AGRIS - 

2023

Ziganshin, B.G. | Shajkhieva, K.I. | Stepanova, S.V. | Galimova, R.Z. | Bajgil'deeva, E.I.

Investigations were carried out in the Republic of Tatarstan, the Volga Federal District. The process of adsorption of Cu2+, Ni2+and Zn2+ ions by crushed native and modified of pea pod shells (PPS) has been studied. The PPSs were modified in 3% solutions of sulfuric acid and sodium hydroxide. The data on the elemental analysis of native and modified sorption materials under study are presented. The techniques for obtaining adsorption isotherms of heavy metal ions under study and for treatment by modifying solutions are provided. Adsorption isotherms are constructed within the framework of dependencies A (sorption capacity, mmol/g) – Ср (equilibrium concentration of a metal ion in solution). The obtained adsorption isotherms were processed within the framework of the Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich models. The regression equations and approximation coefficients of the obtained adsorption isotherms are determined. It has been revealed that in the vast majority of cases, the adsorption isotherms of Cu2+, Ni2+and Zn2+ ions by native and modified PPSs are described most accurately by the Freundlich model, which demonstrates the course of adsorption on the active sites on the surface of the sorption material with a large sorption capacity. There have been determined thermodynamic parameters of adsorption processes, such as Gibbs free energy (delta Go) and activation energy in adsorption (Еа), which values in the range (-40 less delta G less 0 kJ/mol) and (0 less E less 8 kJ/mol) represent the course of physical adsorption in all cases. An increase in sorption characteristics of modified samples of PPSs is determined by an increase of modifiers in the surface area, a decrease in their crystallinity, and an increase in the number of oxygen-containing functional groups due to partial hydrolysis of biopolymers that make up the PPS matrix. | Исследования проводили в Республике Татарстан Приволжского федерального округа. Исследован процесс адсорбции ионов Cu2+, Ni2+и Zn2+ измельченными нативными и модифицированными оболочками стручков гороха (ОСГ) посевного. Модификация оболочек стручков гороха проводилась в 3%-х растворах серной кислоты и гидроксида натрия. Приведены данные по элементному анализу нативных и модифицированных исследуемых сорбционных материалов. Приведены методики по получению изотерм адсорбции исследуемых ионов тяжелых металлов и обработки модифицирующими растворами. Построены изотермы адсорбции в рамках зависимостей А (сорбционная емкость, ммоль/г) – Ср (равновесная концентрация иона металла в растворе). Полученные изотермы адсорбции обработаны в рамках моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, Темкина и Дубинина-Радушкевича. Определены уравнения регрессии и коэффициенты аппроксимации полученных изотерм адсорбции. Выявлено, что в подавляющем большинстве случаев изотермы адсорбции ионов Cu2+, Ni2+и Zn2+ нативными и модифицированными ОСГ наиболее точно описываются моделью Фрейндлиха, что указывает на протекание адсорбции на активных центрах на поверхности сорбционного материала, обладающих большой сорбционной емкостью. Определены термодинамические параметры процессов адсорбции, такие как энергия Гиббса (дельта Go) и энергия активации адсорбции (Еа), значения которых в интервале (-40 меньше дельта G меньше 0 кДж/моль) и (0 меньше E меньше 8 кДж/моль) свидетельствуют о протекании во всех случаях физической адсорбции. Увеличение сорбционных характеристик модифицированных образцов ОСГ обусловлено увеличением площади поверхности модификатов, снижением их кристалличности, повышением количества функциональных кислородсодержащих группировок за счет частичного гидролиза биополимеров, входящих в состав матрицы ОСГ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Yakovleva, O.V.

