Preview

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук

Расширенный поиск
№ 2 (2017)
Скачать выпуск PDF
7-13 225
Аннотация

Исследовано влияние долговременной электрической стимуляции на функциональные свойства клеток в культуре. В работе использованы клетки глиомы крысы линии С6 и клетки аденокарциномы шейки матки линии HeLa. Стимуляцию проводили на протяжении 12 ч однородным электрическим полем с частотой 10 Гц. Для измерения величины равновесного трансмембранного потенциала применяли метод пэтч-кламп, пролиферативную активность оценивали по изменению числа клеток относительно их числа в контрольном образце. Показано, что электрическая стимуляция вызывает изменение равновесного трансмембранного потенциала клеток, что приводит к последующему изменению их пролиферативной активности. Выявлено, что деполяризация плазматической мембраны усиливает пролиферативную активность клеток, в то время как гиперполяризация замедляет. Установлено, что конечный результат зависит как от параметров электрического поля, так и от типа клеток. Таким образом, наблюдаемый эффект связан с активацией потенциал-зависимых ионных каналов, приводящей к изменению времени прохождения клеткой определенной фазы клеточного цикла. Полученные результаты могут быть использованы для разработки методов клеточной инженерии. 

14-26 215
Аннотация

С целью изучения на территории Беларуси устойчивости, особенностей динамики и составления прогноза развития метапопуляций эпифитного мха Neckera pennata Hedw., включенного в Красную книгу Республики Беларусь, а также охраняемого в Европе, исследована динамика 6 метапопуляций данного вида. Подтверждено влияние таких параметров, как диаметр ствола, угол наклона деревьев, глубина трещин коры, на относительное покрытие данного мха и его средний годовой прирост. Выявлены оптимальные значения данных параметров для роста N. pennata. Предложены коэффициент оптимальности для каждой метапопуляции, вычисление которого дает возможность количественно прогнозировать ее развитие, а также показатель зависимости прироста от параметров деревьев-хозяев, обилия и меры связанности – Ri , между которыми выявлена сильная корреляция. Установлена нелинейная зависимость среднего относительного годового прироста от Ri по отдельным видам деревьев. Проведенные исследования позволили сделать более точный прогноз развития метапопуляций N. pennata на ближайшие два года. 

27-32 199
Аннотация

Вирус красной кольцевой пятнистости голубики (BRRV) является одним из вредоносных вирусов брусничных культур и, в соответствии с нормативными документами Европейской и Средиземноморской организации по защите растений (EPPO), подлежит контролю и не допускается при производстве сертифицированного посадочного материала Vaccinium spp. Отсутствие данных о белорусских изолятах BRRV определило необходимость проведения детального анализа данного вируса с использованием PCR-диагностики, секвенирования и анализа нуклеотидных последовательностей вируса. В результате впервые охарактеризован на молекулярном уровне изолят BRRV из Беларуси (BRRV-BY1). В ходе работы амплифицирован и секвенирован фрагмент гена активатора транскрипции вируса. Полученная нуклеотидная последовательность помещена в международную базу данных (EMBL/GenBank), где ей присвоен идентификационный номер LN998983. Филогенетический анализ последовательностей участка генома BRRV показал, что белорусский изолят наиболее родственен изолятам вируса из США. Корреляции между кластерированием изолятов и их географическим происхождением не обнаружено. 

33-39 218
Аннотация

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. 

40-45 359
Аннотация

Изучено влияние внешнего ионизирующего облучения в дозе 1,0 Гр на репродуктивную систему крыс-самцов. Установлено, что в начальном периоде после облучения наблюдается ускорение процесса сперматогенеза, что подтверждается повышением количества сперматогоний, прелептотенных сперматоцитов, сперматоцитов первого порядка и округлых сперматид. Одновременно отмечаются снижение числа эпидидимальных сперматозоидов и их жизнеспособность, значительная гибель зрелых половых клеток путем апоптоза и некроза. Активность глицеральдегид-3- фосфатдегидрогеназы (ГФДГ) и акрозина в эпидидимальных сперматозоидах на 3-и сутки после облучения уменьшается, в то же время в отдаленном периоде активность ГФДГ в этом периоде не отличается от контроля при повышенном уровне акрозина (почти в 2,8 раза). Ухудшение количественных и качественных характеристик эпидидимальных сперматозоидов у облученных животных, по-видимому, приведет к снижению фертильности экспериментальных животных. 

