Ферментативна активність і метаболічна регуляція асиміляції азоту в озимої пшениці за різних умов забезпечення поживними речовинами
Вивчення значення ряду метаболічних факторів у регуляції ферментативної активності асиміляції азоту у листках озимої пшениці в онтогенезі за різних умов забезпечення поживними речовинами. Показники активності нітратредуктази у листках у процесі вегетації.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 29.07.2015 |
Размер файла | 38,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ
ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
03.00.04 - біохімія
ФЕРМЕНТАТИВНА АКТИВНІСТЬ І МЕТАБОЛІЧНА РЕГУЛЯЦІЯ АСИМІЛЯЦІЇ АЗОТУ В ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ ЗА РІЗНИХ УМОВ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПОЖИВНИМИ РЕЧОВИНАМИ
ДУБИЦЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ЛЕОНІДОВИЧ
ЧЕРНІВЦІ - 2011
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Основним джерелом азоту для вищих рослин є нітрати, які перетворюються в органічний азот після їх відновлення до амонію в клітинах рослин за участю нітрат- і нітритредуктази (Измайлов С.Ф. 1986, Кретович В.И., 1987, Miller A.J. et al., 2008). В подальшій асиміляції амонійного азоту до амінокислот і білків рослинної клітини центральне місце належить ферментам глутаматсинтазного циклу, ключове положення серед яких займають глутамінсинтетази (Miflin B.J., Habash D.Z., 2002, Valadier M.H. et al., 2008). Поряд з цим в органах рослин виявлені аспарагінсинтетази (Inokuchi R. et al., 2002, Azevedo R.A. et al., 2006). Отримано вагомі докази того, що аміди дикарбонових амінокислот (глутамін, аспарагін), які утворюються за участю цих ферментних систем, є основною формою первинної акумуляції і транспортування органічного азоту в рослинному організмі (Azevedo R.A. et al., 2006, Carratu B. et al., 2008).
На сьогодні досліджено більшість ознак структурно-функціональної організації ферментів первинної асиміляції азоту (Richards N.G., Shuster S.M. 1998, Eisenberg D. et al., 2000, Campbell W.H., 2001, Unno H. et al., 2006). У вегетаційних дослідах, а також методом водних культур встановлено, що рівень активності нітратредуктази, ферментів глутаматсинтазного циклу та аспарагінсинтетаз в рослинних тканинах залежить від вмісту нітратів і амонію (Ruan J. et al., 2007, Huang Z. et al., 2008, Lemaitre T. et al., 2008) та інших елементів живлення у поживному середовищі (Ткачук К.С., Богдан Т.З., 2000, Thum K.E. et al., 2003). З використанням різних модельних систем з'ясовано, що активність та рівень експресії генів перелічених ферментів суттєво модулюється окремими амінокислотами (Masclaux-Daubresse C. et al., 2005, Fan X. et al., 2006, Fritz C. et al., 2006), цукрами та умовами освітленості рослин (Masclaux-Daubresse C. et al., 2005, Hanson J. et al., 2008, Jonassen E.M. et al., 2008). На сьогодні встановлено також, що метаболіти азотного обміну, фотоасиміляти та їх співвідношення у тканинах виконують важливі сигнальні функції, беручи участь у трофічному регулюванні метаболізму, процесів росту та розвитку рослинного організму і, таким чином, суттєво впливають на рівень його продуктивності (Paul M.J., Foyer C.H., 2001, Miflin B.J., Habash D.Z., 2002, Stitt M. et al, 2002, Masclaux-Daubresse C. E. et al., 2005, Zhang H. et al., 2007, Miller A.J. et al., 2008).
Виявлено тісний взаємозв'язок між активністю ферментів первинної асиміляції азоту у тканинах рослин та параметрами продуктивності цих рослин (Zhao C. et al., 2006, Canas R.A. et al., 2006). Разом з тим, практично відсутні дані щодо активності цих ферментів та їх регуляції у тканинах культурних рослин, в тому числі озимої пшениці, за вегетації на ґрунтах з різними умовами забезпечення поживними речовинами. Це суттєво обмежує можливості оптимізації умов забезпечення цих культур поживними речовинами на ґрунтах з різними хімічними характеристиками. Особливий інтерес у цьому плані становлять сірі та ясно-сірі лісові ґрунти Західного Лісостепу України з низьким рівнем природної родючості. Важливою генетичною ознакою таких ґрунтів є підвищена кислотність ґрунтового розчину, високий вміст у ньому обмінного алюмінію, рухомих форм деяких важких металів та важкорозчинних фосфатів (Андрущенко Г.О., 1970). Все це призводить до суттєвих порушень у забезпеченні рослин поживними речовинами та азотному обміні в органах рослин. У дисертаційній роботі здійснено аналіз адаптивних реакцій ключових ферментів асиміляції азоту рослинами озимої пшениці, що є важливим етапом розробки систем оптимізації забезпечення культурних рослин поживними речовинами за різних умов вирощування.
Зв'язок роботи з науковими програмами. планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась у лабораторії землеробства і відтворення родючості ґрунту Інституту землеробства і тваринництва західного регіону НААН в межах науково-дослідної теми “Розробити діагностику екологічної стійкості кислих ґрунтів, енергозаощаджуючі технології їх меліорації та управління родючістю” (номер державної реєстрації 0101U006035, 2001-2005 рр.) з НТП “Родючість і охорона ґрунтів” (2001-2005 рр.).
Мета і завдання дослідження. Метою було дослідити активність ферментів асиміляції азоту залежно від вмісту метаболітів азотного і вуглецевого обміну та фотосинтетичної активності у озимої пшениці в онтогенезі за різних умов забезпечення рослин поживними речовинами.
Для досягнення цієї мети було поставлено такі завдання:
· дослідити активність нітратредуктази та її залежність від вмісту нітратів, амонію і хлорофілу у листках озимої пшениці в онтогенезі;
· вивчити активність глутамін- і аспарагінсинтетаз та їх залежність від вмісту амонію, амінних сполук (глутамат, аспартат, глутамін і аспарагін) та хлорофілу в листках озимої пшениці у ході розвитку рослин;
· охарактеризувати динаміку фотохімічної активності хлоропластів, вміст та співвідношення хлорофілів a і b у листках озимої пшениці у ході вегетації;
· визначити динаміку вмісту цукрів (сахароза, фруктоза, глюкоза) у листках озимої пшениці в онтогенезі.
Об'єкт досліджень. Ферментативне забезпечення первинної асиміляції азоту (нітратредуктаза, глутамінсинтетаза, аспарагінсинтетаза) озимої пшениці.
Предмет досліджень. Метаболічна регуляція активності ферментів асиміляції азоту (нітратредуктаза, глутамінсинтетаза, аспарагінсинтетаза) в листках озимої пшениці за різних умов забезпечення рослин поживними речовинами.
Методи досліджень: ензиматичні, фотометричні, диференційного центрифугування, визначення фотохімічної активності хлоропластів, потенціометричний, мікродифузійний, хроматографічний, варіаційно-статистичного аналізу.
