лаврентьева светлана игоревна - Каталог диссертационных работ

На правах рукописи
ЛАВРЕНТЬЕВА СВЕТЛАНА ИГОРЕВНА
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ СРЕДЫ НА АКТИВНОСТЬ РИБОНУКЛЕАЗ СОИ
03.02.08 - экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва - 2011
Работа выполнена на кафедре химии ФГБОУ ВПО «Благовещенского
государственного педагогического университета»
Научный руководитель:
кандидат биологических наук, доцент
Официальные оппоненты:
доктор биол. наук, проф.
кандидат биол. наук, доцент
Иваченко Любовь Егоровна
Цветков Илья Леонидович
Проскурина Ирина Константиновна
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный
аграрный университет»
Защита состоится 10 ноября 2011 г. в …… часов на заседании
Диссертационного совета Д 212.155.13 при Московском государственном
областном университете по адресу: 141014, Московская обл., г. Мытищи,
ул. Веры Волошиной, д. 24
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского
государственного областного университета по адресу: 105005, Москва, ул.
Радио, д. 10а
Автореферат разослан "….." _____________ 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор биологических наук
Т.А. Снисаренко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Ведущую роль в поддержании
внутриклеточного гомеостаза и адаптации к стрессорам играют ферменты
[Хочачко, Сомеро, 1988]. К защитным энзимам, обладающим широкой
субстратной специфичностью и способным нейтрализовать действие
большого спектра вирусных, бактериальных и других инфекций,
относится рибонуклеаза (КФ 3.1.27.5). Фермент участвует в нуклеиновом
обмене, и, следовательно, влияет на белковый обмен. Показано, что
рибонуклеаза чувствительна к изменениям факторов внешней среды
[Творус, 1970; Блехман, 1979; Проскурина, 1985; Цветков, 2009].
В Амурской области находится северный ареал произрастания
дикорастущей сои, которая обладает высоким адаптивным потенциалом
[Ала, 2002]. Поэтому данный регион является идеальным для производства
сои. Расширение посевных площадей сои в Амурской области объясняется
не только возрастанием интереса к ней, как ценной высокобелковой,
кормовой и пищевой культуре, но и благоприятными почвенноклиматическими условиями для её возделывания [Синеговская, 2005]. В
почвах Амурской области обитают единственные природные популяции
ризобий сои [Тильба и др., 2004]. В нашем регионе выращиваются в
основном сорта сои местной селекции, выведенные классическими
методами. Эти сорта генетически очень близки, поэтому происходит
обеднение генофонда культурной сои, что ведет к ограничению ее
адаптивного потенциала [Тихончук, 2004]. В связи с акклиматизацией сои
и продвижением ареала выращивания ее на север [Васякин, 2002;
Посыпанов, 2007] возникла необходимость в глубоком изучении ее
биохимических механизмов устойчивости.
В последнее время особое внимание уделяется изучению генома сои
[Cathala et. al., 1992; Иваченко, 2000, 2010; Селихова, 2003; Семенова,
2006; Епифанцев и др., 2010]. Начало изучения полиморфизма белков сои
за рубежом положено еще в прошлом веке [Hildebrand, Hymowitz, 1980;
Palmer, Shoemaker, 1996]. Накопленный в этой области фактический
материал в нашей стране ранее не подвергался разностороннему
обобщению и систематизации. Наиболее доступными для анализа
продуктами активности генов являются изоферменты [Doong, Kiang, 1987].
Изоферментный анализ позволяет модифицировать и расширять
традиционные методы, основанные на использовании белков-маркеров
[Иваченко, 2010].
Цель и задачи исследования. Основная цель нашей работы –
изучить возможность использования активности рибонуклеаз сои в
качестве маркера адаптации к условиям среды. Для достижения этой цели
были поставлены следующие задачи:
1. Оценить возможность использования рибонуклеазной активности в
качестве маркера адаптации сои к различным условиям выращивания.
2. Изучить рибонуклеазную активность семян культурной и
дикорастущей сои.
3. Оценить адаптивный потенциал семян культурной и дикорастущей
сои в условиях температурного стресса.
4. Установить участие рибонуклеаз в механизме адаптации сои к
различным агроэкологическим условиям выращивания.
5. Изучить влияние солей тяжелых металлов на морфологические
показатели и активность рибонуклеаз проростков сои после инокуляции их
семян бактериями ризобий сои.
