ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Студенттер мен жас ғалымдардың
«Ғылым және білім - 2014»
атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ
IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых
«Наука и образование - 2014»
PROCEEDINGS
of the IX International Scientific Conference for students and young scholars
«Science and education - 2014»
2014 жыл 11 сәуір
Астана
УДК 001(063) ББК 72
Ғ 96
Ғ 96
«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».
– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.
(қазақша, орысша, ағылшынша).
ISBN 978-9965-31-610-4
Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.
The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.
В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.
УДК 001(063) ББК 72
ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық
университеті, 2014
3475
расщепления пектина синтезируют не только пектинэстеразу, но и полигалактуроназу. 100%
ферментативной активностью обладают штаммы Bacillus spk1 и Bacillus spk3, 75% - штамм Bacillus spk5.
Полученные данные также свидетельствуют о том, что штаммы выделенных нами бактерий характеризуются высокой целлюлозолитической и ксиланазной активностью, в сочетании с высокой антагонистической активностью дает возможность включения этих штаммов к новым пробиотическим препаратам.
Список использованных источников
1. Каширская Н.Ю. Значение пробиотиков и пребиотиков в регуляции кишечной микрофлоры.//Русский медицинский журнал. 2000. - Т. 8, ғ13-14. — С. 572-575.
2. Осипова И.Г., Михайлова Н.А., Сорокулова И.Г., Васильева Е.А., Гайдеров А.А.
Споровые пробиотики. Журн. микробиол. — 2003. ғ3. С. 113-119.
3. Сорокулова И.Б. Сравнительное изучение биологических свойств биоспорина и других коммерческих препаратов на основе бацилл // Микроб. журнал. 1997. - Т. 69, N 6. - С.
43-49.
4. Шендеров Б.А., Манвелова М.А., Степанчук Ю.Б., Скиба Н.Э. Пробиотики и функциональное питание // Антибиотики и химиотерапия. 1997. - Т. 42, N 7. - С.30-34.
5. Шендеров Б.А.Медицинская микробная экология и функциональное питание.-М., 1998, Т. II, С. 413.
6. Смирнов В.В., Рева О.Н., Вьюницкая В.А. Создание и практическое применение математической модели антагонистического действия бацилл при конструировании пробиотиков // Мікробіол. журн. 1995. -Т. 64, N 5. -С. 661-667.
7. Смирнов В.В., Косюк И.В. Адгезивные свойства бактерий рода Bacillus-компонентов пробиотика // Мікробіол. журн. 1997. - Т. 69, N 6. - С. 36-43.
8. Ряпис JI.A., Липницкий А.В. Микробиологические и популяционно-генетические аспекты патогенности бактерий // Журн. микробиол. 1998. - N 6. С. 109-112.
9. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам.
Методические рекомендации МУК 4.2.1980-04, 2004.
10. Devin K.M. The Bacillus subtilis genome project: Aims and progress // Trends Biotechnol.
2000. - V. 13, N 6. - P. 210-216.
11. Leviveld H.L.M., Bachmayer H., Boon B. et al. Safe biotechnology. Part 6. Safety assessment, in respect of human health of microorganisms used in biotechnology // Appl. Microbiol, and Biotechnol. 2005. V. 43, N 3. - P. 389-393.
УДК 581.5
ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОССТАНОВЛЕННОГО ГЛУТАТИОНА В ПРОРОСТКАХ РАСТЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ ИОНОВ НИКЕЛЯ
Бородай Евгения Сергеевна [email protected]
Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара, Днепропетровск, Украина
Научный руководитель – А. Винниченко
В связи с возрастающей техногенной нагрузкой, загрязнением окружающей среды тяжѐлыми металлами в условиях изменения климата, в последнее время возникла необходимость исследования комплексного влияния абиотических факторов на морфофизиологические и биохимические процессы у сельскохозяйственных растений на
3476
ранних этапах развития. Действие гипертермии на растения не редко сопровождается влиянием на них других факторов, в том числе тяжѐлых металлов. Важным звеном защиты растительной клетки от негативного влияния тяжѐлых металлов является антиоксидантная система глутатиона и ферментов его цикла, в результате функционирования которых происходит прекращение кислородзависимых свободнорадикальных реакций, которые способны привести к повреждению клетки. Реакцию указанной системы на влияние ионов никеля исследовано частично, тогда как никель считается одним из наиболее токсичных тяжѐлых металлов. Особенность токсического действия ионов никеля обусловлена отсутствием у растений физиологических барьеров для их проникновения в центральный цилиндр и транспортировки в побеги [1]. Данные обстоятельства указывают на решающую роль клеточных метаболических механизмов, функционирование которых обеспечивает способность растений к детоксикации Ni2+, среди которых восстановленная форма глутатиона играет значительную роль, так как участвует в процессах биохимической защиты клеток при стрессовом воздействии абиотических факторов [2].
