Preview

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук

Расширенный поиск
Том 64, № 2 (2019)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.29235/1029-8940-2019-64-2

135-146 437
Аннотация

Исследовано влияние индукторов иммунного ответа β-аминомасляной кислоты (АМК), β-1,3-глюкана (ГК), салициловой кислоты (СК) и их смеси на структурно-функциональное состояние и окислительный статус растений огурца в условиях инфицирования грибным патогеном Fusarium oxysporum. Установлено, что дезорганизующее влияние патогенного гриба Fusarium oxуsporum в растениях огурца проявляется в подавлении синтеза фото- синтетических пигментов и функциональной активности фотосистемы 2 хлоропластных мембран, а также в изменении характера перераспределения поглощенной световой энергии, что приводит к снижению интенсивности фото- химической конверсии (qP) и усилению нефотохимического тушения (qN) флуоресценции хлорофилла. При этом интенсивность процессов перекисного окисления липидов усиливается. Применение иммуномодуляторов АМК, ГК и СК способствует формированию адаптивных свойств фотосинтетического аппарата, а также снижению активности окислительных процессов в инфицированных листьях огурца, что свидетельствует о защитной роли препаратов против фузариозного увядания, вызванного Fusarium oxysporum.

147-155 209
Аннотация

Методом паровой дистилляции получены образцы эфирных масел растений рода Agastache L., интродуцированных в Республике Беларусь. С помощью газожидкостной хроматографии в эфирных маслах растений Agastache pallidiflora ssp. neomexicana L., Agastache aurantiaca L., Agastache mexicana L., Agastache foeniculum L. идентифицировано и определено более 20 компонентов.

Основными компонентами являются лимонен, 1,8-цинеол, ментон, изоментон, метилхавикол, метилэвгенол. Количественный состав образцов эфирных масел зависит от вида растительного сырья. Главным компонентом эфирных масел Agastache pallidiflora ssp. neomexicana L. и Agastache aurantiaca L. является ментон (40–65 %). Эфирное масло Agastache foeniculum L. обогащено пулегоном и изоментоном, а в эфирном масле Agastache mexicana L. преобладают метилхавикол и метилэвгенол. Показаны особенности распределения энантиомеров лимонена, ментона и пулегона. Независимо от вида растений исследованные образцы являются оптически чистыми по (+)-пулегону. Распределение энантиомеров лимонена и ментона является индивидуальной характеристикой исследованных эфирных масел Agastache L.

156-168 193
Аннотация

Гипохлорная кислота, HOCl, является одним из наиболее сильных биологических окислителей и важнейшим медиатором воспалительных повреждений клеток и тканей. В настоящей работе изучен характер изменения морфологии митохондрий клеток печени крыс, эритроцитов крыс и клеток линии B14 при окислительном воздействии HOCl in vitro.

Внесение HOCl (300 мкМ) в суспензию митохондрий вызывало изменения органелл, незначительно снижало среднюю суммарную длину и среднее количество крист в одной митохондрии без изменения длины одной кристы, уменьшало среднюю площадь сечения митохондрии и удлиняло профили митохондрий, увеличивая число измененных митохондрий и гетерогенность популяции. Кроме того, наблюдалась деполяризация митохондриальных мембран, скорость и степень которой определялись концентрацией HOCl. Воздействие HOCl (25–150 мкМ) в течение 60–180 с индуцировало лизис эритроцитов крыс, которому предшествовало изменение формы и размеров клеток.

Рассчитанная нами константа диссоциации HOCl с эритроцитарной мембраной составила 140 ± 25 мкМ, кооперативность процесса взаимодействия (коэффициент Хилла) – 2,1. В клетках линии B14 воздействие HOCl (100 мкМ) вызывало потерю способности сорбироваться на субстрате, формировать ассоциаты и последующее сжатие клеток. Таким образом, морфологические (и функциональные) перестройки митохондрий печени крыс вследствие воз- действия HOCl могут служить одной из причин гибели клеток в очагах воспаления. На уровне целых клеток воздействие HOCl вызывает лизис эритроцитов и глубокие повреждения клеток линии B14.