Наукова новизна одержаних результатів. Комплексний підхід до вивчення ферментативної активності асиміляції азоту у листках озимої пшениці дозволив вперше встановити, що за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами та максимального збільшення маси зерна, вмісту у ньому білка і клейковини, активність нітратредуктази у листках цих рослин у процесі вегетації позитивно корелює із вмістом в них хлорофілу. За несприятливих умов забезпечення поживними речовинами (підвищена кислотність ґрунтового розчину, pHKCl 3,70-4,02 і низький або достатній вміст елементів живлення) активність нітратредуктази у листках рослин значною мірою залежить від вмісту у них нітратів та амонію. За оптимальних умов забезпечення поживними речовинами ключове положення в асиміляції амонійного азоту у листках озимої пшениці займають глутамінсинтетази. Активність аспарагінсинтетаз в листках цих рослин зростає за несприятливих умов забезпечення поживними речовинами. Активність глутамін- та аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці в онтогенезі залежать від вмісту в них амонійних і амінних сполук та їх амідів, а також від стану фотосинтетичного апарату листків. У регуляції фотохімічної активності хлоропластів озимої пшениці в ході вегетації істотну роль відіграють цукри (сахароза, глюкоза, фруктоза). Відносна сила впливу сахарози на відновлювальну і фотофосфорилювальну здатність хлоропластів є досить вагомою і складає для різних досліджуваних варіантів від 33 до 53%. Відносна сила впливу глюкози та фруктози на зазначені параметри є суттєво меншою і знаходиться в межах від 8 до 34%.
Науково-практичне значення результатів досліджень. Одержані результати з вивчення спрямованості адаптивних реакцій та особливостей метаболічної регуляції ключових ферментів асиміляції азоту (нітратредуктаза, глутамінсинтетази, аспарагінсинтетази) рослин за різних умов забезпечення поживними речовинами можуть бути використані для розробки систем забезпечення рослин поживними речовинами і вдосконалення технологій меліорації ґрунтів з несприятливими хімічними характеристиками, зокрема з підвищеною кислотністю ґрунтового розчину і високим вмістом у ньому обмінного алюмінію, рухомих форм деяких важких металів і важкорозчинних фосфатів.
Матеріали дисертаційної роботи використовуються в курсі лекцій “Фізіологія рослин” та спецкурсів “Ензимологія”, “Мінеральне живлення рослин”, “Фізіологія росту і розвитку рослин” біологічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка.
Особистий внесок здобувача. Здобувач виконав весь обсяг експериментальної частини дисертації, статистичне опрацювання результатів, відбір і опрацювання літератури. Параметри хімічної характеристики орного шару ясно-сірого лісового ґрунту у досліджуваних варіантах стаціонарного досліду за 2003-2005 роки отримано з допомогою співробітників лабораторії землеробства і відтворення родючості ґрунтів Інституту землеробства і тваринництва західного регіону НААН, с. Оброшино. Аналіз і інтерпретацію отриманих результатів здійснено спільно з науковим керівником, а також за участю співавторів публікацій.
Апробація результатів досліджень. Матеріали дисертаційної роботи були представлені на міжнародних конференціях студентів і аспірантів “Молодь і поступ біології” (Львів, 2005, 2006), ХІІ з'їзді Українського ботанічного товариства (Одеса, 2006), І (ІХ) международной конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2006), III International Young Scientists conference “Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution.” (Odesa, 2007), 3-й міжнародній конференції “Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти” (Львів, 2007), 2-му з'їзді Українського товариства клітинної біології (Київ, 2007).
Публікації. За темою дисертації опубліковано 13 наукових праць, в тому числі 5 статей у фахових наукових виданнях, що затверджені ВАК України, 7 робіт у матеріалах і тезах з'їздів, і конференцій.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду літератури, експериментальної частини (матеріалів і методів досліджень, результатів та їх обговорення), висновків та списку використаної літератури (325 найменування). Робота викладена на 147 сторінках машинописного тексту та проілюстрована 17 рисунками та 15 таблицями.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
метаболічний ферментативний асиміляція азот
Дослідження проводили на озимій пшениці (Triticum aestivum L.) сорту Миронівська 61, яку вирощували у 2003 - 2005 роках після конюшини лучної в умовах стаціонарного досліду. Для досліджень було відібрано три групи дослідних ділянок (100 м2 кожна) з різними умовами забезпечення рослин поживними речовинами: а) оптимальні умови (варіант 1, мг/100 г ґрунту) - азот загальний - 114,0, P2O5 - 16,8, K2O - 14,5 алюміній обмінний - 0,2, легкозасвоювані форми азоту на початку фази кущіння - лужногідролізований азот - 10,66, NO3- - 0,59, NH4+ - 1,57 (pHKCl 5,4); б) несприятливі умови з низьким вмістом елементів живлення та кислою реакцією ґрунтового розчину (варіант 2, мг/100 г ґрунту) - азот загальний - 112,0, P2O5 - 5,9, K2O - 6,7, алюміній обмінний - 13,7, легкозасвоювані форми азоту на початку фази кущіння - лужногідролізований азот - 7,86, NO3- - 0,28, NH4+ - 2,4 (pHKCl 4,0); в) несприятливі умови з достатнім вмістом основних елементів живлення та сильно кислою реакцією ґрунтового розчину (варіант 3, мг/100 г ґрунту) - азот загальний - 137,0, P2O5 - 24,1, K2O - 13,9, алюміній обмінний - 15,2, легкозасвоювані форми азоту на початку фази кущіння - лужногідролізований азот - 7,80, NO3- - 0,87, NH4+- 3,93 (pHKCl 3,7).
У верхніх листках озимої пшениці визначали активність нітратредуктази “in vivo” (Ермаков А.И., 1987), активність глутамін- і аспарагінсинтетаз (Elliott W.H, 1953), вміст нітратів (Ягодин Б.А., 1987), амонію (Городний Н.М., 1985), амінного азоту (Починок Х.Н., 1976), хлорофілу (Мусієнко М.М, 2001), сахарози і фруктози (Туркина М.В., Соколова С.В., 1971), глюкози - глюкооксидазним методом за допомогою аналітичного набору Діаглюк-2 (Інститут біології клітини НАН України, м. Львів). Хлоропласти ізолювали з листків озимої пшениці методом диференціального центрифугування (Островская Л.К., 1975). Фотохімічну активність хлоропластів визначали фериціанідним методом (Симонова Е.И., Кудинова И.И., 1981), діафоразну активність фередоксин-НАДФ-оксидоредуктази хлоропластів - за відновленням 2,6-дихлорфеноліндофенолу (Николаева М.К., Осипова О.П., 1983). Вміст хлорофілу у хлоропластах визначали за Арноном (Фотосинтез и биопродуктивность: методы определения, 1989). Вміст білка у хлоропластах, листках і зерні визначали за Лоурі (Lowry J.H. et al., 1951), вміст клейковини - ваговим методом (Ермаков А.И. и др., 1987). Активність нітратредуктази у верхніх листках, вміст у них нітратів та хлорофілу розраховували на 1 г сирої речовини, вміст амонію, амінного азоту - на 1 г сирої речовини та на 1 мг білка тканин листків, сахарози, фруктози і глюкози - на 1 г сухої речовини, активність глутамін- і аспарагінсинтетаз - на 1 мг білка екстракту тканин листків. Фотохімічну активність хлоропластів розраховували на 1 мг хлорофілу хлоропластів, діафоразну активність фередоксин-НАДФ-оксидоредуктази хлоропластів - на 1 мг білка хлоропластів. Відбір листків для визначення зазначених параметрів проводили у фазах кущіння - молочної стиглості, відбір зерна - у фазі повної стиглості. У фазі кущіння відбирали 2-3-й, у фазі трубкування 4-6-й, у фазах колосіння - молочної стиглості прапорцевий і передпрапорцевий (7-9-й) листки. Загальна повторюваність відбору зразків шестикратна. Статистичний аналіз результатів досліджень проводили з використанням комп'ютерних програм Excel 7.0. У дослідах використовували реактиви фірми Сінбіас (Україна), сахарозу (Merk, Німеччина), глутамінову і аспарагінову кислоти, та їхні аміди (Sigma, США), Діаглюк-2 (Інститут біології клітини НАН України), альбумін сироватки бика (БелНИИЭМ, Білорусь).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Активність нітратредуктази у листках озимої пшениці залежно від умов забезпечення поживними речовинами. Нітратредуктаза є ключовим ферментом на первинних етапах засвоєння азоту рослинами (Брей С., 1986, Campbell W.H., 2001, Xu Z., Zhou G., 2004). Нами встановлено суттєві відмінності у активності нітратредуктази верхніх листків озимої пшениці між дослідними варіантами. Найбільший рівень нітратредуктазної активності у листках рослин спостерігався у варіанті 1 з оптимальними умовами забезпечення рослин поживними речовинами (рис. 1). Так, у 2003 р. активність цього ферменту у фазі трубкування озимої пшениці становила за таких умов 288,9 нмоль NO2-/год·г сирої речовини. У варіантах 2 і 3, з несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами, активність нітратредуктази у цій же фазі складала відповідно 46,7 і 39,2% від рівня її активності у варіанті 1. Подібний рівень активності нітратредуктази у листках озимої пшениці у дослідних варіантах спостерігали також у 2004-2005 роках.
