В фотомиксотрофной культуре по мере ее роста наблюдалось сначала увеличение содержания флаванов - на 20 день на 18%, а затем уменьшение - на 30 день на 16%. Это объяснялось тем, что в середине пассажа происходил наиболее активный рост культуры, что и способствовало большему накоплению фенольных соединений.

Рис. 12. Изменения в накоплении флаванов и проантоцианидинов в фотомиксотрофной культуре, инициированной из стебля, по мере ее роста

У проантоцианидинов изменений в количестве практически не выявлено. Их количество было равным в течение всего пассажа и чуть снижалось к концу - на 30 день - на 5%.

3.5 Кратковременное действие Н2О2 на гетеротрофные и фотомиксотрофные каллусы чайного растения

3.5.1 Морфофизиологические характеристики каллусных культур чайного растения стеблевого происхождения после кратковременного действия на них Н2О2

До кратковременного воздействия перекисью водорода (на 25 день культивирования) и гетеротрофная и фотомиксотрофная каллусные культуры стебля чая были почти неразличимы и представляли собой плотный каллус с изменением цвета от светло-бежевого до светло-коричневого (фотомиксотрофная культура чуть зеленее), в разрезе светло бежевый, с небольшим приростом, средней оводненностью и апоптозной тканью в количестве 10-20 %. (рис 13,14)

Рис. 13. Фотомиксотрофная каллусная культура чая, инициированная из стебля

Рис. 14. Гетеротрофная каллусная культура чая, инициированная из стебля

3.5.2 Содержание флаванов и проантоцианидинов в каллусных культурах чайного растения после кратковременного действия на них Н2О2

При воздействии перекиси на содержание флаванов и том числе проантоцианидинов по мере роста гетеротрофной и фотомиксотрофной каллусных культур чайного растения, инициированных из стебля, так же наблюдались изменения.

В гетеротрофной культуре первоначальное (кратковременное) действие перекиси водорода вызывало кратковременное незначительное увеличение как флаванов (на 30%), так и проантоцианидинов (на 23%) в опытном варианте в первый день опыта (на 25 день роста культуры) по сравнению с контрольным вариантом (рис.15,16).

При последействии перекиси водорода на 5 и 10 день изменение содержания этих флаванов проявлялось аналогично изменениям в контрольном варианте, но на более низком уровне, а именно сначала количество флаванов в культуре уменьшалось в контрольном варианте на 25%, а в опытном на 58%, а затем увеличивалось в контрольном варианте на 57%, а в опытном на 50%.

У проантоцианидинов на 5 и 10 день опыта наблюдалась почти такая же тенденция: сначала их количество в культуре практически не изменялось в контрольном варианте и уменьшалось в опытном на 30%), а затем, на 10 день, увеличивалось в контрольном варианте на 40%, а в опытном на 38%.

Рис. 15. Изменения в накоплении флаванов в гетеротрофной культуре, в опытном и контрольном варианте, по мере ее роста

Рис. 16. Изменения в накоплении проантоцианидинов в гетеротрофной культуре, в опытном и контрольном варианте, по мере ее роста

Что же касается фотомиксотрофной культуры, то там характер изменений существенно менялся (рис.17, 18).

Кратковременное действие перекиси водорода уже в первый день опыта вызывало понижение накопления флаванов в опытном варианте на 51%, а проантоцианидинов на 35% по сравнению с контрольным вариантом. В дальнейшем наблюдались различия в накоплении флаванов и проантоцианидинов в данной культуре.

Содержание флаванов контрольного варианта оставалось на одном уровне в течение всего пассажа, тогда как содержание флаванов опытного варианта на 5 день опыта оставалось на том же уровне, что и в первый день, а на 10 день сильно увеличивалось, примерно на 54%.

Рис. 17. Изменения в накоплении флаванов в фотомиксотрофной культуре, в опытном и контрольном варианте, по мере ее роста

Количество проантоцианидинов же изменялось и у контрольного, и у опытного вариантов.

Рис. 18. Изменения в накоплении проантоцианидинов в фотомиксотрофной культуре, в опытном и контрольном варианте, по мере ее роста

В контрольном опыте содержание этих веществ на 5 день опыта увеличивалось на 24%, а на 10 день уменьшалось на 19%, приближаясь к первоначальному уровню. В опытном варианте содержание проантоцианидинов росло в течение всего пассажа: на 5 день опыта на 20%, а на 10 день на 42%.

