Внутрішньовидова мінливість активності і складу ферментів антиоксидантного захисту в'яза азійського (Ulmus pumila L.), ураженого Thyrostroma ulmicola


  • L. V. Shupranova Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • K. K. Holoborodko Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • I. A. Ivanko Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • M. V. Shulman Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
  • K. V. Maliiev Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro, Ukraine
DOI: https://doi.org/10.15421/442503
Ключові слова: Ulmus pumila, Thyrostroma ulmicola, активність пероксидази і каталази, ізоферменти пероксидази

Анотація

Проаналізовано стан ферментативної антиоксидантної системи у листках і бруньках інтродуцента – в'яза низького (Ulmus pumila), ураженого раковим захворюванням (тиростромозом), спричиненим грибом Thyrostroma ulmicola. Оскільки всі дерева U. pumila старшого віку були заражені тиростромозом, доцільним було провести внутрішньовидовий пошук індивідів з підвищеною стійкістю до життєдіяльності патогену. Метою роботи було оцінити індивідуальну варіабельність активності і складу антиоксидантних ферментів U. pumila, інфікованого T. ulmicola. Пероксидази є ключовим ферментом захисту, пов’язаним із захисними шляхами, та відіграють основну роль у відповідь на життєдіяльність патогенів. У листках всіх досліджених дерев виявлено відмінності в активності пероксидази між зразками листків досліджених дерев, що залежало від ступеня пошкодження рослин грибковою інфекцією. Різноманіття функцій пероксидази пояснює наявність великої кількості молекулярних форм ензиму, які є не тільки маркерами геному, але й визначають біохімічний статус і адаптивний потенціал рослин. Ізоферментний профіль ВРх бруньок виявив відмінності у складі всіх дерев, за винятком зразків № 2 і 3, генотипний склад яких був тотожним, але відрізнявся за питомою вагою молекулярних форм ензиму. Проаналізовані нами бруньки з семи дерев в'язів старшого віку виявились неоднорідними за активністю та кількістю компонентів ВРх  і продемонстрували шість типів спектрів у U. pumila. Більшість основних смуг пероксидазної активності, розділених ІЕФ, демонстрували зниження на тлі ураження грибковою інфекцією.

Посилання


  1. Коршиков І.І., Котов В.С., Михеенко І.П., Игнатенко А.А., Чернышова Л.В. Взаимодействие растений с техногенно загрязненной средой. Устойчивость. Фитоиндикация. Оптимизация. Київ, Наукова думка. 1995. 192 с.

  2. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein dye binding. Anal. Biochem. 1976. 72. P. 248–254.

  3. Cai G., Zhang Y., Huang L., Wang N. Uncovering the Role of PdePrx12 Peroxidase in Enhancing Disease Resistance in Poplar Trees. Journal of Fungi. 2023. 9(4). P. 410.

  4. Caverzan A., Casassola A., Brammer S.P. Reactive oxygen species and antioxidant enzymes involved in plant tolerance to stress. In: Shanker A., editor. Abiotic and Biotic Stress in Plants-Recent Advances and Future Perspectives. In Tech; London, UK. 2016. [(accessed on 22 September 2021)]. P. 463–480.

  5. Huseynova I.M., Aliyeva D.R., Mammadov A.Ch., Aliyev J.A. Hydrogen peroxide generation and antioxidant enzyme activities in the leaves and roots of wheat cultivars subjected to long-term soil drought stress. Photosynthesis Research, 2015. 125 P. 279–289.

  6. Kmieć K., Kot I., Rubinowska K., Górska-Drabik E., Golan K., Sytykiewicz H. The Variation of Selected Physiological Parameters in Elm Leaves (Ulmus glabra Huds.) Infested by Gall Inducing Aphids. Plants (Basel). 2022. 18;11(3). P. 244.

  7. Lagrimini L.M., Rothstein S. Tissue Specificity of Tobacco Peroxidase Isozymes and Their Induction by Wounding and Tobacco Mosaic Virus Infection. Plant Physiology. 1987, 84 (2). P. 438–442.