Значні відмінності між варіантами виявлено під час вивчення динаміки активності нітратредуктази у листках озимої пшениці. Встановлено (рис. 2), що у варіанті 1 активність нітратредуктази в онтогенезі описується параболічною кривою з максимумом у фазах трубкування і колосіння, що співпадає з періодом найбільш інтенсивного росту і збільшення вегетативної маси рослин. У варіантах 2 і 3 збільшення активності ферменту в онтогенезі рослин характеризується гіперболічною залежністю і досягає максимальних значень у фазах цвітіння і молочної стиглості. Активність нітратредуктази у листках пшениці в онтогенезі було співставлено з вмістом у них нітратів, амонію (рис. 2) та сумарним вмістом хлорофілу (табл. 1). Результати кореляційного аналізу показали, що у рослин, які росли у варіанті 1, нітратредуктазна активність листків озимої пшениці в онтогенезі суттєво не залежить від вмісту у них нітратів і амонію (r = -0,06 - -0,51, Р > 0,05), але позитивно корелює із сумарним вмістом хлорофілу (r = +0,70, P < 0,1). Отже, за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами, саме фотосинтетичні процеси виступають основним чинником, який визначає активність нітратредуктази у листках та засвоєння азоту рослинами.
Таблиця 1 Сумарний вміст хлорофілу у верхніх листках озимої пшениці в онтогенезі залежно від умов забезпечення рослин поживними речовинами (M ± m, n = 6)
Фаза онтогенезу |
Вміст хлорофілу, мг/г сирої речовини |
|||
Варіант 1 |
Варіант 2 |
Варіант 3 |
||
I, Кущіння |
2,60 ±0,12 2,37 ± 0,08 |
2,08 ± 0,07* 2,03 ± 0,06* |
2,50 ± 0,10 1,72 ± 0,08 |
|
II, Трубкування |
2,68 ± 0,10 2,88 ± 0,18 |
2,34 ± 0,06* 2,39 ± 0,07* |
2,62 ± 0,07 2,45 ± 0,07* |
|
III, Колосіння |
2,53 ± 0,10 2,52 ± 0,10 |
1,73 ± 0,07* 1,71 ± 0,08* |
1,89 ± 0,07* 1,84 ± 0,08* |
|
IV, Цвітіння |
2,51 ± 0,09 2,50 ± 0,12 |
1,72 ± 0,07* 1,68 ± 0,09* |
1,87 ± 0,07* 1,74 ± 0,05* |
|
V, Молочна стиглість |
1,21 ± 0,07 1,18 ± 0,05 |
0,82 ± 0,06* 0,81 ± 0,05* |
0,86 ± 0,07* 0,86 ± 0,03* |
Примітка. Варіант 1 - оптимальні умови забезпечення рослин поживними речовинами, pHKCl 5,36, варіанти 2 і 3 - несприятливі умови забезпечення рослин поживними речовинами (низький вміст елементів живлення, pHKCl 4,02 і достатній вміст основних елементів живлення, pHKCl 3,70, відповідно). У чисельнику - 2004 р., у знаменнику - 2005 р. * - достовірність різниці відносно варіанту 1, Р < 0,05.
У варіантах 2 і 3 активність нітратредуктази в онтогенезі озимої пшениці не залежить від сумарного вмісту хлорофілу (r = -0,03 - +0,15, P > 0,05) і значною мірою залежить від вмісту нітратів і амонію у листках рослини. У варіанті 2 з низьким вмістом нітратів у ґрунті (0,28 мг/100 г ґрунту) і в листках рослини (3,76 - 9,83 мг/100 г сирої речовини) між вмістом нітратів й активністю нітратредуктази в листках цих рослин в онтогенезі спостерігається позитивна кореляція (r = +0,70, P < 0,1). Разом з тим, у варіанті 3 з високим вмістом нітратіву ґрунті (0,87 мг/100 г ґрунту) і в листках (22,18 - 16,71 мг/100 г сирої речовини) між цими параметрами виявлено суттєву негативну кореляцію (r = -0,75, P < 0,05). Рослини обох варіантів із несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами характеризувалися також негативною кореляцією між активністю нітратредуктази і вмістом у листках амонію (r = -0,87 - -0,90, P < 0,001 - 0,01).
Отже, активність нітратредуктази у листках озимої пшениці в онтогенезі значною мірою залежить від умов забезпечення рослин поживними речовинами. За оптимальних умов її активність не суттєво залежить від вмісту нітратів і амонію в листках і позитивно корелює із сумарним вмістом хлорофілу в них. У варіантах із несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами активність нітратредуктази у листках пшениці в онтогенезі не залежить від сумарного вмісту хлорофілу в них, і значною мірою залежить від вмісту у них нітратів і амонію.
Активність глутамін- і аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці залежно від умов забезпечення поживними речовинами. У первинній асиміляції амонійного азоту в амінокислоти і білки рослинної клітини важливе місце займають глутамінсинтетази (Евстигнеева З.Г., 1993, Miflin B.J., Habash D.Z., 2002, Xu Z., Zhou G., 2004) та аспарагінсинтетази (Радюкина Н.А. и др., 1977, Oliveira I.C. et al, 2001, Azevedo R.A. et al., 2006). Проведений нами аналіз засвідчує, що активність глутамінсинтетаз у верхніх листках рослин всіх дослідних варіантів є значно вищим порівняно із активністю аспарагінсинтетаз (рис. 3). При цьому співвідношення активності досліджуваних ферментів у листках рослин за різних умов забезпечення поживними речовинами суттєво відрізняється. Так, у варіанті 1 активність аспарагінсинтетаз у фазі трубкування складала 0,099 від рівня активності глутамінсинтетаз. У варіантах 2 і 3 в листках пшениці спостерігалось 2-3-кратне зниження активності глутамінсинтетаз, що супроводжувалось 2-3-кратним збільшенням активності аспарагінсинтетаз. Завдяки цьому активність аспарагінсинтетаз у листках рослин цих варіантів у період трубкування досягала 0,37-0,74 від рівня активності глутамінсинтетаз. Отже, динаміка активності цих ферментів у листках пшениці залежно від умов забезпечення рослин поживними речовинами має реципрокний характер, тобто зниження активності глутамінсинтетаз в листках пшениці за несприятливих умов забезпечення поживними речовинами супроводжується зростанням у них активності аспарагінсинтетаз.