Таким образом, в гетеротрофной культуре наблюдалась одинаковая закономерность в изменении флаванов и протоанцианидинов как в контроле, так и под действием перекиси водорода. Только в начале опыта содержание обоих веществ было выше в опытном варианте по сравнению с контрольным. У фотомиксотрофной культуры под влиянием перекиси водорода накопление фенольных соединений увеличивалось, в противоположность гетеротрофной культуре, к концу опыта. Минимальное накопление веществ фенольной природы в опытном варианте наблюдалось в начале опыта. Изменения в содержании флаванов и протоанцианидинов в контрольном и опытном вариантах носили разный характер.

Выводы

1. Наибольшее содержание флаванов характерно для каллусной ткани чайного растения, инициированной из стебля.

2. Гетеротрофная и фотомиксотрофная каллусные культуры различались по рыхлости, степени оводненности и цвету. Действие перекиси водорода не оказало практически никакого влияния на морфофизиологические характеристики каллусов.

3. Фотомиксотрофная каллусная культура стебля чайного растения характеризовалась более высоким уровнем накопления фенольных соединений флавановой природы по сравнению с гетеротрофной каллусной культурой.

4. Содержание фенольных соединений флавановой природы, в том числе проантоцианидинов, в гетеротрофной каллусной культуры стебля чайного растения снижалось по мере роста, тогда как в фотомиксотрофной каллусной культуре уменьшалось лишь накопление проантоцианидинов.

5. В гетеротрофной культуре в процессе роста наблюдалась одинаковая закономерность в изменении флаванов и проантоцианидинов как в контроле, так и под действием перекиси водорода.

6. У фотомиксотрофной культуры под влиянием перекиси водорода закономерность накопления фенольных соединений отличалась от контрольного варианта. Накопление этих соединений увеличивалось, в противоположность гетеротрофной культуре, к концу опыта.

Список используемой литературы

1. Багратишвили Д.Г., Запрометов М.Н., Бутенко Р.Г. Получение суспензионной культуры клеток чайного растения // Физиология растений. 1979. Том 26. №2. С.449 - 451.

2. Булатова А.А., Юрин В.М., Дитченко Т.И., Молчан О.В., Шапчиц М.П., Ромашко С.Н., Логвина А.О. Культура растительных клеток и тканей: технология получения, разнообразие фармакологически активных метаболитов и приемы регуляции их синтеза, Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь, Труды БГУ, 2010, том 4.

3. БутенкоР.Г. Биология клеток высши храстений in vitro и биотехнологии на их основе. Москва. ФБК - ПРЕСС, 1999.

4. Загоскина Н.В., Усик Т.В., Запрометов М.Н. Культура ткани чайного растения: активность L-фенилаланинаммиаклиазы (ФАЛ), образование фенольных соединений и сезонная вариабельность // Физиология растений, 1990. Том 37. № 3. С.511 - 517.

5. Загоскина Н.В., Федосеева В.Г., Фролова Л.В., Азаренкова Н.Д., Запрометов М.Н. Культура ткани чайного растения: дифференциация, уровень плоидности, образование фенольных соединений // Физиология растений. 1994. Том 41. № 5. С.762 - 767.

6. Запрометов М.Н. Биохимия катехинов. Москва: Наука. 1964.

7. Запрометов М.Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растений.56-е Тимирязевское чтение. Москва: Наука, 1996.

8. Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. Москва: Высшая школа, 1974.214 с.

9. Запрометов М.Н. Фенольные соединения. Москва: Наука. 1993.

10. Кефели В.И., Подшивалова С.А. Особенности роста и метаболизма каллуса фасоли под действием 2,4-Д и кумарина, Ярославль: 1988

11. Клунова С.М., Егорова Т.А., Живухина Е.А. Биотехнология: учебник для высшего педагогического профессионального образования, Москва: Издательский центр "Академия", 2010.256с.

12. Красильникова Л.О., Авксеньтьева О.О., Жмурко В.В. Биохимия растений. Харьков: Колорит, 2007. С.27-144.

13. Макаренко О.А., Левицкий А.П. Физиология и биохимия культурных растений. 2013. Т.45, № 2. - С.100-112.