6. Выявить штаммы ризобий сои, инокуляция которыми способствует
повышению адаптивного потенциала сои.
Научная новизна и теоретическая значимость. Осуществлен
комплексный подход к изучению рибонуклеаз сои в качестве маркера
адаптации к различным условиям выращивания. Изучены адаптивные
возможности семян культурной и дикорастущей сои. Представлены
особенности адаптации семян культурной и дикорастущей сои в условиях
температурного стресса. Установлено участие рибонуклеаз в механизме
адаптации сои к различным агроэкологическим условиям выращивания.
Изучено влияние солей тяжелых металлов на морфологические показатели
и активность рибонуклеаз проростков сои после инокуляции ее семян
бактериями ризобий сои. Впервые выявлены, обобщены и
охарактеризованы множественные формы рибонуклеаз сои.
Практическая значимость. Предложен способ использования
рибонуклеазной активности в качестве маркера устойчивости сортов сои и
штаммов ризобий сои к различным агроэкологическим условиям
выращивании. Выявлены сорта сои и штаммы ризобий сои, которые
можно использовать в адаптивной селекции для повышения адаптивного
потенциала сои.
Материалы диссертационной работы использованы при составлении
элективного курса «Химия жизни», рекомендованного Министерством
образования и науки Амурской области в качестве учебного пособия для
учащихся 9-11 классов общеобразовательных учреждений.
Положения, выносимые на защиту:
1. Дикорастущая соя, обладающая высоким адаптивным потенциалом,
характеризуется повышенной удельной активностью и небольшим
количеством множественных форм рибонуклеаз. Невысокая удельная
активность фермента культурной сои компенсируется увеличением
гетерогенности, что повышает ее устойчивость в различных условиях
выращивания.
2. Стабильная удельная активность и гетерогенность рибонуклеаз сои
или их повышение в различных условиях среды свидетельствуют о
высоком адаптивном потенциале сортов сои или штаммов ризобий сои.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались на VII
и VIII Международной научно-практической конференции «Новые и
нетрадиционные растения и перспективы их использования» (г. Пущино
Московской обл., 2007г., 2009г.); региональной научно-практической
конференции по проблемам внешнеэкономической деятельности
Амурской области «Развитие. Проблемы. Перспективы» (г. Благовещенск,
3-4 декабря 2008г.); ХХIV Всероссийской конференции «Национальное
достояние России» Управление делами Президента РФ (п. Непецино
Московской области, 8-11 апреля 2009г.); III Всероссийской научнопрактической конференции «Инновационные процессы в химическом
образовании» (г. Челябинск, 12-15 октября 2009г.); III Амурской научнопрактической конференции «Экологическое образование и просвещение в
Амурской области» (г. Благовещенск 2010г.); IХ Международной научнометодической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких
растений» (г. Мичуринск, Тамбовской области, 21-25 июня 2010г.); XIII
Всероссийской молодежной школе-конференции по актуальным проблемам
химии и биологии (г. Владивосток, 7-14 сентября 2010г.); Международной
научно-практической конференции «Аграрные проблемы соесеющих
территорий Азиатско-тихоокеанского региона» (г. Благовещенск, 8-9
сентября
2010г.);
научной
Международной
конференции
«Фундаментальные и прикладные исследования» (Италия, Рим,
Флоренция, 12-19 сентября 2010г.); Дальневосточном молодежном
инновационном конвенте (г. Благовещенск, 6-7 ноября 2010г.);
Межрегиональной научно-практической конференции «Химия и
химическое образование» (г. Благовещенск, 8-9 ноября 2010г.); ХХІІІ
Международной зимней молодежной школы «Перспективные направления
физико-химической биологии и биотехнологии» (г. Москва, 7-10 февраля
2011г.); ІІІ Международном экологическом конгрессе ELPIT-2011 (V
Международной научно-технической конференции) «Экология и
безопасность
жизнедеятельности
промышленно-транспортных
комплексов» (г. Тольятти, 21-25 сентября 2011г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 работ,
из них 3 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ,
12 статей в материалах Международных, Всероссийских и
Межрегиональных конференций, 3 статьи в материалах региональных
конференций, 1 статья в сборниках трудов вузов и 1 учебное пособие.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
обзора литературы (глава 1), описания биологических объектов,
материалов и методов исследования (глава 2), изложения и обсуждения
собственных экспериментальных данных (глава 3), заключения и выводов,
рекомендаций к производству, списка литературы, 12 приложений. Работа
изложена на 157 страницах машинописного текста, включает 15 рисунков
и 3 таблицы. Список использованной литературы включает 347
источников, в том числе 113 на иностранных языках.