У варіанті 1, з оптимальними умовами забезпечення поживними речовинами, така динаміка активності глутамін- і аспарагінсинтетаз в листках пшениці простежуються також протягом вегетації рослин (рис. 4). Так, зростання активності глутамінсинтетаз у фазі трубкування супроводжується одночасним зниженням активності аспарагінсинтетаз. Повільне зниження активності глутамінсинтетаз на кінцевих етапах вегетації рослин, навпаки, супроводжується зростанням активності аспарагінсинтетаз. У цілому, залежність між активністю досліджуваних ферментів листків у ході вегетації рослин за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами характеризується негативним кореляційним зв'язком (r = -0,72, Р < 0,1).
У варіантах 2 і 3, з несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами, в листках пшениці в процесі вегетації спостерігається односпрямоване зростання активності глутамін- і аспарагінсинтетаз (r = +0,85 - +0,96, P < 0,01-0,05). Проте приріст активності аспарагінсинтетаз у листках до кінця вегетації рослин цих варіантів виявився значно більшим (70-80%), ніж приріст активності глутамінсинтетаз (20-30%). Отже, за несприятливих умов забезпечення поживними речовинами обернено спрямована динаміка активності глутамін- і аспарагінсинтетаз в листках озимої пшениці у ході вегетації повністю нівелюється. За цих умов у листках озимої пшениці спостерігається зростання активності обох ферментів із переважаючим приростом активності аспарагінсинтетаз.
Очевидно, що відмінності у співвідношенні активності глутамін- та аспарагінсинтетаз у дослідних варіантах є проявом метаболічної адаптації рослин до умов забезпечення поживними речовинами. Механізми такої адаптації на сьогодні не з'ясовані. У зв'язку з цим ми проаналізували залежність активності досліджуваних ферментів у листках озимої пшениці в онтогенезі від вмісту у них амонію, амінного азоту, а також глутамату, аспартату та їх амідів - глутаміну і аспарагіну. Встановлено, що дослідні варіанти не значно відрізняються за вмістом амонію в листках озимої пшениці, кількість якого зменшується на кінцевих етапах вегетації рослин. Залежність активності глутамін- та аспарагінсинтетаз у листках від вмісту в них амонію в онтогенезі озимої пшениці у досліджуваних варіантах характеризується переважно негативними корелятивними зв'язками. Отже, іони амонію потенційно можуть функціонувати лише як негативні регулятори рівня активності цих ферментів. Вміст амінного азоту у листках озимої пшениці в ході вегетації у всіх варіантах досліду суттєво збільшується, досягаючи максимальних значень у фазах колосіння і цвітіння. При цьому між активністю глутамін- і аспарагінсинтетаз та вмістом амінного азоту у листках озимої пшениці в процесі онтогенезу спостерігаються позитивні кореляційні зв'язки, особливо чітко виражені для аспарагінсинтетаз у варіантах з несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами (r = +0,79 - +0,96, Р < 0,001 - 0,05). Як відомо, основну частину амінного азоту у листках рослин складає пул вільних амінокислот. Тому видається досить вірогідним, що активність глутамін- і аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці може суттєво залежати від вмісту в них вільних амінокислот.
У цьому аспекті особливий інтерес становлять глутамат і аспартат та їх аміди - глутамін та аспарагін. Виявлено, що вміст цих амінокислот у листках озимої пшениці в онтогенезі закономірно змінюється залежно від умов забезпечення рослин поживними речовинами (рис. 5). Так, у варіанті з оптимальними умовами забезпечення озимої пшениці поживними речовинами динаміка вмісту глутамату і аспартату у листках рослин в онтогенезі має реципрокний характер, що узгоджується із динамікою активності глутамін- і аспарагінсинтетаз у листках цих рослин (r = +0,84 - +0,90, Р < 0,05) (див. рис. 4). У варіантах 2 і 3 обернено спрямовані зміни вмісту глутамату і аспартату у листках озимої пшениці в онтогенезі практично повністю нівелюються. У цих варіантах невеликі коливання вмісту глутамату у листках рослин у процесі вегетації супроводжуються значним збільшенням у них вмісту аспартату, який на кінцевих етапах онтогенезу на 117 - 276% перевищував його рівень у фазі кущіння. За таких умов кореляційний зв'язок між вмістом глутамату і активністю глутамінсинтетаз в онтогенезі рослин є слабким. Разом з тим, між вмістом аспартату і активністю аспарагінсинтетаз у листках пшениці в онтогенезі простежується досить тісна позитивна кореляція (r = +0,74 - +0,89, Р < 0,01 - 0,05). Ці результати свідчать, що збільшення активності аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці за несприятливих умов забезпечення рослин поживними речовинами активується в основному внаслідок збільшення у клітині вмісту аспартату. Вміст глутаміну і аспарагіну у листках озимої пшениці в онтогенезі знижувався, вірогідно, внаслідок відтікання їх у атрагуючі органи. Очевидно, це також може бути одним із важливих факторів регуляції активності глутамін- і аспарагінсинтетаз продуктами ферментативної реакції за принципом негативного зворотного зв'язку. На користь цього свідчить досить тісна від'ємна кореляція між вмістом глутаміну і аспарагіну та активністю глутамін- і аспарагінсинтетаз у листках пшениці в ході вегетації, особливо у варіантах з несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами (r = -0,89 - -0,99, Р < 0,01 - 0,001).
Співставлення активності глутамінсинтетаз та сумарного вмісту хлорофілу у листках озимої пшениці (див. табл. 1) показало, що позитивна кореляція між ними має місце лише у рослин варіанту 1 (r = +0,77, P < 0,05). У варіантах із несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами між цими показниками відмічено негативний кореляційний зв'язок (r = -0,73 - -0,77, P < 0,1 - 0,05). Кореляція між сумарним вмістом хлорофілу й активністю аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці у варіанті 1 виявилась негативною (r = -0,87, P < 0,05), а у варіантах 2 і 3 - мало значимою (r = -0,55 - -0,64, P > 0,05). Очевидно, що за умов оптимального забезпечення поживними речовинами та розвитку рослин збільшення активності глутамінсинтетаз у листках пов'язане в основному з хлоропластною ізоформою цього ферменту. Це супроводжується реципрокним зниженням активності аспарагінсинтетаз, які локалізується переважно у цитозольній фракції клітин (Lam H.M. et al., 1994, Wong H.K. et al., 2004). Виявлено, що несприятливі умови забезпечення рослин поживними речовинами супроводжуються пришвидшеним зменшенням сумарного вмісту хлорофілу у листках в онтогенезі (див. табл. 1), а отже, пришвидшеною деградацією хлоропластів та зниженням активності хлоропластної глутамінсинтетази у ході вегетації рослин. За таких умов адаптивне посилення асиміляції амонійного азоту у листках рослин відбувається внаслідок індукції синтезу цитозольних форм глутамін- і аспарагінсинтетаз.
