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"10.29235/1029-8940-2022-67-4-398-405vestib-837Research ArticleСтатьиАнализ активности ключевых ферментов антиоксидантной системы Rubus hamaemorus L.Analysis of the enzyme activity of the Rubus chamaemorus L. antioxidant systemСтрахЯ. Л.StrakhY. L.

Страх Яна Леонидовна – аспирант

ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь

Yana L. Strakh – Postgraduate student

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

y.strakh@gmail.comИгнатовецО. С.IgnatovetsO. S.

Игнатовец Ольга Степановна – канд. биол. наук, доцент

ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск

Olga S. Ignatovets – Ph. D. (Biol.), Associate Professor

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

Ignatovets@gmail.comБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological University202202112022674398405Copyright © Страх Я.Л., Игнатовец О.С., 20222022Страх Я.Л., Игнатовец О.С.Strakh Y.L., Ignatovets O.S.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/837

В настоящее время сохранение биоразнообразия является одним из ключевых направлений устойчивого развития мировой экономики. Совокупность абиотических и биотических факторов постоянно оказывает влияние на растительное сообщество, что зачастую совместно с антропогенным воздействием неблагоприятно сказывается на способности растений к адаптации без ущерба для их физиологических показателей и сужает пределы их толерантности и устойчивости. Одним из вариантов определения восприимчивости или устойчивости популяций к климатическим условиям и антропогенным стресс-факторам является изучение комплекса ферментов, ответственных за формирование антиоксидантной защиты клетки. Морошка приземистая относится к реликтовым растениям, находящимся в Республике Беларусь под угрозой исчезновения.

Проведенные исследования продемонстрировали, что наиболее угнетенной из изучаемых популяций Rubus chamaemorus L. является популяция заказника «Жада», однако проводимые мероприятия по восстановлению гидрорежима указанной территории могут положительно сказаться на ее дальнейшем состоянии. Данные исследования впервые проводились для южной границы ареала обитания.

Растения популяции заказника «Лонно» оцениваются как наиболее перспективные для использования в селекции и распространении морошки, что в свою очередь позволит сохранить этот реликтовый вид на территории Беларуси.

Currently, biodiversity conservation is one of the key areas for sustainable development of the world economy. A combination of abiotic and biotic factors constantly affects the plant community. Often, together with anthropogenic stress factors, they adversely affect the ability of plants to adapt without compromising physiological parameters and to narrow the limits of tolerance and resistance. One of the options for determining the susceptibility or resistance of populations to climatic conditions and anthropogenic stress factors is to study the complex of enzymes responsible for the formation of the antioxidant defense of the cell. Cloudberry squat refers to relict plants that are endangered in the Republic of Belarus.

The studies have shown that the most oppressed of the studied populations of Rubus chamaemorus L. is “Zhada”; however, ongoing measures to restore the hydrological regime of this territory can have a positive impact on its future condition. These studies were carried out for the first time for the southern border of the habitat.

“Lonno” population plants are assessed as the most promising ones for use in breeding and distribution of cloudberries that, in turn, will allow preserving this relic species in Belarus.