Личный вклад автора. Автором сформулированы цель и задачи
исследований, теоретически обоснованы пути их решения, подобраны
наиболее оптимальные методы анализа. Результаты исследований
получены автором лично, за исключением случаев специально
оговоренных в диссертации и автореферате, о чём имеются ссылки на
совместные публикации. Работа написана автором лично.
Часть материалов, представленных в диссертации, оценены победой
автора на Дальневосточном молодежном инновационном конвенте в
номинации «Лучший региональный проект» и на Всероссийской
конференции «Национальное достояние России» при Управлении делами
Президента РФ удостоены диплома лауреата первой степени и звания
«Национальное достояние России».
Работа выполнена при финансовой поддержке фонда «Согласие» и
губернатора Амурской области на государственный грант по проекту
«Ступени в будущее российской науки» по направлению модернизация
агропромышленного комплекса.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материалы исследования. В работе использовали сорта сои Glycine
max (L.) Merr.: Гармония, Соната, Вега, Даурия, Лидия и Glycine soja Sieb.
et Zucc.: дикорастущая форма КА-1344, полученные из ГНУ ВНИИ сои (г.
Благовещенск, Амурская область), а также коллекция сортов сои,
полученная из ГНЦ ВИР РАСХН (г. Санкт-Петербург), состоящая из 15
сортообразцов.
В исследовании использовали коллекционные штаммы бактерий
ризобий сои селекции ВНИИсои Bradyrhizobium japonicum (Kircher, 1986):
648а, ТА-125 и Sinorhizobium fredii (Scholla and Elkan, 1984): БД-32, ТБ5081.
Выращивание проростков сои сорта Гармония осуществляли на
питательной среде для клубенькообразования при температуре +26ºС по
общепринятой методике в модификации Бегуна [Бегун, 2005]. В первом
опыте использовали растворы сульфата меди, во втором – растворы
сульфата цинка в концентрациях 6·10-5М; 6·10-4М и 3·10-3М. В третьем
опыте применяли растворы сульфата свинца в концентрациях 3·10 -5М;
3·10-4М и 2·10-3М. Каждый опыт поводился в двадцати повторностях и
длился 25 дней до появления второго тройчатого листа. Выращенные
проростки сои хранили в замороженном виде. Оценку вегетативной массы
выражали в баллах: 0 – отсутствие проростков сои; 1 – проростки сои;
– Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам лаборатории биологических
исследований ГНУ ВНИИ сои РАСХН за предоставленный биологический материал.
1
2 – семядоли; 3 – начало первого тройчатого листа; 4 – первый тройчатый
лист; 5 – второй тройчатый лист.
Для изучения влияния температуры на активность рибонуклеаз
семена сои сорта Гармония термостатировали при температуре 4 оС, 10оС,
23°С, 37°С, 42°С и 45°С в течение 5 часов.
Полевые опыты, по выращиванию коллекции ВИР проведены в 2003
году в Амурской области на агробиостанции Благовещенского
государственного педагогического университета (БГПУ) и в Московской
области на демонстрационном участке Всероссийского научноисследовательского института селекции и семеноводства овощных
культур2 (ВНИИССОК, п. Одинцово). Погодные условия в местах
выращивания значительно отличались по количеству осадков и
температуре воздуха.
Основные методы исследования. Для биохимического анализа из
семян и проростков сои готовили экстракты растворимых белков путем
гомогенизации в ступках на холоду и центрифугирования.
Активность рибонуклеаз определяли в двух биологических и трех
аналитических повторностях спектрофотометрическим методам по
Расселу, содержание белка по Лоури. Удельную активность выражали в
единицах активности на мг белка. Электрофоретические спектры фермента
выявляли методом электрофореза в 7,5%-ом ПААГ с последующим
окрашиванием зон РНКаз.
Статистическую обработку материала и расчет коэффициентов
корреляций проводили по Плохинскому [Плохинский, 1970] с помощью
программы Microsoft Office Excel, 2007.
Вирулентность, изучаемых штаммов ризобий сои, определяли по
наличию клубеньков на корнях сои в процентном отношении. Достоверность
полученных данных проверяли по отсутствию клубеньков на корнях сои в
контрольных пробирках без инокуляции. Расчет наименьшей существенной
разницы (НСР) проводили с помощью программы DDA.EXE.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Активность рибонуклеаз семян сои
На начальном этапе исследований была установлена рибонуклеазная
активность в семенах культурной и дикорастущей сои. Анализ показал, что
семена дикорастущей сои обладают высокой удельной активностью и
небольшим числом множественных форм рибонуклеаз (рис.1).
