Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Изучение росторегулирующей и протекторной активности внеклеточных полисахаридов из культуры клеток пшеницы

Ростстимулирующая и протекторная активность полисахаридов (ПС) разного состава была оценена в лабораторных условиях с использованием культур огурца в норме и в присутствии стрессовых агентов, создающих эффект засухи, засоления.

В результате изучения было показано, что экстрацеллюлярные ПС в очень низких (наномолярные) концентрациях ПС 0,001 и 0,0001 мкг/мл показали высокую активность в усилении роста огурца. Внеклеточные ПС в очень низких (наномолярных) концентрациях 0,001 и 0,0001 мкг/мл показали наибольшую протекторную активность в условиях засухи. 

Введение

В Казахстане не налажено производство экологически чистых биостимуляторов роста и средств защиты растений, имеются единичные разработки морально устаревших препаратов на основе отходов химической промышленности. В сельском хозяйстве Казахстана, в основном, используются регуляторы роста импортного производства, большая часть из которых химически синтезированы и представляют опасность для здоровья человека и животных. Экологически чистые безопасные импортные препараты, созданные на основе инновационных технологий и обладающих высокой активностью (в нано молярных концентрациях) очень дорого стоят. Несмотря на это, они пользуются большим спросом у фермеров и крестьянских хозяйств, за счет чего очень быстро обогащаются иностранные биотехнологические компании. Это еще раз подтверждает актуальность и экономическую целесообразность разработки и производства отечественных экологически безопасных биостимуляторов роста и средств защиты растений нового поколения, что может привести кимпорт замещению по данной категории препаратов. Подобно нативным растениям клеточные культуры синтезируют широкий спектр полисахаридов, таких как пектины, арабиногалактаны, галактаны, арабинаны, ксилоглюканы и т.д. [1, 2]. Разработана биотехнология получения полисахаридов с высокой биологической активностью в культуре клеток пшеницы и ячменя на основе достижений клеточной биологии. Впервые показано, что культивируемые клетки в процессе программированной клеточной гибели – апоптоза, секретируют внеклеточные полисахариды, обладающие высокой физиологической активностью [3]. Секретируемые полисахариды были выделены из культур клеток пшеницы и ячменя, характеризующихся высоким процентом апоптоза. При помощи газожидкостной хроматографии установлено, что внеклеточные полисахариды представляют собой смесь арабиногалактанов, арабиноксиланов и ксилоглюканов [4]. Показано, что внеклеточные полисахариды из культуры клеток пшеницы и ячменя обладают высокой биологической активностью: в наномолярных концентрациях стимулируют клеточные деления, проявляя цитокининоподобный эффект, защищают клетки от стресса, стимулируют процессы дифференцировки клеток, в частности, процессы инициации и дифференциации соматических эмбриоидов, а также усиливают процесс апоптозаinvitro [5]. Разработанная нами технология получения физиологически активных полисахаридов (ФАП) отличается большим выходом фракции ФАП – от 1,0 до 3 % от сухой массы клеток только секретируемых ПС, в зависимости от состава среды; общий выход полисахаридов ( секретируемых и внутриклеточных) каллуса составил от 2 % до 7,5 % от сухой массы в зависимости от уровня апоптоза. Для сравнения, в работе Е.А.Гюнтер и др. [6] из клеточной культуры ряски получены полисахариды, состоящие из арабиногалактанов и пектинов, общий выход которых составил от 3% от сухой массы. То есть, выход суммарных ПС в нашем случае в 2,5 раза выше. И это не предел, т.к. есть еще возможности для получения моделей с еще более высоким уровнем апоптоза (60-80%).

Материалы и методы

Ростстимулирующая и протекторная активность внеклеточных полисахаридов выделенных из культуры клеток пшеницы была изучена с использованием культур огурца.Для изучения протекторной активности в лабораторных условиях внеклеточных полисахаридов предварительно поставлены эксперименты по определению сублетальной концентрации стресс-факторов (NaCl). Для этого семена огурцов стерилизовали раствором КМnO4 в концентрации 0,05 мг/мл (в течение 5 мин), после чего помещали по 10 шт. в чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную растворами, содержащими различные концентрации NaCl (0,25%; 0,5%; 0,75%; 1,0%; 1,25%; 1,5%; 1,68%; 2,0%;2,5%; 3,0% и 3,5%)

для создания эффекта засоления. В ходе проращивания в течение 5 дней вели наблюдения за энергией прорастания семян, подсчитывали процент проросших семян и измеряли длину побегов и корней. В качестве контроля служили варианты проращивания семян на воде без добавления NaCl. В качестве сублетальных доз отбирали те концентрации, в которых под действием стрессового агента погибло более 50% и менее 100% проращиваемых семян. Концентрации стресс агентов, вызывающие 100%-ую гибель семян отбирали как летальные дозы. Определены сублетальные дозы стресс фактора (соли) для огурцов (таблицы 1). В результате для огурца определена сублетальная доза – NaCl 1,0%.

