vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestib-291Research ArticleСтатьиВЛИЯНИЕ НИТРОПИРИНА НА ПОВЫШЕНИЕ СОЛЕУСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ ЯЧМЕНЯ (HORDEUM VULGARE L.)NITROPIRIN CONTRIBUTES TO THE ENHANCEMENT OF PLANT SALT TOLERANCE OF BARLEY (HORDEUM VULGARE L.)АверинаН. Г.AverinaN. G.

гл. науч. сотрудник, профессор

Сhief researcher, Professor

averina@ibp.org.byЩербаковР. А.SherbakovR. A.

канд. биол. наук, науч. сотрудник

Ph. D. (Biol.), Researcher

sherbakov@ibp.org.byНедведьЕ. Л.NedvedE. L.

канд. биол. наук, науч. сотрудник

Ph. D. (Biol.), Researcher

nedved_e@tut.byМинковИ. Н.MinkovI. N.

профессор, заведующий кафедрой

Professor, Head of the Department

minkov@argonacad.bgИнститут биофизики и клеточной инженерии НАН БеларусиBelarusПловдивский университетBulgaria201704082017023339Copyright © Аверина Н.Г., Щербаков Р.А., Недведь Е.Л., Минков И.Н., 20172017Аверина Н.Г., Щербаков Р.А., Недведь Е.Л., Минков И.Н.Averina N.G., Sherbakov R.A., Nedved E.L., Minkov I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/291

Изучено влияние Нитропирина® (НП), представляющего собой смесь кофакторов ключевого фермента ассимиляции неорганического азота – нитратредуктазы (НР), на активность фермента в 7-дневных проростках ячменя, выращиваемых на поверхности воды, при возрастании содержания НР-белка, а также в условиях засоления, создаваемого NaCl. Выращивание растений на растворах НП увеличивало общую активность НР на 21 %, а ее активную форму – на 76 %. Субстратная индукция НР с помощью KNO3 (20 мМ), приводящая к возрастанию содержания НР-белка, повышала в присутствии НП активность НР в среднем на 60 %, что может свидетельствовать о лимитировании активности НР на уровне ее кофакторов как в норме, так и при увеличении содержания фермента. В присутствии KNO3 и активатора НР (экзогенной 5-аминолевулиновой кислоты) НП способствовал формированию высокой солеустойчивости растений ячменя, выращиваемых на растворах NaCl (150 мМ), на ранних стадиях их вегетации, что проявлялось в стимуляции ростовых процессов, повышении активности НР и содержания пролина, а также в снижении уровня АФК, детектируемом по способности растений генерировать супероксид анион-радикал. 

The influence of Nitropirin® (NP), which is a mixture of the key enzyme cofactors of assimilation of inorganic nitrogen-nitrate reductase (NR) on enzyme activity in 7-day barley grown on the surface of the water, in the face of increasing male-content protein as well as in conditions of salinity produced by NaCl were investigated. Growing plants on solutions of NP increased general activity NR on 21 % and its active form at 76 %. Substrate induction NR using KNO3 (20 mm), leading to increased male-content of protein, increased in the presence of the NP NR activity an average of 60 %, which may indicate a limit the HP activity at the level of its cofactors as normal and when you increase the enzyme content. In the presence of KNO3 and HP Activator (exogenous 5-aminolevulinic acid) NP contributed to high salt tolerance of barley plants grown on NaCl solutions (150 mm), in the early stages of vegetation that was manifested in the stimulation of growth processes, increase the activity of NR and proline content, as well as in reducing AFC, detektiruemom on the ability of plants to generate the superoxide anion radical. 