В свою очередь, выявленная невысокая удельная активность
рибонуклеаз семян культурной сои, видимо, компенсируется увеличением
гетерогенности фермента, что способствует повышению адаптивных
– Автор выражает глубокую благодарность зав. лаб. биохимии ГНУ ВНИИССОК
Лауреату Гос. премии России, д.б.н., проф. В.К. Гинс за предоставленный материал.
2
возможностей культурной сои к условиям выращивания.
А
Б
Рис.1. Удельная активность (А) и множественные формы (Б) рибонуклеаз семян
сои различного филогенетического происхождения: 1- дикорастущая соя, 2- культурная
соя (сорт Гармония). Стрелка – направление электрофореза (от катода к аноду).
Таким
образом,
повышение
адаптивных
возможностей
дикорастущей сои обусловлено наличием в ее семенах высокой удельной
активности рибонуклеаз, а культурной сои – увеличением в них числа
множественных форм фермента.
Влияние температуры на активность рибонуклеаз семян
дикорастущей и культурной сои
Наряду с системами широкого, но специализированного действия,
существует более универсальная защитная система, у различных
организмов в ответ на температурный стресс. Хорошо изучены белки
теплового шока [Панасенко, 2003; Гарбуз, 2007], но большой интерес
представляют изменчивость ферментов, которые отзывчивы на изменение
температуры.
Анализ результатов по влиянию температурного стресса на
активность РНКаз семян культурной и дикорастущей сои показал, что
активность фермента в семенах дикорастущей сои снижается при
отклонении от нормальной температуры (23°С) (рис. 2).
Следовательно, ее адаптивный потенциал падает, что, видимо,
связано с увеличением числа защитных белков. Появление минорных
форм рибонуклеаз в семенах культурной сои, возможно, связано с
повышением ее адаптивного потенциала в условиях измененной
температуры.
Таким образом, в условиях температурного стресса адаптивный
потенциал дикорастущей сои падает, а культурной повышается, что
связано с появлением в ее семенах минорных форм рибонуклеаз.
А
Б
4 10 23 37 42 45°С
4 10 23 37 42 45°С
дикорастущая соя
культурная соя
Рис.2. Зависимость удельной активности (А) и множественных форм (Б) рибонуклеаз
семян сои от температуры. Стрелка – направление электрофореза (от катода к аноду).
Влияние агроэкологических условий выращивания на
активность рибонуклеаз семян сои
Несмотря на пластичность и большой ареал распространения
культуры, современные сорта сои очень требовательны к локальному
размещению в определенных агроэкологических условиях. Поэтому для
каждого региона необходимо создавать свои адаптивные сорта.
Анализ рибонуклеазной активности семян сои различного экологогеографического происхождения, выращенных в Амурской и Московской
областях, показал, что высокой активностью фермента обладают семена
сортов сои шведской селекции (Ugra и Bravalla) и Соер-4 саратовской
селекции, выращенных в обоих регионах, что свидетельствует об их
высоком адаптивном потенциале (рис. 3).
Показано, что семена сортов сои Oajachi японской, Waetshater
германской селекции и гибрид Линия 1040-42 имели высокую РНКазную
активность в условиях Амурской области, а семена сорта СибНИИК-315
сибирской селекции – в Московской области. В связи с этим сорта сои
Oajachi и Waetshater и гибрид Линия 1040-42 можно рекомендовать к
интродукции в Амурской области либо использовать в селекционных
программах, а сорт СибНИИК-315 – в Московской области, что
обусловлено повышением их адаптивных возможностей.
Рис.3. Удельная рибонуклеазная активность семян сои, выращенных в условиях
Амурской и Московской областей: 1-Соната, 2-Гармония, 3-Oajachi, 4-Major, 5-Ugra, 6Bravalla, 7-ПЭП-22, 8-Waetshater, 9-Магева, 10-Светлая, 11-Соер-4, 12-СибНИИК-6, 13СибНИИК-315, 14-Линия-52М, 15-Линия 1040-42.