Отже нами встановлено, що активність глутамін- та аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці в онтогенезі регулюється, в першу чергу, факторами, що визначають ріст і розвиток рослин, в тому числі інтенсивністю метаболізму азотистих сполук, зокрема амонію, глутамату, аспартату та їх амідів, а також залежить від інтенсивності функціонування фотосинтетичного апарату рослин.
Вплив умов забезпечення поживними речовинами на фотохімічну активність хлоропластів та вміст цукрів у листках озимої пшениці. Дослідження впливу умов забезпечення рослин поживними речовинами на фотохімічну активність хлоропластів листків є актуальним. Показано, що у цих органоїдах рослинної клітини локалізується декілька ключових ферментів асиміляції неорганічного азоту, зокрема нітритредуктаза (Кретович В.Л., 1987, Inokuchi R. et al., 2002), і хлоропластна глутамінсинтетаза (Oliveira I.C., Coruzzi G.M., 1999, Taira M. et al., 2004, Kichey T. et al., 2005). Тому крім вивчення вмісту фотосинтетичних пігментів у листках озимої пшениці нами проведено дослідження фотохімічної активності хлоропластів та діафоразної активності фередоксин-NADP-оксидоредуктази. Поряд з дослідженням фотохімічної активності хлоропластів вивчали вміст у листках цукрів (сахароза, фруктоза, глюкоза).
У нашій роботі встановлено, що сумарний вміст хлорофілу у листках озимої пшениці в ході вегетації за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами підтримується на стабільному рівні (2,37-2,88 мг/г сирої речовини). Помітне зниження вмісту його у листках цих рослин спостерігалося лише на кінцевих етапах вегетації (молочна стиглість). За несприятливих умов забезпечення поживними речовинами сумарний вміст хлорофілу у листках рослин був дещо нижчим і поступово знижувався в ході вегетації, починаючи з фази трубкування (див. табл. 1). Співвідношення вмісту хлорофілів a і b (хл a/хл b) поступово знижувалося у весняно-літній період вегетації озимої пшениці у рослин всіх дослідних варіантах приблизно в однаковій мірі. Отже, несприятливі умови живлення різного походження призводять, перш за все, до пришвидшеного зниження сумарного вмісту хлорофілу у листках рослин у ході вегетації. Разом з тим, це не супроводжується суттєвими змінами співвідношення хлорофілів a і b і значними перебудовами фотоантенних систем хлоропластів рослин пшениці.
Фотохімічна активність хлоропластів, які ізолювали з листків озимої пшениці в ході вегетації, у всіх варіантах досліду характеризується максимумом у фазах трубкування і колосіння (рис. 6). Проте інтенсивність її у хлоропластах рослин, які росли за різних умов забезпечення поживними речовинами, суттєво відрізняється. Так, базальна і АDP-стимульована фотохімічна активність хлоропластів озимої пшениці у варіанті 2 становила у фазі трубкування 69 і 77%, а у варіанті 3 - відповідно 83 і 76% від її рівня у варіанті 1. Хлоропласти, ізольовані з рослин, вирощених у варіантах з несприятливими умовами забезпечення поживними речовинами, характеризуються також нижчими рівнями діафоразної активності ферредоксин-NADP-оксидоредуктази, особливо на кінцевих етапах вегетації рослин. Отримані результати засвідчують, що несприятливі умови забезпечення озимої пшениці поживними речовинами знижують відновлювальну і фотофосфорилювальну активність хлоропластів в онтогенезі рослин.
Пригнічення відновлювальної здатності хлоропластів за несприятливих умов вегетації може викликати сповільнення процесів акцептування електронів електрон-транспортним ланцюгом від молекул хлорофілу. Збільшення тривалості перебування хлорофілу у високоенергетичному стані може бути одним із провідних факторів пришвидшеної деструкції хлорофіл-білкових комплексів фотоантенних систем хлоропластів рослин, які росли за несприятливих умов забезпечення поживними речовинами, та зниження активності хлоропластної глутамінсинтетази.
Отримані нами дані вказують на те, що динаміка вмісту цукрів (сахароза, фруктоза, глюкоза) у листках озимої пшениці в онтогенезі характеризується зворотною спрямованістю порівняно з фотохімічною активністю хлоропластів. Так, у ході вегетації пшениці має місце зниження вмісту цукрів у листках, яке було найбільш інтенсивним під час трубкування і колосіння рослин (рис. 7). Це відповідає найвищому рівню фотохімічної активності хлоропластів цих рослин (див. рис. 6). Така динаміка вмісту цукрів може бути зумовлена посиленим відпливом цукрів з листків у атрагуючі органи рослини та активацією метаболізму у періоди інтенсивного росту і розвитку рослини (Киризий Д.А., 2003). Наведені результати свідчать, що в онтогенезі озимої пшениці має місце реципрокна залежність фотохімічної активності хлоропластів від вмісту цукрів, зокрема сахарози, у листках. Характер таких реципрокних змін залежить від умов забезпечення рослин поживними речовинами. За несприятливих умов забезпечення поживними речовинами рівень сахарози у листках озимої пшениці є суттєво вищим, а фотохімічна активність хлоропластів - нижча, ніж у варіанті з оптимальними умовами забезпечення рослин поживними речовинами. Ці результати узгоджуються з даними ряду авторів про наявність у рослин сахарозо- і глюкозо-чутливих механізмів репресії генів фотосинтезу (Martin T. et al. 1997, Chiou T.J., Bush D.R., 1998, Rook F. et al., 1998, Pego J.V. et al., 2000, Paul M.J., Foyer C.H., 2001).
Використання методу однофакторного дисперсійного аналізу дало змогу встановити, що відносна сила впливу сахарози на відновлювальну і фотофосфорилювальну активність хлоропластів (hx2), розрахована за методом Снедекора (Лакин Г.Ф., 1990), є досить вагомою і становить для дослідних варіантів від 33 до 53%. Вплив глюкози і фруктози на показники фотохімічної активності хлоропластів виявився значно меншим і становив відповідно 10,4-34,4 і 8,4-25,8%.
Слід зазначити, що зміни вмісту цукрів (сахароза, фруктоза, глюкоза) та активності ключових ферментів асиміляції азоту (нітратредуктаза, глутамін- і аспарагінсинтетаз) у листках озимої пшениці в ході вегетації також мають переважно різноспрямований характер. Ці результати не узгоджуються з даними ряду авторів (Sivansakar S. et al., 1997, Oliveira I.C., Coruzzi G.M., 1999, Thum K.E. et al., 2003, Sahrawy M. et al., 2004, Masclaux-Daubresse C. et al., 2005) про стимуляцію активності цих ферментів за умов інфільтрації цукрами паростків рослин. Очевидно, за природних умов вегетації рослин озимої пшениці стимулюючий вплив цукрів на активність і синтез ключових ферментів асиміляції азоту (нітратредуктаза, глутамінсинтетази, аспарагінсинтетази) у листках рослин не проявляється. Виходячи із отриманих нами даних, можна припустити, що цукри, швидше за все, діють як негативні регулятори активності деяких з цих ферментів, зокрема аспарагінсинтетаз. На користь цього твердження також свідчать дані про здатність сахарози пригнічувати активність аспарагінсинтетаз у коренях кукурудзи (Stulen I., Oaks A., 1977) та у тканинах інших рослин (Lam H.M. et al., 1994, Devaux C. et al., 2003, Herrera-Rodriguez M.B. et al., 2004).
