CC BY
2Вестник ОшГУ. Агрономия, ветеринария, зоотехния №2 (3) 2023
АГРОНОМИЯ
УДК: 633.511: 631.531.2: 631.53.581.16 https://doi.org/10.52754/16948696 2023 2 1
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ПРИ ПРОРАСТАНИИ СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА
Ар кандай дары-дармектердин пахтанын уруктарынын енуп чыгуусундагы ферменттердин активдуулугуне
тийгизген таасири
The effect of various drugs on activity enzymes during germination of cotton seeds
Рашидова Дилбар Каримовна
Рашидова Дилбар Каримовна Rashidova Dilbar Karimovna
д.с.х.н., профессор, НИИ селекции, семеноводства и агротехнологии выращивания хлопка,
Ташкент, Узбекистан
а. ч. и. д., профессор, Пахтачылыктын селекция, урвнчулук жана агротехнология илим-изилдвв институтунун
Ташкент, взбекстан
D. A.S., Professor, Cotton breeding, seed productions and agritechnologies Scientific Research Institute,
Tashkent, Uzbekistan [email protected]
Даминова Диларом Магрибжановна
Даминова Диларом Магрибжановна Daminova Dilarom Magribjanovna
к.б.н., ст.н.с., НИИ селекции, семеноводства и агротехнологии выращивания хлопка,
Ташкент, Узбекистан
б. и. к., у.и.к., Пахтачылыктын селекция, урвнчулук жана агротехнология илим-изилдоо институтунун
Ташкент, взбекстан
PhD biol.s., Cotton breeding, seed productions and agritechnologies Scientific Research Institute,
Tashkent, Uzbekistan [email protected]
Мирзамова Барно Касимбаевна
Мирзамова Барно Касимбаевна Mirzamova Barno Kasymbaevna
Соискатель, НИИ селекции, семеноводства и агротехнологии выращивания хлопка,
Ташкент, Узбекистан
ИзилдввЧY, Пахтачылыктын селекция, YрвнчYЛYк жана агротехнология илим-изилдоо
институтунун Ташкент, Озбекстан
Applicant, Cotton breeding, seed productions and agritechnologies Scientific Research Institute,
Tashkent, Uzbekistan bamomirzamova! [email protected]
ОшМУнун жарчысы. Агрономия, ветеринария, зоотехния №2(3) 2023
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ПРИ ПРОРАСТАНИИ СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА
Аннотация
В статье представлены результаты исследований по определению активности ферментов в проростках хлопчатника, семена которых перед посевом были обработаны различными концентрациями препарата Экостимул, полученного на основе пероксида водорода Н2О2, и биологически активных препаратов Органик-1, Органик-2 (выделенных из стеблей дерезы, изогнутой - Licium flexicaule Pojark.) и Гледан (выделенного из семян гледичии G. tricanthos). Установлено, что применяемые препараты обладают стимулирующим действием на активность ферментов пероксидазы и каталазы и, что при действии препарата Экостимул (0,75%) во время прорастания семян повышается физиолого-биохимическая активность пероксидазы более, чем в 2, а активность каталазы - в 1,4 раз. Повышение активности ферментов способствовало ускорению прорастания семян на 2-3 дня.
Ключевые слова: хлопчатник, биологически активные препараты, активность ферментов, пероксидаза, каталаза, прорастание семян, «Экостимул», «Органик», «Гледан».
Ар кандай дары-дармектердин пахтанын уруктарынын внуп чыгуусундагы ферменттердин активдуулугунв тийгизген таасири
Аннотация
Макалада уруктары себуу алдында Н2О2 суутек пероксидинин негизинде алынган Экостимул препаратынын жана органикалык-1, органикалык-2 биологиялык активдуу препараттарынын (дерезанын сабагынан белунуп алынган, ийилген - О.) жана Гледан (уруктан алынган Гледичия м.с.). Колдонулган препараттар пероксидаза жана каталаза ферменттеринин активдуулугуне дем беруучу таасирге ээ экендиги жана экостимул препаратынын (0,75%) Yрен енYY учурунда пероксидазанын физиологиялык-биохимиялык
активдYYЛYГY 2ден, каталазанын активдYYлугY 1,4 эсе жогорулагандыгы аныкталган. Ферменттердин активдYYЛYГYнYн жогорулашы уруктардын енуп чыгышын 2-3 кунге тездетти.