The issue of resistance to aluminum toxicity of soils is very relevant for the cultivated type of barley. The area of acidic soils in Russia is about forty percent of the total area of arable land, so the toxicity of aluminum is one of the main factors that reduce the yield of barley. The study of wild relatives of the main crops, including barley, is of considerable interest for the development of stress-resistant cultivars. Wild barley Hordeum spontaneum K. Koch has biological characteristics similar to the cultivated H. vulgare L., grows in various ecogeographic zones, and is well adapted to local soil and climate conditions. All this makes it possible to use it as a new donor of source material for breeding high-yielding cultivars adapted to certain environmental conditions. The objective of this work was to search for H. spontaneum genotypes highly resistant to ionic (Al3+) toxicity. One hundred accessions of H. spontaneum from the collection of the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (known as VIR) were examined. The resistance of barley accessions to toxic aluminum ions was studied at the early stages of plant development by the root test method (185 mcМ Al3+, pH 4.0) with the calculation of root and sprout length indices. The studied fragment of the wild barley collection demonstrated broad genetic diversity in terms of resistance to phytotoxic aluminum ions. Laboratory assessment allowed us to identify barley genotypes differing in the reaction of their roots and sprouts at the early phases of ontogenesis. The identified genotypes with a high level of resistance to ion stress can be used as a valuable source of genetic material to improve existing cultivars and develop new ones by introgression of foreign resistance genes. | Для культивируемого вида ячменя проблема устойчивости к алюминиевой токсичности почв весьма актуальна. В России площадь кислых почв составляет около 40% от общей площади пашни, поэтому токсичность алюминия является одним из основных факторов, снижающих урожайность ячменя. Изучение диких родичей основных с.-х. культур, в том числе и ячменя, представляет значительный интерес для создания стрессоустойчивых сортов. Дикий ячмень Hordeum spontaneum K. Koch имеет схожие биологические признаки с культурным H. vulgare L., произрастает в различных эколого-географических зонах, хорошо адаптирован к местным почвенно-климатическим условиям. Все это позволяет использовать его как новый источник исходного материала для селекции высокоурожайных, адаптированных к условиям внешней среды сортов. Цель работы – поиск высокоустойчивых генотипов H. spontaneum к ионной (Al3+) токсичности. Исследовали 100 образцов H. spontaneum из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Устойчивость образцов ячменя к токсичным ионам алюминия изучали на ранних этапах развития растений методом корневого теста (185 мкM Al3+, pH 4,0) с определением индексов длины корня и ростка. Изученный фрагмент коллекции дикого ячменя отличается большим генетическим разнообразием по уровню устойчивости к фитотоксичным ионам алюминия. Лабораторная оценка ячменя позволила выделить генотипы, различающиеся по реакции корня и ростка на ранних фазах онтогенеза. Выделенные генотипы с высоким уровнем устойчивости к ионному стрессу можно использовать как ценный источник генетического материала для улучшения уже существующих сортов и создания новых путем интрогрессии чужеродных генов устойчивости.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Okorkov, V.V.

In model laboratory experiments (in columns having height of 60 cm and inner diameter of 4.5 cm), the mechanisms of interaction between lime-containing fertilizers, gypsum and combination of them and the absorbing complex of soddy-podzolic soils of varying degrees of acidity and aggregation were established. It is shown that the decrease in soil acidity when using dolomite powder (DP) occurs due to the neutralization of its agents (H+ and A13+ ions) by hydroxyl (OH-) ions formed during alkaline hydrolysis of carbonate ions of dissolving ameliorant. Instead of neutralized H+ and A13+ ions, Ca2+ and Mg2+ ions become exchange cations. On strongly and very strongly acidic weakly aggregated soils, in which the bulk of H+ and A13+ ions are located on the outer surface of the absorbing complex, the binding of acidity agents with hydroxyl ions occurs at a low concentration of Ca2+ and Mg2+ ions in the liquid phase (several mg-eq/l). The use coefficient of full DP norm (equivalent to hydrolytic acidity) was 0.75-0.80, the hydrolysis of carbonate ions proceeded along both stages, the effect of the ameliorant was observed in the layer of its application. On more aggregated strongly, medium and slightly acidic soils, the exchange ions H+ and A13+ located on the outer surface of soil aggregates also are neutralized by OH- ions