AktualniProblemy-2013

формують розеточний пагін з 2-3 листками яйцевидної, серцевидної форми. В цей період параметри листків також змінюються: довжина від 2,65±3,01 см (A. lappa), до

2,43±2,49 см (A. nemorosum), ширина - від 2,49±2,38 см (A. tomentosum) до 2,35±2,17

см (A. minus). У ювенільних особин всіх досліджених видів відмічено відмирання сім’ядольних листків. Іматурні рослини формують розеточний пагін з 2-4 листками серцевидної форми, які мають перисте жилкування та виїмки по краю; розташовані листки на довгих черешках. У цей період довжина листкової пластинки складає від

12,55±1,98 см (A. minus) до 12,93±2,12 см (A. lappa ), а ширина – від 12,57±2,64 см (A. minus) до 13,3±2,38 см (A. lappa) Довжина черешка для рослин видів роду Arctium L варіює від 5,21±2,80 см до 5,43±2,52 см. Віргінільні рослини мають розеточний пагін з 2-7 листками. У видів A. tomentosum, A. minus листкова пластинка відрізняється розмірами за довжиною 28,00±4,17 см , 27,50±3,64 см відповідно, порівняно з видами A. lappa та A. nemorosum 24,60±4,94 см, 26,45±4,16см відповідно. При цьому ширина листків варіює від 24,02±3,96 см (A. minus) до 27,75±4,54 см (A. lappa).

Отже, досліджені види роду Arctium L. в перший рік вегетації формують віргінільні рослини, які вегетують до заморозків.

ЛІТЕРАТУРА

Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И. Анатомия и морфология растений. – М.: Просвещение, 1978. – 478 с.

Работнов Т.А. Жизненный цикл многолетних травянистых растений в луговых ценозах // Тр. БИН АН СССР.- 1950. – Серия. Геоботаника. – Вып. 6. – С. 7-204.

Онтогенетический атлас растений: научное издание. / Под ред. Л.А. Жукова.

Том V. – Йошкар-Ола. МарГу, 2007. – С. 101-104.

Сикура И.И., Капустян В.В. Научные основы сохранения еx situ разнообразия растительного мира. – Киев. – 2001.

Investigation of photosynthetic inactive suspension in some algae cultures at growth and under different illumination

Solomonova E. S., Akimov A. I.

A.O. Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas, NASU Nachimov avenue 2, 99011, Sevastopol, Ukraine solomonov83@mail.ru

The volume fraction of photosynthetic inactive suspension (PIS) under favorable growth conditions is 1-2% of the total biomass of algae species with rigid silicon - or cellulose membrane (Ph. tricornutum and Ch. vulgaris suboblonga), and does not exceed 0.5% of the populations of cells Is. Galban with cytoplasmic membrane. In the stationary phase of growth, as well as at high light intensities, the percentage of PIS is increased to 10-20% in Ch. vulgaris suboblonga and Ph. Tricornutum cultures. Increasing of PIS fraction is shown in the long-term steady-state, probably due to the high density of the culture, and not to the deficit of mineral nutrition. The particle size of PIS (Ph. tricornutum) widely varies, from a value exceeding the size of the cells to particles of less than 1 mkm3.

Вопросы, касающиеся гибели клеток водоростей в культуре остаются неясными. Основные причины потери клеточной жизнеспособности водорослей: выедание, седиментация, и непосредственная деструкция самих клеток в процессе их естественного роста и в результате действия факторов окружающей среды (Franklin, 2006). Особое место в изучении гибели клеток фитопланктона отводится лизису, который связан с разрушением цитоплазматических мембран клеток и высвобождением протоплазмы и клеточных органелл во внешнюю среду. Накапливаемое в результате разрушения живых клеток органическое вещество в виде частиц взвеси, с малым содержанием хлорофилла, было определено, как «debris» (обломки, мусор) – частицы с размерами меньше размеров живых клеток водорослей, с низкой или отсутствующей флуоресценцией (Carvalho and Graneli, 2006). Скорость образования и динамика изменения содержания этих частиц могут быть средствами для исследования функционального состояния популяции микроводорослей в тех или иных условиях.