Отже, вміст цукрів у листках озимої пшениці може бути одним із вагомих чинників регуляції фотохімічної активності хлоропластів озимої пшениці у ході вегетації. Істотне місце у цій регуляції займають сахароза і глюкоза. Відносна сила впливу цукрів на фотохімічну активність залежить від умов росту і вегетації рослин, зокрема від умов забезпечення рослин поживними речовинами. Разом з тим за природних умов вегетації рослин цукри не мають стимулюючого ефекту на активність ферментів асиміляції азоту. Виходячи із отриманих нами даних, можна припустити, що цукри виступають негативними регуляторами активності цих ферментних систем, зокрема аспарагінсинтетаз.
Загальна характеристика продуктивності та врожайності озимої пшениці залежно від умов забезпечення поживними речовинами. Для характеристики росту і розвитку рослин озимої пшениці у варіантах із різними умовами забезпечення поживними речовинами було проаналізовано рівень їхньої біологічної продуктивності (табл. 2). Виявлено, що за низького вмісту основних елементів живлення та кислої реакції ґрунтового розчину (варіант 2) висота рослин і довжина колоса зменшувались в середньому на 33-39%, а показники біологічної врожайності рослин (кількість і маса зерна в колосі, маса зерна однієї рослини) - на 68- 74%. За достатньо високого вмісту основних елементів живлення, але сильно кислої реакції ґрунтового розчину (варіант 3) зменшення цих показників було дещо більш вираженим і становило відповідно 42-43 і 71-80%.
Таблиця 2. Продуктивність та якість зерна рослин озимої пшениці залежно від умов забезпечення поживними речовинами (усереднені дані за 2003 - 2005 рр.*)
Показник продуктивності або якості зерна рослин |
Варіант 1 |
Варіант 2 |
Варіант 3 |
|
Висота рослин, см |
89,58±0,37 |
60,16±0,42** |
51,67±0,46*** |
|
Довжина колоса, см |
9,43±0,08 |
5,74±0,05** |
5,36±0,06*** |
|
Кількість зерен у колосі, шт. |
28,17±0,18 |
8,89±0,11** |
8,20±0,12*** |
|
Маса зерна у колосі, г |
1,29±0,01 |
0,40±0,01** |
0,36±0,01*** |
|
Маса зерна на рослину, г |
1,82±0,02 |
0,47±0,01** |
0,37±0,01*** |
|
Маса 1000 зерен, г |
41,54±0,23 |
16,39±0,13** |
14,83±0,10*** |
|
Білок, % |
10,9 ± 0,3 |
9,1 ± 0,2** |
9,4 ± 0,2*** |
|
Клейковина, % |
22,1 ± 1,6 |
18,7 ± 1,2** |
19,1 ± 1,3**** |
Примітка. Характеристику варіантів див. табл. 1. * - Кількість вимірювань для морфо-фізіологічних параметрів продуктивності n = 90, для параметрів якості зерна (білок, клейковина) - n = 18; ** - різниця між варіантами 1 і 2 достовірна (Р < 0,05); *** - різниця між варіантами 1, 2 і 3 достовірна (Р < 0,05); **** - різниця між варіантами 1 і 3 достовірна (Р < 0,05).
Умови забезпечення рослин поживними речовинами суттєво впливають також на врожайність та якість зерна озимої пшениці. Так, покращення хімічних властивостей ґрунту у варіанті 1 дозволило отримати за 2003 - 2005 роки в середньому 3,27 т/га з найвищим вмістом білка (10,9%) та клейковини (22,1%).
Погіршення хімічних властивостей ґрунту у варіантах 2 і 3, зокрема підвищення актуальної кислотності, зниження буферної ємності ґрунту та збільшення вмісту у ньому рухомого алюмінію, призвело до значного зниження врожайності озимої пшениці. Так, у варіанті 2 врожайність зерна озимої пшениці складала в середньому за три роки 1,36 т/га з вмістом білка і клейковини відповідно 9,1 і 18,7%. У варіанті 3 врожайність зерна озимої пшениці знизилася до 0,77 т/га, а вміст білка і клейковини виявився близьким до варіанту 2.
Наведені результати вказують на тісний взаємозв'язок між біологічною продук-тивністю рослин озимої пшениці та активністю ключових ферментів асиміляції азоту - нітратредуктази, глутамін- і аспарагінсинтетаз, а також інтенсивністю фотосинтетичних процесів у листках цих рослин. Несприятливі умови забезпечення поживними речовинами призводять, перш за все, до зростання вмісту фотоасимілятів (сахароза, глюкоза) і амідів (глутамін, аспарагін) у листках у період найбільш інтенсивного росту та збільшення вегетативної маси озимої пшениці (див. рис. 5, 7). Це супроводжується зниженням інтенсивності фотосинтетичних процесів (див. табл. 1, рис. 6), зниженням активності нітратредуктази, глутамінсинтетаз та адаптивним зростанням активності аспарагінсинтетаз (див. рис. 2, 4) у листках рослин. Зазначені процеси відіграють важливу роль у зниженні продуктивності та врожайності озимої пшениці.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі наведено нові дані про специфічність активності ферментів асиміляції нітратного і амонійного азоту (нітратредуктаза, глутамін- і аспарагінсинтетази) у листках озимої пшениці за різних умов забезпечення поживними речовинами. Показано залежність активності цих ферментів від вмісту в листках озимої пшениці нітратів, амонію, глутамату і аспартату та їх амідів, хлорофілу, цукрів а також від фотохімічної активності хлоропластів у весняно-літній період вегетації рослин за сприятливих і несприятливих умов забезпечення поживними речовинами. Основні результати досліджень викладено у таких висновках:
1. Активність нітратредуктази у листках озимої пшениці за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами (достатній вміст елементів живлення, pHKCl ґрунтового розчину - 5,36), високої інтенсивності наростання вегетативної маси, урожаю зерна і вмісту в ньому білка та клейковини у 2-3 рази перевищує активність цього фермента у рослин за несприятливих умов вирощування (підвищена кислотність ґрунтового розчину, pHKCl 3,70-4,02 і низький, або достатній вміст елементів живлення). Вміст нітратів у листках рослин за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами підтримується на низькому рівні.
2. Активність нітратредуктази у листках озимої пшениці за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами досягає максимальних значень (296,42 - 300,28 нмоль NO2-/год·г сирої речовини) у фазах трубкування і колосіння, а протягом завершальних етапів розвитку рослин - поступово знижується. Такі зміни не залежать від вмісту нітратів й амонію в листках рослини і позитивно корелюють з вмістом у них хлорофілу. За несприятливих умов забезпечення поживними речовинами найвищий рівень активності нітратредуктази в листках озимої пшениці (140,86 - 151,01 нмоль NO2-/год·г сирої речовини) виявлено на кінцевих фазах онтогенезу - цвітіння і молочної стиглості. За таких умов активність нітратредуктази в листках пшениці не залежить від вмісту в них хлорофілу і тісно корелює з вмістом у них нітратів і амонію.