При изучении электрофоретических спектров рибонуклеазы в
семенах сои сортов коллекции ВИР, выращенных в условиях Амурской
области, выявлено десять форм фермента, в то время как в Московской
области – восемь (рис. 4).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Амурская область
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Московская область
Рис.4. Множественные формы рибонуклеаз семян сои, выращенных в условиях
Амурской и Московской областей 1-Соната, 2-Гармония, 3-Oajachi, 4-Major, 5-Ugra, 6Bravalla, 7-ПЭП-22, 8-Waetshater, 9-Магева, 10-Светлая, 11-Соер-4, 12-СибНИИК-6, 13СибНИИК-315, 14-Линия-52М, 15-Линия 1040-42. Стрелка – направление
электрофореза (от катода к аноду).
Наибольшее количество форм (четыре), обнаружено в семенах сорта
Соер-4 (Саратовская область), выращенного в обоих исследуемых
регионах. Также следует отметить сорта сои амурской селекции, Светлая
рязанской селекции и Major французской селекции в семенах которых
обнаружено по две-три формы РНКаз, как в Амурской, так и в Московской
областях, что свидетельствует о повышенном адаптивном потенциале
данных сортов сои.
По результатам исследования, установлено, что у сортообразцов,
выращенных в условиях Амурской области, выявлена более высокая
гетерогенность, что свидетельствует о лучшей адаптации к данному
региону. Возможно, это обусловлено тем, что Дальний Восток является
исторической зоной произрастания сои.
Таким образом, установлено, что активность рибонуклеаз сои
зависит не только от сортовых особенностей, но и от региона ее
произрастания.
Влияние солей тяжелых металлов на морфологические
показатели и рибонуклеазную активность проростков сои после
инокуляции ее семян бактериями ризобий сои
В Юго-Восточной Азии располагается первичный центр
происхождения культурной сои, где в почвах сформировались
специфические клубеньковые бактерии ризобий сои [Тильба и др., 2004].
Сельскохозяйственное производство становится все более
зависимым от экологических факторов антропогенного происхождения,
которые в значительной степени изменяют свойства почвы,
продуктивность растений и качество продукции. Из всего комплекса
загрязнения окружающей среды наиболее опасными являются тяжелые
металлы (ТМ) [Минеев, Гомонова, 1993; Гармаш, 2006; Мордвинцев,
2008], особенно медь, свинец и цинк [Romero, 1986; Adiloglu, 2007; Gang
et. al., 2009]. В связи с обострением обсуждаемой проблемы, актуальными
явились исследования по влиянию ТМ на рибонуклеазную активность
проростков сои, инокулированных штаммами Bradyrhizobium japonicum и
Sinorhizobium fredii.
Ранее проведенный эксперимент показал, что при внесении в
питательную среду солей ТМ в концентрации 1г/л вызывает угнетающее
действие на проростки сои по всем морфологическим показателям
[Лаврентьева, 2010]. В связи с этим для дальнейших исследований данная
концентрация не использовалась.
Анализ результатов, по влиянию солей ТМ на морфологические
показатели
проростков сои показал, что их токсическое действие
уменьшается в ряду Pb<Zn<Cu.
Изучение удельной активности и множественных форм рибонуклеаз
проростков сои показало более высокую удельную активность и
гетерогенность фермента по сравнению с семенами (рис.5). Видимо, это
объясняется активацией метаболических процессов в период проростания
сои. Исследование множественных форм РНКаз проростков сои выявило
наличие формы с низкой электрофоретической подвижностью, что
нехарактерно для семян сои (рис.6).
А
Б
В
без инокуляции
БД-32
ТБ-508
648а
ТА-125
Рис.5. Удельная активность рибонуклеаз проростков сои, выросших на питательной
среде с добавлением солей тяжелых металлов: А – сульфата меди, Б – сульфата цинка,
В – сульфата свинца в концентрациях: для А, Б: 2 - 6 · 10-5М; 3 - 6 · 10-4М; 4 - 3 · 10-3М;
для В: 2 - 3 · 10-5М; 3 - 3 · 10-4М; 4 - 2 · 10-3М; 1– контроль (без внесения ТМ); К –
контроль (без инокуляции); 1К – контроль (без инокуляции, без внесения ТМ).