at a low concentration of the liquid phase. Hydrolysis of carbonate ions proceeded mainly at the 1st stage, and the utilization factor of DP decreased to 0.5-0.6. Intraaggregate H+ and A13+ ions were displaced from the SAC by high concentrations of divalent cations (several tens of mg-eq/l) formed during gypsum dissolution. When DP and gypsum were used together, the displaced ions (Н+, Al3+) were also bound by hydroxyl ions due to an increase in the hydrolysis degree of DP carbonate ions. The combined use of lime-containing ameliorants and gypsum on more aggregated soils allows improving the acidic properties deeper than the layer of their application and increasing the utilization rate of lime ameliorant. | В модельных лабораторных опытах (в колонках высотой 60 см диаметром 4,5 см) установлены механизмы взаимодействия известьсодержащих удобрений, гипса и их сочетаний с поглощающим комплексом дерново-подзолистых почв разной степени кислотности и агрегированности. Показано, что снижение кислотности почв при применении доломитовой муки (ДМ) происходит за счет нейтрализации ее агентов (ионы Н+ и А13+) ионами гидроксила (ОН-), образующимися при щелочном гидролизе карбонат-ионов растворяющегося мелиоранта. Взамен нейтрализованных ионов Н+ и А13+ обменными катионами становятся ионы Са2+ и Mg2+. На сильно- и очень сильнокислых слабо агрегированных почвах, в которых основная часть ионов Н+ и А13+ расположена на внешней поверхности поглощающего комплекса, связывание агентов кислотности ионами гидроксила происходит при низкой концентрации в жидкой фазе ионов Са2+ и Mg2+ (несколько мг-экв/л). Коэффициент использования полной дозы ДМ (эквивалентной гидролитической кислотности) равнялся 0,75-0,80, гидролиз карбонат-ионов протекал по обеим ступеням, действие мелиоранта наблюдали в слое его внесения. На более агрегированных сильно-, средне- и слабокислых почвах обменные ионы Н+ и А13+, расположенные на внешней поверхности почвенных агрегатов, также нейтрализуются ионами ОН- при низкой концентрации жидкой фазы. Гидролиз карбонат-ионов протекал преимущественно по 1-й ступени, а коэффициент использования ДМ снижался до 0,5-0,6. Внутриагрегатные ионы Н+ и А13+ вытеснялись из ППК высокими концентрациями двухвалентных катионов (несколько десятков мг-экв/л), образующимися при растворении гипса. При совместном применении ДМ и гипса вытесненные ионы (Н+, Al3+) также связывались ионами гидроксила за счет роста степени гидролиза карбонат-ионов ДМ. Совместное использование известьсодержащих мелиорантов и гипса на более агрегированных почвах позволяет улучшать кислотные свойства глубже слоя их внесения и повышать коэффициент использования известкового мелиоранта.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Mironenko, I.M., Siberia Research and Development Inst. of Cheese Making, Barnaul

An analysis of the works disclosing the role of ionic calcium in the processes of transforming milk components during its processing has been carried out. A hypothesis has been put forward concerning some aspects of the functioning of ionic calcium and native milk proteases during the formation of rennet clots. It has been shown that after exposure to rennet, calcium exchange between the water phase of milk and intramicellar fluid affects the conversion of native milk proteases localized in micelles into an active state. Ionic calcium activates intramicellar enzymatic processes by the conformation of protein fractions, primarily beta-casein. Conformational changes are carried out by cleavage of end fragments from protein molecules, bringing them into a reactive state (similar to the mechanism of the transition of fibrinogen to active fibrin in the blood coagulation system). In particular, the effect of plasmin on beta-casein leads to the rupture of peptide bonds with the formation of gamma-caseins and phosphopeptides, which subsequently form the proteose-peptone fraction of cheese whey. Aggregation of paracasein micelles occurs due to the formation of new bonds on their surface. First, loosely bound small clusters of paracasein micelles are formed due to the release of activated beta-casein from them.As the intermolecular bonds increase, the growth and compaction of clusters occurs, and it is they, and not individual chains, that form the three-dimensional spatial structure of the rennet gel. The proposed hypothesis is confirmed by well-known technological facts and the results of our own research. | Проведен анализ работ, раскрывающих роль ионного кальция в процессах трансформации компонентов молока при его переработке. Выдвинута гипотеза, касающаяся некоторых аспектов функционирования ионного кальция и нативных протеаз молока при формировании сычужных сгустков. Показано, что после воздействия сычужного фермента кальциевый обмен между водной фазой молока и внутримицеллярной жидкостью оказывает