Относительная доля взвеси продуктов лизиса для водорослей, растущих в благоприятных условиях, при невысокой освещенности, зависит от вида водорослей и структуры их клеточных оболочек. Для клеток с жесткими целлюлозоподобными (Ch. suboblonga) и кремниевыми (Ph. tricornutum) оболочечными структурами эта величина составляла 1-2 % от объёма всей клеточной биомассы, для клеток, окруженных только цитоплазматической мембраной, не превышала 0,5%. Структура клеточных оболочек определяет и скорость последующего растворения и минерализации клеточных компонент. Так, для Is. galbana и Synechococcus Sp. наблюдается быстрое растворение клеточных фрагментов после лизиса клеток в условиях стрессового светового воздействия, для Ch. suboblonga и Ph. tricornutum отмечается существенное накопление органической взвеси при депрессии скорости роста. Увеличению доли частиц фотосинтетически неактивной взвеси (ФНВ) способствует переход культур в стационарную фазу роста и повышение уровня освещенности. При освещенности 900 мкЕ м-2 ·с-1 наблюдается ингибирование роста Ph. tricornutum и интенсивный лизис клеток Is. galbana и Synechococcus Sp., что сопровождается ростом количества ФНВ. В условиях стационарной фазы роста повышенная смертность водорослей Ph. tricornutum и увеличение доли ФНВ в большей степени вызывается факторами, связанными с чрезмерной плотностью культуры, чем дефицитом минерального питания.

ЛИТЕРАТУРА

J. Franklin, C. P.D. Brussaard, J.A. Berges What is the role and nature of programmed cell death in phytoplankton ecology ? // Eur. J. Phycol. – 2006. – 41. – P. 1-14.

W. F. Carvalho, Ed. Graneli Contribution of phagotrophy versus autotrophy to Prymnesium parvum growth under nitrogen and phosphorus sufficiency and deficiency // Harmful Algae. – 2006. – 10. – P. 105–115.

Reproduction of Carex dioica L. (Cyperaceae Juss.) under different growth conditions

Sosnovska S.V.

Institute of Ecology of the Carpathians, NASU 4, Kozelnytska St., Lviv 79026, Ukraine e-mail: SvetaIzmestieva@yandex.ru

The investigation of generative and vegetative reproduction peculiarities of Carex dioica L. under different growth conditions in Ukraine was performed. It was established that most of the investigated populations have a considerable potential to seed reproduction. C. dioica female individuals implement a dissemination strategy owing to the formation of much longer rhizomes than the male individuals which are characterized by the high specialization to tillering.

Одним з найважливіших аспектів оцінки стану популяцій та їх перспектив на майбутнє є з'ясування механізмів, якими забезпечується їхнє відтворення. Особливо актуальною є ця проблема для рідкісних і зникаючих видів, з огляду на її наукове й прикладне значення для розробки шляхів їх культивування, реінтродукції тощо. Нами проведено дослідження репродуктивної здатності Carex dioica L. (Cyperaceae Juss.) у 4 оселищах на території України (Червона книга України, 2009). Для вивчення ефективності розмноження встановлювали показники насіннєвої продуктивності, здатність особин обох статей до кущіння та розростання кореневищ (Вайнагий, 1974; Смирнова та ін., 1976).