А
Б
В
1К 2К 3К4К
1 2 3 4
без инокуляции
БД-32
1
2 3 4
ТБ-508
1 2 3 4
648а
1 2 3 4
ТА-125
Рис.6. Множественные формы рибонуклеаз проростков сои, выросших на питательной
среде с добавлением солей тяжелых металлов в исследуемых концентрациях: для А, Б:
2 - 6 · 10-5М; 3 - 6 · 10-4М; 4 - 3 · 10-3М; для В: 2 - 3 · 10-5М; 3 - 3 · 10-4М; 4 - 2 · 10-3М;
1– контроль (без внесения ТМ); К – контроль (без инокуляции); 1К – контроль (без
инокуляции, без внесения ТМ). Стрелка – направление электрофореза (от катода к
аноду).
Внесение в питательную среду солей исследуемых металлов привело
к снижению рибонуклеазной активности проростков сои по сравнению с
контролем, за исключением образцов, выросших на питательной среде с
внесением сульфата меди в минимальной концентрации и сульфата свинца
в максимальной концентрации. Соли тяжелых металлов снижали
гетерогенность фермента в ряду Cu>Zn>Pb. Таким образом, наличие в
питательной среде солей ТМ вызвало снижении адаптивного потенциала
проростков сои.
Инокуляция ризобиями сои приводит к незначительному
уменьшению удельной активности рибонуклеаз проростков сои по
сравнению с контролем 1К, но данный факт компенсировался появлением
дополнительных множественных форм фермента, за исключением
образцов, инокулированных штаммом ТБ-508.
Установлены характерные изменения удельной активности и спектра
множественных форм рибонуклеаз проростков сои в зависимости от
концентрации солей ТМ и штаммов ризобий сои. Выявлено, что
инокуляция быстрорастущими штаммами Sinorhizobium fredii ТБ-508 и БД32 семян сои приводит к увеличению или стабильности удельной
активности РНКаз проростков сои, что позволяет сделать вывод о высокой
адаптивности данных штаммов. Медленнорастущий штамм Bradyrhizobium
japonicum 648а вызвал повышение активности рибонуклеаз проростков сои
при внесении в питательную среду сульфата цинка или сульфата свинца,
что свидетельствует о повышении адаптивного потенциала сои.
Таким образом, изучение влияния солей тяжелых металлов на
активность рибонуклеаз проростков сои, после инокуляции их семян
ризобиями сои, позволяет отбирать штаммы ризобий сои устойчивые к
воздействию тяжелых металлов.
Проведенные нами исследования позволили впервые выявить,
обобщить и охарактеризовать двенадцать форм рибонуклеаз сои.
Таким образом, установлено, что изучение влияния различных
условий среды на удельную активность и множественные формы
рибонуклеаз сои позволяет отбирать наиболее адаптивные сорта сои и
штаммы ризобий сои для использования их в адаптивной селекции.
Выводы:
1. Стабильная удельная активность и гетерогенность рибонуклеаз сои
или их повышение в различных условиях среды свидетельствует о
высоком адаптивном потенциале сортов сои или штаммов ризобий сои.
Выявлено двенадцать форм рибонуклеаз сои.
2. Повышение
адаптивных
возможностей
дикорастущей
сои
обусловлено наличием в ее семенах высокой удельной активности
рибонуклеаз, а культурной сои – увеличением в них числа множественных
форм фермента.
3. В условиях температурного стресса адаптивный потенциал
дикорастущей сои падает, а культурной повышается, что связано с
появлением в ее семенах минорных форм рибонуклеаз.
4. Активность рибонуклеаз сои зависит от региона и погодных условий
ее произрастания. Отобраны сорта сои Ugra и Bravalla, Соер-4, Соната,
Гармония и Светлая, Major, которые можно рекомендовать к интродукции.
Сорта сои Oajachi, Waetshater и гибрид Линия 1040-42 можно
рекомендовать к использованию в адаптивной селекции в Амурской
области, а сорт СибНИИК-315 – в Московской области.
5. Токсическое действие солей тяжелых металлов на морфологические
показатели проростков сои уменьшается в ряду Pb<Zn<Cu. Внесение в
питательную среду солей тяжелых металлов оказывает отрицательное
действие на удельную активность рибонуклеаз проростков сои и снижает
их гетерогенность в ряду Cu>Zn>Pb.
6. Инокуляция семян сои быстрорастущими штаммами Sinorhizobium
fredii ТБ-508 и БД-32 способствует повышению адаптивного потенциала
сои при наличии в питательной среде солей тяжелых металлов.
Медленнорастущий штамм Bradyrhizobium japonicum 648а можно считать
адаптивным при наличии в питательной среде сульфата цинка или
сульфата свинца.
РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
Для усиления адаптивных возможностей сои в различных
агроэкологических условиях рекомендуется использовать сорта сои:
шведской селекции (Ugra и Bravalla), Соер-4 саратовской селекции, Соната
и Гармония амурской селекции, Светлая рязанской селекции и Major
французской селекции. Сорта сои Oajachi японской селекции, Waetshater
германской селекции и гибрид Линия 1040-42 можно рекомендовать к
интродукции в Амурской области и к использованию в селекционном
процессе, а сорт СибНИИК-315 сибирской селекции – в Московской
области.
Для усиления положительного эффекта бактериализации в системе
мутуалистических (симбиотических) отношений соя – ризобий, при
наличии в питательной среде сульфата меди, сульфата цинка или сульфата
свинца в исследуемых концентрациях, с целью повышения адаптивных
возможностей сорта сои Гармония рекомендуется использовать в составе
нитрагина быстрорастущие штаммами Sinorhizobium fredii ТБ-508 и БД-32.
Медленнорастущий штамм Bradyrhizobium japonicum 648а рекомендуется
использовать в составе нитрагина для усиления положительного эффекта
бактериализации в системе мутуалистических (симбиотических)
отношений соя – ризобий, при наличии в питательной среде сульфата
цинка или сульфата свинца в исследуемых концентрациях.
Список опубликованных работ по теме диссертации
1. Иваченко, Л.Е. Активность амилаз, эстераз и рибонуклеаз в семенах
сои, выращенных в Амурской и Московской областях / Л.Е. Иваченко,
С.И. Лаврентьева, И.А. Трофимцова, М.С. Гинс, А.С. Коничев / Вестник
МГОУ. – 2011. − № 2. − С. 37-41.
2. Иваченко,
Л.Е.
Влияние
условий
выращивания
на
электрофоретические спектры рибонуклеазы, эстеразного и амилазного
комплексов сои / Л.Е. Иваченко, С.И. Лаврентьева, И.А. Трофимцова, А.С.
Коничев, М.С. Гинс // Вестник ЧГПУ. – 2011. − № 5. – С. 365-372.
3. Иваченко, Л.Е. Влияние условий выращивания сои на урожайность и
гидролазный комплекс ее семян / Л.Е. Иваченко, С.И. Лаврентьева, А.С.
Коничев / Вестник МГОУ. – 2011. − № 2. − С. 32-36.
4. Иваченко, Л.Е. Активность и множественные формы рибонуклеазы в
семенах сои различного филогенетического происхождения / Л.Е.
Иваченко, С.И. Лаврентьева, И.А. Трофимцова, В.К. Гинс // Материалы VII
Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и
перспективы их использования»: Сб. статей. РУДН. – М.: РУДН, 2007. – Т.
2. − С. 162-164.
5. Иваченко, Л.Е. Электрофоретические спектры рибонуклеазы при
посеменном анализе в семенах сои различного филогенетического
происхождения / Л.Е. Иваченко, С.И. Лаврентьева, А.Я. Ала, В.С. Ала //
Материалы VIII Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные
растения и перспективы их использования»: Сб. статей. РУДН. – М.:
РУДН. –2009. – Т. 3. − С. 86-88.
6. Лаврентьева, С.И. Использование современных методов исследования
в изучении биохимического состава семян сои / С.И. Лаврентьева, Л.Е.
Иваченко // Материалы
ХХIV Всероссийской конференции
«Национальное достояние России» Минобрнауки РФ, РОСКОСМОС, РАО,
НС ИНТЕГРАЦИЯ, 2009. – С. 1222.
7. Трофимцова, И.А. Элективный курс «Химия жизни» как средство
формирования здорового образа жизни школьников / И.А. Трофимцова,
Л.Е. Иваченко, С.И. Лаврентьева // Материалы III Всероссийской научнопрактической конференции «Инновационные процессы в химическом
образовании». – Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2009. – С. 230-232.
8. Лаврентьева, С.И. Влияние различных концентраций сульфата меди и
сульфата цинка на морфологические показатели проростков сои при
инокуляции их семян / С.И. Лаврентьева, Л.Е. Иваченко, М.В. Якименко,
А.А. Терехова // Сб. статей ХI Международной научно-методической
конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений». –
Мичуринск, 2010.
9. Лаврентьева, С.И. Влияние различных концентраций солей тяжелых
металлов на морфологические показатели проростков сои / С.И.
Лаврентьева, А.А. Терехова // Сб. статей XIII Всероссийской молодежной
школы-конференции по актуальным проблемам химии и биологии. –
Владивосток, 2010. – С. 35.