влияние на перевод нативных протеаз молока, локализованных в мицеллах, в активное состояние. Ионный кальций активирует внутримицеллярные ферментативные процессы по конформации белковых фракций, в первую очередь - бета-казеина. Конформационные изменения осуществляются путем отщепления от белковых молекул концевых фрагментов, приводя их в реакционно-активное состояние (по типу механизма перехода фибриногена в активный фибрин в системе свертывания крови). В частности, действие плазмина на бета-казеин ведет к разрыву пептидных связей с образованием гамма-казеинов и фосфопептидов, формирующих в дальнейшем протеозо-пептонную фракцию подсырной сыворотки. Агрегация параказеиновых мицелл происходит за счет возникновения новых связей на их поверхности. Сначала образуются слабосвязанные мелкие кластеры параказеиновых мицелл за счет выхода из них активированного бета-казеина. По мере увеличения межмолекулярных связей происходят рост и уплотнение кластеров, и именно они, а не отдельные цепочки, образуют трехмерную пространственную структуру сычужного геля. Предложенная гипотеза подтверждена известными технологическими фактами и результатами собственных исследований.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Shelekhova, N.V. | Shelekhova, T.M. | Skvortsova, L.I. | Poltavskaya, N.V., All-Russia Research and Development Inst. of Food Biotechnology, Moscow

An express method for determining the mass concentration of ammonium, potassium, calcium, sodium, magnesium cations in alcoholic beverages by capillary electrophoresis has been developed. Analysis duration is 6–7 minutes; sample preparation is not required. The technique can be used to study the composition of grain distillates, process water, whiskey, and rum. Studies were carried out to identify and quantify ammonium, potassium, calcium, sodium, magnesium cations in alcoholic beverages. More than 50 electrophoregrams were obtained in experimental studies. Based on the analysis of experimental data, it was shown that all the studied drinks have the same qualitative composition of cations, however, the quantitative composition varies significantly. It was found that the mass concentration of cations in the studied whiskey samples is: ammonium 0.38–3.02 mg/dm3; potassium 0.14–24.44; calcium 0.16–3.24; sodium 2.50–41.77; magnesium 0.08–0.91 mg/dm3. It was revealed that sodium prevails in the composition, which makes up 54–77% of the total number of identified ions. The ionic composition of grain distillates and process water, which have a significant effect on the composition of whiskey, is studied. As a percentage of the total number of identified ions in the process water, sodium accounts for 42–80%, calcium 2–22, potassium 2–10, ammonium 2–17, magnesium 2–9%. It was found that the mass concentration of cations in the studied grain distillates is in the range: for ammonium 0.22–1.15 mg/dm3; potassium 0.15–8.20; calcium 0.30–2.87; sodium 0.45–9.77; magnesium 0.08–0.80 mg/dm3. The developed technique compares favorably with quickness, high accuracy, lack of sample preparation, low consumption of reagents, low cost of analysis and allows monitoring technological processes for the production of alcoholic beverages, revealing patterns, studying the dynamics of the ionic composition during aging and blending, formulating identification criteria in order to identify counterfeit products. | Разработана экспресс-методика определения массовой концентрации катионов аммония, калия, кальция, натрия, магния в спиртных напитках методом капиллярного электрофореза. Продолжительность анализа 6–7 мин, пробоподготовка не требуется. Методика может быть использована для изучения состава зерновых дистиллятов, технологической воды, виски, рома. Проведены исследования по идентификации и количественному определению катионов аммония, калия, кальция, натрия, магния в спиртных напитках. При проведении экспериментов получено более 50 электрофореграмм. На основании их анализа показано, что все исследованные напитки имеют идентичный качественный состав катионов, однако количественный состав существенно различается. Установлено, что массовая концентрация катионов в исследованных образцах виски составляет: аммония 0,38–3,02 мг/дм3; калия 0,14–24,44; кальция 0,16–3,24; натрия 2,50–41,77; магния 0,08–0,91 мг/дм3. В составе превалирует натрий, доля которого составляет 54–77% от общего количества идентифицированных ионов. Исследован ионный состав зерновых дистиллятов и технологической воды, которые оказывают значимое влияние на состав виски. В процентном соотношении к общему количеству идентифицированных ионов в технологической воде на долю натрия приходится 42–80%, кальция - 2–22, калия - 2–10, аммония - 2–17, магния - 2–9%. Установлено, что массовая концентрация катионов в исследованных зерновых дистиллятах находится в интервале: для аммония 0,22–1,15 мг/дм3; калия 0,15–8,20; кальция 0,30–2,87; натрия 0,45–9,77; магния 0,08–0,80 мг/дм3. Разработанная методика выгодно отличается скоростью, высокой точностью, отсутствием пробоподготовки, малым расходом реактивов, низкой стоимостью анализа и позволяет осуществлять мониторинг технологических процессов производства спиртных напитков, выявлять закономерности, изучать динамику ионного состава в процессе выдержки и купажирования, сформулировать критерии идентификации в целях выявления фальсифицированной продукции.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Shelekhova, N.V. | Shelekhova, T.M. | Skvortsova, L.I. | Poltavskaya, N.V., All-Russia Research and Development Inst. of Food Biotechnology, Moscow