Поэтому исследование образования и накопления восстановленных форм глутатиона в корнях проростков растений при комплексном влиянии тяжѐлых металлов и гипертермии является актуальным и требует изучение данного вопроса.
Целью нашего исследования было установить динамику содержания восстановленного глутатиона как при комплексном влиянии тяжѐлых металлов и гипертермии, так и при отдельном влиянии каждого фактора в условиях их совместного воздействия при помощи планируемого факторного эксперимента [2]. Полученные данные обработаны с помощью программы Manugistics StatGrafics Plus v 5.1 Enterprise.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Исследовано действие Ni2+ (0,1 мМ, 1 мМ, 0,5 мМ), повышенных температур (+38°С, +45°С ) и их совместного действия на содержание восстановленного глутатиона в корнях проростков кукурузы ( Zea mays L. ) гибрида Оржиця 237 МВ и гороха ( Pisum sativum L. ) сорта Харьковский Эталонный, семена которых проращивали в дистиллированной воде при 26оС и после 5 суток пересаживали в растворы нитрата никеля при повышенной температуре воздуха. Корни проростков отбирали после 30 минут совместного воздействия факторов. В корнях экспериментальных растений обоих видов содержание восстановленного глутатиона превышали контрольные показатели (табл.
1) .
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Согласно с алгоритмом факторного анализа [4], изменения содержания восстановленного глутатиона GSH оценивали относительно нулевого значения (свободного члена уравнения регрессии), рассчитанного программой.
В корнях проростков кукурузы эффект ионов никеля заключается в повышении содержания GSH, но эффекты гипертермии и взаимодействия факторов приводили к его снижению.
Таблица 1. Совместное влияние Ni 2+ и гипертермии на содержание GSH Концентрация Ni(NO3)2,
мМ
Температура воздуха, оС содержание GSH ( мкмоль/г) Корни проростков кукурузы
Контроль (Н2О) 0,1 1,0 0,1 1,0 0,55
26,0 32,0 32,0 45,0 45,0 38,5
13,6±1,31 22,2±1,21 24,0±1,04 17,3±1,43 16,9±1,22 25,4±1,34
3477
Корни проростков гороха Контроль (Н2О)
0,1 1,0 0,1 1,0 0,55
26,0 32,0 32,0 45,0 45,0 38,5
7,8±0,36 17,5±0,43 14,2±0,25 13,2±0,45 19,0±0,38 13,8±0,40
Таблица 2. Динамика содержания GSH в корнях кукурузы при совместном влиянии Ni
2+(А) и гипертермии (В) R2,% Математическая
модель(уравнение регрессии) Эффект
влияния Ni2+ Эффект влияния гипертермии
Эффект взаимодействия
факторов 70,1 y = 21,47+0,48a-3,23b-0,65ab A- = 2.26
A+= -0,34
B- = -5,16 B+ = -7,76
AB = - 1,3
Таблица 3. Динамика содержания GSH в корнях гороха при совместном влиянии Ni
2+(А) и гипертермии (В) R2,% Математическая
модель(уравнение регрессии) Эффект
влияния Ni2+ Эффект влияния гипертермии
Эффект взаимодействия
факторов 84,4% y = 15,52+0,62a+0,14b+2,29ab A- = -3,35
A+= 5,82
B- = -4,31 B+ = 4,87
АВ = 4,59
Согласно с алгоритмом факторного анализа [4], изменения содержания восстановленного глутатиона GSH оценивали относительно нулевого значения (свободного члена уравнения регрессии), рассчитанного программой.
В корнях проростков кукурузы эффект ионов никеля заключается в повышении содержания GSH, но эффекты гипертермии и взаимодействия факторов приводили к его снижению. Динамика содержания GSH в корнях кукурузы отображена математической моделью, которая учла 70,1% полученных данных и адекватно характеризовала процесс (табл.2).
Анализ уравнения регрессии свидетельствует о том, что при увеличении концентрации Ni2+ в среде от минимальной к маскимальной на фоне более низкой температуры содержание GSH в корнях кукурузы повышался на 10,5%от нулевого значения, тогда как на фоне максимальной температуры понижался на 1,6%. Увеличение температуры среды при минимальной и максимальной концентрации Ni2+ сопровождается понижением содержания GSH на 24% и 36% соответственно. Эффект взаимодействия обусловливал уменьшение содержания GSH на 6,1%.
В корнях гороха через 30 минут эксперимента статистически достоверным был только эффект взаимодействия факторов. Анализ математической модели, в которой учтено 84,4%
данных, выявил, что повышение концентрации Ni2+ при минимальной температуре сопровождалось уменьшением содержания GSH на 21,6%, тогда как при максимальной температуре – увеличением на 38,7%. Повышение температуры среды при низкой концентрации Ni 2+ обусловливало снижение содержания GSH на 27,7%, а при высокой концентрации Ni2+ - его повышение на 32,6%. Эффект взаимодействия факторов вызывал увеличение содержания GSH в корнях гороха на 30,1%.
3478
Таким образом, в корнях проростках гороха эффект каждого из факторов на содержание GSH при максимальном эффекте другого фактора повышался, а эффект их взаимодействия способствовал увеличению показателей. При этом в корнях гороха динамика содержания GSH в большей степени определялась эффектом влияния Ni2+.
В корнях проростов кукурузы эффект влияния каждого из факторов понижался при максимальном значении другого фактора, а эффект их взаимодействия был направлен на снижение содержания GSH. Динамика изменений обоих показателей в корнях кукурузы в большей степени определялась эффектом воздействия гипертермии.
Полученные результаты указывают на видовую специфичность взаимодействия в корнях проростков кукурузы и гороха. Также стоит отметить, что наличие эффектов взаимодействия свидетельствует о тесном взаимном влиянии факторов на динамику содержания GSH.
В корнях проростков кукурузы увеличение содержания Ni2+ в среде на фоне минимальной температуры сопровождалось накоплением восстановленного глутатиона , это указвывает на то, что в корнях кукурукзы совместное действие индуцировало процессы бионсинтеза GSH и детоксикации Ni2+ . В корнях гороха при увеличении концентрации йонов никеля в среде на фоне минимальной температуры изменения содержания GSH указывают на отсутствие активации синтеза восстановленного глутатиона и незначительное усиление процесса детоксикации никеля. Видовая специфичность эффектов ионов никеля могла быть обусловлена их замедленным поступлением при минимальной температуры в корни гороха, так как в клетках дводольных растений больше мест для связывания двовалентных катионов, и следовательно более низкая скорость проникновения в клетки [5].
Эффект взаимодействия также является видоспецифическим, при этом в корнях кукурузы процессы накопления восстановленного глутатиона были замедлены при максимальных значениях, тогда как именно при таких условиях в корнях гороха отмечено увеличение содержания GSH.
ВЫВОДЫ. Таким образом, на начальном этапе совместного действия ионов никеля и гипертермии в корнях кукурузы и гороха обнаружено динамические изменения содержания восстановленного глутатиона, которые указывают на привлечение цикла глутатиона в реакции – ответе растительных клеток на два стрессовых фактора и взаимодействие указанных факторов. Разнонаправленность эффекта взаимодействия ионов никеля и гипертермии указывает на видовую специфичность регуляции метаболического цикла глутатиона в корнях гороха и кукурузы при комплексном воздействии абиотических факторов.
Список использованных источников
1. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Роль тканей корня и побега в транспорте и накоплении кадмия, свинца, никеля и стронция// Физиология растений. – 2008. – Т.55, ғ1. – С.3-26
2. Максимов В.Н. Многофакторный эксперимент в биологии. – М.: Изд-во Моск.ун-та, 1980. – 280с.
3. Серегин И.В., Кожевникова А.Д., Казюмина Е.М., Иванов В.Б. Токсическое действие и распределение никеля в корнях кукурузы// Физиология растений. – 2003.- Т.50, ғ5 . – С. 793- 800
4. Адлер Ю.П. Планирование экспериментов – путь лабораторных исследований(Ч.2)//
Соврем.лаб.практика.- 2009.- ғ3. – С.16-21
5. Сищиков Д.В., Гришко В.М. Глутатіонзалежна антиоксидантна система проростків гороху та кукурудзи за дії сполук нікелю// Укр.біохім.журн.- 2003.- Т.75, ғ4. – С.131-138
