ISSN: 0024-1148 Лесоведение. 2016. № 4. С. 294-304

АКТИВНОСТЬ ПЕРОКСИДАЗЫ КАК ИНДИКАТОР СТЕПЕНИ УЗОРЧАТОСТИ ДРЕВЕСИНЫ КАРЕЛЬСКОЙ БЕРЕЗЫ

Н. А. Галибина¹, Е. В. Мошкина¹, К. М. Никерова¹, Ю. Л. Мощенская¹, С. Р. Знаменский^2
1Институт леса КарНЦ РАН 185910 Республика Карелия, Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11      E-mail: galibina@krc.karelia.ru  ²Институт биологии КарНЦ РАН

Поступила в редакцию: 14 мая 2015 г.

На примере 25-летних деревьев карельской березы (Betula pendula var. carelica), произрастающих на лесосеменных плантациях в условиях средней тайги Европейской России установлена статистически значимая линейная связь между степенью проявления узорчатости древесины карельской березы и активностью гваяколпероксидазы в тканях ксилемы. Все исследованные растения по степени узорчатости древесины были поделены на группы, которым присвоен балл от 0 до 3 (0 баллов - безузорчатые деревья, 1-3 балла - растения с разной степенью узорчатости древесины). Предложенный способ определения активности гваяколпероксидазы в ксилеме карельской березы может использоваться в качестве количественной экспресс-диагностики ''узорчатости'' древесины растений. Впервые выполнено определение активности пероксидазы в ксилеме растений карельской березы, произрастающих на разных по уровню плодородия почв участках. Показано, что условия азотного питания оказывают влияние на активность пероксидазы. У безузорчатых растений карельской березы при увеличении доступного азота в почве наблюдается увеличение пероксидазной активности. У узорчатых растений карельской березы, различающихся по степени узорчатости древесины, при возрастании почвенного плодородия отмечена тенденция к увеличению активности пероксидазы. Полученные данные подтверждают имеющееся в литературе мнение о возможном влиянии уровня плодородия почвы на проявление признака ''узорчатости''.

• Работа выполнена в рамках государственного задания Института леса КарНЦ РАН.


• Ключевые слова: Betula pendula var. carelica, ксилема, гваяколпероксидаза, ферментативная активность, плодородие почвы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. университета, 1975. 470 с.

2. Вересин М.М., Ефимов Ю.П., Арефьев Ю.В. Справочник по лесному селекционному семеноводству. М.: Агропромиздат, 1985. 245 с.

3. Ветчинникова Л.В. Карельская береза и другие редкие представители рода Betula L. М.: Наука, 2005. 269 с.

4. Викторова Л.В., Максютова Н.Н., Трифонова Т.В., Андрианов В.В. Образование пероксида водорода и оксида азота при введении нитрата и нитрита в апопласт листьев пшеницы // Биохимия. 2010. Т. 75. № 1. С. 117-124.

5. Галибина Н.А., Новицкая Л.Л., Софронова И.Н. Динамика сахаров в тканях ствола Betula pendula (Betulaceae) при выходе из зимнего покоя // Растительные ресурсы. 2012. Т. 48. № 4. С. 554-564.

6. Галибина Н.А., Новицкая Л.Л., Красавина М.С., Мощенская Ю.Л. Активность сахарозосинтазы в тканях ствола карельской березы в период камбиального роста // Физиология растений. 2015а. Т. 62. № 3. С. 410-419.

7. Галибина Н.А., Новицкая Л.Л., Красавина М.С., Мощенская Ю.Л. Активность инвертазы в тканях ствола карельской березы // Физиология растений. 2015б. Т. 62. № 6. С. 804-813.

8. Галибина Н.А., Теребова Е.Н., Новицкая Л.Л., Софронова И.Н. Динамика неструктурных углеводов в органах и тканях двухлетних сеянцев Betula pendula и Betula pubescence в период вегетации // Труды КарНЦ РАН. Серия Экспериментальная биология. 2014. № 5. С. 108-116.

9. Галибина Н.А., Целищева Ю.Л., Андреев В.П., Софронова И.Н., Никерова К.М. Активность пероксидазы в органах и тканях деревьев березы повислой // Ученые записки ПетрГУ. Серия Естественные и технические науки. 2013. № 4. C. 7-13.

10. Дубовская Л.В., Колеснева Е.В., Князев Д.М., Волотовский И.Д. Защитная роль оксида азота при окислительном стрессе, индуцированном в растениях табака пероксидом водорода // Физиология растений. 2007. Т. 54. С. 847-855.

11. Евдокимов А.П. Биология и культура карельской березы. Л.: Изд-во Ленингр. университета, 1989. 226 с.

12. Ермаков В.И. Механизмы адаптации березы к условиям севера. Л.: Наука, 1986. 144 с.

13. Карпец Ю.В., Колупаев Ю.Е., Ястреб Т.О. Влияние нитропруссида натрия на теплоустойчивость колеоптилей пшеницы: связь эффектов с образованием и обезвреживанием активных форм кислорода // Физиология растений. 2011. Т. 58. № 6. С. 883-890.

14. Коровин В.В., Новицкая Л.Л., Курносов Г.А. Структурные аномалии стебля древесных растений. М.: Московский гос. университет леса, 2003. 280 с.

