Биологический каталог




Фермент пероксидаза

Автор В.А.Андреева

еновой кислоты с аминогруппой лизина, входящего в состав капсидного белка вируса.

Избыток хинонов ведет к связыванию их с аминогруппами лизина и аспарагиновой кислоты ферментов, что вызывает подавление ферментативной активности. Фенольные соединения, легко взаимодействуя с белками, могут быть аллостерическими эффекторами ферментных процессов. Показано, что конкурентоспособное взаимодействие белков и флавоноидов сильно зависит от свободного фонда фенилаланина, .являющегося общим источником синтеза белков и фенолов [Маргиа, 1980].

Как пишут У. В. Маргна, Л. Э. Лаанест [1980] и М. Н. Запрометов [1985], фенольные соединения в растительной клетке претерпевают значительные катаболические превращения. Это следует иметь в виду, когда речь идет о данных, получаемых для растений, пораженных вирусной инфекцией. После проникновения вируса в клетках могут накапливаться отдельные формы фенольных соединений или продукты их окисления, а затем идут «вторичные» процессы, что приводит к изменению общего пула предшественников и в итоге к снижению или увеличению синтеза отдельных фенолов. Большой теоретический и практический интерес представляет вопрос о возможной доли участия индивидуальных соединений этого класса в образовании некрозов, связывании белков вирусов, возникновении и проявлении системной вирусиндуцированной устойчивости растений.

4.4. СОДЕРЖАНИЕ ФЕНОЛОВ В РАСТЕНИЯХ ТАБАКА

Пероксидаза — главная оксидаза в окислении фенольных соединений различной природы, и этим объясняется внимание исследователей к содержанию ее субстратов в пораженных растениях. Нами было проведено определение общего содержания фенолов в листьях двух устойчивых к ВТМ (Ксанти нк и Самсун 47/10 нк) и одного восприимчивого (Самсун системный) сортов растений табака. Исследовали листья верхнего (12—16 см по средней жилке), среднего и нижнего ярусов. В опыте нижние листья заражали вирусом табачной мозаики. Контроль — листья того же яруса идентичных здоровых растений. Листья определенного яруса от 5—10 растений отбирались в среднюю пробу на 2, 5, 7 и 10-й день после заражения. Фенольные соединения извлекали по общепринятым методикам [Ксендзова, 1971]. Об относительном содержании фенольных соединений судили после предварительного просмотра экстрактов при различных длинах волн — 290, 325, 340 нм, соответствующих длинам волн поглощения кофейной, хлорогеновой кислот и ско-полетина. Определение общего содержания фенолов проводили параллельно по двум методам: либо по Арноу и Фолину—Чокальте, либо

48

Таблица 1

Поглощение спирторастворимых фенолов, выделенных из листьев табака сорта Самсун 47/10 нк, при разных длинах волн

Ярус листьев День после заражения 290 нм 325 нм 340 нм

Здоровые Зараженные Здоровые Зараженные Здоровые Зараженные

Верхний 2-й 0,88 0,47 1,03 0,47 0,85 0,38

Нижний 2-й 0,87 0,61 0,94 0,65 0,77 0,53

Верхний 5-й 1,03 0,79 1,05 0,75 0,87 0,61

по Арноу и Фолину—Дениса [Запрометов, 1974; Johnson, Scahl, 1957; Jennings, 1981]. Для количественного выражения полученных данных строили калибровочные кривые по хлорогеновой кислоте.

Прямое спектрофотометрирование приготовленных экстрактов дает первую информацию о содержании фенольных соединений в листьях сравниваемых растений. Показания спектрофотометра при 325 нм (табл. 1) можно использовать как скрининг-метод для общей характеристики содержания фенолов, так как эта длина волны соответствует максимуму поглощения хлорогеновой кислоты, преобладающей в растениях табака. Именно этот метаболит играет немалую роль в устойчивости картофеля к фитофторозу [Метлицкий, Озерецковская, 1985].

Содержание фенолов после заражения устойчивых и восприимчивых к ВТМ растений табака сорта Самсун снижается на 30—40% по отношению к контролю. Это отмечено уже через два дня после заражения в листьях верхнего яруса и в нижних листьях, на которые наносился инокулюм (табл. 1, 2). Данные табл. 2. свидетельствуют о том, что в листьях верхнего яруса растений устойчивого к ВТМ сорта табака Самсун 47/10 нк на ранних этапах патогенеза происходит снижение содержания фенольных соединений. В нижних листьях растений этого сорта после заражения идет интенсивный процесс некрозообра-зования. Однако мы не обнаружили накопления фенольных соединений в этих листьях ни на 2-й, ни на 5-й день после заражения вирусом. Как считает А. С. Вечер [1984], репрессия синтеза фенолов может наблюдаться лишь при достаточно высокой концентрации репрессирующих веществ. Однако в литературе нет сведений о веществах, подавляющих синтез фенолов в инфицированных растениях. Нами было обнаружено, что накопление фенолов в нижних листьях этого сорта происходит лишь на 7-й день после заражения (см. табл. 2) и превышает контроль более чем на 50%. В это время нижние листья растений табака устойчивого сорта Самсун 47/10 нк поражены некрозами и уже начинают отмирать, поэтому увеличение фенолов в них не может быть связано с защитной функцией, а скорее есть результат деградации клеток некротической зоны.

Сдвиг присущего живым клеткам синтеза фенольных соединений в сторону их уменьшения — результат влияния вирусной инфекции. Это подтверждается данными, полученными для молодых листьев вирозных растений. Так, на 10-й день после заражения ВТМ в молодых, отрастаю-

49

Таблица 2

Содержание фенолов (в мг/г сырой ткани) в листьях верхнего и нижнего ярусов табака сорта Самсун 47/10 нк, здоровых н зараженных ВТМ

Ярус листьев День после заражения По Арноу По Фолину-и Фолину- Чокальте * -Дениса **

Здоровые Зараженные Здоровые Зараженные

Верхний 2-й 0,41 0,24 0,14* 0,08

Нижний 2-й 0,91 0,75 0,38* 0,29

5-й 0,56 0,50 0,32* 0,30

Верхний 5-й 0,32 0,19 1,70** 1,60

7-й 0,54 0,38 1,13** 0,90

Нижний 7-й 0,87 1,31 0,90** 1,53

Верхний 10-й 0,76 0,49 1,15** 0,87

щих листьях, имеющих длину листовой пластинки 12—16 см, как для устойчивого (см. табл. 2), так и для неустойчивого (табл. 3) сорта содержание фенолов было пониженным по отношению к их содержанию в листьях здоровых растений. Анализ данных указанных таблиц дает основание предполагать, что в течение 10 дней инфекционного процесса в молодых листьях происходит снижение синтеза фенольных соединений, которое должно быть связанным с изменением состояния растения в целом. Данные табл. 3 показывают, что в листьях растений табака сорта Самсун (сист.), неустойчивого к ВТМ, снижено содержание фенолов в листьях всех ярусов исследуемых инфицированных растений.

Сравнительный анализ содержания фенольных соединений, которые были определены по трем разным методам, показал, что данные, по-лучениые по методу Фолина- Чокальте, несколько занижены, а полученные по Фолину—Дениса завышены по отношению к данным, полученным по- методу Арноу (см. табл. 2). Результаты, полученные по методу Арноу, занимают промежуточное положение среди данных сравниваемых методов, поэтому в дальнейшем определение содержания фенолов проводили этим методом. Таким образом, было исследовано содержание спиртоводорастворимых фенольных соединений н установлено, что вирусная инфекция обусловливает снижение содержания фенолов в листьях разных ярусов растений табака сорта Самсун устойчивого и восприимчивого к вирусу табачной мозаики.

Растения табака сорта Ксанти нк, гак же как и растения сорта Самсун 47/10 нк, в ответ на заражение ВТМ образуют некрозы в местах проникновения вируса и проявляют системную устойчивость в листьях, расположенных над зараженными. С развитием инфекционного процесса многие авторы связывают и накопление фенольных соединений [Kosuge, 1969; Sternberg et al., 1983; Harms, Terbea, 1984]. Тем не менее, как свидетельствуют данные табл. 2, в нижних листьях растений табака сорта Самсун 47/10 нк даже в присутствии некрозов фенолы накапливаются только на 7-й день после заражения. В остальных исследуемых листьях содержание фенолов было ниже контроля. Однако в листьях

50

Таблица 3

Содержание фенолов (в мг/г сырой ткани) в листьях здоровых и зараженных ВТМ растений табака сорта Самсун (сист.)

Ярус листьев День после По Арноу заражения Здоровые Зараженные

Верхний 5-й 1,50 0,84

Нижний 5-й 2,00 1,55

Верхний 10-й 1,18 0,78

Средний 10-й 1,37 0,92

10-й* 0,91* 0,75*

Данные для Самсун 47/10 нк.

Таблица 4

Содержание фенолов (мг/г сырой ткани) в листьях здоровых и зараженных ВТМ растений табака сорта Ксанти ик

Ярус листьев День после заражения По Арноу Здоровые Зараженные

Верхний (10 см) 5-й 2,16 2,50

7-й 0,90 1,20

10-й 2,00 2,50

Верхний (16 см) 2-й 1,55 1,93

5-й 0,46 0,57

7-й 0,53 0,83

10-й 0,90 0,92

Средний 5-й 1,27 1,55

10-й 0,90 " 1,58

Сразу над зараженными 7-й 0,66 0,91

10-й 1,36 1,60

Нижний, с некрозами 2-й 2,13 1,81

5-й 2,05 1,36

7-й 1,57 2,63

растений табака сорта Ксанти нк с таким же типом реакции на ВТМ было обнаружено накопление фенольных соединений почти во всех анализируемых листьях инфицированных растений (табл. 4). Исключение составляли только инокулированные листья в начале инфекционного процесса, на 2-й и 5-й день после заражения, в которых содержание фенолов было ниже, чем в здоровых листьях. Следовательно, в нижних зараженных листьях растений этого сорта вначале идет снижение уровня синтеза фенолов, а затем и в нижних (7-й день), и во всех вышележащих листьях синтез фенольных соединений повышается.

Сравнение содержания фенолов в листьях разных ярусов растений двух сортов табака — Ксанти нк и Самсун 47/10 нк, образующих некрозы

51

в ответ на заражение ВТМ, выявило различное количество фенольных соединений в исследуемых листьях. Таким образом, даже образование некрозов в нижних инфицированных листьях не является определяющей первопричиной изменения содержания фенолов. Какие же процессы определяют эти изменения, если разные сорта табака даже одного вида растений по-разному реагир

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Скачать книгу "Фермент пероксидаза" (1.45Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(23.08.2019)