3. За оптимальних умов живлення активність глутамінсинтетаз у листках озимої пшениці у 4,4-10,0 разів вища, ніж активність аспарагінсинтетаз. Активність аспарагінсинтетаз в листках рослин за таких умов складає 0,030-0,060 мкмоль в-аспартилгідроксамату/хв·мг білка екстракту тканин листків і протягом вегетації змінюється обернено до рівня активності глутамінсинтетаз. Несприятливі умови вегетації призводять до зменшення активності глутамінсинтетаз і значного підвищення активності аспарагінсинтетаз у листках пшениці від 0,039 - 0,046 (фаза кущіння) до 0,064-0,078 мкмоль в-аспартилгідроксамату/ хв·мг білка екстракту тканин листків (фаза молочної стиглості). Поряд з тим в ході розвитку рослин спостерігається зростання активності обох ферментів.
4. Активність глутамін- і аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці в онтогенезі за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами позитивно корелює із вмістом у них глутамату і аспартату. За несприятливих умов забезпечення рослин поживними речовинами має місце прямо пропорційна залежність між активністю аспарагінсинтетаз, вмістом амінного азоту і аспартату.
5. Встановлено обернену пропорційну залежність між активністю глутамін- і аспарагінсинтетаз в листках озимої пшениці та вмістом у них амонію і амідів - глутаміну і аспарагіну протягом вегетації як за оптимальних, так і несприятливих умов забезпечення поживними речовинами.
6. Активність глутамінсинтетаз у листках озимої пшениці протягом вегетації за оптимальних умов забезпечення поживними речовинами позитивно корелює із вмістом у них хлорофілу. За несприятливих умов забезпечення рослин поживними речовинами між цими показниками такої кореляції не знайдено. Обернену пропорційну залежність виявлено також між вмістом хлорофілу й активністю аспарагінсинтетаз листків. Це вказує на залежність активності глутамін- і аспарагінсинтетаз у листках озимої пшениці від інтенсивності функціонування фотосинтетичного апарату рослин.
7. Відновлювальна і фотофосфорилювальна активність хлоропластів знижуються за несприятливих умов забезпечення рослин поживними речовинами, що супроводжується пришвидшеною деградацією хлорофілу у листках озимої пшениці порівняно з рослинами, які ростуть на ґрунтах із сприятливими умовами забезпечення поживними речовинами.
8. У регуляції фотохімічної активності хлоропластів озимої пшениці у ході вегетації істотну роль відіграють цукри - сахароза, глюкоза і фруктоза. Відносна сила впливу цих цукрів на фотохімічну активність залежить від умов забезпечення рослин поживними речовинами. Відносна сила впливу сахарози на відновлювальну і фотофосфорилювальну здатність хлоропластів є досить вагомою і складає для різних досліджуваних варіантів від 33 до 53%. Відносна сила впливу глюкози на зазначені параметри складає 28-34% за оптимальних і 10-34% за несприятливих умов забезпечення рослин поживними речовинами. За природних умов вегетації рослин ці цукри не мають стимулюючого ефекту на активність ферментів асиміляції азоту.
СПИСОК ДРУКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Зміна активності нітратредуктази в листках озимої пшениці залежно від поживного режиму ґрунту / О. Л. Дубицький, Г. Й. Сеньків, К. С. Ткачук // Фізіологія і біохімія культурних рослин. - 2006. - Т. 38, № 4. - С. 331-338. (Здобувач провів визначення активності нітратредуктази у листках та статистичну обробку результатів, за участю наукового керівника і співавторів здійснив аналіз отриманих даних, підготовив статтю для публікації).
2. Активність глутамін- і аспарагінсинтетази в листках при вирощуванні озимої пшениці в умовах стаціонарного досліду / О. Л. Дубицький, Г. Й. Ґабрієль, К. С. Ткачук // Фізіологія і біохімія культурних рослин. - 2006. - Т. 38, № 6. - С. 508-514. (Здобувач провів визначення активності глутамін- і аспарагінсинтетаз в листках та статистичну обробку результатів, за участю наукового керівника та співавторів підготовив статтю для публікації).
3. Зміни активності глутамінсинтетази листків в онтогенезі озимої пшениці залежно від умов живлення / О. Дубицький, Г. Ґабрієль // Вісник Львів. ун-ту. - Сер. біол. - 2006. - Вип. 42. - С. 128-132. (Здобувач проаналізував динаміку ферментативної активності у листках рослин в онтогенезі, провів статистичне опрацювання даних і за участю співавторів підготовив статтю для публікації).
4. Фотохімічна активність хлоропластів листків озимої пшениці за різних умов живлення / О. Дубицький, Г. Габрієль, К. Ткачук // Вісник Львів. ун-ту. - Сер. біол. - 2007. - Вип. 43. - С. 233-240. (Здобувач визначив параметри фотохімічної активності хлоропластів листків озимої пшениці, провів дисперсійний аналіз залежності досліджених параметрів від вмісту цукрів, за участю наукового керівника та співавторів підготовив статтю для публікації).
5. Накопичення дикарбонових амінокислот і їх амідів у листках озимої пшениці за різних умов живлення / О. Дубицький, Г. Габрієль, К. Ткачук // Вісник Львів. ун-ту. - Сер. біол. - 2008. - Вип. 46. - С. 179-184. (Здобувач провів кількісний хроматографічний аналіз дикарбонових амінокислот і їх амідів методом ТШХ, здійснив статистичну обробку результатів, за участю наукового керівника та співавторів підготовив статтю для публікації).
6. Регуляція цукрами активності глутамінсинтетази і аспарагінсинтетази листків в онтогенезі озимої пшениці за різних умов забезпечення поживними речовинами / О. Л. Дубицький, К. С. Ткачук // Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. - 2010. - Вип. 52, Ч. ІІ. - С. 12-20. (Здобувач провів аналіз динаміки ферментативної активності та вмісту цукрів у листках рослин в онтогенезі, статистичне опрацювання даних; спільно з науковим керівником проаналізував та узагальнив дані літератури, підготовив статтю до публікації).
7. Активність нітратредуктази листків в онтогенезі озимої пшениці в залежності від поживного режиму ґрунту / О. Л. Дубицький // Молодь і поступ біології: Тези доп. 1-ї міжнародної наук. конф. студ. і аспірантів (11-14 квітня 2005 року, м. Львів). - Львів: СПОЛОМ, 2005. - С. 247.
8. Динаміка активності аспарагінсинтетази листків в онтогенезі озимої пшениці на ґрунтах з різним режимом живлення / О. Л. Дубицький // Молодь і поступ біології: Тези доп. 2-ї міжнародної наук. конф. студ. і аспірантів (21-24 березня 2006 року, м. Львів). - Львів: СПОЛОМ, 2006. - С. 373-374.
9. Зміни активності глутамін- і аспарагінсинтетази листків в онтогенезі озимої пшениці на ґрунтах з різним режимом живлення / О. Л. Дубицький, Г. Й. Ґабрієль // Матер. XII з'їзду Укр. бот. тов-ва. (15-18 травня 2006 року, м. Одеса). - Одеса, 2006. - С. 102.