морошка приземистая (Rubus chamaemorus L.)популяциягендерная дифференциацияферментыредокс-статусантиоксидантная системапероксидазакаталазаполифенолоксидазасупероксиддисмутазаглутатионредуктазаcloudberry (Rubus chamaemorus L.)populationgender differentiationenzymesredox statusantioxidant systemperoxidasecatalasepolyphenol oxidasesuperoxide dismutaseglutathione reductaseReferencesПоликсенова, В. Д. Индуцированная устойчивость растений к патогенам и абиотическим стрессовым факторам: на примере томата / В. Д. Поликсенова // Вестн. Белорус. гос. ун-та. Сер. 2, Химия. Биология. География. ‒ 2009. ‒ № 1 (66). ‒ С. 48–60.Poliksenova V. D. Induced resistance of plants to pathogens and abiotic stress factors: on the example of tomato. Vestnik BGU. Seriya 2, Khimiya. Biologiya. Geografiya [Bulletin of BSU. Series 2, Chemistry. Biology. Geography], 2009, no. 1 (66), pp. 48–60 (in Russian).Metabolic Pathway of Natural Antioxidants, Antioxidant Enzymesand ROS Providence / B. Huchzermeyer [et al.]. ‒ Antioxidants. ‒ 2022. ‒ Vol. 11, N 4. ‒ Art. 761. https://doi.org/10.3390/antiox11040761Huchzermeyer B., Menghani E., Khardia P., Shilu A. Metabolic Pathway of Natural Antioxidants, Antioxidant Enzymesand ROS Providence. Antioxidants, 2022, vol. 11, no. 4, art. 761. https://doi.org/10.3390/antiox11040761Колупаев, Ю. Е. Активные формы кислорода и стрессовый сигналинг у растений / Ю. Е. Колупаев, Ю. В. Карпец // Ukr. Biochem. J. ‒ 2014. ‒ T. 86, № 4. ‒ C. 18‒35.Kolupaev Yu. E., Karpets Yu. V. Reactive oxygen species and stress signaling in plants. Ukrainian Biochemical Journal, 2014, vol. 86, no. 4, pp. 18–35 (in Russian).Колупаев, Ю. Е. Антиоксидантная система растений: клеточная компартментация, защитные и сигнальные функции, механизмы регуляции / Ю. Е. Колупаев, Ю. В. Карпец, Л. Ф. Кабашникова // Прикл. биохим. и микробиол. ‒ 2019. ‒ T. 55, № 5. ‒ C. 419‒440.Kolupaev Yu. E., Karpets Yu. V., Kabashnikova L. F. Plant Antioxidant System: Cellular Compartmentation, Protective and Signaling Functions, Regulatory Mechanisms (Review). Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya [Applied biochemistry and microbiology], 2019, vol. 55, no. 5, pp. 419‒440 (in Russian).Газарян, И. Г. Особенности структуры и механизма действия пероксидаз растений / И. Г. Газарян, Д. М. Хушпульян, В. И. Тишков // Успехи биол. химии. – 2006. – Т. 46. – C. 303–323.Gazaryan I. G., Khushpul’yan D. M., Tishkov V. I. Features of the structure and mechanism of action of plant peroxidases. Uspekhi biologicheskoi khimii [Advances in biological chemistry], 2006, vol. 46, pp. 303–323 (in Russian).Влияние пренатального стресса на активность глутатион-зависимых антиоксидантных ферментов в субклеточных фракциях печени крыс / А. В. Вьюшина [и др.] // Биомед. химия. – 2021. – Т. 67, № 4. – С. 347–351.V’yushina A. V., Pritvorova A. V., Semenova O. G., Ordyan N. E. Effect of prenatal stress on the activity of glutathionedependent antioxidant enzymes in subcellular fractions of rat liver. Biomeditsinskaya khimiya [Biomedical chemistry], 2021, vol. 67, no. 4, pp. 347–351 (in Russian).Киргизова, И. В. Особенности накопления антиоксидантных ферментов у растений картофеля в условиях биотического и абиотического стрессов / И. В. Киргизова, А. М. Гаджимурадова, Р. Т. Омаров // Изв. вузов. Прикл. химия и биотехнология. – 2018. – Т. 8, № 4. – С. 42–54.Kirgizova I. V., Gadzhimuradova A. M., Omarov R. T. Accumulation of antioxidant enzymes in potato plants under the conditions of biotic and abiotic stress. Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimiya i biotekhnologiya [Proceedings of universities. Applied chemistry and biotechnology], 2018, vol. 8, no. 4, pp. 42–54 (in Russian).Das, K. Reactive oxygen species (ROS) and response of antioxidants as ROS-scavengers during environmental stress in plants / K. Das, A. Roychoudhury // Redox Homeostasis Managers in Plants under Environmental Stresses. – 2016. – Vol. 2, N 53. – P. 1–13. https://doi.org/10.3389/fenvs.2014.00053 9. Polyphenol oxidase from Dominga table grape / E. Núñez-Delicado [et al.] // J. Agricult. Food Chem. – 2005. – Vol. 53, N 15. – P. 6087–6093. https://doi.org/10.1021/jf050346zDas K., Roychoudhury A. Reactive oxygen species (ROS) and response of antioxidants as ROS–scavengers during environmental stress in plants. Redox Homeostasis Managers in Plants under Environmental Stresses, 2016, vol. 2, no. 53, pp. 1–13. https://doi.org/10.3389/fenvs.2014.00053Красная книга Республики Беларусь: Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды дикорастущих растений / гл. ред. : Л. И. Хоружик [и др.]