Поверхневі ліпіди зерна сорго і кукурудзи - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯЯ НАУК УКРАЇНИАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук Робота виконана на кафедрі біофізики та біохімії Дніпропетровського національного університету Науковий керівник: доктор біологічних наук ШТЕМЕНКО Наталія Іванівна Дніпропетровський національний університет, зав.каф.біофізики та біохімії. Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор СТАРОДУБ Микола Федорович, Завідувач відділу біохімії сенсорних і регуляторних систем Інституту біохімії ім. Кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник ОКАНЕНКО Олександр Аркадійович, старший науковий співробітник кафедри фізіології рослин Київського національного університету ім.Застосування сучасних хроматографічних, спектральних та інших методів для вивчення ПЛ насіння сорго і кукурудзи актуальне не тільки з погляду встановлення складу ПЛ та їх функцій, що являє собою одне із фундаментальних завдань біохімії, але також є база для виявлення можливих взаємозвязків між складом ПЛ i стійкостю насіння, що є однією з найважливіших фізіолого-біохімічних проблем і може бути використане у селекційно-генетичній роботі. Робота виконувалась у рамках бюджетних тем лабораторії біохімії НДІ біології і кафедри біофізики і біохімії ДНУ “Разработка биотехнологии получения веществ из растительного сырья для практического использования” (0196U00259), “Исследование процессов формирования липидного и белкового комплексов растений” (0199U00129), які входять до координаційного плану № 15 Міністерства освіти і науки, “Розробка біотехнології отримання речовин ліпідної природи із рослинної сировини для практичного використання” (0196U000259). Метою роботи було встановлення класового й внутрішньокласового складу поверхневих ліпідів зерна сорго і кукурудзи, яке має відмінності в біохімічних характеристиках, а також визначення можливих шляхів біосинтезу ліпідних молекул в епідермальних тканинах насіння двох видів злаків. 2) дослідити склад вуглеводнів і жирних кислот поверхневих ліпідів зерна сорго і кукурудзи; 3) виділити оксосполуки із поверхневих ліпідів зерна сорго у вигляді 2,4 - динітрофенілгідразонів і визначити їх склад.Матеріалами дослідження було стигле зерно сорго (Sorghum) сортів Зетра-83, Судзерн-62, Цукрове ДНВ-45, Стрілець-68, Соріз, Степовий-5 і Карликове-45, вирощених у Дніпропетровському інституті зернового господарства УААН, а також стигле зерно кукурудзи (Zea mais L.) гібрида Піонер 3983, лінії кукурудзи ДЛ 300, ДЛ 308, ДЛ 309, які мають відмінності у стійкості до Fusarium moniliforme [Флоря 1983]. Біохімічні характеристики зерна сорго і кукурудзи, що досліджувались. Оскільки цей показник для сорго не був визначальним, підбір сортів проводився за кількістю танінів у зерні (табл.2). Очевидно, що ІЧ - спектри ПЛ зразків мають значні відмінності, що вказує на різний якісний склад оксосполук і жирних кислот або на різне співвідношення цих речовин в ПЛ зерна сорго сортів, що вивчалися. ГЖХ-спектри вуглеводнів ПЛ зерна сорго і кукурудзи демонструють значні відмінності за вмістом компонентів з парною кількістю атомів вуглецю: в ПЛ сорго їх значно більше (табл.Вивчено склад основних класів поверхневих ліпідів зерна сорго і кукурудзи і показано відмінності в інтенсивностях шляхів біосинтезу ліпідних молекул в епідермальних тканинах насіння двох видів злаків. Спектральні характеристики і компонентний склад поверхневих ліпідів насіння сорго (7 видів) і кукурудзи (4 види), що відрізняються за стійкістю до патогенних уражень, мають відмінності. Стійкість корелює з вмістом основного класу поверхневих ліпідів: оксосполук для сорго і естерів для кукурудзи.

