Biopolym. Cell. 2020; 36(4):264-270.
Молекулярная и клеточная биотехнологии
Биологическая активность агглютинина зародышей пшеницы относительно растений яровой пшеницы под влиянием гаптена N-aцетил-D-глюкозамин
1Кириченко Е. В.
  1. Институт физиологии растений и генетики НАН Украины
    ул. Васильковская, 31/17, Киев, Украина, 03022

Abstract

Цель. Изучение биологической активности агглютинина зародышей пшеницы (АЗП) под влиянием гаптенаN-aцетил-D-глюкозамина при предпосевной обработке семян относительно растений пшеницы яровой. Методы. Метод ингибиторного анализа, физиологические (вегетационные эксперименты, оценка роста и развития растений, зерновой продуктивности пшеницы) и биохимические (содержание хлорофилла в листьях) методы. Результаты.В условияхвегетационныхопытов показано, что АЗП (100 нМ) при предпосевной обработке семян стимулировал ростовые процессы и формирование вегетативной массы растений (надземная масса увеличилась от 10 до 24 % в разные фазы онтогенеза), а также накопление хлорофилла в листьях растений (от 1,2 до 1,4 раза), что обусловило повышенный уровень реализации зерновой продуктивности пшеницы (количество и масса зерен в колосе, а также масса 1000 зерен увеличились на 26,26 и 6 % соответственно). Гаптен АЗП N-aцетил-D-глюкозамин (100 мМ) ингибировал положительные эффекты лектина на растения: от 5 до 19 % (по вегетативной массе), от 0 до 18 % (по уровню зеленых фотосинтетических пигментов), от 3 до 13 % (по зерновой продуктивности). Максимальный ингибирующий эффект гаптена отмечен в фазы кущения и трубкования пшеницы. Выводы. Биологическая активность АЗП при предпосевной обработке семян яровой пшеницы проявлялась в интенсификации роста и развития растений, активном накоплении хлорофилла в листьях и повышении зерновой продуктивности пшеницы. Гаптен существенно снижал биологическую активность лектина, в результате чего блокировались положительные эффекты его действия на растения, что является одним из доказательств их лектиновой природы.
Keywords: агглютинин зародышей пшеницы, гаптен, TriticumaestivumL., обработка семян, хлорофилл, зерновая продуктивность

References

[1] Isobe K, Ohte N. Ecological perspective sonmicrobesinvolvedin N-cycling. MicrobesEnviron. 2014;29(1):4-16.
[2] Kyrychenko OV. Market analysis and microbial biopreparations creation for crop production in Ukraine. Biotechnol Acta. 2015;8(4):40-52.
[3] Rudiger H, GabiusH-J. Plant lectins: occurrence, biochemistry, functions and applications. Glycoconjugate J. 2001; 18(8): 589-613.
[4] Van Damme EJM, Lannoo N, Peumans WJ. PlantLectins. Adv Botanical Res. 2008;48:107-209.
[5] Singh K, Kaur M, Rup PJ, Singh J. Exploration for anti-insect properties of lectin from seeds of soybean (Glicine max) using Bactroceracucurbitae as a model. Phytoparasitica. 2006;34(5):463-73.
[6] Jiang S, Ma Z, Ramachandran S. Evolution ary history and stress regulation of the lectin superfamily in higher plants. BMC Evol Biol. 2010;10(1):79-103.
[7] Kyrychenko OV. Phytolectins and diazotrophs are the polyfunctional components of the complex biological compositions. Biotechnol Acta. 2014;7(1):40-53.
[8] Pavlovskaya NE, Gagarina IN. The physiological properties of plant lectins as a prerequisite for their application in biotechnology. Khimiya rastitelnogo syriya. 2017; (1):21-35.
[9] Hendrickson OD, Zherdev AV. Analytical application of lectins. Crit Rev Anal Chem. 2018;48(4): 279-92.
[10] Sharon N. Lectins: carbohydrate-specific reagents and biological recognition molecules. J Biol Chem. 2007;282:2753-64.
[11] Gabius HJ. The sugar code: why glycans are so important. BioSystems. 2018;164:102-11.
[12] Kyrychenko OV, Volkogon MV. Effect of wheat germ agglutinin at the pre-sowing treatment of seeds on the level of cytokinins and auxins in leaves. Dokl Nats Akad Nauk Ukraine. 2010; (6):144-51.
[13] State Register of Plant Varieties Suitable for Dissemination in Ukraine in2018. Kyiv: Ministry of Agrarian Policy and Food of Ukraine. 2018; 447 p.
[14] Kyrychenko OV. [Change of the wheat lectin activity and degree of its interaction with different components of compositions of lectin nature]. Ukr Biokhim Zh (1999). 2006;78(6):105-12.
[15] Kirby EJM, Spink JH, Frost DL, Sylvester-Bradley R, Scott RK, Foulkes MJ, Clare RW, Evans EJ. A study of wheat development in the field: analysis by phases. Eur J Agr. 1999. 11(1):63-82.
[16] Timofeeva OA, Nevmerzhitskaia YuYu, Moskovkina MA. The activity and composition of wheat cell wall lectins under the action of low temperatures and calcium signaling system inhibitors. Rus J Plant Physiol. 2010;57(2):209-16.
[17] Ambarova NA, Lutsyk SA. Lectins WGA and LASA as selective histochemical markers of rat kidney. AML. 2018. 24(2):39-44.
[18] Matveeva ND, Andreyuk DS, Lasareva EA, Ermakov IP. The effect of concanavalin A on membrane potential and intracellular pH during activation in vitro of tobacco pollen grains. Rus J Plant Physiol. 2004;51(4):494-9.
[19] Alenkina SA, Payusova OA, NikitinaVE. Effect of Azospirillum lectins on the activities of wheat-root hydrolytic enzymes. Plant Soil. 2006;283(1-2):147-51.