169-179 261
Аннотация

Изучены основные климатические факторы, влияющие на годичный радиальный прирост дуба черешчатого, произрастающего в разных лесотипологических условиях на юге Беларуси. Выделено три региона (юго-западный, южный и юго-восточный), отличающиеся условиями его произрастания, и построено 6 стандартизированных мастер-хронологий годичного прироста за период от 140 до 230 лет.

Сравнительный анализ стандартизированных мастер-хронологий показал, что по реакции прироста пойменные и мелиоративно-производные дубовые леса существенно отличаются от суходольных (плакорных). Для разных лесорастительных условий разработаны регрессионные модели связи прироста деревьев дуба с климатическими пара- метрами. Анализ функций отклика прироста на климатические факторы показал, что радиальный прирост дуба черешчатого в пойменных условиях в наибольшей степени связан с температурами в начале вегетационного сезона. Для деревьев, растущих в мезотрофных условиях, основное влияние на прирост оказывает режим осадков.

180-189 231
Аннотация

Исследовано влияние светодиодного освещения разного спектрального состава на продуктивность Spirulina platensis, накопление в ее клетках белка и экспрессию гена нитратредуктазы. Показано, что при светодиодном освещении с преобладанием красной составляющей в спектре излучения продуктивность водоросли на 9–29 % больше, чем при освещении люминесцентной лампой. Использование одного синего света существенно (на 83 %) уменьшает продуктивность Spirulina platensis,что, по-видимому, обусловлено отсутствием в спектральном составе осветителя желтой и красной составляющих, которые наиболее эффективно поглощаются фикоцианином. Выявлена положительная корреляция между возрастанием продуктивности водоросли и накоплением в ее клетках белка. Так, при использовании осветителя с красными светодиодами содержание белка увеличилось на 21 % в расчете на 1 г сухого веса и на 47 % в расчете на 1 л суспензии по отношению к контролю. Анализ экспрессии гена Nar, кодирую-щего нитратредуктазу в клетках Spirulina platensis, не выявил прямой зависимости между накоплением белка и уровнем экспрессии гена Narв наиболее перспективном (в плане выхода биомассы и накопления белка) варианте с использованием красных светодиодов. Это указывает на определяющую роль фотосинтетической активности клеток Spirulina platensisв увеличении продуктивности и синтеза белка.

190-197 207
Аннотация

Выполнено компьютерное моделирование AQP4-зависимого переноса воды через гематоэнцефалический барьер. Изучено влияние на объемный перенос воды изменений удельной плотности AQP4 и его поляризации на обменной поверхности капилляра. Установлено, что в зависимости от характера распределения аквапорина в глиальных мембранах, охватывающих капилляр, наблюдается изменение величины и направления объемного потока переносимой воды. Полученные результаты могут быть использованы для объяснения патогенеза развития отека головного мозга, а также при разработке способов фармакологической коррекции различных видов нарушения церебрального водного обмена.

198-201 188
Аннотация

Обнаружен новый для фауны Беларуси вид – Aedes mercuratorDyar, 1920 (Diptera: Culicidae). Ли-чинки IV стадии собраны нами в 2018 г. на территории Березинского биосферного заповедника. Приводится морфологическая и экологическая характеристика данного вида.

202-209 150
Аннотация

Дикий аллотетраплоидный вид картофеля Solanum stoloniferumредко используется в селекции из-за пре- и постзиготных репродуктивных барьеров. Одним из факторов, затрудняющих скрещивания между S. stoloniferumи S. tuberosum, является односторонняя несовместимость (англ.unilateral incompatibility, UI).