Разработка методик идентификации химического состава спиртных напитков обладает высокой значимостью, так как контроль их качества помогает сохранить здоровье населения России. Цель исследования – разработка и апробация новых инструментальных методик определения химического состава виски. На основе методов газовой хроматографии и капиллярного электрофореза разработаны новые экспрессные методики анализа, отличающиеся простотой, надежностью, высокой точностью. С применением разработанных методик исследовано 11 образцов виски производства Ирландии, Шотландии и России. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют об эффективности применения разработанных методик для определения химического состава виски. Методом газовой хроматографии установлено, что во всех исследованных образцах присутствуют ацетальдегид, этилацетат, метанол, 1-пропанол, изобутанол, 1-бутанол, изоамилол, уксусная кислота. В большинстве образцов обнаружены ацетон, этилформиат, 2-пропанол, изоамилацетат, этиллактат, фурфурол, этилкаприлат, 2-фенилэтанол. В двух образцах обнаружены 2-бутанол, 1-пентанол, этилкапринат. Показано, что массовая концентрация компонентов летучих органических примесей варьирует в широких пределах, общая сумма идентифицированных примесей находится в диапазоне 1236–5737 мг/дм3. Методом капиллярного электрофореза установлено, что во всех исследованных образцах виски присутствуют аммоний, калий, кальций, натрий, магний, суммарное содержание катионов варьирует в диапазоне 4,6–32,5 мг/дм3. Найдены отличия в составе летучих органических примесей и катионов виски, которые объясняются химическими реакциями, происходящими в ходе технологических процессов производства. Для выработки объективных критериев выявления фальсификаций виски необходимо детально изучить изменения летучих органических примесей и катионного состава в процессе производства виски. | A development of methods for chemical composition of alcoholic beverages identifying is very important, because their quality control helps to keep population of Russia healthy. The research purpose is new instrumental methods and tests development for chemical composition of whiskey identification. On the base of gas chromatography and capillary electrophoresis new methods of express analysis have been elaborated. They are simple, reliable and high accurate. 11 whiskey samples produced in Ireland, Scotland and Russia were examined by developed methods. The obtained experimental data show an effectiveness of the developed methods for chemical composition of whiskey determining. Acetaldehyde, ethyl acetate, methanol, 1-propanol, isobutanol, 1-butanol, isoamilol, and acetic acid were detected in all experimental samples by gas chromatography. Most samples contained acetone, ethylformate, 2 propanol, isoamyl acetate, ethyl lactate, furfural, ethylcaprinate and 2 phenylethanol. 2 butanol, 1 pentanol and ethylcaprinate were found in 2 samples. It was shown that the mass concentrations of organic volatile compounds are varying in widely range. The total identified amount of organic volatile compounds is in the range of 1236–5737 mg/dm3. It was found by the capillary electrophoresis that all whiskey samples contain ammonium, potassium, calcium, sodium, and magnesium. The total cation content is in the range of 4.69–32.5mg/dm3. The differences were found in the organic volatile compounds and whiskey cation compositions. It can be explained by chemical reactions occurring during production processes. It is necessary to inspect the variability of organic volatile compounds and cation contents in the whiskey production process more particularly to develop objective criteria of whiskey adulteration.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Cherkasova, N.N. | Zhuzhzhalova, T.P., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