. ‒ Минск : БелЭн, 2005. ‒ 456 с.Núñez-Delicado E., Serrano-Megías M., Pérez-López A. J., LópezNicolás J. M. Polyphenol oxidase from Dominga table grape. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, vol. 53, no. 15, pp. 6087–6093. https://doi.org/10.1021/jf050346zИзучение активности пероксидаз в листьях разных популяций морошки приземистой / Я. Л. Страх [и др.] // Технология органических веществ: материалы докл. 84-й науч.-техн. конф., посвящ. 90-летнему юбилею БГТУ и Дню белорус. науки (с междунар. участием), Минск, 03–14 февр. 2020 г. / Белорус. гос. технол. ун-т ; гл. ред. И. В. Войтов. – Минск, 2020. – С. 284–286.Red Book of the Republic of Belarus: Rare and endangered species of wild plants. Minsk, Belaruskaya entsyklapedyya Publ., 2005. 456 p. (in Russian).Методы биохимического исследования растений / А. И. Ермаков [и др.]. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. – 429 с.Strakh Ya. L., Ignatovets O. S., Kruchonok A. V., Krasnevska N. Study of the activity of peroxidases in the leaves of different populations of cloudberry. Tekhnologiya organicheskikh veshchestv: materialy dokladov 84-i nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, posvyashchennoi 90-letnemu yubileyu BGTU i Dnyu belorusskoi nauki (s mezhdunarodnym uchastiem) (Minsk, 03–14 fevralya 2020 goda) [Technology of organic substances: materials of reports of the 84th scientific and technical conference dedicated to the 90th anniversary of BSTU and the Day of Belarusian Science (with international participation) (Minsk, February 03–14, 2020)]. Minsk, 2020, pp. 284–286 (in Russian).Aebi, H. Catalase in vitro / H. Aebi // Methods Enzymol. – 1984. – Vol. 105. – P. 121–126. https://doi.org/10.1016/ s0076-6879(84)05016-3Ermakov A. I., Arasimovich V. V., Yarosh N. P., Peruanskii Yu. V., Lukovnikova G. A., Ikonnikova M. I. Methods of biochemical research of plants. Leningrad, Agropromizdat. Leningradskoe otdelenie Publ., 1987. 429 p. (in Russian).Полесская, О. Г. Изменение активности антиоксидантных ферментов в листьях и корнях пшеницы в зависимости от формы и дозы азота в среде / О. Г. Полесская, Е. И. Каширина, Н. Д. Алехина // Физиология растений. – 2004. – Т. 51, N 5. – С. 686–691.Aebi H. Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 1984, vol. 105, pp. 121–126. https://doi.org/10.1016/s0076- 6879(84)05016-3Верлан, Н. В. Клинико-фармакологический анализ состояния системы глутатиона при церебральной ишемии: автореф. дис. … д-ра мед. наук : 14.00.25 / Н. В. Верлан ; Моск. мед. акад. им. И. М. Сеченова. – М., 2008. – 37 с.Polesskaya O. G., Kashirina E. I., Alekhina N. D. Changes in the activity of antioxidant enzymes in wheat leaves and roots depending on the form and dose of nitrogen in the medium. Fiziologiya rastenii [Plant physiology], 2004, vol. 51, no. 5, pp. 686–691 (in Russian).Gill, S. S. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants / S. S. Gill, N. Tuteja // Plant Physiol. Biochem. – 2010. – Vol. 48, N 12. – Р. 909–930. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.08.016Verlan N. V. Clinical and pharmacological analysis of the state of the glutathione system in cerebral ischemia. Abstract of Ph. D. diss. Moscow, 2008. 37 p. (in Russian).Al-Khayri J. M. Nanobiotechnology: Mitigation of Abiotic Stress in Plants / J. M. Al-Khayri, M. I. Ansari, A. Kumar. – Cham : Springer, 2021. – 590 p.Gill S. S., Tuteja N. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry, 2010, vol. 48, no. 12, pp. 909–930. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2010.08.016Al-Khayri J. M., Ansari M. I., Kumar A. (eds.). Nanobiotechnology: Mitigation of Abiotic Stress in Plants. Cham, Springer, 2021. 590 p.Al-Khayri J. M., Ansari M. I., Kumar A. (eds.). Nanobiotechnology: Mitigation of Abiotic Stress in Plants. Cham, Springer, 2021. 590 p.

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