ЗАЩИТА БИОАКТИВНОЙ КОМПОЗИЦИЕЙ НА ОСНОВЕ ПЛЮМБАГИНА (CERATOSTIGMA PLUMBAGINOIDES BUNGE) И NA-АСКОРБАТОМ ПИГМЕНТОВ И ФСII ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ СТРЕССЕ

  • R. Ganiyeva
  • S. Dadashova
  • J. Jafarova Institute of Botany of Azerbaijan National Academy of Science
  • R. Gasanov Baku State University, Azerbaijan
Ключевые слова: фотосистема II, пигменты, Zn, Ni, реактивные формы кислорода, антиоксиданты.

Аннотация

Исследованы защитные свойства Na-аскорбата и биоактивной композиции (БАК) полученной на основе плюмбагина из корней (Ceratostigma plumbaginoides Bunge) при токсическом действии Zn2+ и Ni2+ на проростки пшеницы (Triticum aestivum L.). Изменение характеристик миллисекундной замедленной флуоресценции (мсек ЗФ Хл а) отражающих состояние ФС II показывает снижение блокирование активности электрон транспортной цепи (ЭТЦ) на акцепторной стороне при действии Zn2+ и Ni2+ и на донорной при действии Ni2+. Падает устойчивость Хл b 650 и повышается устойчивость каротиноидов к данному стрессу. Действие Na-аск и БАК изменяет соотношение пигментов. Na-аск восстанавливает активность донорной и повышает работу акцепторной стороны ЭТЦ при последовательном действии с Zn2+. Активность акцепторной стороны ЭТЦ восстанавливается при одновременном действии Na-аск с Ni2+. Эффект БАК проявляется в восстановлении активности донорной стороны ЭТЦ ФС II при последовательном действии с металлами. Корригирующий эффект Na-аск и БАК, определяется их способностью нейтрализовать реактивные формы кислорода, образующихся при стрессе и поддерживать окислительно-восстановительные реакции фотосистем.

Биографии авторов

R. Ganiyeva

PhD (biology); associate professor at the laboratory of “Cell biophysics”

S. Dadashova

PhD (biology);  associate professor at the laboratory of “Cell biophysics”

J. Jafarova, Institute of Botany of Azerbaijan National Academy of Science

doctoral student , faculty of biology 

R. Gasanov , Baku State University, Azerbaijan

doctor of science (biology), full professor;  head of the Biotechnical Research Laboratory, faculty of biology