В статье представлены результаты использования оригинальных SvSv-линий для преодоления UI в скрещивани-ях с S. stoloniferumи получения мужски фертильных гибридов с участием дикого вида.SvSv-линии представляют собой гибриды F2 между дигаплоидами S. tuberosum иS. verrucosum. Они мужски фертильны, а их цитоплазма от-носится к типу D/γ. Так как эти гибриды гомозиготны по Sv-гену от S. verrucosum,  они не образуют пестичных S-РНКаз и благодаря этому их использование в скрещиваниях позволяет устранить презиготную несовместимость. В результате опыления семи SvSv-линий пыльцой 26 образцов S. stoloniferumполучено большое количество семян, из которых, несмотря на низкий процент прорастания (1,9 %), сформировалось 40 сеянцев межвидовых гибридов. Эксперимент по гибридизации между SvSv-линиями и S. stoloniferumвоспроизведен с использованием образца дикого вида PI205522, у которого ранее выявлены ДНК-маркеры генов устойчивости к PVY, фитофторозу, а также маркеры цитоплазмы «стерильного» типа W/γ: получено 950 гибридных семян и 12 жизнеспособных сеянцев. Геном сеянцев был удвоен при помощи колхицина, в результате чего образовались мужски фертильные гексаплоиды (F1), которые завязывали семена при самоопылении. Удвоенные гибриды удалось скрестить в качестве материнских растений с сортом Katahdin. Полученные из семян пентаплоидные гибриды (BC1) образовывали выполненные семена при опылении их пыльцой сорта Quarta. Отобранные по маркерам гибриды ВС2 были вовлечены в гибридизацию с сор-тами картофеля как в качестве материнских форм, так и в качестве опылителей. Значительная доля гибридов F1, BC1 и BC2 была мужски фертильна (формировали функционально активную пыльцу).

210-215 219
Аннотация

Можжевельник китайский ‘Blaauw’ (Juniperus chinensis‘Blaauw’) относится к растениям, которые трудно размножаются путем укоренения стеблевых черенков. Это послужило причиной проведения исследований с целью получения потомства данного культивара при помощи прививки. По результатам проведенных в 2012 г. опытов по прививке разными способами декоративной формы на двухлетние саженцы можжевельника виргинского ‘Grey Owl’ (Juniperus virginiana‘Grey Owl’) черенкового происхождения приживаемость составила около 80 %, од-нако окончательные выводы об успешности трансплантации можно делать только на основании дальнейших много-летних наблюдений за привитыми растениями. Установлено, что растения можжевельника китайского ‘Blaauw’, привитые способом вприклад сердцевиной на камбий и сердцевиной на сердцевину, более жизнеспособны, чем растения, привитые способом в боковой зарез. За период наблюдений 2012–2018 гг. в последнем случае погибло 75 % привитых саженцев, а из прививок, выполненных вприклад, выпало лишь 38,5 %. Привитые саженцы характеризуются более мощным ростом по сравнению с саженцами черенкового происхождения. Годичный прирост первых в 2–2,5 раза больше, что объясняется влиянием подвоя. Место прививки со временем становится трудноразличимым, что свидетельствует о хорошей совместимости компонентов прививки и подходящем способе ее проведения. Таким образом, прививка вприклад является перспективным способом размножения трудноукореняемого можже-вельника китайского ‘Blaauw’.

216-221 155
Аннотация

Несмотря на применение комплексного лечения, выживаемость пациентов группы высокого риска при нейробластоме не превышает 50 %, при этом основная причина смертельных исходов – развитие рецидива забо- левания. Ключевыми факторами неблагоприятного прогноза в отношении выживаемости и частоты развития реци- дивов являются поражение костного мозга (КМ), а также наличие минимальной остаточной болезни на различных этапах терапии.

Наиболее перспективным методом, позволяющим с высокой чувствительностью и специфичностью (за счет комбинации молекулярных маркеров) выявлять клетки нейробластомы в образцах КМ является ПЦР в режиме реального времени. В данной работе нами разработан метод оценки экспрессии генов TH и PHOX2B для детекции метастатиче- ского поражения КМ при нейробластоме. Разработанный метод обладает высокой чувствительностью (1·10–4) и спе- цифичностью к опухолевым клеткам. Экспрессия генов TH и PHOX2B оценена у 67 пациентов детского возраста с нейробластомой на момент постановки диагноза. Показано наличие клинического значения оценки экспрессии генов TH и PHOX2B, что проявляется достоверно худшими показателями общей и безрецидивной выживаемости в группе пациентов с гиперэкспрессией детектируемых генов. Разработанный метод может быть использован в кли- нической практике как для оценки степени поражения КМ, так и для стратификации пациентов по группам риска на момент постановки диагноза.