The effect of various drugs on activity enzymes during germination of cotton seeds
Аnnotation
The article presents the results of studies to determine the activity of enzymes in cotton seedlings, the seeds of which were treated before sowing with various concentrations of the preparation Ecostimul, obtained on the basis of hydrogen peroxide H2O , and biologically active preparations Organic-1, Organic-2 (isolated from the stems of bent wood - Licium flexicaule Pojark.) and Gledan (isolated from seeds gledichii G. tricanthos). It has been established that the drugs used have a stimulating effect on the activity of peroxidase and catalase enzymes and that with the action of the drug Ecostimul (0.75%) during seed germination, the physiological and biochemical activity of peroxidase increases by more than 2, and the activity of catalase by 1.4 times. An increase in the activity of enzymes contributed to the acceleration of seed germination for 2-3 days.
Ачкыч свздвр: пахта, биологиялык активдYY препараттар, ферменттердин активдYYлугY, пероксидаза, каталаза, уруктун енушу, "Экостимул", "Органик", "Гледан".
Keywords: cotton, biologically active preparations, enzyme activity, peroxidase, catalase, seed germination, "Eco-stimulus", "Organic", "Gledan".
Вестник ОшГУ. Агрономия, ветеринария, зоотехния №2 (3) 2023
Введение
Известно, что ферменты - это биологические катализаторы белковой природы, обладающие высокой специфичностью и ускоряющие течение определенных биохимических реакций. Они играют важнейшую роль в процессах обмена веществ. Изучение ферментов и механизма их действия - одна из основных проблем биологической химии.
Активность ферментов в растениях не постоянна и зависит от вида и органа растений, времени суток, температуры и влажности, при которой выращиваются растения, условий питания и от ряда других факторов. В зависимости от изменения активности ферментов изменяется интенсивность и направленность биохимических процессов, что, в конечном счете, приводит к изменению величины урожая и химического состава растений.
Среди ферментов, участвующих в защитных ответах растения на проникновение патогенов, наиболее важную роль играет пероксидаза [1], [2], [3], [4], [5], которую можно считать антителоподобным белком, реагирующим на стрессовые факторы повышением активности и изменением количества молекулярных форм. Поэтому пероксидазу рассматривают как одну из важнейших каталитических систем среди биохимических факторов защиты растений от патогенных микроорганизмов. Фермент каталаза расщепляет пероксид водорода (Н2О2) на О2 и Н2О. В итоге система растительного организма переходит в новое стационарное состояние, который дает возможность растению выживать в стрессовых условиях.
В наших исследованиях по разработке технологии использования органического земледелия для производства высококачественных семян была поставлена задача определения активности ферментов в проростках хлопчатника, семена которых перед посевом были обработаны различными концентрациями препарата Экостимул, полученного на основе пероксида водорода Н2О2, и биологически активных препаратов Органик-1, Органик-2 (выделенных из стеблей дерезы изогнутой - Liciumflexicaule Рсуагк.) и Гледан (выделенного из семян гледичии G.tricanthos).
Методика исследований
Определение активности пероксидазы проводилось по методу, предложенному А.Н.Бояркиным, основанного на определении скорости реакции окисления бензидина под действием фермента, содержащегося в растениях, до образования продукта окисления синего цвета определенной концентрации, заранее устанавливаемой на фотоэлектроколориметре.
Для этого брали навеску из листьев хлопчатника 500 мг и растирали в ступке ацетатным буфером рН 4,7 и с помощью буфера переносили в мерную колбу емкостью 50 мл. После 10 мин. настаивания с периодическим помешиванием (в результате чего пероксидаза переходит в раствор), в течение 10 мин. вытяжку центрифугировали при 3000 об/мин. Надосадочную жидкость использовали для определения активности ферментов.