46-54 344
Аннотация

Мексиканский аллотетраплоидный дикий вид картофеля Solanum stoloniferum Schltdl. (серия Longipedicellata) представляет собой источник ряда ценных для селекции генов. Однако естественные репродуктивные барьеры между S. stoloniferum и культурным картофелем существенно затрудняют интрогрессию генов этого вида в селекционный материал. Ранее нами впервые показана возможность получения диплоидных гибридов в скрещиваниях между S. stoloniferum и диплоидными линиями S. tuberosum, что значительно упрощает этот процесс. Однако неясно, какие из ценных генов дикого вида, расположенные на разных геномах, удается перенести к диплоидным межвидовым гибридам. Целью настоящего исследования было отобрать генотипы аллотетраплоидного вида с максимально широкой представленностью ДНК-маркеров генов устойчивости к фитофторозу и Y-вирусу. Отобранные генотипы будут вовлечены в гибридизацию с диплоидами S. tuberosum, что позволит изучить перенос маркеров с геномом А (или В) дикого вида в диплоидные гибриды, в том числе при использовании других методов вовлечения в селекцию генофонда S. stoloniferum. В результате изучения 26 образцов S. stoloniferum выделен PI 205522, у которого имелись маркеры к генам устойчивости к фитофторозу (Rpi-sto1) и Y-вирусу картофеля (Ry-sto и Ry-fsto). Отсутствие расщепления по маркерам у потомства от самоопыления PI 205522 свидетельствует о гомозиготном состоянии этих генов. Сиквенс фрагмента маркера 1521/518 образца PI 205522 показал его гомологию (99 %) с известными последовательностями гена Rpi-sto1 S. stoloniferum и Rpi-blb1 S. bulbocastanum образцов этих видов, имеющих высокую устойчивость к фитофторозу. 

55-65 145
Аннотация

С помощью спектрально-флуоресцентных методов и метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) показано, что после инкубации тиамина с миоглобином и пероксидом водорода в водном растворе образуются тиохром, оксодигидротиохром и тиаминдисульфид. При добавлении тирозина или парацетамола в раствор метмиоглобина, пероксида водорода и тиамина резко повышается выход тиохрома, а выход оксодигидротиохрома и тиаминдисульфида снижается. В присутствии высоких концентраций парацетамола или тирозина тиамин превращается в тиохром, а выход оксодигидротиохрома и ти- аминдисульфида полностью ингибируется. Тиаминмонофосфат и тиаминдифосфат, в отличие от тиамина, стабильны и не окисляются даже после длительной инкубации в смеси с метмиоглобином и пероксидом водорода. Фосфорные эфиры тиамина не окисляются в соот- ветствующие фосфаты тиохрома в отсутствие монофенолов. Образование димеров тирозина, а также димеров и олигомеров парацетамола замедляется в присутствии тиамина и его фосфорных эфиров. Обсуждается механизм сопряженного окисления тиамина и его фосфорных эфиров с окислением монофенолов в пероксидазной реакции, катализируемой метмиоглобином и пероксидом водорода. 

66-77 209
Аннотация

Проведена оценка устойчивости во вторичном ареале выявленных ранее чужеродных видов клюквы крупноплодной и действенности предпринимаемых мер контроля их расселения на плантациях в двух районах Брестской области. Из 23 новых для флоры Беларуси чужеродных видов после 3 лет планомерных работ по их искоренению (2011–2014) у 3 видов сократилась численность популяции, у 7 она сохранилась стабильно низкой, у 10 – стабильно высокой, а 3 вида, у которых увеличилась численность популяции, вселились в естественные фитоценозы. После усиления мер борьбы в течение 2015–2016 гг. численность всех новых чужеродных видов существенно снизилась. Наибольшей устойчивостью отличаются Persicaria sagittata и Lycopus uniflorus, проективное покрытие которых на некоторых чеках и в близлежащем заболоченном лесу достигает 40 %. 