14. Минаева В.Г. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование. Новосибирск. 1978.252 с.

15. Мэнтелл С.Г., Смит Г. Биотехнология сельскохозяйственных растений. пер. с англ.В.И. Негрука; Москва: Агропромиздат, 1989. С.75-102.

16. Носов А.М. Регуляция синтеза вторичных соединений в культуре клеток растений // Биология культивируемых клеток и биотехнология растений. Москва: Москва, 1991. С.5-20.

17. Тараховский Ю.С., Ким Ю.А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина, отв. ред.Е.И. Маевский. Пущино: Synchrobook. 2013.310 с.

18. Тимофеева О.А., Румянцева Н.И. Культура клеток и тканей растений, учебное пособие, Казань. 2012

19. Хочолава И.А. Технология чая. Москва: Пищепромиздат. 1955.

20. Цоциашвили И.И., Бокучава М.А. Химия и технология чая. Москва: Агропромиздат. 1989.

21. Шевелуха В.С., Калашникова Е.А., Дегтярев С.В. Сельскохозяйственная биотехнология. Москва: Высшая школа. 1998. С.7 - 66.

22. Bradford M. M. Rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. 1976. V.72. P.248-254.

23. Cottle W., Kolattukudy P. E. Plant Physiol. 1982. Vol.69. P.393-399

24. Cushnie, T. P., Lamb A. J. Recent advances in understanding the antibacterial properties of flavonoids, Int. J. Antimicrob. Agents, 2011.38, 99 - 107.

25. Dцrnenburg H., Knorr D. Effectiveness of plant-derived and microbial polysaccharides as elicitors for anthraquinone synthesis in Morinda citrifolia cultures, J. Agric. Food. Chem. 1994. Vol.42. P.1048-1052.

26. Endreb R. Plant Cell Biotechnology, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 1994.353 p.

27. 27. Fru S. C. Planta. 1979. Vol.146. P.343-351

28. Fru S. C., Miller J. G. Plant cell wall polymers. Wash. (D. C.): Amer. Chem. Soc., 1989. P 33-46.

29. Grotewold E. The Science of flavonoids. New York: Springer Science, 2006.273 p.

30. 30. Hartley R. D., Jones E. C. Ibid. 1976. Vol.15. P.1157-1160.

31. Heath R. L Photoperoxidation in isolated chloroplasts. Kinetics and stoicheometry of fatty acid peroxiation // Acrhives of Biochem. and Biophys. 1968. P.189-198

32. Herrmann K. Ztschr. Lebensmittel-Untersuch. - Forsh. 1958. Bd.108. S.152 - 159

33. Kostyuk, V. A., Potapovich A.I., Kostyuk T. V., Cherian M. G. Metal complexes of dietary flavonoids: evaluation of radical scavenger properties and protective activity against oxidative stress in vivo, Cell Mol. Biol., 2007.53.62 - 69.

34. Malesev, D. M., Kuntic V. Investigation of metal-flavonoid chelates and the determination of flavonoids via metal-flavonoid complexing reactions, J. Serb. Chem. Soc., 2007.72.921-939.

35. McClure J. W. Biochemistry of plant phenolics. N. Y.: Plenum press, 1979. P.525-556.

36. Mennen, L.I., Sapinho, D., Ito, H., Galan, P., Hercberg, S., Scalbert, A. Urinary excretion of 13 dietary flavonoids and phenolic acids in free-living healthy subjects - variability and possible use as biomarkers of polyphenol intake, Eur. J. Clin. Nutr. 2008.62.519-525.

37. Rhodes M. J. C. the biochemistry of plant phenolics. Oxford: Clarendon press, 1985. P.99-117

38. Spencer P. A., Towers G. H. N. Plant cell wall polymers. Wash. (D. C.): Amer. Chem. Soc., 1989. P.383-398.

39. Stafford H. A. Phytochemistry. 1988. Vol.27. P.1-6.

40. Stark R. E., Zlotnik-Mazori T., Ferrantello L. M. et al. Plant cell wall polymers. Wash. (D. C.): Amer. Chem. Soc., 1989. P.214-229.

41. Yamamoto E., Bokelman G. H., Lewis N. G. Plant cell wall polymers. Wash. (D. C.): Amer. Chem. Soc., 1989. P 68-88. Ylstra et al, 1992

Размещено на Allbest.ru