AGRIS - 

2023

Боголицын, Константин Григорьевич | Гусакова, Мария Аркадьевна | Красикова, Анна Алексеевна | Хвиюзов, Сергей Сергеевич | Селиванова, Наталия Владимировна | Самсонова, НинаНина Анатольевна | Пустынная, Мария Андреевна

Изменения количественного состава вторичных метаболитов в формирующейся растительной ткани связаны с природно-климатическими условиями произрастания растений, в том числе в период вегетации. Акклиматизация вечнозеленых хвойных деревьев в бореальных регионах включает регуляторные процессы, которые защищают фотосинтетический аппарат хвои в специфических условиях. В работе для хвойных пород деревьев на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) представлены новые экспериментальные данные по изменению содержания вторичных метаболитов фенольной природы – участников процессов биосинтеза растительной ткани. С использованием комплекса физико-химических методов (УФ-спектрофотометрия, ВЭЖХ, редокс-метрия) исследована сезонная динамика фенольного метаболизма и количественное изменение пигментного комплекса хвои сосны обыкновенной в течение вегетационного периода, изучен состав фенольной фракции фенол-хинонной окислительно-восстановительной системы растительной ткани. Показано, что в ткани растений на протяжении всего периода вегетации происходит изменение количественного и качественного состава фракции фенольных соединений, определяющих редокс-состояние растительной матрицы. Отмечено, что динамические процессы саморегулирования с участием комплекса, состоящего из фенольных соединений, пигментов и ферментативных систем, являются общей закономерностью на всех этапах развития растений, обеспечивая выполнение ими защитных функций фотосинтетического аппарата хвои вечнозеленых хвойных деревьев в бореальных регионах. | The change in the quantitative composition of secondary metabolites in the forming plant tissue is associated with climatic conditions of plant growth, including seasonality and the growing season. Acclimatization of evergreen coniferous trees in boreal regions includes regulatory processes that protect the photosynthetic apparatus of needles in specific conditions. Using the example of coniferous tree – scots pine (Pinus sylvestris), new experimental data on changes in the content of secondary metabolites of phenolic nature – participants in the processes of plant tissue biosynthesis – is presented in this paper. The dynamics of the intensity of phenolic metabolism and the quantitative change of the pigment apparatus of pine needles during the growing season were investigated using a complex of physic-chemical methods (UV spectrophotometry, HPLC, redox-metry) and the composition of the phenolic fraction of the phenol-quinone redox system of the cell wall was studied. It is shown that changes in the quantitative and qualitative composition of the phenolic compounds fraction that determine the redox state of the plant matrix occurs in plant tissue throughout the growing season. It is noted that dynamic self-regulation processes involving a complex consisting of phenolic compounds, pigments and enzymatic systems are a common pattern at all stages of plant development, ensuring that they perform protective functions of the photosynthetic apparatus of the needles of evergreen coniferous trees in boreal regions.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2023

Боголицын, Константин Григорьевич | Гусакова, Мария Аркадьевна | Красикова, Анна Алексеевна | Хвиюзов, Сергей Сергеевич | Селиванова, Наталия Владимировна | Самсонова, НинаНина Анатольевна | Пустынная, Мария Андреевна

The change in the quantitative composition of secondary metabolites in the forming plant tissue is associated with climatic conditions of plant growth, including seasonality and the growing season. Acclimatization of evergreen coniferous trees in boreal regions includes regulatory processes that protect the photosynthetic apparatus of needles in specific conditions. Using the example of coniferous tree – scots pine (Pinus sylvestris), new experimental data on changes in the content of secondary metabolites of phenolic nature – participants in the processes of plant tissue biosynthesis – is presented in this paper. The dynamics of the intensity of phenolic metabolism and the quantitative change of the pigment apparatus of pine needles during the growing season were investigated using a complex of physic-chemical methods (UV spectrophotometry, HPLC, redox-metry) and the composition of the phenolic fraction of the phenol-quinone redox system of the cell wall was studied. It is shown that changes in the quantitative and qualitative composition of the phenolic compounds fraction that determine the redox state of the plant matrix occurs in plant tissue throughout the growing season. It is noted that dynamic self-regulation processes involving a complex consisting of phenolic compounds, pigments and enzymatic systems are a common pattern at all stages of plant development, ensuring that they perform protective functions of the photosynthetic apparatus of the needles of evergreen coniferous trees in boreal regions. | Изменения количественного состава вторичных метаболитов в формирующейся растительной ткани связаны с природно-климатическими условиями произрастания растений, в том числе в период вегетации. Акклиматизация вечнозеленых хвойных деревьев в бореальных регионах включает регуляторные процессы, которые защищают фотосинтетический аппарат хвои в специфических условиях. В работе для хвойных пород деревьев на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) представлены новые экспериментальные данные по изменению содержания вторичных метаболитов фенольной природы – участников процессов биосинтеза растительной ткани. С использованием комплекса физико-химических методов (УФ-спектрофотометрия, ВЭЖХ, редокс-метрия) исследована сезонная динамика фенольного метаболизма и количественное изменение пигментного комплекса хвои сосны обыкновенной в течение вегетационного периода, изучен состав фенольной фракции фенол-хинонной окислительно-восстановительной системы растительной ткани. Показано, что в ткани растений на протяжении всего периода вегетации происходит изменение количественного и качественного состава фракции фенольных соединений, определяющих редокс-состояние растительной матрицы. Отмечено, что динамические процессы саморегулирования с участием комплекса, состоящего из фенольных соединений, пигментов и ферментативных систем, являются общей закономерностью на всех этапах развития растений, обеспечивая выполнение ими защитных функций фотосинтетического аппарата хвои вечнозеленых хвойных деревьев в бореальных регионах.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2022

