьшению в периплазме. Без участия ингибитора биосинтеза пуринов биосинтез эндонуклеазы и продукция фермента за 36 часов роста культуры не изменилась в присутствии ни одного из этих пуриновых нуклеозидов. Однако в присутствии ингибитора нуклеозиды влияли на биосинтез и продукции фермента по разному. Установлено, что в присутствии аденозина количество синтезированной нуклеазы уменьшалось в 1. раза, а продукция – в 1.3 раза, гуанозина – в 3.2 и 2.4 раза, инозина – в 2.3 и 2.1 раза, соответственно. Таким образом, нами показано, что добавление в полноценную синтетическую среду аденозина или гуанозина или инозина вместе с ингибитором биосинтеза пуринов приводило к снижению биосинтеза и продукции эндонуклеазы, возраставших в их отсутствии под действием 2-ПАБСТ.

ВЛИЯНИЕ РАЗДЕЛЬНОГО И КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ ГИПЕРТЕРМИИ И ЗАСОЛЕНИЯ NACL НА АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ АНТИОКСИДАНТНЫХ ФЕРМЕНТОВ ПРОРОСТКОВ ПШЕНИЦЫ И ГОРОХА Швеин А. В., Швеина С. С.

Пермский Государственный Университет, Пермь, volchica@hotbox.ru Некоторые из воздействий окружающей среды могут неблагоприятно влиять на растение, приводя к нарушению гомеостаза, недостатку тех или иных продуктов и, в конечном счете, гибели растения. Для защиты от их негативного воздействия имеется специальная система антиоксидантных ферментов. Работа посвящена исследованию изменения активности некоторых антиоксидантных ферментов (пероксидазы, о-дифенолоксидазы, супероксиддисмутазы, каталазы, глутатион-редуктазы) при раздельном действии высоких температур и ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ засоления NaCl и в ходе кросс-адаптации. Объектом исследования являются пшеница (Triticum aestivum L) Тюменская ранняя и горох (Pisium sativum L) сорта Альфа. Воздействие закаливающих (37С) температур на пшеницу приводит к повышению скорости ростовых процессов. Повреждающая температура (43С), действие моносоли и комбинированное воздействие гипертермии и засоления приводят к значительному замедлению ростовых процессов. Т.о., подавление роста можно считать наиболее легко определяемым показателем степени неблагоприятного воздействия стресс-фактора. В листьях пшеницы значительное накопление перекиси наблюдается при действии закаливающей температуры (37С), при действии повреждающей - концентрация перекиси близка к контролю. Возможно, это связано с разобщением дыхания и фосфорилирования и образованием большого количества восстановительных эквивалентов, усилением псевдоциклического транспорта электронов при фотосинтезе, увеличением роли дублирующего дыхания за счет терминальных окидаз. При комбинированном воздействии гипертермии и непосредственного засоления в листьях и корнях пшеницы наблюдается наибольшее накопление перекиси. Это показывает реакцию растения на введение второго стресс-фактора во время периода быстрой адаптации. При комбинированном воздействии с засолением через сутки в листьях пшеницы происходило увеличение количества перекиси в первые сутки, и затем резкий её спад.

Что возможно связано с закаливающим действием температуры в ходе кросс-адаптации и включением пероксидазного комплекса. Таким образом, с помощью температурной предобработки можно повысить устойчивость растений пшеницы к хлоридному засолению. Сравнение динамики активности пероксидазы и о дифенолоксидазы в листьях пшеницы показывают, что с ростом активности пероксидазы наблюдается спад активности о-дифенолоксидазы. Это дает возможность предположить, что пероксидаза и о-дифенолоксидаза это один полифермент с переключаемой функцией. Воздействие закаливающих температур (37С) на горох в большинстве случаев вызывает сильно выраженное изменение активности антиоксидантных ферментов [АФ], что связано с увеличением продукции АФК дыхательной цепью и отсутствием повреждающего эффекта температуры, а повреждающая гипертермия (43С) вызывает увеличение активности каталазы и СОД через некоторый промежуток времени. Комбинированное воздействие с быстрым засолением не вызывает значительного увеличения активности АФ у гороха, что связано с переходом растений к более быстрым системам адаптации - синтезу белков теплового шока. Комбинированное воздействие на горох с засолением через сутки дает усиление активности большинства АФ, что связано с переходом растений от быстрой неспецифической адаптации к более устойчивым системам поддержания гомеостаза, таким как антиоксидантные ферменты.

ЦИТОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАЛЛУСНЫХ КУЛЬТУР ОРХИДНЫХ Шейко Е.А.

Институт ботаники им. М.Г.Холодного НАН Украины, Киев, Украина, lenasheyko@mail.ru Универсальность путей морфогенеза в естественных условиях и в культуре in vitro позволяет выбрать модель для экспериментального изучения основных закономерностей и путей морфогенеза. Такой моделью может служить пыльник. Исследования морфогенетического потенциала клеток пыльника in vitro вносят определенный вклад в решение проблемы воспроизведения и размножения цветковых растений, особенно редких и исчезающих видов.

В каллусе Anacamptis pyramidalis (L.) Rich. и Orchis simia Lam. были обнаружены мелкие клетки, локализованные группами, с крупными ядрами, образующие меристематический очаг. Появление меристематических очагов означало, что в каллусной ткани начались процессы вторичной дифференциации.

Деление клеток меристематических очагов могло приводить к образованию лигнифицированных проводящих элементов сосудов и трахеид. Их образование аналогично ксилемогенезу у интактного растения и включает в себя стадии: рост клеток, вакуолезацию, отложение вторичной оболочки в условиях in vitro.

Другой путь морфогенеза в меристематических очагах – это спонтанный эмбриоидогенез. Каллусная клетка, ставшая на путь эмбриоидогенеза, относительно обособляется от окружающих клеток, ограничиваясь плотной оболочкой, увеличивается, сильно окрашивается. Обособившаяся клетка претерпевает строго направленные деления. В результате заложения ориентированных клеточных перегородок возникает четырехклеточная структура (тетрада), все клетки которой располагаются линейно. В дальнейшем формировании эмбриоида принимают участие как апикальные, так и базальные клетки, появляется многоклеточный эмбриоид. Нарушение развития эмбриоидов чаще всего выражается в неправильной ориентации клеточных перегородок при первых делениях относительно оси полярности. Часто базальная клетка делится раньше апикальной или не делится вообще. Во многих случаях наблюдается нарушение симметрии клеточных делений или асинхронность.

Клеточные перегородки закладываются хаотично, во всех направлениях. Наблюдается также нарушение соотношения размеров клеток, образующих эмбриоид. Кроме того, восьмиклеточный подвесок, характерный для зародыша, обычно сильно редуцирован. Несмотря на большое количество нарушений в ходе эмбриоидогенеза, часть эмбриоидов развивается аналогично зиготическому зародышу, проходя те же стадии: предзародышевую ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯ стадию, глобулярную, торпедовидную. Таким образом, цитологический анализ каллусных культур орхидных показал ряд специфических особенностей. К ним относятся: 1) значительная структурная гетерогенность клеток, наличие различных типов образований, различающихся по морфологии;

2) связь морфологических признаков отдельных образований с их морфологическими потенциями.

ХИМИЧЕСКАЯ И ИММУНОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕМБРАННЫХ, КАПСУЛЬНЫХ И ЭКСТРАКЛЕТОЧНЫХ ГЛИКОПОЛИМЕРОВ HERBASPIRILLUM SEROPEDICAE Z Шишонкова Н.С., Смолькина О.Н., Бурыгин Г.Л., Игнатов В.В.

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН, Саратов, Natalya.64.84@mail.ru Бактерии рода Herbaspirillum – эндофитные азотфиксирующие микроорганизмы, принадлежащие к -субклассу Proteobacteria вступают в ассоциативные взаимоотношения с корнями растений, стимулируют их рост вследствие наличия высокой азотфиксирующей активности и способности продуцировать фитогормоны.

Структурные взаимосвязи между различными углеводсодержащими молекулами данных бактерий недостаточно изучены. В связи с этим была поставлена задача провести химическое и иммунохимическое исследование поверхностных и экстраклеточных гликанов Herbaspirillum seropedicae Z78. Бактериальную культуру выращивали на жидкой синтетической среде с малатом и глюкозой до окончания экспоненциальной фазы роста.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.