Литература

1. Ben Ghnaya A., Charles G., Hourmant A. et al. Physiological behaviour of four rapeseed cultivar (Brassica napus L.) submitted to metal stress. C. R. Biologies. 2009; 332:363-370. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2008.12.001
2. Clemens S. Toxic metal accumulation, responses to exposure and mechanisms of tolerance in plants. Biochimie. 2006; 88(11):1707-1719. http://dx.doi.org/10.1016/j.biochi.2006.07.003
3. Dixit V., Pandey V., Shyam R. Differential antioxidative responses to cadmium in roots and leaves of pea (Pisum sativum L. cv. Azad). J. Exp. Bot. 2001; 52(358):1101-1109. https://doi.org/10.1093/jexbot/52.358.1101
4. Foyer Ch.H., Noctor G. Redox homeostasis and antioxidant signaling: a metabolic interface between stress perception and physiological responses. The Plant Cell. 2005; 17(7):1866–1875. https://doi.org/10.1105/tpc.105.033589
5. Gasanov R.A., Alieva S., Arao S. et al. Comporative study of the water oxidizing reactions and the millisecond delayed chlorophyll fluorescence in photosystem II at different pH. J. of Photochem. Photobiol. 2007; (86):160-164. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2006.08.008
6. Gasanov R.A., Aliyeva S.A., Mamedov F.Delayed fluorescence in a millisecond range – a probe for the donor side-induced photoinhibition of photosystem II // Photosynthesis: Overview on Recent Progress and Future Perspectives. I K International Publishing House; 2012.
7. Gaziyev, A., Aliyeva, S., Kurbanova, I. et al. Molecular operation of metals into the function and state of photosystem II. Metallomics. 2011; (3):1362–1367. https://doi.org/10.1039/C1MT00100K
8. Jafarova J., Ganiyeva R., Bayramova S. et al. The nature of PS II reactions stability under oxidative stress. Bangladesh J. Bot. 2019; 48(4):1029-1035. https://doi.org/10.3329/bjb.v48i4.49051
9. Joshi M.K., Mohanty P. Chlorophyll a fluorescence as a probe of heavy metal ion toxicity in plants//Chlorophyll a fluorescence: A signature of photosynthesis. Kluwer Academic Publishers; 2004. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-3218-9_25
10. Kondzior P., Butarewicz A. Effect of heavy metals (Cu and Zn) on the content of photosynthetic pigments in the cells of Algae Chlorella vulgaris. J Ecol. Eng. 2018; 19(3):18–28. https://doi.org/10.12911/22998993/85375
11. Miller M. and Cox R.P. Effect of Zn2+ on photosynthetic oxygen evolution and chloroplast manganese. FEBS Letters. 1983; 155(2):331-333. https://doi.org/10.1016/0014-5793(82)80631-5
12. Mohanty N., Vass I., Demeter S. Impairment of photosystem 2 activity at the level of secondary quinone electron acceptor in chloroplasts treated with cobalt, nickel and zinc ions. Physiol. Plant. 1989; (76):386-390. https://doi.org/10.1111/j.13993054.1989.tb06208.x
13. Mysliwa-Kurdziel B., Strzalka K. Influence of metals on biosynthesis of photosynthetic pigments//Physiology and biochemistry of metal toxicity and tolerance in plants. Kluwer Academic Publishers; 2002.
14. Polle A. Dissecting the superoxide dismutaseascorbate-glutathione-pathway in chloroplasts by metabolic modeling. Computer simulations as a step towards flux analysis. Plant Physiology. 2001; 126(1):445–462. https://doi.org/10.1104/pp.126.1.445
15. Scandalios J.G. Oxidative stress: molecular perception and transduction of signals triggering antioxidant gene defenses. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 2005; 38(7):995-1014. https://doi.org/10.1590/S0100-879X2005000700003
16. Smirnoff N. Ascorbic acid: metabolism and functions of a multi-facetted molecule. Curr. Opin. Plant Biol. 2000; 3(3):229-235. 10.1016/s1369-5266(00)80070-9
17. Sytar O., Kumar A., Latowski D. et al. Heavy metal-induced oxidative damage, defense reactions, and detoxification mechanisms in plants. Acta Physiol Plant. 2013; (35):985–999. https://doi.org/10.1007/s11738-012-1169-6
18. Van Assche F. and Clijsters H. Inhibition of photosynthesis in Phaseolus vulgaris by treatment with toxic concentrations of zinc: effects on electron transport and photophosphorylation. Physiologia Plantarum. 1986; 66(4): 717-721. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1986.tb05605.x
19. Wang C., Zhang S.H., Wang P.F. et al. The effect of excess Zn on mineral nutrition and antioxidative response in rapeseed seedlings. Chemosphere. 2009; 75(11):1468-76. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2009.02.033
20. Kurbanova I.M., Ganieva R.A., Dadasheva S.B. i dr. Sostoyanie hlorofill-belkovyh kompleksov RC FS II i SSK pri vozdejstvii na prorostki pshenicy Cd2+ i Co2+ // Aktualnye problemy bioekologi. 2010. S. 168-172. [Kurbanova I.M., Ganiyeva R.A., Dadashova S.B. et al. The state of chlorophyll-protein complexes of RC FS II and LHC under action of Cd2+ and Co2+ on wheat seedlings. Actual problems of bioecology. 2010; 168-172 (In Russ).]
21. Pradedova E.V., Isheeva O.D., Salyaev R.K. Klassifikaciya sistemy antioksidantnoj zashity kak osnova racionalnoj organizacii eksperimentalnogo issledovaniya okislitelnogo stressa u rastenij//Fiziologiya rastenij. 2011. T.58. № 2. S.177-185. [Pradedova E.V., Isheeva O.D., Salyaev R.K. Classification of the antioxidant defense system as the ground for reasonable organization of experimental studies of the oxidative stress in plants. Russian Journal of Plant Physiology. 2011; 58(2): 210-217. (In Russ).] https://doi.org/10.1134/S1021443711020166
Опубликован
2021-07-10
Как цитировать
Ganiyeva , R., S. Dadashova, J. Jafarova, и R. Gasanov. 2021. «ЗАЩИТА БИОАКТИВНОЙ КОМПОЗИЦИЕЙ НА ОСНОВЕ ПЛЮМБАГИНА (CERATOSTIGMA PLUMBAGINOIDES BUNGE) И NA-АСКОРБАТОМ ПИГМЕНТОВ И ФСII ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ СТРЕССЕ ». EurasianUnionScientists, июль, 8-13. https://doi.org/10.31618/ESU.2413-9335.2021.1.87.1388.