Багатство умов оселища й мінімальний антропогенний тиск сприяють комбінованому розмноженню популяції C. dioica на мезотрофному болоті поблизу оз. Карасинець (Західне Полісся). За невеликої загальної насіннєвої продуктивності ефективність проростання насіння тут є найвищою (35,2 проростків/м2). Для особин обох статей характерні малопагонові зони кущіння з майже однаковим співвідношенням апогеотропних і діагетропних пагонів, проте зі значною здатністю до розростання (до 12 см). Оліготрофність оселища популяції C. dioica на пд.-сх. березі оз. Луки (Західне Полісся) в поєднанні з антропопресією негативно позначаються на характері її самовідновлення. Зокрема, кількість проростків на одиницю площі є мізерною (0,91 проростків/м2). Значно більшою вегетативною рухливістю відзначаються жіночі особини виду, які формують довгі діагеотропні кореневища. Популяція C. dioica на мезотрофному болоті “ Коза” ( Західне Полісся) характеризуються переважанням у статевій структурі чоловічих особин, що забезпечує її ефективне генеративне відтворення. Інтенсивність вегетативного розмноження є дещо нижчою: переважають 1-2 пагонові зони кущіння з відносно короткими плагіотропними зонами – 1,7-6,5 см. Відсутністю ефективного самовідновлення відзначається популяція С. dioica у високогір’ї Свидівця, що представлена виключно чоловічими особинами. Завдяки інтенсивному кущінню вони формують щільні клони, у яких переважають апогеотропні пагони з вкороченими міжвузлями кореневищ. Самопідтримання популяції відбувається лише вегетативним шляхом.

Встановлено, що більшість популяцій С. dioica володіє значним потенціалом до генеративного розмноження, реалізація якого залежить від еколого-ценотичних

умов оселища та рівня антропопресії. У несприятливих умовах домінуюча роль у самопідтриманні популяцій належить вегетативному розмноженню. Жіночі особини С. dioica, більшою мірою, реалізують стратегію розселення завдяки формуванню значно довших діагеотропних пагонів – кореневищ, тоді як чоловічі особини характеризуються вищою спеціалізацією до кущіння.

ЛІТЕРАТУРА

Андрієнко Т.Л., Прядко О.І. C. dioica L. – осока дводомна. // Червона книга України. Рослинний світ / за ред. Я. П. Дідуха. К.: Глобалконсалтинг, 2009. – С. 87.

Вайнагий И.В. О медодике изучения семенной продуктивности растений // Бо-

тан. журн. – 1974. – 59, № 6. – С. 826-831.

Смирнова О.В., Заугольнова Л.Б., Ермакова И.М. и др. Ценопопуляции расте-

ний (основные понятия и термины). – М.: Наука, 1976. – 216 с.

Study of the peculiarities of mycotrophic orchid

Cephalanthera damasonium (Mill.) Druce

Stamatidi V.Y., Teplickaya L.M.

V. I. Vernadsky Taurida National University Vernadsky Ave., 4, Simferopol, 95007, Ukraine e-mail: stamatidi@mail.ru

The work is devoted to studying the peculiarities of mycotrophic and symbiotic relationship of fungi on the example of the Crimean orchid species – Cephalanthera damasonium (Mill.) Druce. The location of fungal hyphae and its seasonal dynamics in the root tissues were studied. The mycorrhizal fungi in an isolated culture were investigated. Symbiosis in vitro of seeds with a monoculture of a symbiotic fungus was simulated for the first time.

Разработка эффективных методов размножения редких видов растений является основой работ по сохранению их генофонда в условиях культуры. Из-за специфических особенностей репродуктивной системы орхидных их эффективное семенное размножение возможно лишь in vitro с применением симбиотических грибов. Симбиотический метод, разработанный в начале 20 века, в последнее время вновь привлекает внимание исследователей. Применение асимбиотического метода для размножения орхидных умеренной зоны сопряжено со значительными трудностями вследствие высокой степени микотрофности проростков последних. В связи с этим целью работы было изучение симбиотических отношений гриб-орхидея на при-

мере вида Сephalanthera damasonium.