В ходе проращивания вели наблюдения за энергией прорастания семян, подсчитывали процент проросших семян и измеряли длину побегов и корней. В качестве контроля служили семена, замоченные в воде без ПС.Для изучения протекторной активности в лабораторных условиях внеклеточных полисахаридов для (огурца )предварительно поставлены эксперименты по определению сублетальной концентрации стресс-факторов солевого и осмотического стрессов, создаваемых различными концентрациями NaCl .Для культур огурца была определена своя специфическая сублетальная доза, что связано с тем, что устойчивость к стрессовым факторам не одинакова.После определения сублетальных доз стрессовых агентов семена, предварительно замоченные в растворах различных фракций ПС (0,1, 0,01, 0,001и 0,0001 мкг/мл) в течение разного периода времени (4 ч.,24 ч.), проращивали в растворах с сублетальными концентрациями NaCl (эффект засоления).В течение 5 дней наблюдали за всхожестью, энергией прорастания семян, ростом и развитием побегов. В качестве контроля служили семена без замачивания (контроль 1) и семена, замоченные в воде без ПС (контроль 2). Протекторный эффект отмечали у тех концентраций ПС с соответствующим временем замачивания (предобработка), при которых происходила стимуляция всхожести семян и роста проростков в присутствии сублетальной дозы стрессового агента по сравнению с контролем 1 (без замачивания в воде и ПС) и контролем

2 (замачивание семян в воде без ПС). Статистическую обработку данных проводили по общепринятым методам [7, 8] с использованием программы Excel.

Результаты и их обсуждения

В результате воздействия таких стресс-факторов как NaCl, определена сублетальная доза для культур огурца:

огурцы – NaCl 1,0%.

Изучение рост регулирующей активности полисахаридов разного состава  в лабораторных условиях проводили с использованием семян огурцов при нормальных условиях – проращивание на воде без присутствия стрессовых агентов. [3]Для этого семена огурцов стерилизовали в растворе 0,05 мг/мл КМnO4в течение 5 мин. и замачивали в растворах ПС, разведенных в различных концентрациях (0,1, 0,01, 0,001 и 0,0001 мкг/мл), в течение разного периода времени (4 ч.,  24 ч.). После чего семена извлекали из растворов ПС и проращивали в течение 5 дней в чашках Петри (по 8-10 штук) на фильтровальной бумаге, смоченной водой, при температуре 26°С и 16-часовом фотопериоде. В ходе проращивания вели наблюдения за энергией прорастания семян, подсчитывали процент проросших семян и измеряли длину побегов и корней. В качестве контроля служили семена, замоченные в воде без ПС.

Было показано повышение роста проростков огурца при действий экстрацеллюлярных полисахаридов во всех концентрациях. ПС в концентрацях 0,01 мкг/мл, 0,001 мкг/мл и 0,0001 мкг/мл стимулировали рост надземной и подземной частей проростков (рисунки 1, 2). При замачивании семян огурца в растворе ПС в течение 4 часов было отмечено, что наибольшей рострегулирующей активностью обладает ПС в наномолярной концентрации 0,0001 мкг/мл, где наблюдалось повышение роста надземной и подземной части проростков. Так, если в контрольном варианте длина корней достигает 2,6 см, то в выше указанной концентрации длина корня удлинилась до 9,5 см. В контроле (вода) длина побегов достигает 1,2 см, в опыте при концентрации 0,001 мкг/мл и 0,0001 мкг/мл – 3,0 см (рисунок 1).

 Изучение рострегулирующей активности внеклеточных ПС на семенах огурца ( замачивание 4 часа)

Обозначения: контроль- вода; растворы экстрацелюлярных полисахаридов в разных концентрациях  0,1мкг/мл; 0,01 мкг/мл; 0,001 мкг/мл и 0,0001 мкг/мл.

Рисунок 1 – Изучение рострегулирующей активности внеклеточных ПС на семенах огурца ( замачивание 4 часа)

Показано повышение роста проростков огурца при действий экстрацеллюлярных полисахаридов во всех концентрациях. ПС в концентрацях 0,01 мкг/мл, 0,001 мкг/мл и 0,0001 мкг/мл  стимулировали  рост  надземной  и  подземной  частей проростков (рисунки 1, 2).