78-86 160
Аннотация

Дано описание комплексной шкалы определения интродукционной ценности растений в аридных условиях пустыни Мангистау, включающей 24 диагностических признака, разбитых на четыре раздела (группы): 1) биологическая устойчивость; 2) декоративно-габитуальные свойства; 3) репродуктивная способность; 4) хозяйственно-биологическое и научное значение. Приведены результаты ее апробации на примере 155 видов и форм аборигенной и инорайонной флоры. Предлагается специальная компьютерная программа DInCeR, которая кроме диагностики перспективности интродукции позволяет вводить в память компьютера разнообразную регистрационную информацию о растениях, формировать списки по семействам и родам, готовить делектус семян, подбирать ассортимент по заданным биоэкологическим, декоративным, репродуктивным и озеленительным свойствам. Все хранящиеся в базе данных сведения о таксонах можно отправить на печать, сервер, по электронной почте или экспортировать во внешние редакторы в различных графических и текстовых форматах. В DInCeR также реализована возможность программного вывода географического расположения растений на интерактивную Яндекс-карту в Интернете по заранее определенным координатам в формате GPS или десятичных градусов. В данное время в электронной базе данных программы имеются записи для 814 коллекционных интродуцентов из 5 таксономических отделов, 8 классов, 11 подклассов, 24 надпорядков, 49 порядков, 8 подпорядков, 49 семейств и 111 ботанических родов. На нее в Министерстве юстиции Республики Казахстан получено Свидетельство о государственной регистрации прав на объект авторского права за № 2339 от 14 декабря 2015 г. 

87-93 189
Аннотация

С целью повышения экономической эффективности технологий продуктов микробного синтеза в качестве субстратов используются промышленные отходы. Отработанные (пережаренные) растительные масла являются дешевыми и доступными в необходимых для применения в микробных технологиях количествах. Однако при жарке в маслах образуются токсические вещества (ингибиторы синтеза целевого продукта), количество которых зависит от состава масла, в частности от соотношения в нем моно- и полиненасыщенных жирных кислот. Изучен синтез микробного экзополисахарида (ЭПС) этаполана на отработанных маслах с различным соотношением моно- и полиненасыщенных жирных кислот. Культивирование Acinetobacter sp. IМВ B-7005 (продуцент этаполана) осуществляли в жидкой среде, содержащей в качестве источника углерода отработанные масла (5 %), характеризующиеся высоким содержанием как полиненасыщенных (подсолнечное, кукурузное), так и мононенасыщенных (оливковое, рапсовое) жирных кислот. Количество ЭПС определяли весовым методом после осаждения изопропанолом, ЭПС-синтезирующую способность – как отношение концентрации ЭПС к концентрации биомассы. Максимальная концентрация ЭПС (11–14 г/л) наблюдалась при выращивании продуцента на отработанных после жарки мяса подсолнечном и кукурузном маслах с использованием инокулята, выращенного на соответствующем рафинированном масле. Количество этаполана, синтезированного в аналогичных условиях культивирования Acinetobacter sp. ИМВ В-7005 на отработанных рапсовом и оливковом маслах, было ниже (9–10 г/л), однако его ЭПС- синтезирующая способность (10–15 г ЭПС/г биомассы) превышала в 1,6–2,4 раза таковую при применении подсолнечного и кукурузного масел. Возможность синтеза этаполана на отработанном масле любого качества (подсолнечное, кукурузное, рапсовое, оливковое) позволяет не только утилизировать накапливающиеся в больших количествах токсичные отходы, но и разработать универсальную технологию получения этого полисахарида, не зависящую от типа, качества и поставщика отработанного масла. 