222-228 175
Аннотация

Флаваноиды – крупнейший класс растительных полифенолов. 2ʹ-Гидроксифлаванон относится к производным флавона и первоначально был выделен из растения мимоза пугливая (Mimosa pudica). Данное хими- ческое соединение обладает широким спектром биологической активности, в том числе и способностью к связыва- нию с ДНК. Нами изучены физико-химические свойства 2ʹ-гидроксифлаванона и его производного на основе моди- фикации Шиффа, а также механизмы их взаимодействия с ДНК. Качественный анализ проведен с помощью ядерно- го магнитного резонанса. Для анализа стабильности химической структуры производного 2ʹ-гидроксифлаванона на основе модификации Шиффа использовали ультрафиолетовую спектроскопию. 2ʹ-Гидроксифлаванон и его производ- ное фотостабильны в диметилсульфоксиде. Взаимодействие 2ʹ-гидроксифлаванона и его производного происходит по механизму интеркаляции. Изменение структуры молекулы 2ʹ-гидроксифлаванона путем модификации Шиффа приводит к усилению ДНК-связывающих свойств. Высокая аффинность связывания с ДНК 2ʹ-гидроксифлаванона и его производного в форме модификации Шиффа может найти применение при разработке противоопухолевых и антимикробных лекарств.

229-237 174
Аннотация

С помощью стандартных методик изучены особенности онтогенетической и пространственной структуры ценотических популяций (ЦП) Adenophora lilifolia (L.) A. DC., включенного в Красную книгу Самарской области (категория 3 – редкий вид), на особо охраняемых природных территориях разного ранга – в степной и лесостепной зонах Среднего Поволжья (Самарская область) и Южного Урала (Республика Башкортостан), а также в гор- ной зоне Южного Урала.

Изученные ЦП расположены на опушках дубово-липовых, березовых, реже – кленово-липовых или осиновых лесов, редколесий или лесных колков. Общая плотность особей колеблется от 0,8 до 4,2 экз/м2. Генеративная фракция в популяциях составляет 81,1 %, прегенеративная – 19,3 % от общего числа особей. Базовый онтогенетический спектр A. lilifolia является центрированным. Хотя доля генеративных особей во всех ЦП высокая, распределение по онтогенетическим группам в двух регионах имеет свои особенности. Средние значения демографических индексов свидетельствуют о достаточно высокой стабильности популяций вида в Среднем Поволжье и на Южном Урале. По критерию «дельта-омега» большинство из 14 изученных ЦП A. lilifolia являются зрелыми, а кроме того, выявлены переходная и зреющие ЦП. На Южном Урале состояние популяций в целом достаточно благополучное. В Самарской области все изученные популяции испытывают высокую антропогенную нагрузку, а численность особей в конкретных местообитаниях невелика.

238-254 237
Аннотация

Сформулированы основные принципы развития новой для Беларуси системы озеленения с целью формирования (реставрации) устойчивых придорожных растительных сообществ высокой ботанической и эстетической ценности на основе использования методов сохранения, восстановления и внедрения декоративных видов природной флоры, характерных для конкретного региона. Положения концепции рекомендованы для дорог республиканского значения и апробированы на модельном участке (г. Мядель – курортный поселок Нарочь) автомагистрали Р28. Зарубежный опыт и оригинальные исследования показали, что вдоль дорог сохраняется высокий, в том числе адаптационный, потенциал природной флоры, способный при изменении режима кошения сформировать устойчивые растительные сообщества и повысить эстетику и выразительность ключевых элементов ландшафта придорожных территорий. Реализация стратегии предусматривает разработку ассортимента аборигенных видов растений, которые могут быть использованы при озеленении придорожных территорий с учетом их геоботанических и эдафических особенностей, создание банка семян травосмеси, формирование естественных генетических резерватов (полевых банков) луговой флоры для каждого геоботанического района или округа в целях сохранения и повышения общего экосистемного и генетического баланса. Атлас растений «Придорожные цветы», составленный для Национального парка «Нарочанский», может быть рекомендован для озеленения дорожных полос в границах Ошмянско-Минского геоботанического округа. Для расширения полученного положительного опыта по повышению биоразнообразия придорожных экосистем и снижения затрат на их содержание целесообразно внедрение дан- ной стратегии на территории дорожной сети Беларуси. Это влечет за собой регулирование технологий управления придорожными экосистемами, направленное прежде всего на сохранение, восстановление и формирование естественных растительных сообществ, включая луговые и водно-болотные.

УЧЕНЫЕ БЕЛАРУСИ



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