Hordeum vulgarepotassium nitrate5-аминолевулиновая кислотаНитропирин®нитратредуктазапролинсупероксид анион-радикалHordeum vulgareнитрат калия5-aminolevulinic acidNitropirin®nitrogen-nitrate reductaseprolinesuperoxide anion radicalReferencesGarg, S. K. Role and hormonal regulation of nitrate reductase activity in higher plants: a review / S. K. Garg // Plant Sci. Feed. – 2013. – Vol. 3. – P. 13–20.Garg S. K. Role and hormonal regulation of nitrate reductase activity in higher plants: a review. Plant Science Feed, 2013, vol. 3, рр. 13–20.Foyer, C. H. Markers and signals associated with nitrogen assimilation in higher plants. / C. H. Foyer, M. Parry, G. Noctor // J. Exp. Bot. – 2003. – Vol. 54. – P. 585–593.Foyer C. H., Parry M., Noctor G. Markers and signals associated with nitrogen assimilation in higher plants. Journal of Experimental Botany, 2003, vol. 54, рр. 585–593.Участвуют ли белки теплового шока в регуляции экспрессии гена нитратредуктазы Agrostemma githago L. при внезапном повышении температуры? / В. В. Кузнецов [и др.] // Физиология растений. – 1991. – Т. 38, № 5. – С. 970–979.Kuznetsov V. V., Roshchupkin B. V., Kuznetsov V. V., Borisova N. N., Yatsenko I. A. Whether heat shock proteins in the regulation of nitrate reductase gene expression Agrostemma githago L. with a sudden rise in temperature? Fiziologiia rastenii [Russian Journal of Plant Physiology], 1991, vol. 38, no. 5, рр. 970–979. (in Russian).Kende, H. Nitrate reductase in Agrostemma githago. Comparison of the inductive effects of nitrate and cytokinin / H. Kende, T. C. Shen // Biochim. Biophys. Acta. – 1972. – Vol. 286. – P. 118–125.Kende H., Shen T. C. Nitrate reductase in Agrostemma githago. Comparison of the inductive effects of nitrate and cytokinin. Biochimica et Biophysica Acta, 1972, vol. 286, рр. 118–125.Beyzaei, Z. Response of nitrate reductase to exogenous application of 5-aminolevulinic acid in barley plants / Z. Beyzaei, R. A. Sherbakov, N. G. Averina // J. of Plant Growth Regulation. – 2014. – Vol. 33, N 309. – P. 745–750.Beyzaei Z., Sherbakov R. A., Averina N. G. Response of nitrate reductase to exogenous application of 5-aminolevulinic acid in barley plants. Journal of Plant Growth Regulation, 2014, vol. 33, no. 309, рр. 745–750.Savidov, N. A. Regulation of Mo-cofactor, NADH- and NAD(P)H-specific nitrate reductase activities in the wild type and two nar-mutant lines of barley (Hordeum vulgare L.) / N. A. Savidov, B. I. Tokarev, S. H. Lips // J. of Experim. Botany. – 2013. – Vol. 48, N 309. – P. 847–855.Savidov N. A., Tokarev B. I., Lips S. H. Regulation of Mo-cofactor, NADH- and NAD(P)H-specific nitrate reductase activities in the wild type and two nar-mutant lines of barley (Hordeum vulgare L.). Journal of Experimental Botany, 2013, vol. 48, no. 309, рр. 847–855.Garg, N. Nitrate reductase activity in roots and leaves of chickpea cultivars under salt stress. / N. Garg, R. Singla // Span. J. Agric. Res. – 2005. – Vol. 3. – P. 248–252.Garg N., Singla R. Nitrate reductase activity in roots and leaves of chickpea cultivars under salt stress. Spanish Journal of Agricultural Research, 2005, vol. 3, рр. 248–252.Роль метаболизма азота в формировании солеустойчивости ячменя / Н. Г. Аверина [и др.] // Физиология растений. – 2014. – Т. 61, № 1. – С. 106–113.Averina N. G., Beizai Z., Shcherbakov R. A., Usatov A. V. The role of nitrogen metabolism in the formation of the salt tolerance of barley. Fiziologiia rastenii [Russian Journal of Plant Physiology], 2014, vol. 61, no. 1, рр. 106–113. (in Russian).Bezaei, Z. Involvement of nitrate reductase in the ameliorating effect of 5-aminolevulinic acid on NaCl-stressed barley seedlings / Z. Bezaei, N. G. Averina, R. A. Sherbakov // Acta Physiol. Plant. – 2015. – Vol. 37, N 11. – Р. 1–8.Averina N. G., Beizai Z., Shcherbakov R. A. Involvement of nitrate reductase in the ameliorating effect of 5-amino-levulinic acid on NaCl-stressed barley seedlings. Acta Physiologiae Plantarum, 2015, vol. 37, no. 11, рр. 1–8.