10. Адаптивные реакции нитратредуктазы и глутаминсинтетазы листьев в онтогенезе озимой пшеницы на состояние питательного режима почвы / А. Л. Дубицкий // Матер. I (IX) международной конф. молодых ботаников в Санкт-Перетбурге. (21-26 мая 2006 года, Санкт-Петербург). - Санкт-Петербург, 2006. - С. 367-368.
11. Metabolite regulation of glutamine and asparagines synthetases activities within winter whet leaves / A. Dubitsky // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution: Proc. III Internat. Young Sci. conf. (May 15 - 18, 2007, Odesa). - Odesa, 2007. - P. 19-20.
12. Зміни фотохімічної активності хлоропластів листків в онтогенезі озимої пшениці за різних умов живлення / О. Л. Дубицький, Г. Й. Ґабрієль, К. С. Ткачук // Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти: Тези доп. 3-ї міжнародної конф. (4-6 жовтня 2007 року, м. Львів). - Львів, 2007. - С. 69.
13. Роль цукрів у регуляції фотохімічної активності хлоропластів листків озимої пшениці за різних умов живлення / О. Дубицький, Г. Габрієль, К. Ткачук // Тези доп. 2-го з'їзду Українського товариства клітинної біології (23-26 жовтня 2007 року, Київ). - Київ, 2007. - С. 239.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характер зміни вмісту нітратів у фотоперіодичному циклі у листках довгоденних і короткоденних рослин за сприятливих фотоперіодичних умов. Фотохімічна активність хлоропластів, вміст никотинамидадениндинуклеотидфосфату у рослин різних фотоперіодичних груп.
автореферат [47,7 K], добавлен 11.04.2009Зовнішня та внутрішня будова миші хатньої. Постачання всіх органів і тканин поживними речовинами, киснем, виведення з них продуктів життєдіяльності. Органи чуття, дотику, слуху і рівноваги. Залози внутрішньої секреції. Видові відмінності терморегуляції.
курсовая работа [967,7 K], добавлен 19.10.2013Колообіг азоту та вуглецю як основні біогеохімічні цикли, які відбуваються у наземних еко- і агроекосистемах. Вплив різних типів сівозміни та виду органічних добрив на нормовані параметри азото-вуглецевого обігу в агроценозах Лісостепу України.
статья [229,5 K], добавлен 10.04.2015Вплив попереднього періодичного помірного загального охолодження щурів-самців у віці 3 та 6 місяців на формування та наслідки емоційно-больового стресу при визначенні функціонального стану церебральних механізмів регуляції загальної активності.
автореферат [58,6 K], добавлен 12.02.2014Загальна і анатомо-морфологічна характеристика ряду Перетинчастокрилі досліджуваної території. Проведення фенологічного спостереження та аналізу впливу метеорологічних умов на активність бджіл. Особливості поведінки комах представників даного ряду.
дипломная работа [9,8 M], добавлен 24.10.2011Гістамін: історія вивчення, властивості, структура, шляхи синтезу і вивільнення. Активність супероксиддисмутази, каталази, глутатіонпероксидази у нирках інтактних тварин. Зміна активності у нирках щура за дії гістаміну у концентраціях 1 та 8 мкг/кг.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.07.2014Суть процесу перетворення азоту мікроорганізмами. Характеристика бульбочкових бактерій та вільноживучих азот-фіксаторів. Опис процесів амоніфікації, нітрифікації, денітрифікації. Особливості використання бактеріальних препаратів в сільському господарстві.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.09.2010Фази вегетації рослин. Умови росту й розвитку рослин. Ріст та розвиток стебла. Морфологія коренів, глибина і ширина їхнього проникнення у ґрунт. Морфогенез генеративних органів. Вегетативні органи квіткових рослин. Фаза колосіння у злаків і осоки.
курсовая работа [64,0 K], добавлен 22.01.2015Управління обміном вуглеводів. Математичний аналіз системи регуляції рівня кальцію в плазмі. Основна модель регуляції обміну заліза у клітинах. Управління обміном білків, жирів і неорганічних речовин. Баланс тепла в організмі. Регуляція температури тіла.
реферат [25,9 K], добавлен 09.10.2010Ідентифікація лимонної кислоти в якості продукту метаболізму цвільових грибів. Реалізація синтезу лимонної кислоти у мікроорганізмів. Варіанти синтезу в виробництві кислоти (незмінний, незмінний із доливами, метод плівок). Характеристика умов ферментації.
контрольная работа [23,3 K], добавлен 12.03.2016Поняття і рівні регуляції експресії генів. Їх склад і будова, механізм формування і трансформування. Транскрипційний рівень регуляції. Приклад індукції і репресії. Регуляція експресії генів прокаріот, будова оперону. Огляд цього процесу у еукаріот.
презентация [1,7 M], добавлен 28.12.2013Антиоксидантна система як захист проти вільних радикалів. Гістамін:історія вивчення, структура, шляхи синтезу і вивільнення. Визначення активності супероксиддисмутази, каталази, глутатіонпероксидази, вплив на неї наявності гістаміну в нирці щура.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 22.06.2014Дослідження рослин як продуцентів атмосферного кисню. Біологічний кругообіг кисню, вуглекислого газу, азоту та інших елементів, які беруть участь у процесах життєдіяльності живих організмів. Характеристика суті, значення та стадій процесу фотосинтезу.
курсовая работа [472,7 K], добавлен 31.01.2015Механізми дії регуляторів росту рослин, їх роль в підвищенні продуктивності сільськогосподарських культур. Вплив біологічно-активних речовин на площу фотосинтетичної поверхні гречки, синтез хлорофілів в її листках, формування його чистої продуктивності.
реферат [19,0 K], добавлен 10.04.2011Характеристика генетичного апарату бактерій. Особливості їх генів та генетичної карти. Фенотипова і генотипова мінливість прокаріот. ДНК бактерій. Генетичні рекомбінації у бактерій: трансформація, кон’югація, трансдукція. Регуляція генної активності.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 21.09.2010Біологічне значення стомлення, методи його дослідження. Вивчення біохімічних основ стомлення у підлітків та його діагностування доступними засобами. Виявлення зміни в активності слини учнів внаслідок стомлення під час фізичних та розумових навантажень.
курсовая работа [116,8 K], добавлен 21.01.2017Об'єкти і методи онтогенетики. Загальні закономірності і стадії індивідуального розвитку. Генетична детермінація і диференціація клітин. Диференційна активність генів і її регуляція в процесі розвитку. Летальна диференціація клітин за розвитку еукаріотів.
презентация [631,0 K], добавлен 04.10.2013Формування уявлень про фауну черепашкових амеб в водоймах різного типу. Вивчення видового складу та структурних показників корененіжок (Testacea, Rhizopoda), в різних типах водойм верхів’я річки Ріки та порівняння їх з угрупованнями мезозообентосу.
курсовая работа [957,4 K], добавлен 12.09.2013Розгляд основних сценаріїв очікуваного кінця світу: "Всесвітня катастрофа" 1 березня 2001 р. за прогнозом Ностардамуса, "маундерівський мінімум", активізація сейсмо-вулканічної активності; їх спростування. Розшифрування історії розвитку земної кори.
реферат [34,1 K], добавлен 14.01.2011Розвиток ендокринології та вивчення ролі гормонів в пристосувальних реакціях організму. Структурно-функціональні особливості та патологічні стани наднирників у ембріонів та дітей, їх дослідження в процесі старіння у зрілих людей та осіб похилого віку.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 12.02.2011