Гусакова, Мария Аркадьевна | Боголицын, Константин Григорьевич | Красикова, Анна Алексеевна | Селиванова, Наталия Владимировна | Хвиюзов, Сергей Сергеевич

Проведенные исследования формирования биомассы сосны обыкновенной на начальных этапах развития позволили подтвердить определяющую роль редокс-превращений монолигнолов в процессе лигнификации растительной матрицы. С применением методов производной и дифференциальной УФ-спектроскопии изучено изменение состава фенольной фракции (сопряженных и несопряженных фенольных структур) фенол-хиноидной окислительно-восстановительной системы клеточной стенки. Показано, что процессы накопления низкомолекулярных фенольных соединений – предшественников лигнина в начальный период онтогенеза происходят преимущественно в «хвое» растений. Экспериментально подтверждено, что в момент выноса сеянцев на площадку закаливания происходит адаптация растения к существующему температурному режиму, характеризующаяся снижением содержания низкомолекулярных фенольных соединений, препятствующих развитию окислительных процессов при воздействии условий окружающей среды. При действии низких температур в зимний период растение оказывается под воздействием окислительного стресса, в условиях которого происходит активация ферментативной (активность пероксидазы) системы защиты растения. Показано изменение содержания кониферилового спирта как маркера процесса лигнинфикации. Продемонстрирована корреляция изменения пероксидазной активности с общим содержанием фенольных соединений и конифериловым спиртом. Методом ИК-спектроскопии показано изменение соотношения углеводной и лигнинной составляющих на начальных этапах развития сеянцев сосны обыкновенной. | The studies of wood formation at the initial stages allowed confirming the determining role of the redox transformations of monolignols in the lignification of plant matrix. The change in the composition of the phenolic fraction (conjugated and non-conjugated phenolic structures) of the phenol-quinone redox system of the cell wall was studied using the derivative and differential UV spectroscopy. It was shown that the accumulation of low-molecular phenolic compounds in the initial period of ontogenesis occurs mainly in the "needles" of plants. It was confirmed that the seedlings being removed to the hardening site adapt to the existing temperature regime. It is characterized by lower content of low-molecular phenolic compounds preventing the development of oxidative processes. The plant is exposed to oxidative stress at low temperatures, when the enzymatic (peroxidase activity) system of plant protection is activated. The change in the coniferyl alcohol content as a marker of the lignification is shown. The correlation of changes in peroxidase activity with the total content of phenolic compounds and coniferyl alcohol was shown. The IR spectroscopy method showed a change in the ratio of carbohydrate and lignin components at the initial stages of the development of seedlings of scots pine.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2017

Bashenkhaeva, M. V. | Zakharova, Yu. R.

A collection of pure cultures isolated from the sub-ice algae-bacterial communities inhabiting the lower ice surface of Lake Baikal was obtained. The differences in morphology of the cultured bacteria and their enzymatic activities were revealed by the methods of classical microbiology. The taxonomic affiliation of several cultures was determined by the 16S rRNA gene sequencing. They belong to the genera Pseudomonas putida, P. psychrophila, Methylobacterium extorquens, Rhodococcus aerolatus, Brevundimonas aurantiaca, B. vesicularis, Sphingomonas subarctica, Roseomonas frigidaqua, and Janthinobacterium lividum. These taxa are adapted to low-temperature environments. | Получена коллекция чистых культур, изолированных из подледных альго-бактериальных сообществ, обитающих на нижней поверхности льда озера Байкал. Методами классической микробиологии показано различие в морфологии культивируемых бактерий и в их ферментативной активности. С помощью секвенирования гена 16S рРНК была определена таксономическая принадлежность нескольких чистых культур, которые были отнесены к Pseudomonas putida, P. psychrophila, Methylobacterium extorquens, Rhodococcus aerolatus, Brevundimonas aurantiaca, B. vesicularis, Sphingomonas subarctica, Roseomonas frigidaqua и Janthinobacterium lividum. Данные таксоны адаптированы к выживанию при низких температурах.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation