Вплив рутин-амонійного комплексу на фізіологічний стан проростків сосни звичайної

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31548/forest2021.04.008

Анотація

У рослинному організмі фенольні сполуки неспецифічно впливають на процеси морфогенезу і виконують широкий спектр регуляторних і захисних функцій. Особливий інтерес становлять процеси, які пов’язані з комплексотворенням флавоноїдів у результаті їхньої взаємодії з амонійними формами азоту. Полярні сполуки, які утворюються в тканинах у результаті хімічної трансформації, достатньо рухомі у ґрунтових розчинах і виявляють високу біологічну активність. Властивості фенол-амонійних комплексів викликають значне зацікавлення в аспекті морфогенезу, фізіології стійкості, а також у системі взаємодії рослин із ґрунтовими мікроорганізмами. Це також надзвичайно актуально при виробництві якісного та стійкого до несприятливих факторів садивного матеріалу.

Дослідження впливу фенол-амонійного комплексу проводили на насінні і проростках сосни звичайної. Кількісні показники енергії проростання та схожості визначали методом пророщування насіння. Біохімічне профілювання екстрактів тканин проростків виконували методом високоефективної тонкошарової хроматографії.

Експериментально підтверджено, що рутин (кверцетин-3-О-рутинозид) після взаємодії з 10 % водним розчином аміаку утворює комплекс речовин, серед яких методом хроматографії виявлено полярні продукти, які потенційно впливають на регуляцію росту. За сумарної концентрації 15 мг/л ці речовини достовірно підвищували показники енергії проростання та схожості насіння. У проростків сосни вони стимулювали ріст коренів і пагонів. Ефект дії комплексу органічних сполук на проростки залежав від концентрації, тривалості оброблення насіння і мав пролонговану дію. Отриманий фенол-амонійний комплекс за концентрацією 10–15 мг/л сприяв підвищенню кількості хлорофілів, каротиноїдів у тканинах проростків, а за 20–40 мг/л збільшував уміст продуктів фенольного синтезу.

Посилання

Anand D., A., Arulmoli, R., & Subramani, P. (2016). Overviews of Biological Importance of Quercetin. A Bioactive Flavonoid Pharmacognosy Reviews, 10 (20), 84-89. https://doi.org/10.4103/0973-7847.194044

Blokhina, O., Virolainen, E., & Fagerstedt, K. V. (2003). Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Ann. Bot., 91, 179-194. https://doi.org/10.1093/aob/mcf118

Boyer, R. F., Clark, H. M., & Sanchez, S. (1989). Solubilization of ferrihydrite iron by plant phenolics: a model for rhizosphere processes. J. Plant Nutr, 12, 581-592. https://doi.org/10.1080/01904168909363975

Buer, C. S., Imin, N., & Djordjevic, M. A. (2010). Flavonoids: new roles for old molecules. Journal of Integrative Plant Biology, 52 (1), 98-111. https://doi.org/10.1111/j.1744-7909.2010.00905.x

Caretto, S., Linsalata, V., Colella, G., Mita, G., & Lattanzio, V. (2015). Carbon fluxes between Primary Metabolism and Phenolic Pathway in Plant Tissues under Stress. International Journal of Molecular Sciences, 16, 26378-26394. https://doi.org/10.3390/ijms161125967

DellaPenna, D., Pogson, B. J. (2006). Vitamin synthesis in plants: tocopherols and carotenoids. Annu. Rev. Plant Biol, 57 (1), 711-738. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.56.032604.144301

Grana, E., Costas-Gil, A., Longueira, S., Celeiro, M., Teijeira, M., Reigosa, M. J., & Sanchez-Moreiras, A. M. (2017). Auxin-like effects of the natural coumarin scopoletin on Arabidopsis cell structure and morphology. Journal of Plant Physiology, 218, 45-55. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2017.07.007

Grodzinsky, A. M. (1973). Fundamentals of chemical interaction of plants. Kiev: Naukova Dumka [in Ukrainian].

Kovalevsky, S. B., Taranenko, Yu. H. (2013). Growing seedlings of Scots pine with plant growth regulators and composite fertilizers. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii, 204, 47-55 [in Russian].

Lattanzio, V. (2013). Phenolic Compounds: Introduction. In K. G. Ramawat, & J. M. Merillon (Eds.), Handbook of Natural Products. Berlin, Heidelber: Springer-Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-642-22144-6_57

Li, Jun, Ye, Yonghao, Huang, Hongwu, & Dong, Liyao. (2011). Kaempferol-3-O-β-D-glucoside, a potential allelochemical isolated from Solidago Canadensis. Allelopathy Journal, 28 (2), 259-266.

Likhanov, A., Oliinyk, M., Pashkevych, N., Churilov, A., & Kozyr, M. (2021). The Role of Flavonoids in Invasion Strategy of Solidago canadensis L. Plants, 10, 1748 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.3390/plants10081748

Melnychuk, M., Grigoriuk, I., Likhanov, A., Kliuvadenko, A., & Drozd, P. (2011). Allelopathic potential of leaf litter of plants English Oak (Quercus robur L.) and European Hornbeam (Сarpinus betulus L.). Bioresources and nature management, 3 (3-4), 5-14 [in Ukrainian].

Naikoo, M. I., Dar, M. I., Raghib, F., Jaleel, H., Ahmad, B., Raina, A., & Naushin, F. (2019). Role and Regulation of Plants Phenolics in Abiotic Stress Tolerance. Plant Signaling Molecules, 157-168. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816451-8.00009-5

Pinchuk, A. P., & Likhanov, A. F. (2018). Influence of different extranutrition conditions on phenolic compounds synthesis and pigmental complex of Scots pine seedlings needles. Lisivnytstvo ta dekoratyvne sadivnytstvo, 288, 97-107 [in Ukrainian].

Pinchuk, A. P., et al. (2017). The influence of cerium dioxide nanoparticles on germination of seeds and plastic exchange of pine seedlings (Pinus sylvestris L.). Biotechnologia Acta, 10 (5), 63-71 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/biotech10.05.063

Santelia, D., Henrichs, S., Vincenzetti, V., Sauer, M., Bigler, L., Klein, M., Bailly, ... & Martinoia, E. (2008). Flavonoids redirect PIN-mediated polar auxin fluxes during root gravitropic responses. The J. of Biological Chemistry, 283 (45), 31218 -31226. https://doi.org/10.1074/jbc.M710122200

SSU 8558:2015 (2015). Seeds of trees and shrubs. Methods for seed testing (germination, viability, benign). Kyiv [in Ukrainian].

Tegelberg, R., Julkunen-Tiitto, R., & Aphalo, P. J. (2001). The effects of long-term elevated UV-B on the growth and phenolics of field-grown silver birch (Betula pendula). Glob. Chang. Biol., 7, 839-848. https://doi.org/10.1046/j.1354-1013.2001.00453.x

Tian, B., Pei, Y., Huang, W., Ding, J., & Siemann, E. (2021). Increasing flavonoid concentrations in root exudates enhance associations between arbuscular mycorrhizal fungi and an invasive plant. The ISME Journal, 15, 1919-1930. https://doi.org/10.1038/s41396-021-00894-1

Volynec, A. P. (2013) Fenol'nye soedineniya v zhiznedeyatel'nosti rastenij. Minsk: Belarus. nauka [in Russian].

Winkel-Shirley, B. (2002). Biosynthesis of flavonoids and effects of stress. Curr. Opin. Plant Biol., 5, 218-223. https://doi.org/10.1016/S1369-5266(02)00256-X

Zagoskina, L. V., & Nazarenko, N. V. (2016). Aktivnye formy kisloroda i antioksidantnaya sistema rastenij. Vestnik Moskov. Ped. Univer. Seriya: Estestvennye nauki, 2 (22), 9-23 [in Russian].

Zaprometov, M. N. (1993). Phenolic compounds. Distribution, metabolism and function in plants. Moscow: Nauka [in Russian].

Завантаження

Опубліковано

2021-12-31

Номер

Том 12 № 4 (2021)

Розділ

БІОЛОГІЯ ЛІСОВиХ ТА УРБАНІЗОВАНиХ ЕКОСиСТЕМ

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).