Активность фермента А вычисляли по скорости реакции в условных единицах и выражали на 1 г растительного материала. Для этого использовали следующую формулу:
Л_Л М)
I -п^
где А - активность фермента на 1 г навески; А - экстинкция (0,125); а - объем вытяжки (50 мл);
ё - степень разведения вытяжки в реакционной смеси (в кювете); п - Навеска растительного материала, г; С - толщина слоя жидкости в кювете (2 см); t - Время, с
ОшМУнун жарчысы. Агрономия, ветеринария, зоотехния №2(3) 2023
Также определяли активность фермента каталазы, которая в стрессовых условиях способствует переходу растительного организма в новое стационарное состояние и дает возможность растению выживать в этих условиях. Каталаза расщепляет избыточный Н2О2, образующийся при стрессовых условиях. При этом, в качестве эталона был использован препарат Далброн.
Результаты и обсуждения
Как показывают полученные данные - обработка семян различными концентрациями препарата Экостимул, полученного на основе Н2О2, способствовало увеличению активности ферментов пероксидазы и каталазы в проростках хлопчатника (табл.1). Наиболее высокая активность пероксидазы наблюдалась у проростков, обработанных препаратом Экостимул (0,75% ной концентрации) и составляла 7,79±0,46 ед/г с.м., что превышало в 2,2 раза показатель контроля. А наиболее высокая активность каталазы (168,11+4,82 ед/г с.м.) также отмечена у проростков, обработанных 0,75% ным раствором Экостимула, которая превышала показатель контроля в 1,42 раз.
Можно предположить, что препарат Экостимул индуцирует активность ферментов за счет увеличения количества фенольных соединений в тканях, являющихся субстратами для пероксидазы и используют Н2О2, как для окисления субстратов. Стимуляция Экостимулом активности пероксидазы, вероятно, приводит к усилению лигнификации клеточных стенок, синтезу
Вестник ОшГУ. Агрономия, ветеринария, зоотехния №2 (3) 2023
Таблица 1.
Активность пероксидазы и каталазы в проростках сорта хлопчатника С-5707 с предпосевной обработкой семян различными
концентрациями препарата Экостимул, Е/мг белка
Активность фермента Пероксидаза Активность фермента Каталаза
Повторение Повторение
№ Варианты I II III Средне статистич. значения со стандартным отклонением Разность, +;- I II III Средне статистич. значения со стандартным отклонением Разность, +;-
1. Контроль 2,54 3,20 4,82 3,52+1,14 129,72 115,79 109,19 118,24+10,27
2. Экостимул (0,5%) 4,10 4,91 4,93 4,65+0,42 +1,13 169,64 148,64 155,64 157,98+10,50 +39,74
3. Экостимул (0,75%) 8,20 7,29 7,87 7,79+0,46 +4,28 173,56 166,83 163,93 168,11+4,82 +49,87
4. Экостимул (1,0%) 5,85 6,57 5,86 6,10+0,72 +2,58 134,94 141,30 156,61 144,29+10,84 +26,05
ОшМУнун жарчысы. Агрономия, ветеринария, зоотехния №2(3) 2023
Таблица 2.
Активность пероксидазы и каталазы в проростках сорта хлопчатника С-5707 с предпосевной обработкой семян органическими
препаратами, Е/мг белка
Активность фермента Пероксидаза Активность фермента Каталаза
Повторение Повторение
№ Варианты I II III Средне статистич. значения со стандартным отклонением Разность, +;- I II III Средне статистич. значения со стандартным отклонением Разность, +;-
1. Контроль 3,87 3,23 3,79 3,63+0,32 95,76 101,52 108,98 102,09+6,61
2. Эталон - Далброн 2,94 2,20 3,22 2,79+0,51 -0,84 130,17 132,79 128,64 130,54+2,08 +28,45
3. Органик-1 3,43 3,84 3,27 3,52+0,29 -0,11 205,60 199,75 201,79 202,38+2,93 +100,29
4. Органик-2 5,29 6,07 4,39 5,25+0,84 +1,62 251,95 245,32 248,83 248,70+3,32 +146,61
5. Гледан 6,46 6,09 6,23 6,26+0,19 +2,63 211,60 208,83 206,48 208,97+2,56 +106,88
Вестник ОшГУ. Агрономия, ветеринария, зоотехния №2 (3) 2023
фитоалексинов, индукции салициловой кислоты, которая в свою очередь принимает участие в системной индуцированной устойчивости растений.