  8. Lebeda A., Luhová L., Sedlářová M., Jančová D. The role of enzymes in plant-fungal pathogens interactions / Die Rolle der Enzyme in den Beziehungen zwischen Pflanzen und pilzlichen Erregern. Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz. Journal of Plant Diseases and Protection. 2001. 108(1). P. 89–111.

  9. Lee H., Han II G., Cheong E.J. Effect of different treatments and light quality on Ulmus pumila L. germination and seedling growth. Forest Science and Technology. 2021. 17(3). P. 162–168.

  10. Mahmoud A.F., Abd El-Fatah B.E.S. Genetic Diversity Studies and Identification of Molecular and Biochemical Markers Associated with Fusarium Wilt Resistance in Cultivated Faba Bean (Vicia faba). Plant Pathol. J. 2020. 36(1). P. 11–28.

  11. Meshkova V.L., Kuznetsova O.A., Khimenko N.L. Occurrence of Ulmus L. in the different forest site conditions of eastern Ukraine. Forestry and Forest Melioration. 2022, (140), P. 9–11.

  12. Mika A., Minibayeva F., Beckett R., Lüthje S. Possible functions of extracellular peroxidases in stress-induced generation and detoxification of active oxygen species. Phytochemistry Reviews. 2004. 3. P. 173–193.

  13. Nga N.T.T., de Neergaard E., Jorgensen H.J.L. Infection Biology of Stagonosporopsis cucurbitacearum in Watermelon and Defence Responses in the Host. Agriculture. 2024. 14. P. 380.

  14. Ninkuu V., Yan J., Fu Z., Yang T., Ziemah J., Ullrich M.S., Kuhnert N., Zeng H. Lignin and Its Pathway-Associated Phytoalexins Modulate Plant Defense against Fungi. Journal of Fungi. 2023. 9(1). P. 52.

  15. Rajput V.D., Harish, Singh R.K., Verma K.K., Sharma L., Quiroz-Figueroa F.R., Meena M., Gour V.S., Minkina T., Sushkova S., Mandzhieva S. Recent Developments in Enzymatic Antioxidant Defence Mechanism in Plants with Special Reference to Abiotic Stress. Biology (Basel). 2021. 10(4). P. 267.

  16. Senwanna C., Wanasinghe D.N., Bulgakov T.S., Wang Y., Bhat D.J., Tang A.M.C., Mortimer P.E., Xu J., Hyde K.D., Phookamsak R. Towards a natural classification of Dothidotthia and Thyrostroma in Dothidotthiaceae (Pleosporineae, Pleosporales). Mycosphere. 2019. 10. P. 701–738.

  17. Shetty N.P., Kristensen B.K., Newman M.-A., Moller K., Gregersen P.L., Jorgensen H.J.L. Association of hydrogen peroxide with restriction of Septoria tritici in resistant wheat. Physiol. Mol. Plant Pathol. 2003. 62. P. 333–346.

  18. Shivakumar P.D., Geetha H.M., Shetty H.S. Peroxidase activity and isozyme analysis of pearl millet seedlings and their implications in downy mildew disease resistance. Plant Sci. 2003. 164. P. 85–93.

  19. Shupranova L., Holoborodko K., Zhukov O., Shulman M., Loza I., Seliutina O., Ivanko I. Antioxidant activity and resistance traits of Aesculusspecies against Cameraria ohridellaDeschka & Dimić infestation in the Ukraine steppe Dendrobiology,2024. 92. P. 89–100.

  20. Solla A., Martín J.A., Corral P., Gil L. Seasonal changes in wood formation of Ulmus pumila and U. minor and its relation with Dutch elm disease. New Phytologist. 2005. 166 (3): P. 1025–1034.

  21. Zalapa J.E., Brunet J., Guries R.P. Patterns of hybridization and ntrogression between invasive Ulmus pumila (Ulmaceae) and native U. rubra. American J of Botany. 2009. 96(6). P. 1116–28. 


Переглядів анотації: 189
Завантажень PDF: 99
Опубліковано
2025-12-11
Номер
Том 54 (2025)
Розділ
Articles