Изучена локализация эндофитного гриба в тканях растения С.damasonium. Показано, что гифы гриба, проникающего из почвы, расположены в клетках ризодермы в эпидермальном и субэпидермальном слое и являются коммуникационными. Изучение сезонной динамики частоты встречаемости и степени микотрофной инфекции у растений С.damasonium показало, что пик активности заражения грибом приходится на зимний период с декабря по февраль, а степень микотрофной инфекции

достигает 5-7 баллов у всех возрастных групп. Выделена чистая культура эндофитного гриба и выявлены морфологические показатели гриба в условиях in vitro и в растении. Показано, что оптимальной для роста чистой колонии гриба являлась среда сусло-агар, диаметр колонии при этом составлял 4,0-4,5 см. Установлено, что культивирование семян совместно с эндомикоризным симбионтом сокращает срок их прорастания в 2-3 раза и повышает процент прорастаемых семян.

Effect of ethanol on Chlamydomonas reinhartdii productivity and participation of alcohol dehydrogenase in its oxydation.

Stepanov S.S.

M.G. Kholodny Institute of Botany of NASU, Department of Membranology and Phytochemistry Tereschenkivska Str., 2, Kyiv, 01601, Ukraine e-mail: membrana@ukr.net

Involvement of alcohol dehydrogenase in oxidation of ethanol and its impact on productivity of C. reinhartdii was studied. The purpose of our study was to investigate the concentration dependence of the effect of exogenous ethanol on increase in C. reinhartdii biomass and participation of alcohol dehydrogenase activity in ethanol oxydation. Adding ethanol in the concentration of 10 µM impairs C. reinhartdii growth in terms of pocket cell volume, alcohol dehydrogenase activity averaged 20-30 nmoles ethanol per minute per 106 cells.

Етанол – двовуглецевий одноатомний спирт, наступний за метанолом член гомологічного ряду одноатомних спиртів. Хоча метанол та етанол подібні між собою за фізико-хімічними властивостями, їх вплив на продуктивність вищих рослин та мікроводоростей не однаковий. Показано, що вуглець екзогенного метанолу може утилізуватися клітинами деяких видів мікроводоростей, значно стимулюючи їх ріст

(Woon-Yong Choi, 2010, Theodoridou, 2002). Відомо також, що фотосинтетична про-

дуктивність вищих рослин зростає при обробці метанолом (Nonomura, 1992). Етанол негативно впливає на фотосинтетичну продуктивність рослин (Perata, 1986). Встановлено, що додавання 0,3% етилового спирту в середовище культивування Dunaliella viridis супроводжується припиненнм росту культури і підвищенням внутрішньоклітинної концентрації ДНК, РНК і загального протеїну (Божков, 2002). Етанол підвищує плоїдність клітин і пригнічує їх метаболізм. При видаленні етанолу з середовища культивування мікроводорості переходили з стану спокою до інтенсивного росту. Досліджений токсичний вплив етанолу на ріст Chlorella vulgaris і Selenastrum capricornutum, етанол пригнічував ріст мікроводоростей в концентрації 0,05% (Jay A.,

1996).

Мікроводорості, зокрема Chlamydomonas reinhardtii, здатні адаптуватися до умов аноксії шляхом перемикання енергетичного метаболізму на гліколіз. За анаеробних умов клітини C. reinhardtii екскретують форміат, ацетат і етанол (Hemschemeier, 2008). Останній метаболіт у концентраціях, вищих за 20-40 мМ, є токсичним для більшості евкаріотичних клітин, що пов’язано з неповним окисленням етанолу і нако-

пиченням більш токсичної ніж етанол сполуки – ацетальдегіду (Perata, 1986). Для C. reinhartdii передбачені три ензими (ADH1, ADH2, ADH3) з алкогольдегідрогеназною активністю які забезпечують відновлення ацетальдегіду або ацетил-CoA до етанолу (Magneschi, 2012). Однак участь алкогольдегідрогеназ в окисненні етилового спирту так як і вплив етилового спирту на продуктивність C. reinhartdii не вивчалась.

Тому метою нашого дослідження було встановлення концентраційної залежності впливу екзогенного етанолу на приріст біомаси C. reinhartdii та участь алкогольдегідрогеназної активності в його метаболізації.

Приріст біомаси визначали за зміною об’єму ущільнених клітин (ОУК) в одиниці об’єму автотрофної накопичувальної культури C. reinhartdii на мінімальному модифікованому (без NaCl, NH4Cl замість KNO3) середовищі Кеслера. Культуру вирощували при кімнатній температурі (20-22˚С) і цілодобовому освітленні білими флуоресцентними лампами з щільністю потоку фотонів на поверхні колб 100 мкмоль фотонів·м-2·с-1. Для дослідженнь використовували культуру в середині експоненційної фази росту з концентрацією клітин 2-3 млн/мл. ОУК визначали на третю добу після внесення етанолу (10 мкМ, 100 мкМ, 1 мМ, 10 мМ) в середовище культивування C. reinhartdii і в контролі. Для визначення ОУК 10 мл культури центрифугували (3000g, 3 хв) осад клітин ресуспендували в 1 мл середовища культивування. Концентровану культуру набирали в гематокритні капіляри і центрифугували (3000g, 10 хв). ОУК визначали після центрифугування за відношенням об’єму осаджених клітин до об’єму капіляра.

Для визначення активності алкогольдегідрогенази 10 мл культури центрифугували (1500 g, 5 хв). До осаду клітин додавали 400 мкл середовища виділення і вносили аліквоту скляних кульок (Sigma, 400 мкм). Гомогенізацію клітин (1 хв) виконували на вортексі. В екстракті (50 мкл) визначали активність АДГ шляхом внесення в середовище (2 мл) 0,1 М Тріс-НСІ рН 8, 1 мМ НАД+, 2% етанол. Відновлення НАД+ визначали на флюорометрі XE-PAM (Walz, Германія).

Додавання етанолу від концентрації 10 мкМ знижує приріст біомаси C. reinhartdii в показнику ОУК. Наявність етанолу в середовищі культивування в концентрації вище ніж 10 мкМ супроводжується токсичним впливом на клітини що проявляється в зниженні рухливості клітин і збільшенні частки нерухомих клітин при дослідженні культури під світловим мікроскопом. Активність АДГ становила в середньому 20-30 нМ етанолу на хвилину на 106 клітин.

ЛІТЕРАТУРА

Woon-Yong Choi, Sung-Ho Oh, Yong-Chang Seo et al. Effects of ethanol on Cell Growth and Lipid Production from Mixotrophic Cultivation of Chlorella sp. //Biotechnology and Bioprocess Engineering – 2011. – 16. – P. 946-955.

Theodoridou A., Dörnemann D., Kotzabasis K. Light dependent induction of strongly increased microalgal growth by methanol // Biochim. Biophys. Acta. – 2002. – 1573, N 2.

– P. 189–198.

Nonomura A., Benson A. The path of carbon in photosynthesis: Improved crop yields with methanol // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 1992. – 89(20). – P. 9794–9798.

Perata P., Alpi A., Loschiavo F. Influence of ethanol on plant cells and tissues // J. Plant Physiol. – 1986. –126. - P. 181–188.

276 Experimental Botany

Божков А.И., Мензянова Н.Г. Влияние этилового спирта на метаболизм водорослей. Метаболизм нуклениновых кислот и белка в клетках Dunaliella viridis Teod. //

Альгология. – 2002. – 12, №3. – С. 300-308.

Hemschemeier A., Jacobs J., Happe T. Biochemical and Physiological Characterization of the Pyruvate Formate-Lyase Pfl1 of Chlamydomonas reinhardtii, a Typically Bacterial Enzyme in a Eukaryotic Alga // Eukaryot Cell. – 2008. - 7(3). - P.518–526.

Magneschi L., Catalanotti C., Subramanian V. et al. A Mutant in the ADH1 gene of

Chlamydomonas reinhardtii elicits metabolic restructuring during anaerobiosis // Plant Physiology. – 2012. – 158. – P. 1293–1305.

Assesment of drought-resistance of Liriodendron tulipifera L. in National dendrological park "Sofiivka"

Sulyga N.V.