94-99 243
Аннотация

В статье приведены данные о биологических особенностях (сезонном росте и развитии) сортов хризантемы корейской, находящихся в коллекции Центрального ботанического сада Национальной академии наук Беларуси. Представлены результаты интродукции сортов зарубежной селекции. Приведены фенологические наблюдения развития хризантемы корейской (начало активного роста, бутонизации, цветения). Выделены группы по срокам цветения, высоте куста, окраске и типам соцветий. Показана зависимость периода цветения и обилия цветения хризантемы корейской от климатических условий. Приведены результаты комплексной оценки декоративных и хозяйственно-биологических качеств, основанные на методике сортооценки цветочных культур по В. Н. Былову. Рекомендован 31 сорт хризантемы корейской для зелeного строительства Беларуси. 

ОБЗОРЫ

100-111 172
Аннотация

В статье обзорного характера рассматриваются вопросы природы, свойств, организации и функционирования циркадных ритмов и их значение в регуляции физиологических процессов. Анализируются также молекулярно- генетические аспекты биологических часов и вопросы их взаимосвязи с метаболизмом липидов. Одними из наиболее важных процессов в организме являются метаболические циркадные ритмы. Установлено, что существует прямая зависимость между синхронозом и процессами регуляции синтеза, всасывания и секреции липидов. При этом связь отмечается на нескольких уровнях: биохимическом, молекулярном и генетическом. Особое внимание уделено влиянию циркадных ритмов на функционирование и строение кожи и жировой ткани, которые, в свою очередь, обладают автономными циркадными осцилляторами. При этом часовые гены регулируют активность многочисленных тканеспецифичных генов, тем самым переводя суточную информацию в физиологически значимые сигналы. Значительная часть работы посвящена вопросам десинхроноза, его причинам и последствиям. Суточные нарушения, вызванные внешними или внутренними факторами, могут привести к срыву регуляторных систем организма, который заключается в развитии метаболических нарушений и тканевых повреждений, что в свою очередь может привести к дезадаптации организма. 

112-128 152
Аннотация

Разработан механизм образования молекулярного кислорода в процессе фотосинтеза растений в результате окисления молекул воды в кислородвыделяющем комплексе (КВК) мембран хлоропластов. Проведенное нами всестороннее изучение КВК (от разработки инновационных методов его выделения и анализа свойств до установления его молекулярной структуры и механизма функционирования) показало, что он состоит из двух мономерных пигмент-белково-липидных комплексов фотосистемы 2 (ПБЛК ФС-2), ассоциированных по правилу зеркальной симметрии в димерную структуру в результате их гидрофобного взаимодействия. Установлено образование гидрофобного котла, стабилизирующего водоокисляющий центр (ВЦ) КВК в зоне ассоциации. Исследование закономерностей функционирования КВК позволило выдвинуть и обосновать концепцию двуханодной организации его ВЦ, формирующегося в результате встречного расположения двух функциональных катионов Mn, каждый из которых встроен в систему фотохимического переноса электронов и подвергается фотоокислению в структуре ПБЛК ФС-2 димерного КВК. Благодаря двуханодному действию ВЦ реализуется возможность синхронного окисления сразу двух молекул воды с образованием О2. Предложен механизм, согласно которому стадии четырехквантового окисления функциональных катионов Mn сопровождаются их фотогидролизом, Са2+-активируемым образованием дигидроксидного ассоциата [Mn4+(HO)···(OH)Mn4+] и реакцией диспропорционирования электронной плотности в данном ассоциате с выделением О2 и восстановлением катионов марганца до Mn2+. Термодинамическая эффективность реакции обусловлена оптимальными условиями формирования цилиндрической симметрии σ-π-связи между атомами кислорода в образующихся молекулах О2. Разработанный механизм подтвержден с помощью квантовохимического анализа и может найти применение в создании генераторов молекулярного кислорода на искусственных носителях.



ISSN 1029-8940 (Print)
ISSN 2524-230X (Online)