Также можно сделать предположение, что за увеличением пероксидазной активности следует рост окисления различных фенолов и аминов. Пероксидаза, вероятно, может влиять на образование активных форм кислорода. Поэтому генерация свободных радикалов пероксидазой в оксидазных реакциях фермента может быть условием для его участия в процессах свободнорадикального окисления в семенах хлопчатника, а фермент может осуществлять роль инициатора образования свободных радикалов в семенах.
В целом анализ результатов исследования показал, что препарат Экостимул во всех концентрациях повышал пероксидазную активность.
Результаты по изучению влияния препаратов Органик-1 и Органик-2 показали, что при различных концентрациях определенной закономерности не наблюдается. Так, как видно из таблицы 2, наиболее заметное повышение активности пероксидазы у сорта С-5707 было выявлено при обработке семян гледаном. Активность фермента у проростков составляла 6,26±0,19 ед/г с.м., что превышала почти в 2 раза показатель в контроле. А в варианте с Органик-1 отмечен показатель активности пероксидазы, близкий к контролю. В варианте с Органик-2 активность пероксидазы составляла - 5,25±0,84 и превосходила, хоть и не значительно, контроль. Обработка же Далброном не оказывала влияние на активность данного фермента и не имела индуцирующего эффекта.
Показатели активности каталазы во всех образцах, обработанных биологически активными препаратами (табл.2), были выше (на более 100 ед/г с.м.), чем в контроле и имели средние показатели, равные 248,70+3,32, 208,97+2,56 и 202,38+2,93 ед/г с.м.
Таким образом, из проведенных исследований следует заключить, что применяемые в исследованиях препараты обладают стимулирующим действием на активность ферментов пероксидазы и каталазы. Установлено, что при действии препарата Экостимул (0,75%) во время прорастания семян повышается физиолого-биохимическая активность пероксидазы более, чем в 2, а активность каталазы - в 1,4 раз. Среди органических препаратов наиболее заметное повышение активности пероксидазы у сорта С-5707 было выявлено при обработке семян гледаном, способствующего повышению активности пероксидазы в 2 раза. А повышение активности ферментов способствовало ускорению прорастания семян на 2-3 дня.
Литература
1. Ахунов А.А. Некоторые аспекты взаимоотношения анионных изоформ пероксидазы хлопчатника Gossypium hirsutum L. с грибом Verticillium dahlia. / А.А.Ахунов, Н.Р.Хашимова, Е.А.Пшеничнов, З.И.Голубенко, В.Е.Хохлачева - Доклады Академии наук РУз, 2011, №5, С. 63-69.
2. Васюкова Н.И. Индуцированная устойчивость растений и салициловая кислота (обзор) / Н.И. Васюкова, О.Л. Озерцковская - Прикл. биохимия и микробиология. - 2007. - Т. 43. - № 4. - С. 405411.
3. Васюкова Н.И. Участие фенилаланинаммиаклиазы и салициловой кислоты в индуцировании устойчивости томатов и вазированных головной нематодой Meloidogyne incognita. / Н.И. Васюкова, О.Л. Озерцковская - Доклады Академии наук РУз, Ташкент, 2007, №6, С. 826-829.
4. Хашимова Н.Р. Диглицирризинаты - препараты нового поколения, повышающие устойчивость хлопчатника к Verticillium dahliae / Н.Р.Хашимова, А.А.Ахунов, Д.Н. Далимов, В.А.Автономов, М.А.Мамасолиева - Доклады Академии Наук РУз, Ташкент, 2015. - № 5. - С.52-56.
5. Mohammadi M. Changes in peroxidase and polyphenol activity in susceptible and resistant wheat heads inoculated with Fusarium graminearum and indused resistanse./ M. Mohammadi, H.Kazemi - Plant Science, 2002, V.162.-P. 491-498.
