Влияние засухи на антиоксидантную активность кукурузы из различных почвенно-климатических регионов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучена антиоксидантная активность однолетнего растения - сахарной кукурузы армянской популяции, которая произрастала в различных почвенно-климатических регионах Армении. Антиоксидантную активность определяли по четырем биохимическим показателям, количественные изменения которых оценивались в условиях моделируемой засухи (умеренной и сильной). В качестве биологического контроля в экспериментах использовали кукурузу инбредной линии В73. В ходе экспериментов было установлено, что ушакертские образцы растений обладают повышенным значением концентрации малонового диальдегида и флавоноидов. В биологическом материале кукурузы из Техута обнаружены высокие концентрационные значения по восстановлению антиоксидантами железа и полифенолов. Определено, что повышение засухи от умеренной до сильной как у образца кукурузы биологического контроля В73, так и у армянских образцов кукурузы вызвало активацию антиоксидантной системы защиты по всем четырем показателям. Благодаря этому возможно расширение в использовании кукурузы в качестве растения-индикатора, а также ее можно считать функциональным продуктом питания, так как она является хорошим источником естественных антиоксидантов.

Об авторах

Астгик Рафиковна Сукиасян

Национальный политехнический университет Армении

Автор, ответственный за переписку.
Email: sukiasyan.astghik@gmail.com

кандидат биологических наук, доцент факультета химических технологий и природоохранной инженерии Национального политехнического университета Армении

