Якісний і кількісний склад кореневих екзометаболітів проростків пшениці на початкових етапах росту. Вплив строку збереження насіння, системи збору речовин та щільності пророщування проростків на інтенсивність екскреції та склад кореневих екзометаболітів.
Аннотация к работе
Виділяючи кореневі екзометаболіти в навколишнє середовище, корені беруть участь у формуванні фітоценозів (Иванов В.П., 1973; de Weert S. et al., 2002; Burgmann H. et al., 2005; Kamilova F et al., 2006), змінюють хімічні та фізичні властивості ґрунтів (Dakora F.D. et al., 2002) та інгібують ріст конкуруючих рослин (Estabrook E.M. et al., 1998), виявляючи алелопатичну активність. У звязку з цим ризосекреція є перспективним напрямом біотехнології, оскільки дозволяє одержувати необхідні біологічно активні метаболіти в гідропонних культурах, а залежність складу кореневих екзометаболітів від факторів середовища робить цей процес потенційно керованим (Gagnon H., 1997). Дотепер більша частина рекомбінантних білків, ненасичених жирних кислот, вітамінів, полісахаридів, що одержують з рослин та використовують в медицині, косметології, сільському господарстві, екстрагуються з рослин за допомогою розчинників. Метою роботи було дослідження якісного і кількісного складу кореневих екзометаболітів проростків пшениці на початкових етапах росту, ролі межових клітин в процесах кореневої екскреції та оцінка біологічної активності кореневих екзометаболітів на модельних системах. Вперше показано, що межові клітини відділяються з поверхні кореневого апексу вже в перші 24 години росту кореня і їх кількість складає 30-40 клітин/корінь при морфологічному підрахунку і 80-90клітин/корінь при препаративному виділенні.Білок в складі кореневих екзометаболітів виявлявся після 12 годин росту, його вміст складав 1,32±0,04 мкг/корінь та залишався незмінним впродовж наступних 12 годин росту кореня. Показано, що при різних системах збору екзометаболітів (накопичувальній та проточній), а також при різній щільності пророщування (при різній швидкості накопичення екзометаболітів в середовищі) якісний та кількісний склад екзометаболітів 1-3 денних проростків пшениці розрізнявся: при проточній системі збору кількість екскретованих за 3 доби росту проростків екзометаболітів була на 25% більше, ніж при накопичувальній системі, а максимальна інтенсивність екскреції спостерігалася при щільності пророщування 1 проросток/см2. Корені проростків пшениці з природною низькою інтенсивністю росту характеризувалися більш високою екскреторною активністю, ніж корені з високою природною інтенсивністю росту. При проведенні пілотних експериментів з одержання кореневих екзометаболітів в гідропонній культурі проростків пшениці закономірності з кількості і співвідношення компонентів в кореневих екзометаболітах, виявлені в лабораторних експериментах, зберігалися і при збільшенні обсягів культивування: за 3 доби росту проростків при проточному режимі збору з 1 кг пшениці можна одержати кореневі екзометаболіти, що містять 1,052±0,012 г білка і 2,126±0,016 г глюкози. Інгібування росту коренів супроводжувалося посиленням екскреції як вуглеводів, так і білків для проростків з низькою інтенсивністю росту, і посиленням екскреції тільки вуглеводів для проростків з високою інтенсивністю росту.