Вісн. Харків. нац. аграрн. ун-ту. Сер. Біологія, 2020, вип. 1 (49), с. 72-78


https://doi.org/10.35550/vbio2020.01.072




ВПЛИВ ФУЗАРІОЗНОЇ ІНФЕКЦІЇ ТА ЖАСМОНОВОЇ КИСЛОТИ НА ПРОТЕАЗНО-ІНГІБІТОРНУ СИСТЕМУ ПРОРОСТКІВ ПШЕНИЦІ


О. Б. Лихота, О. О. Молодченкова

Селекційно-генетичний інститут –
Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення
(Одеса, Україна)


Вважається, що підвищення вмісту інгібіторів протеолітичних ензимів є однією з важливих захисних реакцій рослин у відповідь на інфікування патогенними грибами. Досліджували вплив фузаріозної інфекції та жасмонової кислоти на протеазно-інгібіторну систему проростків пшениці (Triticum aestivum). Показано, що зміни активності нейтральних протеаз та інгібітору трипсину за інфікування проростків пшениці Fusarium graminearum відрізняються у сортів з різною стійкістю до збудників фузаріозу. З використанням температурної обробки екстракту, висолювання, діалізу та афінної хроматографії проведено виділення та очищення інгібіторів трипсину зі здорових, інфікованих Fusarium graminearum та оброблених жасмоновою кислотою проростків пшениці. Дослідження компонентного складу виділених інгібіторів трипсину методом електрофорезу в поліакриламідному гелі не виявило сортового поліморфізму, але показало наявність змін за інтенсивністю смуг та кількістю компонентів цих білків за інфікування рослин патогеном та впливу жасмонової кислоти. Обговорюється участь жасмонової кислоти в регуляції активності інгібіторів трипсину за інфікування пшениці грибними патогенами.


Ключові слова:Triticum aestivum, фузаріоз, стійкість, жасмонова кислота, протеази, інгібітори протеаз

 


ЛІТЕРАТУРА


1. Adamovskaya V.G., Klechkovskaya E.A., Molodchen-kova O.O., Vovchuk S.V. 2000. Change of winter wheat proteinase-inhibitory system by salicylic acid and Fusarium. Russ. J. Plant Physiol. (Fiziologiya Rastenii). 47 (2) : 210-215.
 
2. Babayants O.V., Babayants L.T. 2014. Osnovy selektsii i metodologii otsenok ustoychivosti pshenitsy k vozbuditelyam bolezney (Basis of selection and methodology of wheat resistance assessment to dis-ease agents). Odessa : 401 p.
 
3. Vasyukova N.I., Ozeretskovskaya O.L. 2009. Jasmonate-dependent defense signaling in plant tissues. Russ. J. Plant Physiol. (Fiziologiya Rastenii). 56 (5) : 581-590. 
https://doi.org/10.1134/S102144370905001X
 
4. Vovchuk S.V., Adamovskaya V.G., Klechkovskaya E.A., Volchevskaya A.E. 1992. Ac-tivity of peptide hydrolases and their inhibitors in in-fected winter wheat leaves. In: Biokhimicheskiye metody issledovaniya selektsionnogo materiala: Sbornik nauchnykh trudov VSGI (Methods of bio-technology in breeding of agricultural plants Collec-tion of scientific works of the VSGI). Odessa : 49-54.
 
5. Vovchuk S.V. 1979. Spectrophotometric method for determining a trypsin inhibitor by BAPNA hydrolysis. In: Biokhimicheskiye metody issledovaniya selektsionnogo materiala: Sbornik nauchnykh trudov VSGI (Methods of biotechnology in breeding of agricultural plants Collection of scientific works of the VSGI). 15 : 63-64.
 
6. Vovchuk S. V. 1979. Determination of proteolytic en-zyme activity in cereal grain crops. In: Biokhimich-eskiye metody issledovaniya selektsionnogo materi-ala: Sbornik nauchnykh trudov VSGI (Methods of biotechnology in breeding of agricultural plants Col-lection of scientific works of the VSGI). 15 : 59-61.
 
7. Levitsky A.P. 1982. Classification, nomenclature and biochemical properties of wheat and barley grain proteolytic enzymes. In: Proteolytic enzymes and their inhibitors in grain and leguminous seeds. Bio-khimicheskiye metody issledovaniya selektsionnogo materiala: Sbornik nauchnykh trudov VSGI (Meth-ods of biotechnology in breeding of agricultural plants Collection of scientific works of the VSGI). Odessa : 7-19.
 
8. Molodchenkova O. O., Adamovskaya V. G. 2015. Wheat defense reactions at the action of fusarium graminearum, salicylic and jasmonic acids. Fiziol. rast. genet. 47 (5) : 447-458.
 
9. Mosolov V. V., Valueva T. A. 1997. Proteoliticheskiye fermenty (Proteolytic Enzymes). Moscow :Nauka : 414 p.
 
10. Osterman L.A. 1985. Khromatografiya belkov i nuklei-novykh kislot (Chromatography of Proteins and Nu-cleic Acids). Moscow : Nauka : 535 p.
 
11. Prist F. 1987. Vnekletochnyye fermenty mikroorganiz-mov (Extracellular Enzymes of Microorganisms). Moscow : Mir : 117 p.
 
12. Serova Z.Y., Yushko L.S., Postufarov G.M. 1992. Funktsii belkov v fitopatogeneze (Protein Functions in Phytopathogenesis). Minsk : Navuka і tekhnіka : 34-45 p.
 
13. Sokolova G.D. 2005. Pathogenicity of Fusarium gra-minearum and F. culmorum and resistance of cere-als. Mycology and Phytopathology. (Mikologiya i Fitopatologiya). 39 (5) : 1-11.
 
14. Tarchevsky I.A. 2001. Metabolizm rasteniy pri stresse (Plant Metabolism Under Stress). Kazan : 448 p.
 
15. Yarullina L.G., Akhatova A.R., Kasimova R.I. 2016. Hydrolytic enzymes and their proteinaceous inhibitors in regulation of plant-pathogen interactions. Russ. J. Plant Physiol. (Fiziologiya Rastenii). 63 (2) : 193-203. 
https://doi.org/10.1134/S1021443716020151
 
16. Yarullina L.G., Ibragimov R.I. 2006. Kletochnyye mek-hanizmy formirovaniya ustoychivosti rasteniy k gribnym patogenam (Cellular mechanisms for the formation of plant resistance to fungal pathogens). Ufa : Gilem: 228 p.
 
17. Кatagiri F., Tsuda K. 2010. Understanding the plant immune system. Mol. Plant Microbe Interact. 23 (12) : 1531-1536. 
https://doi.org/10.1094/MPMI-04-10-0099
 
18. Peterson G.L. 1979. Review of the folin phenol protein quantitation method of lowry, rosebrough, farr and randall. Anal. Biochem. 100 (2) : 201-220. 
https://doi.org/10.1016/0003-2697(79)90222-7