Влияние внеклеточных полисахаридов в концентрациях 0,1мкг/мл; 0,01мкг/мл; 0,001мкг/мл и  0,0001мкг/мл на рост регулирующую активность на  сорт огурца 

Рисунок 2 – Влияние внеклеточных полисахаридов в концентрациях 0,1мкг/мл; 0,01мкг/мл; 0,001мкг/мл и  0,0001мкг/мл на рост регулирующую активность на  сорт огурца

Таблица 1 – Определение солеустойчивости культур огурца

Определение солеустойчивости культур огурца 

При замачивании семян огурцов в течении 24 часов в основной фракции ОПС и при проращивании в сублетальной дозе NaCl(1%) протекторная активность ОПС наблюдалась во всех концентрациях в отношении роста побегов и корней: они стимулировали по росту побегов от 1,18 (0,1 мкг/мл) – 1,84 (0,001 мкг/мл) раза, а по росту корней во всех концентрациях повышается рост от 1,1 (0,0001 мкг/мл) – 1,5 раза (0,001 мкг/мл) по сравнению с контролем (замачивание в воде без ПС) (рисунок 3)

Протекторная активность основной фракции ПС на уровне роста проростков огурцов (замачивание в течение 24 ч.)

Рисунок 3 – Протекторная активность основной фракции ПС на уровне роста проростков огурцов (замачивание в течение 24 ч.) 

Выводы

В результате показано, что экстрацеллюлярные полисахариды повышают всхожесть огурца. Выявлено, что все концентрации ПС повышают всхожесть семян, особенно очень низкие (наномолярные) концентрации 0,0001 мкг/мл. Процент всхожести под действием ПС повышался у огурца в 2 раза – с 50% до 100%.

Показано, что экстрацеллюлярные ПС усиливают всхожесть и энергию прорастания в условиях засоления культур огурца, выявлено что экстрацеллюлярные ПС усиливают рост стебля и корня (огурца).

Все концентрации показали протекторную активность к засолению, особенно средние (0,01 мкг/мл) и очень низкие (0,001 и 0,0001 мкг/мл наномолярные) концентрации.

В условиях засоления ПС усиливают рост стебля в 1,5- 2 раз, рост корня в 1,5- 6,5 раз.

Выявлено, что экстрацеллюлярные ПС повышают процент всхожести семян огурца в условиях засоления.

Протекторные эффекты экстрацеллюлярных ПС в условиях засоления проявились в средних (0,01 мкг/мл) и очень низких концентрациях (0,001 и 0,0001 мкг/мл). В целом, ПС повышают всхожесть в условиях засоления от 12,5-37,5% в контроле (замачивание в воде без ПС) до 50-100%в опыте (замачивание в растворах ПС).

 

Литература 

  1. Goubet F., Morvan C. Synthesis of cellwallgalactansfromflax (LinumusitatissimumL.) suspension-culturedcells // –1994. –Vol.35, №5. – P.719-727.
  2. Гюнтер Е.А. Влияние регуляторов ростанаклеточную культуру Silenevul garis инахимическиех арактеристики продуцируемых ею полисахаридов / В кн.: Е.А. Гюнтер, Ю.С. Оводов. Химияраст. сырья. – 2001. –№ –С. 57-62.
  3. Bishimbayeva K. A role for apoptosis and polysaccharides secretion in the long-term somatic embryogenesis of cereals //Bull.of State Nikit. Bot. Gard. – 2002. –№ 86. –P. 47-52.
  4. Сартбаева И.А., Гюнтер Е.А., Бишимбаева Н.К. Бидайдың суспензия культурасындағы полисахаридтер құрамын талдау //«Физиолого-биохимические и генетико- селекционные исследования растений в Казахстане»: сборник трудов, посвященный 70- летию профессора, доктора биологических наук Мамонова Л.К. – Алматы, – С. 235- 241.
  5. Bishimbayeva N.K., AmirovaА.К., Murtazina A.S., Sartbayeva I.A., RakhimovaЕ.V., Rakhimbaev I.R. Study the cells with signs of PCD in cereals embryogenic tissue culture //Proceeding of Meeting of SEB.– CzechRepublic. –Praque, 2010. – Р. 137.
  6. Гюнтер Е.А. Продуцирование полисахаридов каллусными культурами ряски малой /В кн.: Прикл. биохим. мкробиол.–2008. – Т. 44, № 1. – С.117-122.
  7. Валиханова Г.Ж., Бабаев Р.А., Бишимбаева Н.К., Заирова А.С. Методическое руководство по применению ЭВМ в НИРС по культуре тканей. – Алма-Ата,1989.– 31 с.
  8. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М.: Высшая школа, – 352 с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.