зко снижается, что проявляется в возрастании содержания МДА в 1,5 раза. В корнях проростков пшеницы на 4-й день прорастания уровень ПОЛ возрастает в 1,5 раза, при этом содержание АО и активность пероксидазы понижается в 2,4 и 1,2 раза соответственно.

Таким образом, контроль за уровнем ПОЛ в проростках пшеницы осуществляют как низкомолекулярные антиоксиданты, так и пероксидаза. При этом известно, что в надземной части проростков больше содержится АО и меньше пероксидазы, чем в корнях проростков пшеницы. Поэтому ведущая роль в регулировании ПОЛ в надземной части преимущественно выполняют низкомолекулярные антиоксиданты, где за счет активного фотосинтеза идет их накопление. Тогда как в корнях эта функция возложена на пероксидазу, высокая активность которой обеспечивает поддержание определенного уровня ПОЛ. Поскольку высокие концентрации АО могут ингибировать пероксидазу, то

192

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

200

150

100

50

200

100

250 200 150 100 50 0

200 г

150

100

50

Время прорастания, сут

Рис. 87. Динамика содержания антиоксидантов, малонового диальдегида и активность пероксидазы в надземной части проростков пшеницы сорта Омская 12 от времени проращивания. Семена замачивали при 5 °С, время, ч: а — 6, 6— 12, в — 18, г— 24. Проращивание семян проводили при 28 °С. По оси абсцисс — время прорастания зерновки, сут; по оси ординат — активность пероксидазы, количество малонового диальдегида и антиоксидантов, % к контролю. 1 — МДА; 2 — АО;

3 - ПО.

по-видимому, накопление или понижение содержания АО в проростках может регулировать активность фермента.

Для подтверждения этого предположения мы изучили влияние низкой температуры (+5 °С) во время 24 ч набухания зерновок на динамику уровня ПОЛ, АО и активность пероксидазы проростков пшеницы в течение 3—5 суток прорастания. Как видно

193

Глава V

200 150 h 100 50 г 0

300 200 100 О

250 200 150 100 50 О

200 150 100 50 О

Время прорастания, сут

Рис. 88. Динамика содержания малонового диальдегида, антиоксидантов и активность пероксидазы в надземной части проростков пшеницы сорта Омская 12 от времени проращивания. Условия те же, что на рис. 87. По оси абсцисс — время прорастания зерновки, сут; по оси ординат — активность пероксидазы, количество малонового диальдегида и антиоксидантов, % к контролю. 1 — МДА;

2 - АО; 3 - ПО.

из рисунков 87 и 88, в основном, наблюдаются взаимозависимые колебания исследуемых параметров. При этом понижение активности пероксидазы сопровождается возрастанием уровня ПОЛ, а повышение содержания АО приводит к понижению активности пероксидазы. Понижение активности пероксидазы чаще всего наблюдается при повышении уровня АО, что, по-видимому, обусловлено ингибированием фермента высокими концентрациями антиоксидантов.

Таким образом, установлено взаимное влияние пероксидазы и низкомолекулярных антиоксидантов при прорастании зерновок пшеницы. Показано, что пероксидаза активно участвует в формировании пусковых механизмов прорастания зерновок пшеницы. Поскольку в реакциях пероксидазного окисления различных субстратов, в том числе и антиоксидантов, могут образовываться

194

Роль пероксидазы в действии антиоксидантной системы растений

свободные радикалы, способные ускорять процессы свободно-радикального окисления, инициирующие ПОЛ на начальных этапах прорастания зерновок пшеницы. Таким способом пероксидаза, являясь окислительно-восстановительным ферментом, по-видимому, осуществляет контроль за уровнем перекиси водорода и содержанием антиоксидантов в семенах и проростках пшеницы, а АО, накапливаясь в тканях, участвуют в реакциях подавления образования свободных радикалов, при этом их избыток может ингибировать фермент. Тогда как в процессе метаболиза-ции антиоксидантов изменяется их концентрация, что может проявляться в регулировании активности пероксидазы и осуществлении общего контроля над деятельностью системы антиоксидантной защиты. Поэтому действие низких положительных температур на семена во время их замачивания, характеризующееся изменением активности пероксидазы и содержанием АО в прорастающих семенах и проростках пшеницы, может свидетельствовать о проявлении реактивности проростков на действующий фактор. Поэтому в совокупности эти показатели могут служить критериями адаптированности проростков к стрессирующим факторам.

5.6. РОЛЬ ПЕРОКСИДАЗЫ В ИНИЦИИРОВАНИИ МЕХАНИЗМОВ ПРОРАСТАНИЯ ЗЕРНОВОК ПШЕНИЦЫ

Биологически активные вещества очень часто используются для повышения всхожести семян [Михно и др., 1997]. В зависимости от природы они могут регулировать протекание метаболических процессов, активировать или ингибировать различные ферменты, влиять на проницаемость мембран клеток. Среди этой группы следует выделить соединения обладающие антиоксидантной активностью, к которым относятся строфантин, дигоксин, хлорпромазин, викасол, аскорбиновая кислота, гидрохинон и др. Эти соединения в высоких концентрациях, как было показано выше, ингибировали пероксидазу in vitro [Рогожин, Верхотуров, 1997; 1998а; 19986]. Обладая разным механизмом действия, они в малых концентрация активировали прорастание зерновок, а в больших — понижали их всхожесть (табл. 27). При этом проявляется индивидуальная чувствительность зерновок пшеницы к используемым соединениям. Низкие концентрации строфантина, аскорбиновой кислоты, норадреналина, салицилата натрия,

195

Глава V

Таблица 27

Влияние различных концентраций функционально активных веществ на всхожесть семян пшеницы сорта Омская 12

Реагент Концент- Всхо- Реагент Концент- Всхо-

рация, мМ жесть, % рация, мМ жесть, %

Контроль — 76±6 Норадреналин 0,001 84±6

Этанол 0,100 80±8 0,006 83±7

0,500 87±9 0,060 81±6

1,000 79±7 0,600 78±5

10,000 76±6 6,000 50±3

100,000 67±6 Аскорбиновая 0,002 85±6

500,000 48±3 кислота 0,020 82±5

1000,000 24±2 0,200 84±6

1200,000 12±1 2,000 90±8

1400,000 3±1 10,000 69±4

1600,000 0 50,000 64+3

1800,000 0 100,000 43±2

Строфантин 0,028 90±7 500,000 25±2

0,280 66±5 1000,000 11±1

2,800 68±5 2,4-Динитро- 0,001 79±7

28,000 64±4 фенол 0,010 78±6

280,000 67±6 0,100 72+5

Дигоксин 0,014 63±4 1,000 5±1

0,140 72±7 5,000 0

1,400 75±8 10,000 0

14,000 65±6 Салицилат 0,010 89±7

28,000 50±4 натрия 0,100 84±6

55,000 36±3 1,000 83±6

83,000 8±1 10,000 72±5

110,000 0 100,000 8±1

138,000 0 1000,000 0

Гидрохинон 0,050 76±7 Аминазин 0,007 86±4

0,500 74±6 0,070 82±3

5,000 74±6 • 0,700 80±3

7,500 66+5 7,000 35±2

10,000 54±4 70,000 0

25,000 29±2 Викасол 0,300 74±7

50,000 9±1 30,000 79+8

Примечание, Замачивание и проращивание семян проводили в раст