10. Иваченко, Л.Е. Характеристика сортов сои, различающихся по
скороспелости, относительно их электрофоретических спектров / Л.Е.
Иваченко, С.И. Лаврентьева // Материалы Международной научнопрактической конференции «Аграрные проблемы соесеющих территорий
Азиатско-тихоокеанского региона». – Благовещенск. Изд-во ВНИИ сои,
2011. − С.148-154.
11. Иваченко, Л.Е. Исследование сельскохозяйственных культур,
выращенных в Амурской области, на содержание трансгенов / Л.Е.
Иваченко, Е.М. Стасюк, Е.С. Маскальцова, С.И. Лаврентьева, И.А.
Трофимцова, П.Е. Осипов, И.В. Егорова // Материалы Международной
научной конференции «Мониторинг окружающей среды» Италия (Рим,
Флоренция). Международный журнал прикладных и фундаментальных
исследований. – 2010. − № 9. − С. 93-94.
12. Иваченко, Л.Е. Решение здорового образа жизни во внеучебной
деятельности студентов / Л.Е.
Иваченко, И.А. Трофимцова, С.И.
Лаврентьева // Материалы межрегиональной научно-практической
конференции «Химия и химическое образование». – Благовещенск: Изд-во
БГПУ, 2010. – С.145-151.
13. Лаврентьева, С.И. Использование физико-химических методов для
изучения активности рибонуклеазы сои / С.И. Лаврентьева // Материалы
межрегиональной научно-практической конференции «Химия и
химическое образование». – Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2010. – С. 107.
14. Иваченко, Л. Е. Использование современных методов исследования
в интродукции амурских сортов сои / Л.Е. Иваченко, Л.Ю. Мосейчук, С.И.
Лаврентьева // Материалы межрегиональной научно-практической
конференции «Химия и химическое образование». – Благовещенск: Изд-во
БГПУ, 2010. – С. 112-113.
15. Лаврентьева, С.И. Сотрудничество лаборатории молекулярной
биологии с Всероссийским научно-исследовательским институтом
селекции и семеноводства овощных культур и компанией «Биоком» / С.И.
Лаврентьева, И.Н. Осаулко // Материалы региональной научнопрактической конференции «Развитие. Проблемы. Перспективы Амурской
области». – Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2008. – С. 96-99.
16. Иваченко, Л.Е. Содержание элективного курса «Химия жизни» как
средство мотивации школьников к формированию здорового образа жизни
/ Л.Е. Иваченко, И.А. Трофимцова, С.И. Лаврентьева // Материалы III
Амурской
научно-практической
конференции
«Экологическое
образование и просвещение в Амурской области». – Благовещенск: Изд-во
БГПУ, 2010. – С. 191-197.
17. Лаврентьева, С.И. Внедрение биохимических методов исследований
сои в агропромышленный комплекс Амурской области / С.И. Лаврентьева,
В.А. Кузнецова, А.В. Казакова, А.А. Терехова // Сборник материалов
Дальневосточного
молодежного
инновационного
конвента.
–
Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2010. – С. 67.
18. Иваченко, Л.Е. Электрофоретические спектры ферментов в семенах
сортов сои, выращенных в Московской области / Л.Е. Иваченко, С.И.
Лаврентьева, Е.С. Маскальцова, М.С. Гинс // Сб. науч. тр. «Проблемы
экологии Верхнего Приамурья». – Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2009. –
вып. 11. − С. 51-55.
19. Иваченко, Л.Е. Химия жизни / Л.Е. Иваченко, И.А. Трофимцова,
С.И. Лаврентьева // Учебное пособие к элективному курсу для учащихся:
9-11 классов. Изд. 2-е, доп. (Допущено министерством образования и
науки Амурской области в качестве учебного пособия для учащихся
общеобразовательных учреждений). – Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2010. –
210 с.
20. Иваченко, Л.Е. Влияние сульфатов меди и цинка на активность
аспартатаминотрансферазы, рибонуклеазы и каталазы сои / Л.Е. Иваченко,
С.И. Лаврентьева, А.В. Казакова, А.А. Терехова // Сб. трудов ІІІ
Международного
экологического
конгресса
ELPIT-2011,
V
Международной научно-технической конференции «Экология и
безопасность
жизнедеятельности
промышленно-транспортных
комплексов». – Тольятти: Изд-во ТГУ, 2011. – С. 93-98.