National Dendrological Park "Sofiivka", NASU 12а, Kiyvska str. Uman’, 20300, Ukraine e-mail: sofievka@ck.ukrtel.net

The results of study of Liriodendron tulipifera L. drought resistance in the National Dendrological Park "Sofiivka" are given. Visual, laboratory, and field research methods were used for this evaluation. This species scored 5 out of 6 points by Piatnicky scale, hence it can be qualified as “resistant”.

В умовах НДП “ Софіївка” НАН України в окремі роки спостерігаються періоди посухи, особливо влітку (2007, 2009, 2012 рр. тощо), тому для деревних насаджень дендропарку велика увага приділяється відбору посухостійких видів рослин. До таких рослин належить цінний декоративний вид Liriodendron tulipifera L., який вдало пройшов багаторічне випробовування. Відомо, що пошкоджуюча дія посухи на розвиток рослин, яку візуально неможливо зафіксувати безпосередньо на протязі посушливого періоду, може проявитися набагато пізніше і призвести до всихання окремих скелетних гілок, зниження плодоношення, якості насіння (Козловский, 2000), тому для детального визначення ступеня посухостійкості L. tulipifera L. в умовах НДП “ Софіївка” НАН України, ми крім візуального методу, використовували також лабора- торно-польовий метод дослідження.

Оскільки, найбільша різниця в ступені посухостійкості спостерігається в умовах недостатньої вологості в серпні і практично відсутня в травні, коли в ґрунті зберігається ще велика кількість вологи, накопиченої після танення снігу (Кушниренко, 1975), тому в перший 2012 рік дослідження, показники водного режиму листків L. tulipifera L., 1980-х років посадки, ми визначали лише в серпні місяці. Загальний вміст води, водний дефіцит, водоутримуючу здатність листків L. tulipifera L. досліджували ваговим методом М. Д. Кушніренко, Г. П. Курчатової, Є. В. Крюкової (1975). Дослід проводили в спекотні дні: 6.08–9.08.2012 р. За даними метеостанції м. Умань, середня температура та відносна вологість повітря за серпень місяць 2012 року становлять відповідно 20,8ºС та 66%, з місячною сумою опадів 28,9 мм. У результаті проведених досліджень водного режиму встановлено, що в серпні місяці 2012 р. вміст загальної води при

водному дефіциті в листках L. tulipifera L. в середньому становить 69% або 21,47 г, водний дефіцит до зів’янення – від 9,83 до 14,64%. Аналіз інтенсивності втрати води показав, що за 24 години листки досліджуваного виду при водному дефіциті втрачають 30,24% від загальної кількості води. Найінтенсивніша втрата води відбувається в перші години досліду (4–12 год.), далі цей процес уповільнюється. Фактичну посухостійкість L. tulipifera L. визначали візуально за 6-бальною шкалою С. С. П’ятницького (1961), відповідно до якої досліджуваний вид оцінюється в 5 балів, оскільки за даними попередніх років і за власними спостереженнями рослина не страждає від посухи. Отже, L. tulipifera L. в умовах НДП “ Софіївка” НАН України проявляє себе як цілком посухостійкий вид.

ЛІТЕРАТУРА

Кушниренко М. Д., Курчатова Г. П., Крюкова Е. В. Методы оценки засухоустой-

чивости плодовых растений. – Кишинев: Штиинца, 1975. – С. 7-9.

Козловский Б. Л., Огородников А. Я., Огородникова Т. К. и др. Цветковые древес-

ные растения Ботанического сада Ростовского университета. – Ростов-на-Дону, 2000. –

144 с.

Пятницкий С. С. Практикум по лесной селекции. – М.: Сельхозиздат, 1961. –

271 с.

The role of ROS-mediated programmed cell death in graminicide induced pathogenesis

Sychuk A.M., Radchenko M.P., Morderer Ye.Yu.