Армения, 0009, Ереван, ул. Терьяна, 105

Список литературы

  1. Wheeler T, Von Braun J. Climate change impacts on global food security. Science. 2013;341: 508—513. doi: 10.1126/science.1239402
  2. Yoshida T, Mogami J, Yamaguchi-Shinozaki K. ABA-dependent and ABA-independent signaling in response to osmotic stress in plants. Current opinion in plant biology. 2014;21: 133—139. doi: 10.1016/j.pbi.2014.07.009
  3. Pereira A. Plant Abiotic Stress Challenges from the Changing Environment. Frontiers in plant science. 2016;7: 1123. doi: 10.3389/fpls.2016.01123
  4. Rosenzweig C, Elliott J, Deryng D, Ruane AC, Müller C, Arneth A et al. Assessing agricultural risks of climate change in the 21st century in a global gridded crop model intercomparison. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014;111: 3268—3273. doi: 10.1073/ pnas.1222463110
  5. Des Marais DL, Hernandez KM, Juenger TE. Genotype by environment interaction and plasticity: exploring genomic responses of plants to the abiotic environment. The Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 2013;44: 5—29. doi: 10.1146/annurev-ecolsys-110512-135806
  6. Todaka D, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K. Recent advances in the dissection of droughtstress regulatory networks and strategies for development of drought-tolerant transgenic rice plants. Frontiers in plant science. 2015;6: 84. doi: 10.3389/fpls.2015.00084
  7. Kumar V, Singh A, Mithra SA, Krishnamurthy SL, Parida SK, Jain S et al. Genome-wide association mapping of salinity tolerance in rice (Oryza sativa). DNARes. 2015;22: 133—145. doi: 10.1093/dnares/dsu046
  8. Atteya AM. Alteration of water relations and yield of corn genotypes in response to drought stress. Bulgarian Journal of Plant Physiology. 2003;29: 63—76.
  9. Schnable PS, Ware D, Fulton RS, Stein JC, Wei F, Pasternak S, Liang C. The B73 maize genome: complexity, diversity, and dynamics. Science. 2009;326: 1112—1115.
  10. Sukiasyan AR, Tadevosyan AV, Simonyan GS, Pirumyan GP. The influence of abiotic stress on the growth of plants. Advances in modern natural science. 2016;7: 168—172. (In Russ.)
  11. Hodges D, De Long J, Forney C et al. Improving the thiobarbituric acid-reactive-substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds. Planta. 1999;207(4): 604—611. https://doi.org/10.1007/s004250050524
  12. Benzie IF, Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: the FRAP assay. Anal Biochemistry. 1996;239(1): 70—76.
  13. Gálvez M, Martín-Cordero C, Houghton PJ, Ayuso MJ. Antioxidant activity of methanol extracts obtained from Plantago species. Journal agriculture food chemistry. 2005;53(6): 1927—1933.
  14. Chang CC, Yang MH, Wen HM, Chern JC. Estimation of total flavonoids content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of food and drug analysis. 2002;10: 178—182.
  15. Kirakosyan AA, Sukiasyan AR. Ispol’zovaniye yazyka MATLAB v kachestve ekspress-metoda otsenki eksperimental’nykh rezul’tatov [Using MATLAB as an express method for evaluating experimental results]. Informatsionnyye tekhnologii: materialy Mezhdunarodnoy molodezhnoy konferentsii, Yerevan, 23—25 iyunya, 2005 [Information technology: Proceeding of International Conference, Yerevan, 23—25 June 2005]. Yerevan, 2005; pp. 34—37. (In Russ.)
  16. Korosov AV, Gorbach VV. Komp’yuternaya obrabotka biologicheskikh dannykh [Computer processing of biological data]. Petrozavodsk: PetrGU Publ.; 2017. 97 s.
  17. Lobell DB, Banziger M, Magorokosho C, Vivek B. Nonlinear heat effects on African maize a sevidenced by historical yield trials. Nature Climate Change. 2011;1: 42—45. doi: 10.1038/ nclimate1043
  18. Cruzde Carvalho MH. Drought stress and reactive oxygen species: production, scavenging and signaling. Plant Signaling & Behavior. 2008;3: 156—165. doi: 10.4161/psb.3.3.5536
  19. Cornic G. Drought stress inhibits photosynthesis by decreasing stomatal aperture — not by affecting ATP synthesis. Trends plant science. 2000;5: 187—188.
  20. Hoekstra FA, Golovina EA, Buitink J. Mechanisms of plant desiccation tolerance. Trends plant science. 2001;6: 431—438.
  21. Noctor G, Veljovic-Jovanovic S, Driscoll S, Novitskaya L, Foyer CH. Drought and oxidative load in the leaves of C3 plants: a predominant role for photorespiration? Annals of Botany. 2002;89: 841—850.
  22. Smirnoff N. The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation. New Phytologist. 1993;125: 27—58.
  23. Biehler K, Fock H. Evidence for the contribution of the Mehler peroxidase reaction in dissipating excess electrons in drought stressed wheat. Plant physiology. 1996;112: 265—272.
  24. Sukiasyan AR, Tadevosyan AV, Nagdalyan AG, Baghdasaryan SS. Transpiration as a criterion for assessing abiotic stress. Vestnik natsionalnogo politekhnicheskogo universiteta Armenii: gidrologiya i gidrotekhnika. 2015;2: 9—14. (In Russ.)
  25. Sukiasyan AR, Tadevosyan AV, Simonyan GS, Pirumyan GP. The influence of abiotic stress on the growth of plants. Uspekhi sovremennogoy estestvoznaniya. 2016;7: 168—172. (In Russ.)
  26. Sukiasyan AR. Antioxidant capacity of maize corn under drought stress from the different zones of growing. International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultural, Food and Biotechnological Engineering. 2016;10(8): 413—416. doi: 10.1999/1307-6892/10005083
  27. Benzie IF, Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: the FRAP assay. Analytical Biochemistry. 1996;239: 70—76.
  28. Szydlowska-Czerniak A, Dianoczki C, Recseg K et al. Determination of antioxidant capacities of vegetable oils by ferric-ion spectrophotometric methods. Talanta. 2008;76(4): 899—905.
  29. Loo AY, Jain K, Darah I. Antioxidant and radical scavenging activities of the pyroligneous acid from a mangrove plant, Rhizophora apiculata. Food Chemistry. 2007;104(1): 300—307.
  30. Brunetti C, Di Ferdinando M, Fini A, Pollastri S, Tattini M. Flavonoids as antioxidants in plants under abiotic stresses. International Journal of Molecular Sciences. 2013;14(2): 3540—3555.
  31. Schopfer P. Hydrogen peroxide-mediated cell-wall stiffening in vitro in maize coleoptiles. Planta. 1996;199: 43—49. doi: 10.1007/BF00196879
  32. Tsukagoshi H, Busch W, Benfey PN. Transcriptional regulation of ROS control transition from proliferation to differentiation in the root. Cell. 2010;143: 606—616. doi: 10.1016/j.cell.2010.10.020

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».