There was studied the influence of composition of selective nutrient medium with cadmium and mannitol ions on the efficiency of cultivating sugar beet microclones under in vitro conditions. Ions of metals are considered as the most dangerous toxic substances since they influence together with unfavorable abiotic factors enhancing environmental stress and thus extend spectrum of plant death reasons. Cell breeding using lethal doses of ions of heavy metals can be a perspective method to obtain plant forms with improved indices. When cultivating cells in vitro, increasing the genetic variability level increases the genetic diversity of starting material. As a result of researches, a selective nutrient medium containing 4 мМ of cadmium ions which is sublethal for selection of sugar beet forms with resistance to metal ions has been selected. Selective media containing 0.40–0.45 М of mannitol to select regenerants with resistance to osmotic stress have been determined. The conducted researches have allowed revealing conditions of exhibiting sugar beet regenerant plants ability to adapt to ionic and osmotic stresses. The obtained data will be used for in vitro selection of sugar beet regenerants resistant to ionic and osmotic stresses, working out a method to develop sugar beet plant regenerants resistant to a complex of stressful factors and to select hybrids of new generation. | Изучали влияние состава селективной питательной среды с ионами кадмия и маннита на эффективность культивирования микроклонов сахарной свеклы в условиях in vitro. Ионы металлов считаются наиболее опасными токсикантами, поскольку они действуют совместно с неблагоприятными абиотическими факторами, усиливая стресс от окружающей среды, и тем самым расширяют спектр причин гибели растений. Клеточная селекция с использованием летальных доз ионов тяжелых металлов может быть перспективным методом получения растительных форм с улучшенными показателями. Повышение уровня генетической изменчивости при культивировании клеток in vitro увеличивает генетическое разнообразие исходного материала. В результате исследований подобрана селективная питательная среда с содержанием ионов кадмия 4 мМ, которая явилась сублетальной для отбора форм сахарной свеклы с устойчивостью к ионам металлов. Определены селективные среды с содержанием маннита 0,40–0,45 М для отбора осмоустойчивых регенерантов. Проведенные исследования позволили выявить условия проявления адаптивной способности растений-регенерантов сахарной свеклы к ионному и осмотическому стрессам. Полученные данные будут использованы для проведения отбора in vitro регенерантов сахарной свеклы, устойчивых к ионному и осмотическому стрессам, разработки метода создания растений-регенерантов сахарной свеклы, устойчивых к комплексу стрессовых факторов, и выделения гибридов нового поколения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Chernikov, E.A. | Popova, V.P. | Fomenko, T.G., North-Caucasian Zonal Research and Development Inst. of Horticulture and Viticulture, Krasnodar

South chernozem soils and meadow chernozem soils under the vineries of the south of Taman (the Krasnodar Krai) have been investigated. It is established that one of the reasons for their salinization is migration of salts from surface and subsurface waters from the slopes of the mountains composed of saline marine clays. These processes occur most intensively in the bottoms of gullies and ravines that originate at the foot of the mountains. The heterogeneity of distribution of soil moisture in the thickness of the soils depressions and adjacent lowland areas makes the horizontal movement of water in the area of their coupling and constant nourishment of the plain of the vineyards due to excessive soil moisture reserves. Expansion of drenching areas leads to increase of the wetland areas and in the different extent salinized soils. The interaction and the unidirectionality of these processes provide a progressive increase in degradation processes and the expansion of the area of distribution of saline soil differences. In saline soils located in the upper and middle part of stratum plains and along the ravines that cross the valley from North to South depression and premature death of plants of grapes is marked. Here, the amount of toxic salts from the soil surface exceeds 0.1–0.2%, from the depth of 80 cm – 0.3%. Combined impact of the soil heavy granulometric composition and the presence of soluble salts in the soil rooting zone (activity of sodium – more than 20 mmol/l) leads to the inhibition of grapes plants and to their productivity reduction. | Обследованы черноземы южные и луговато-черноземные почвы под виноградниками юга Тамани (Краснодарский край). Установлено, что одной из причин их засоления является миграция солей с поверхностными и внутрипочвенными водами со склонов гор, сложенных засолёнными морскими глинами. Наиболее интенсивно эти процессы проявляются в днищах ложбин и балок, берущих начало у подножья гор. Неоднородность распределения почвенной влаги в толще почв понижений и прилегающих к ним равнинных участков способствует горизонтальному передвижению воды в области