Institute of Plant Physiology and Genetics, NASU Vasilkivska Str., 31/17, Kyiv, 03022, Ukraine е-mail: mpalanytsya.ifrg @ i.ua

A transient increase of NADPH-oxydase activity of the microsomal fraction was shown in the presence of graminicide haloksyfop-R-methyl. This enzyme probably takes part, along with cell wall peroxidase, in ROS generation in the presence of graminicides. DNA degradation was observed on the second day after treatment and after three days the apop- tose-like nucleosome fragmentation was observed, that leads us to a presumption of ROSmediated programmed cell death in graminicide induced pathogenesis.

Активні форми кисню (АФК) відіграють сигнальну роль у запуску програмованої загибелі клітин (ПЗК) за дії біотичних і абіотичних стресорів у рослин (Gadjev, 2008). Баланс між генерацією та знешкодженням АФК може бути вирішальним для розвитку ПЗК (de Pinto, 2012). Так, у трансгенних рослин, які відрізняються рівнем активності антиоксидантних систем, індукція ПЗК за дії патогенів і озону негативно корелює з активністю антиоксидантних ферментів: супероксиддисмутази (СОД), каталази і аскорбатпероксидази (Van Camp, 1994; Mittler, 1999). Протягом останнього десятиріччя було ідентифіковано гени, які регулюються підвищеним рівнем пероксиду водню (ПВ) і мутанти дефектні на ПВ сигналінг, вивчення яких привело до кращого розуміння сигнальної ролі АФК в ПЗК рослин (de Pinto, 2012). Найбільш надійним

маркером ПЗК є міжнуклеосомна фрагментація ДНК - при електрофорезі в агарозному гелі така ДНК має вигляд своєрідної драбини. На відміну від деяких зворотних початкових стадій процесу ПЗК (O’Brien, 1998), така фрагментація ДНК є вже незвротною. Вивчення процесу індукованого патогенезу за дії гербіцидів різних класів є одним з шляхів розвитку хімічного методу контролювання бур’янів (Мордерер, 2005, 2009). Нашими попередніми дослідженнями було встановлено короткочасне підвищення вмісту пероксиду водню (ПВ) та більш тривала генерація супероксидного аніон-радикала (САР) за дії грамініциду галоксифоп-Р-метилу (ГФ) (Паланиця, 2010). Окрім цього, було показано зменшення фітотоксичної дії ГФ за дії антиоксиданту іонолу, а додавання інгібітора СОД до антагоністичної суміші грамініциду з гербіцидом інгібітором ацетолактатсинтази (АЛС) змінювало характер взаємодії на адитивний. Всі ці дані є однозначним свідченням важливої ролі АФК в індукованому грамініцидами патогенезі. Нами було проведено дослідження з метою з’ясування джерел виникнення АФК за дії грамініцидів. Було встановлено, що через годину після обробки ГФ спостерігається короткочасне підвищення активності іоннозв’язаної пероксидази клітинної стінки, що може свідчити про роль даного ферменту у підвищенні вмісту ПВ за дії грамініцидів (Паланиця, 2010). Для параквату та гербіцидів - ацифлуорфену та сульфентразону, фітотоксичність яких також зумовлена взаємодією з процесом фотосинтезу, було показано апоптозподібну фрагментацію ДНК. Більш того, трансгенні рослини тютюну, до яких було введено гени, що кодують антиапоптозні білки родини Bcl-2, набували стійкості до дії даних гербіцидів (Chen S., 2004). Нашими дослідженнями також було показано апоптозподібну фрагментацію ДНК за дії гербіциду диквату (неопубліковані дані). Ці дані є свідченням участі ПЗК у патогенезі, індукованому даними гербіцидами. Метою наших подальших досліджень було встановити роль НАДФН-оксидази в генерації АФК та дослідити деградацію ДНК на наявність апоптозподібної фрагментації за дії грамініцидів.

Для досліджень використовували етіольовані проростки кукурудзи (Zea mays L.), які слугували моделлю однодольних бур’янів. Обробку грамініцидом ГФ (10-5М) проводили шляхом намочування насіння або інкубацією коренів в розчині гербіциду. Активність НАДФН-оксидази в цитозольній та мітохондріальній фракціях коренів проростків визначали за двома методиками (Pinton,1994; Van Gestelen,1997). Виділення ДНК з меристем коренів проводили СТАБ-методом (Dolye, 1987).

