Активность оксидоредуктаз проростков сои на ранней стадии онтогенеза

Представлены результаты анализа удельной активности и множественных форм ферментов класса оксидоредуктаз: антиоксидантного комплекса (каталазы и пероксидазы) и дегидрогеназ (алкогольдегидрогеназы, НАД⁺ -малатдегидрогеназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы). Объектом исследования служили семь сортов сои (Glycine max (L.) Merrill). Для анализа использовали покоящиеся семена и 3- и 7-дневные проростки сои. Содержание белка определяли методом Лоури, активность пероксидазы – колориметрическим, каталазы и исследуемых дегидрогеназ – спектрофотометрическим методами, электрофоретические спектры ферментов – методом электрофореза на колонках 7,5%-го полиакриламидного геля. Выявление на геле зон с ферментативной активностью проводили соответствующими гистохимическими методами. Анализ удельной активности антиоксидантных ферментов в покоящихся семенах сои выявил повышенную активность пероксидазы и невысокую активность каталазы. При прорастании семян наблюдается обратная зависимость удельной активности этих ферментов. На 7-е сутки удельная активность каталазы повышается, пероксидазы снижается до минимума. При проращивании сои выявлено 5 форм каталазы, что свидетельствует о невысоком полиморфизме и стабильности фермента, и 18 форм пероксидазы, которые подтверждают высокий полиморфизм и возможность использования этого фермента в качестве маркера биохимических процессов. Установлено, что алкогольдегидрогеназа и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа обладают невысокой гетерогенностью, причем удельная активность этих ферментов при прорастании снижается по сравнению с периодом покоя семян сои. Удельная активность НАД⁺-малатдегидрогеназы при проращивании незначительно повышается. В исследуемых сортах сои выявлено 8 форм этого фермента, что свидетельствует о повышенном полиморфизме. В покоящихся семенах сои электрофоретические спектры НАД⁺-малатдегидрогеназы отличались сортовым разнообразием, что позволяет использовать фермент в качестве маркера для дальнейших исследований. 

1. Zhang W., Xu W., Li S., Zhang H., Liu X., Cui X., Song L., Zhu Y., Chen X. , Chen H. GmAOC4 modulates seed germination by regulating JA biosynthesis in soybean // Theor Appl Genet. 2022. Vol. 135 (2). P. 439–447. DOI: 10.1007/s00122-021-03974-0.

2. Карпова Г.А., Теплицкая Д.Г. Влияние регуляторов роста на формообразовательные, ростовые и физиологические процессы в онтогенезе растений пшеницы и ячменя // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. 2019. № 4 (28). С. 16–25. DOI: 10.21685/2307-9150-2019-4-2.

3. Козак Д.К., Иваченко Л.Е., Голохваст К.С. Изменение биохимических показателей сои в зависимости от условий выращивания // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2022. Т. 52. № 1. С. 16–24. DOI: 10.26898/0370-8799-2022-1-2.

4. Четина О.А., Боталова К.И., Мошева В.А., Лучникова К.И. Изменение активности каталазы и пероксидаз в листьях овса посевного под влиянием отдельного и комбинированного воздействия засоления и рH-уровня корневой среды // Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2018. Вып. 4. С. 423–429. DOI: 10.17072/1994-9952-2018-4.

5. Farooq M.A., Zhang X., Zafar M.M., Ma W., Zhao J. Roles of Reactive Oxygen Species and Mitochondria in Seed Germination // Frontiers in Plant Science. 2021. Vol. 12. P. 781734. DOI: 10.3389/fpls.2021.781734.

6. Колупаев Ю.Е., Кокорев А.И. Антиоксидантная система и устойчивость растений к недостатку влаги // Физиология растений и генетика. 2019. Т. 51. № 1. С. 28–54. DOI: 10.15407/frg2019.01.028.

7. Кузнецова В.А., Блинова А.А., Иваченко Л.Е. Влияние гипо- и гипертермии на удельную активность ферментов класса оксидоредуктаз семян сои и множественность их форм // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 8. С. 39–44. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10806.

8. Гатауллина М.О., Епринцев А.Т. Особенности функционирования НАД+ -малатдегидрогеназы при изменении светового режима в различных компартментах кукурузы // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2022. № 4. С. 50–55.

9. Чесноков Ю.В. Биохимические маркеры в генетических исследованиях культурных растений: применимость и ограничения (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 5. С. 863–874. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.5.863rus.

10. Козлова Е.И., Новак М.А., Яндьо В.В. Региональные аспекты развития рынка сои на современном этапе // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2023. Т. 16. № 1 (76). С. 213–220. DOI: 10.53914/issn2071 -2243_2023_1_213–220.

11. Фокина Е.М., Беляева Г.Н., Разанцвей Д.Р. Использование зародышевой плазмы нетипичных форм сои в селекции // Достижение науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 8. С. 39–44. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10801.

12. Гретченко А.Е., Мезенцева Ю.О., Михайлова М.П., Рафальский С.В. Формирование урожайности сои сорта Китросса в зависимости от густоты посева // Вестник КрасГАУ. 2021. № 7. С. 50–58. DOI: 10.36718/1819-4036-2021-7-50-58

13. Семенова Е.А., Дубовицкая Л.К, Гинс В.К., Гинс М.С. Активность и электрофоретические спектры ферментов в листьях сои при поражении патогенами различных трофических групп // Российская сельскохозяйственная наука. 2018. № 2. С. 6–10.

14. Кузнецова В.А., Блинова А.А., Иваченко Л.Е., Фесенко Ю.В., Фокина Е.М. Активность супероксиддисмутазы и полифенолоксидазы семян районированных сортов сои амурской селекции // Таврический вестник аграрной науки. 2019. № 3 (19). С. 88–93. DOI: 10.33952/2542-0720-2019-3-19-86-93.