15. Курсанов А.Л. Транспорт ассимилятов в растениях. М.: Наука, 1976. 647 с.

16. Любавская А.Я. Карельская береза. М.: Лесн. пром- сть, 1978. 158 с.

17. Машкина О.С., Табацкая Т.М., Исаков Ю.Н. Клональное размножение березы карельской // Лесн. хоз-во. 2000. № 4. С. 33-34.

18. Морозова Р.М. Лесные почвы Карелии. Л.: Изд-во Наука, Ленингр. отд-ние, 1991. 184 с.

19. Новицкая Л.Л. Карельская береза: механизмы роста и развития структурных аномалий. Петрозаводск: Verso, 2008. 144 с.

20. Новицкая Л.Л., Галибина Н.А. Транспортная и запасная формы сахаров у березы повислой (Betula pendula Roth) // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под воздействием факторов среды: матер. междунар. конф. Петрозаводск: Изд-во Карельского НЦ РАН, 2011. С. 230-236.

21. Рахматуллина Д.Ф., Гордон Л.Х., Алябьев А.Ю., Огородникова Т.И., Лосева Н.Л., Обыночный А.А. Влияние NaNO₂ - источника монооксида азота на энергетический обмен растительных клеток // Докл. АН. 2009. Т. 424. № 2. С. 283-285.

22. Соколов Н.О. Карельская береза. Петрозаводск: Изд-во Карело-Финской ССР, 1950. 116 с.

23. Способ диагностики узорчатой древесины карельской березы: Патент 2063679 Российской Федерации. № 93041569/15; заявл. 20.08.93; опубл. 20.07.96. Бюл. № 17. 3 с.

24. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: ИНФРА-М, 2002. 528 с.

25. Тян С.Р., Лей Ю.Б. Физиологические ответные реакции проростков пшеницы на засуху и облучение УФ-Б. Влияние нитропруссида натрия // Физиология растений. 2007. Т. 54. С. 763-769.

26. Федорец Н.Г., Морозова Р.М., Солодовников А.Н. Лесные почвы Карелии и оценка их продуктивности // Труды КарНЦ РАН. 2003. № 5. C. 108-120.

27. Agati G., Azzarello E., Pollastri S., Tattini M. Flavonoids as antioxidants in plants: location and functional significance // Plant Sci. 2012. V. 196. P. 67-76.

28. Couee I., Sulmon C., Gouesbet G., Amrani El A. Involvement of soluble sugars in reactive oxygen species balance and responses to oxidative stress in plants // Journal of Experimental Botany. 2006. V. 57. P. 449-459.

29. Dani V., Simon W.J., Duranti M., Croy R.R. Changes in the tobacco leaf apoplast proteome in response to salt stress // Proteomics. 2005. V. 5. P. 737-745.

30. Duroux L., Welinder K.G. The peroxidase gene family in plants: a phylogenetic overview // Journal of Molecular Evolution. 2003. V. 57. P. 397-407.

31. Gechev T.S., Van Breusegem F., Stone J.M., Denev I., Laloi C. Reactive oxygen species as signals that modulate plant stress responses and programmed cell death // Bioessays. 2006. V. 28. P. 1091-1101.

32. Hiraga S., Sasaki K., Ito H., Ohashi Y., Matsui H. A large family of class III plant peroxidases // Plant Cell Physiol. 2001. V. 42. P. 462-468.

33. Khatun S., Ashraduzzaman M., Karim M.R., Pervin F., Absar N., Rosma A. Purification and characterization of peroxidase from Moringa oleifera L. leaves // BioResources. 2012. V. 7. P. 3237-3251.

34. Koch K.E., Zeng Y. Molecular approaches to altered C partitioning: genes for sucrose metabolism // Journal of the American Society for Horticultural Science. 2002. V. 127. P. 474-483.

35. Lehman A., O’Rourke N., Hatcher L., Stepanski J. JMP for basic univariate and multivariate statistics: A step-by-step guide. Cary, NC: SAS Press, 2005. 504 p.

36. Novitskaya L.L., Kushnir F.V. The role of sucrose in regulation of trunk tissue development in Betula pendula Roth // Journal of Plant Growth Regulation. 2006. V. 25. № 1. P. 18-29.

37. Ryan B.J., Carolan N., O’Fagain C. Horseradish and soybean peroxidases: Comparable tools for alternative niches? // Trends in Biotechnology. 2006. V. 8. P. 355-363.

38. Sturm A., Tang G.Q. The sucrose-cleaving enzymes of plants are crucial for development, growth and carbon partitioning // Trends Plant Sci. 1999. V. 4. P. 401-407.

39. Wellen K.E., Thompson C.B. Cellular metabolic stress: Considering how cells respond to nutrient excess // Molecular Cell. 2010. V. 40. P. 323-332.

40. Wendehenne D., Pugin A., Kessig D.F., Durner J. Nitric oxide: comparative synthesis and signaling in animal and plant cells // Trends Plant Sci. 2000. V. 6. P. 177-183.

41. Wilson I.D., Neill S.J., Hancock J.T. Nitric oxide synthesis and signaling in plants // Plant Cell Environ. 2008. V. 31. P. 622-631.