их сопряжения и постоянной подпитке равнинной части виноградников за счет избыточных запасов внутрипочвенной влаги. Расширение ареала промачивания территории приводит к увеличению площади переувлажнённых и в разной степени засоленных почв. Взаимодействие и однонаправленность этих процессов обеспечивают прогрессирующий рост деградационных процессов и расширение ареалов распространения засоленных почвенных разностей. На засоленных почвах, расположенных в верхней и средней части пластовой равнины и вдоль ложбины, пересекающей равнину с севера на юг, отмечены угнетение и преждевременная гибель растений винограда. Здесь сумма токсичных солей с поверхности почвы превышает 0,1–0,2%, с глубины 80 см – 0,3%. Комплексное влияние тяжелого гранулометрического состава почв и наличия легкорастворимых солей в корнеобитаемом слое почвы (активность ионов натрия более 20 ммоль/л) приводит к угнетению растений винограда и снижению их продуктивности.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Uskov, A.I. | Uskova, L.B. | Kravchenko, D.V. | Galushka, P.A., The A.G. Lorkh All-Russia Research and Development Inst. of Potato Production, Moscow Region

The potato degradation and physiological aging processes are accompanied by accumulation of the reactive oxygen species (ROS) and increase in the activity of redox enzymes. The aim of the research was to study changes in the activity of the peroxidase enzyme in tubers (sprouts) and leaves of potato plants during long-term potato reproduction using specific geroprotectors (Skulachev's ions). For the investigations, in 2017 the material of 'Zhukovsky Ranny' and 'Krepysh' varieties was used, which had been reproduced since 2008 in the experimental field of the All-Russian Research Institute of Potato Breeding (Moscow region) on the sod-podzol sabulous soil. After nine years of application of SkQ1preparation (Skulachev's ions), there was observed the stable reduction of peroxidase activity, utilizing ROS, 1.4–2.3 times in eyes and sprouts of potato tubers of 'Zhukovsky Ranny' and 1.1–1.7 times – of 'Krepysh'. The peroxidase activity in the leaves of potato plants, reproduced with the use of geroprotectors, was significantly lower than in the control: 1.6–1.9 times the day after spraying the plantings in the phase of budding and the beginning of flowering and 1.2–2.2 times at the stage of the death of the tops in 40 days after treatment of plantings with SkQ1. The noted differences corresponded to the prolongation of the vegetation period for the material, cultivated with the use of regular treatments with Skulachev's ions, observed in the experiment. The assessment of changes in the activity of peroxidase in tubers (sprouts) and leaves of potato in the ninth year of reproduction allows to make a conclusion about the possibility of regulation of the accumulation processes of reactive oxygen species (ROS) in cells and physiological aging of the material by using biologically active substances with geroprotective properties (Skulachev's ions). | Процессы вырождения и физиологического старения картофеля сопровождаются накоплением в клетках активных форм кислорода (АФК) и увеличением активности окислительно-восстановительных ферментов. Цель исследований – изучение изменения активности фермента пероксидазы в клубнях (ростках) и листьях растений картофеля при длительном репродуцировании материала с использованием специфических геропротекторов (ионов Скулачева). Для проведения исследований в 2017 г. использовали материал сортов Жуковский ранний и Крепыш, репродуцируемый с 2008 г. в Московской области на дерново-подзолистой супесчаной по механическому составу почве. После 9 лет применения препарата SkQ1 (ионы Скулачева) наблюдали стабильное снижение активности пероксидазы, утилизирующей АФК, в глазках и ростках клубней картофеля сорта Жуковский ранний – в 1,4…2,3 раза, сорта Крепыш – в 1,1…1,7 раза. Активность пероксидазы в листьях растений картофеля, репродуцируемого с использованием геропротекторов, была достоверно ниже, чем в контроле: в 1,6…1,9 раза на следующий день после опрыскивания посадок в период бутонизации – начала цветения и в 1,2…2,2 раза на стадии отмирания ботвы через 40 суток после обработки посадок препаратом SkQ1. Отмеченные различия соответствовали наблюдаемой в опыте пролонгации вегетационного периода для материала, культивируемого с регулярными обработками ионами Скулачева. Проведенная оценка изменения активности пероксидазы в клубнях (ростках) и листьях картофеля на девятый год репродуцирования позволяет сделать вывод о возможности регуляции процессов накопления АФК в клетках и физиологического старения материала путем применения биологически активных веществ, обладающих геропротекторными свойствами (ионов Скулачева).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Harmaza,Y.M. | Tamashevski,A.V. | Slobozhanina,E.I.