Було встановлено підвищення в 2 рази НАДФН-оксидазної активності в мікросомальній фракції меристем проростків кукурудзи через 3-5 годин після обробки грамініцидом. НАДФH-оксидазна активність цитозольної фракції протягом усього періоду досліджень була нижче контролю. З цього випливає, що прискорення генерації САР за дії грамініциду, хоча б на початковому етапі патогенезу, може бути зумовлено підвищенням активності НАДФН-оксидази мікросомальної фракції. Дослідження стану ДНК показало, що на другу добу після обробки рослин грамініцидом відмічається деградація високомолекулярної ДНК, а на третю добу виявляється апопотозподібна фрагментація по нуклеосомах. Така динаміка процесу може пояснюватися тим, що спочатку відбувається деградація ДНК мітохондрій, а потім ДНК ядер клітин. З’ясування цього питання є предметом подальших досліджень. В той же час, отримані дані дають всі підстави стверджувати про участь АФК-опосередкованої ПЗК у індукованому грамініцидами патогенезі.

ЛІТЕРАТУРА Мордерер Є.Ю. Внесок фундаментальної біології рослин в вирішення пробле-

ми боротьби з бур’янами // Физиология и биохимия культ. растений. – 2005. – 37(6). –

С.495 – 504.

Мордерер Є.Ю., Мережинський Ю.Г. Гербіциди: механізми дії та практика //

К.:Логос. – 2009. – Т. 1. – 377 с.

Паланиця М.П. Участь активних форм кисню у розвитку фітотоксичної дії гербіцидів – інгібіторів ацетил-КоА-карбоксилази // Автореф. канд.. біол. наук. - Київ. –

2010. – 19 с.

Chen S, Dickman MB. Bcl-2 family members localize to tobacco chloroplasts and inhibit programmed cell death induced by chloroplast targeted herbicides // J. Exp. Bot. – 2004. – 55. – Р. 2617–2623.

de Pinto M., Locato V., de Gara L. Redox regulation in plant programmed cell death // Plant, Cell and Environment. – 2012. – 35. – Р. 234–244

Gadjev I., Stone J. M., Gechev T. S. Programmed cell death in plants: new insights into redox regulation and the role of hydrogen peroxide //International Review of Cell and Molecular Biology. – 2008. - 270. - Р.87-144.

O’Brien I.E., Baguley B.C., Murray B.G., Morris B.A. M., Ferguson I.B. Early stages of the apoptotic pathway in plant cells are reversible. // Plant J. - 1998. - 13. - P. 803814.

Doyle, J.J., Doyle J.L. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue // Phytochemical Bulletin. - 1987. - 19. - Р. 11-15.

Van Camp W., Willekens H., Bowler C., Van Montagu M., Inze´ D., Reupold-Popp P., Sandermann H.J., Langebartels C. Elevated levels of superoxide dismutase protect transgenic plants against ozone damage // Biotechnology. - 1994. – 12. - P. 165–168.

Mittler R, Hallak Herr E., Orvar B.L., Van Camp W., Willekens H., Inze´ D., Ellis B.E. Transgenic tobacco plants with reduced capability to detoxify reactive oxygen intermediates are hyperresponsive to pathogen infection // Proc. Natl. Acad. Sci. USA – 1999. – 96.

- P. 14165–14170.

Pinton R., Cakmak I., Marschner H. Zinc deficiency enhanced NAD(P)H- dependent supperoxide radical production in plasma membrane vesicles isolated from roots of bean plants // J. Exp. Bot. – 1994. – 45(1). – P . 45-50.

Van Gestelen P., Asard H., Caubergs R.J. Solubilization and separation of a plant plasma membrane NADPH-O2-synthase from other NAD(P)H oxidoreductases // Plant Physiol. – 1997. - 115(2). - P. 543-550.