Основний зміст роботи

1. Вивчено склад основних класів поверхневих ліпідів зерна сорго і кукурудзи і показано відмінності в інтенсивностях шляхів біосинтезу ліпідних молекул в епідермальних тканинах насіння двох видів злаків.

2. Спектральні характеристики і компонентний склад поверхневих ліпідів насіння сорго (7 видів) і кукурудзи (4 види), що відрізняються за стійкістю до патогенних уражень, мають відмінності. Стійкість корелює з вмістом основного класу поверхневих ліпідів: оксосполук для сорго і естерів для кукурудзи.

3. Різний класовий склад компонентів поверхневих ліпідів може бути показаний поглинанням області карбонільних груп (1707 - 1745 см-1) і є більш гетерогеним для поверхневих ліпідів сорго.

4. Показано, що склад вуглеводнів поверхневих ліпідів насіння має внутрішньовидові особливості, повязані з біосинтезом високомолекулярних компонентів (зерно кукурудзи) та компонентів з парною і непарною кількістю атомів вуглецю (зерно сорго).

5. Установлено, що поверхневі ліпіди зерна кукурудзи і сорго відрізняються за вмістом ненасичених, парних і непарних жирних кислот. Отримані дані дозволяють припустити різну інтенсивність процесів елонгації і десатурації в епідермальних тканинах насіння видів, що вивчалися.

6. Показано, що одним з основних класів (до 57%) поверхневих ліпідів насіння сорго є оксосполуки, які представлені С28 і С30 - альдегідами, що підтверджується даними мас-спектрометричних досліджень.

7. Параметри фазових переходів поверхневих ліпідів зерна сорго і кукурудзи, отримані методом диференційного термічного аналізу, обумовлені різною гідрофобностю та молекулярною масою компонентів.

1. Штеменко Н. И., Диуф Мамаду, Полева Ю. Л., Троценко А. Г. Некоторые биохимические аспекты питательной ценности зерна кукурузы и сорго // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. Вип. 6. 1999. С. 63-68.

2. Штеменко Н. И., Диуф Мамаду, Троценко А. Г., Паталах И.И. Поверхностные липиды зерна кукурузы и сорго: сравнение биохимических характеристик и предположительная роль в обеспечении устойчивости// Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. Вип. 7. 2000. С. 255-259.

3. Штеменко Н.І., Діуф Мамаду, Паталах І.І. Неполярні компоненти і оксигеновані сполуки поверхневих ліпідів сорго//Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Вип. 8. 2000. С. 61-66.

4. Штеменко Н. И., Диуф Мамаду, Пишная О. А., Мороз Ю. Л. Изучение биохимических характеристик злаков в связи с некоторыми экологическими проблемами // Матеріали І Міжнар. конф. “Наука і Освіта’98”, 23-30 квіт. 1998 р., Україна. Дніпропетровськ. С. 77.

5. Shtemenko N. I., Joof Mamadu, Pyshnaya O. A., Moroz J. L. Biochemical characteristics of cereals concerning some environmental problems // “SECO TOX’98” Antalya, Turkey. 1998. P.94.

6. Shtemenko N. I., Joof Mamadu, Moroz J. L. Certains aspects de la valeur nutritive des cereales // V-e Conference Internationale. France et Ukraine, Experience Scientifique et Pratique dans le contexte du Dialogue des Cultures Nationales. Dnepropetrovsk, Ukraine, 1998. Dnepropetrovsk. 1998. P. 70.

7. Shtemenko N. I., Joof Mamadu, Moroz J. L. Ecological aspects of nutrritive quality of cereals. // Міжнародна конференція ’’Питання біоіндикації і екології’’. 21-24 верес. 1998, Запоріжжя. 1998. С. 104.

8. Діуф Мамаду. Оксигеновані сполуки поверхневих ліпідів сорго// III Регіональна конференція молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії. 21-25 трав. 2001. Дніпропетровськ, 2001. С. 90.