Аверина, Н. Г. Молекулярные механизмы регуляции нитратредуктазы экзогенной 5-аминолевулиновой кислотой в проростках ячменя, выращенных в условиях засоления хлоридом натрия / Н. Г. Аверина, З. Бейзаи, Р. А. Щербаков // Докл. нац. акад. наук Беларуси. – 2015. – Т. 59, № 4. – С. 95–101.Averina N. G., Beizai Z., Shcherbakov R. A. Molecular mechanisms of regulation of nitrate reductase exogenous 5-aminolevulinic acid in barley grown in sodium chloride salinity conditions. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi [Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus], 2015, vol. 59, no. 4, рр. 95–101. (in Russian).Aверина, Н. Г. Биосинтез тетрапирролов в растениях / Н. Г. Aверина, Е. Б. Яронcкая; Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т биофизики и клеточ. инженерии. – Минск: Беларус. навука, 2012. – 413 с.Averina N. G., Yaronckaya E. B. Biosynthesis of tetrapyrroles in plants. Minsk, Belarusian science, 2012. 413 р. (in Russian).Средство за регулиране на нитратното съдържание в растенията : пат. BG 60673B1, Республика България / И. С. Желязков, И. Н. Минков, П. И. Душкова, Е. К. Нешева. – Опубл.: 29.12.1994.Zhelyazkov I. S., Minkov I. N., Dushkova P. I., Nesheva E. K. Tool of regulation contents of nitrate in plant. Patent BG, no. 60673B1, 1994. (in Bulgarian).Influence of nitropyrine on the early stages of chlorophyll synthesis in wheat / V. T. Toneva [et al.] // Bulg. J. Plant Physiol. – 2002. – Vol. 28, N 1–2. – P. 92–98.Toneva V. T., Dimitrova S. D., Pavlova B. I., Minkov I. N. Influence of nitropyrine on the early stages of chlorophyll synthesis in wheat. Bulgarian Journal of Plant Physiology, 2002, vol. 28, no. 1–2, рр. 92–98.Salinity-induced changes in two cultivars of Vigna radiate: responses of antioxidative and proline metabolism / K. Sumithra [et al.] // Plant Growth Regul. – 2006. – Vol. 50. – P. 11–22.Sumithra K., Jutur P. P., Carmel B. D., Reddy A. R. Salinity-induced changes in two cultivars of Vigna radiate: responses of antioxidative and proline metabolism. Plant Growth Regulation, 2006, vol. 50, рр. 11–22.Misra, N. Effect of salt stress on proline metabolism in two high yielding genotypes of green gram / N. Misra, A. K. Gupta // Plant Sci. – 2005. – Vol. 169. – P. 331–339.Misra N., Gupta A. K. Effect of salt stress on proline metabolism in two high yielding genotypes of green gram. Plant Science, 2005, vol. 169, рр. 331–339.Необходимость образования супероксида для развития этиолированных проростков пшеницы / Б. Ю. Шорнинг [и др.] // Биохимия. – 2000. – Т. 65, № 12. – С. 1612–1617.Shorning B. Yu., Smirnova E. G., Yaguzhinskii L. S., Vanyushin B. F. The need for education for development of etiolated seedlings of superoxide wheat. Biochemistry, 2000, vol. 65, no. 12, рр. 1612–1617. (in Russian).Механизмы формирования устойчивости растений ячменя к солевому стрессу под действием 5-аминолевулиновой кислоты / Н. Г. Аверина [и др.] // Физиология растений. – 2010. – Т. 57, № 6. – С. 849–856.Averina N. G., Gritskevich E. R., Vershilovskaya I. V., Usatov A. V., Yaronskaya E. B. Mechanisms of formation of barley plant resistance to salt stress under the action of 5-aminolevulinic acid. Fiziologiia rastenii [Plant Physiology], 2010, vol. 57, no. 6, рр. 849–856. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.