Металлотионеины млекопитающих – суперсемейство неэнзиматических полипептидов, роль которых до сих пор обсуждается в научной литературе, но аффинность которых к некоторым ионам металлов не вызывает сомнения. Основные функции этих цистеин-обогащенных белков в клетке заключаются в детоксикации как неэссенциальных металлов, так и избытка эссенциальных, а также в изоляции свободных радикалов и внутриклеточном транспорте Zn2+. В данном обзоре рассмотрены биологическое значение, структура и функции металлотионеинов, их роль в окислительном стрессе и в индукции программируемой клеточной гибели. Инвазионные виды во флоре Припятского Полесья. Можно сделать вывод, что наряду с большим количеством различных типов тиолов, играющих важную роль в функционировании клетки, металлотионеины, благодаря их уникальной структуре, способны связывать ионы металлов и захватывать активные формы кислорода. Это свойство используется во многих реакциях, что позволяет MTs играть существенную роль в различных биохимических процессах. Установлено, что функция металлотионеинов заключается в первую очередь в регулировании метаболизма цинка, а их роль в метаболизме кадмия или в качестве антиоксиданта при окислительном стрессе требует дальнейшего изучения, но с учетом влияния MTs на метаболизм цинка. Получение новых знаний о функции металлотионеинов в регулировании метаболизма цинка принципиально важно для интерпретации последствий влияния многочисленных химических (токсины, лекарственные препараты, питательные вещества), физических/механических (УФ, температура, ультразвук) и биологических (воспалительные и другие процессы) факторов на индукцию синтеза металлотионеинов, а также на окислительно-восстановительную и металлоаккумулятивную способность клеток, тканей, органов и всего организма. | Mammalian metallothioneins are a superfamily of enzymatic polypeptides, whose role is still discussed in the scientific literature, but their affinity to some metal ions is undisputable. The main functions of these cysteine-rich proteins in the cell are connected with detoxification of non-essential and excess of essential metals, with isolation of free radicals and intracellular Zn2+ transport. In this review, the structure and function of metallothioneins, their biological properties, role in oxidative stress and in the induction of programmed cell death are discussed. It can be concluded that along with a large number of different types of thiols, which play an important role in the functioning of the cell, metallothioneins, due to their unique structure, are able to bind metal ions and capture active forms of oxygen. This property is used in many reactions, which allows MTs to play an essential role in various biochemical processes. It was found that the main function of metallothioneins is the regulation of zinc metabolism, and their role in the metabolism of cadmium or as an antioxidant in oxidative stress requires further study, but taking into account the effect of MTs on zinc metabolism. Obtaining new knowledge about the function of metallothioneins in the regulation of zinc metabolism is fundamentally important for interpreting the effects of numerous chemical (toxins, drugs, nutrients), physical / mechanical (UV, temperature, ultrasound) and biological (inflammatory and other processes) factors on induction of synthesis Metallothioneins, as well as on the oxidation-reduction and metal-accumulative ability of cells, tissues, organs and the whole organism.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus