понижению уровня ПОЛ. Таким образом, во время замачивания, после предварительного УФ-облучения семян пшеницы, наибольшая реактивность антиоксидантной системы проявляется после 24 часов в эндосперме, что, возможно, связано с ускорением в эндосперме гидролитических процессов, способствующих высвобождению резервированных функционально активных веществ среди которых могут быть и соединения обладающие антиоксидантны-ми свойствами. В этот период в зародыше и щитке не наблюдается дополнительного повышения активности антиоксидантной системы, что, по-видимому, вызвано использованием компонентов АО в энергетических процессах, для роста и развития зародыша семян пшеницы. Окисление антиоксидантов осуществляется пероксидазой, активность которой резко возрастает при прорастании семян пшеницы [Иванова, Вафина, 1997].

Изучена динамика содержания антиоксидантов и ПОЛ в зародыше семян пшеницы во время 48 ч набухания в дистиллированной воде. Из рис. 73 видно, что во время набухания содержание АО и уровень ПОЛ колеблятся, возрастая на 18 и 30 ч, а затем

169

Глава V

МДА, нмоль/г сухой массы АО, мкг/г сухой массы

40л

20'

г450

350

6 18 30 42

Время замачивания зерновок, ч

250

Рис. 73. Динамика содержания антиоксидантов (1) и малонового диальдегида (2) в зародыше зерновок пшеницы сорта Приленская 19 от времени замачивания. Время замачивания зерновок 48 ч в дистиллированной воде при 25 "С.

наблюдаются различия в динамике, вызванные продолжающимися условиями анабиоза, приводящими к понижению интенсивности дыхания. При этом уровень ПОЛ понижается, а содержание антиоксидантов увеличивается в семенах, что, по-видимому, является проявлением биохимических механизмов углубления покоя зерновок пшеницы.

Аналогичная динамика ПОЛ и антиоксидантов выявлена в щитке семян пшеницы в процессе их набухания. Щиток выполняет важную роль в процес-

сах набухания и прорастания семян пшеницы. Основная функция которого заключается в осуществлении связи между эндоспермом и всеми структурами зародыша, поскольку в щитке дифференцируется проводящая система. За счет специализированного эпителиального слоя щитка, в котором имеется большое количество ферментов, происходят структурные преобразования веществ, поступающих из эндосперма в зародыш, а в дальнейшем и

МДА, нмоль/г сухой массы АО, мкг/г сухой массы в ПрорОСТОК [БаТЫГИНа, 1987].

Показано, что уровень ПОЛ и активность антиоксидантной системы щитка находятся в прямой зависимости (рис. 74) (г = 0,84). Максимум проявления их действия приходится на 18 ч набухания семян с постепенным снижением к концу вторых суток. При этом в щитке возрастание антиокислительной активности всегда отмечается вслед за увеличением уровня ПОЛ. По-видимому, во время набухания в семенах срабатывает внутренний контроль за уров-

80 л

60"

40-

го

о

Г 1800

1400

1000

600

200

6 18 30 42

Время замачивания зерновок, ч

Рис. 74. Динамика содержания антиоксидантов (1) и малонового диальдегида (2) в щитке зерновок пшеницы сорта Приленская 19 от времени замачивания. Условия те же, что на рис. 73.

170

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

200 л % к контролю

а

% к контролю

б

100 ¦

150 -

50

(У

0

10

20

30

40

50

10

20

30

40

50

Время замачивания зерновок, ч

Рис. 75. Влияние УФ-облучения на содержание малонового диальдегида (1) антиоксидантов (2) в щитке зерновок пшеницы сорта Приленская 19. Время УФ-облучения зерновок, мин: а — 5, б— 60. Условия те же, что на рис. 73.

нем ПОЛ и при его понижении, что наблюдалось на вторые сутки замачивания семян в условиях искусственного анабиоза, отмечалось даже некоторое возрастание АОА в щитке. УФ-облучение семян пшеницы активирует ПОЛ и систему АОА в щитке (рис. 75). Видно, что в зависимости от времени УФ-облучения поведение антиоксидантной системы может меняться. Непродолжительное, в течение 5 мин, УФ-облучение позволяет активировать компенсаторные механизмы настолько, что антиокислительная активность щитка может подавлять ПОЛ в течение полутора суток. Однако в дальнейшем АОА щитка резко понижается, что способствует возрастанию ПОЛ. Продолжительное действие УФ-облучения на семена позволяет синхронизировать активность антиоксидантной системы щитка с уровнем ПОЛ. При этом на возрастание уровня ПОЛ в щитке вырабатывается достаточное количество антиоксидантов, чтобы поддерживать перекисное окисление липидов на уровне контроля. Вследствие этого графики содержания МДА и АО в течение двух суток принимают вид затухающих колебаний с максимумами к 30 ч набухания.

Известно, что низкая температура понижает скорость прорастания семян. В непроросших семенах пшеницы уровень ПОЛ и АО ниже, чем в проросших семенах. Сравнивая значения содержания МДА и АО, приведенные в таблице 20, видно, что у непроросших семян и семян пшеницы, выдержанных при 5 "С, эти показатели мало различаются. Таким образом, низкий уровень ПОЛ служит критерием проявлением малой активности АФК, при этом по величине ПОЛ можно определять жизнеспособность зерно-

171

Глава V

Таблица 20

Содержание малонового диальдегида (нмоль/г сухой массы) и антиоксидантов (мкг/г сухой массы) в непроросших семенах пшеницы сорта Приленская 19 в зависимости от времени и температуры проращивания

Время прорастания зерен, сут. Температура, "С 5 20 МДА АО МДА АО

1 24+1 105 + 7 42 ±2 90±5

2 27+1 102 ±6 24+1 78 ±4

3 29±1 76 + 4 29±2 36±1

4 23+2 100 + 5 30+1 93±5

5 32±2 62 ±4 27±1 20±1

6 29±1 62±3 35±1 95 + 6

7 26+1 55 + 4 29 + 1 96±5

вок пшеницы. Семена с высоким уровнем ПОЛ и низким содержанием АО всегда будут хорошо всходить и быстро прорастать.

После 24 ч набухания при 20 "С семена пшеницы начинают активно прорастать, что проявляется в активизации процессов пролиферации, завершающихся через 16—24 ч формированием проростка пшеницы. Нами изучено содержание малонового диальдегида

и антиоксидантов в прорастающих семенах пшеницы после 24 ч замачивания в дистиллированной воде (рис. 76). Видно, что в процессе прорастания антиок-сидантная система зерновок полностью контролирует уровень ПОЛ. Возрастание ПОЛ отмечается на 10 и 24 ч прорастания зерновок и связано с увеличением АСА (г = 0,79). УФ-облучение вызывает в прорастающих семенах пшеницы колебания ПОЛ и АОА, интенсивность которых зависит от времени воздействия (рис. 77). Динамика ПОЛ в проростках уже после минутного УФ-облучения зерновок пшеницы принимает выраженный колебательный ха-

МДА, нмоль/г сухой массы АО. мкг/г сухой массы 50 л г 200

40 30 20 10

о

150

100 50

о

6 10 14 18 22

Время, ч

Рис. 76. Динамика содержания малонового диальдегида (1) и антиоксидантов (2) в зерновках пшеницы сорта Приленская 19 в течение первых суток проращивания. Время замачивания зерновок 24 ч, среда замачивания и проращивания — дистиллированная вода; температура — 22 °С.

172

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

200 150