Активность супероксиддисмутазы и каталазы в лишайниках с разным составом фотобионтов | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2024. № 66. DOI: 10.17223/19988591/66/9

Активность супероксиддисмутазы и каталазы в лишайниках с разным составом фотобионтов

В работе представлены результаты исследования содержания белка и активности ферментов - каталазы и супероксиддисмутазы в талломах листоватых лишайников Peltigera praetextata и Hypogymnia physodes. Фотобионтом вида P. praetextata являются цианобактерии рода Nostoc, вид Hypogymnia physodes содержит зеленые водоросли рода Trebouxia. В ходе исследования анализировались талломы разной стадии онтогенеза из лесных сообществ средней и северной тайги. Для талломов цианолишайника P. praetextata было выявлено более низкое (в 2 раза) содержание белка и более высокая (в 4-5 раз) активность супероксиддисмутазы и каталазы в сравнении с хлоробионтным лишайником H. physodes. Различий в активности супероксиддисмутазы талломов разных онтогенетических стадий у исследованных видов не выявлено. У обоих видов лишайников максимальные значения активности каталазы установлены для виргинильных талломов, а минимальные - для сенильных талломов. Содержание белка и активность каталазы у обоих исследованных видов было выше в талломах из северотаежных сообществ. авторы выражают благодарность старшему научному сотруднику лаборатории аналитической КарНЦ РАН (г. Петрозаводск) К.М. Никеровой за ценные консультации по особенностям используемых в исследовании методик, а также М.А. Чигиру - магистру Института биологии, экологии и агротехнологий ПетрГУ за помощь в пробоподготовке. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 7

Ключевые слова

Hypogymnia physodes, Peltigera praetextata, хлоро-бионтный лишайник, цианолишайник, супероксиддисмутаза, каталаза

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Андросова Вера Ивановна	Петрозаводский государственный университет	доцент, канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники и физиологии растений. Институт биологии, экологии и агротехнологий	vera.androsova28@gmail.com
Теребова Елена Николаевна	Петрозаводский государственный университет	доцент, канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники и физиологии растений, Институт биологии, экологии и агротехнологий	eterebova@gmail.com
Быкова Анастасия Дмитриевна	Петрозаводский государственный университет	магистрант 2-го курса кафедры ботаники и физиологии растений, Институт биологии, экологии и агротехнологий	starostabiologov31@gmail.com

Всего: 3

Ссылки

Колупаев Ю.Е., Карпец Ю.В. Активные формы кислорода при адаптации растений к стрессовым температурам // Физиология и биохимия культурных растений. 2009. Т. 41, № 2. С. 95-108.

Beckett R., Minibayeva F. Rapid breakdown of exogenous extracellular hydrogen peroxide by lichens // Physiologia Plantarum. 2007. № 129. PP. 588-596. 10.1111/j. 1399-3054.2006.00846.x.

Гармаш Е.В., Маслова С.П., Далькэ И.В., Плюснина С.Н. Сравнительное исследование роста, фотосинтеза и дыхания некоторых бореальных видов в условиях средней и крайне-северной тайги // Теоретическая и прикладная экология. 2014. № 2. С. 91100.

Семихатова О.А., Иванова Т. И., Кирпичникова О.В. Сравнительное исследование темнового дыхания растений Арктики и умеренной зоны // Физиология растений. 2007. Т. 54, № 5. С. 659-665.

Семихатова О.А., Чиркова Т.В. Физиология дыхания растений. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2001. 220 с.

Munkers K.D. Free Rad // Biol. Chem. 1992. № 13. РР. 305-318.

Natvig D.O., Sylvester K., Dvorachek W.N., Baldwin J.L. // The Mycota / eds by R. Brambl, G. Marzluf. Berlin: Springer-Verlag, 1996. РР. 191-209.

Weissman L., Garty J., Hochman A. Characterization of enzymatic antioxidants in the lichen Ramalina lacera and their response to rehydration // Appl Environ Microbiol. 2005. Vol. 71, № 11. PP. 6508-6514. doi: 10.1128%2FAEM.71.11.6508-6514.2005.

Beckett R.P., Minibayeva F. Wounding induces a burst of extracellular superoxide production in Peltigera canina // Lichenologist. 2003. Vol. 35, № 1. РР. 87-89.

Banchi E., Candotto Camiel F., Montagner A., Petruzzellis F., Pichler G., Giarola V., Bartles D., Pallavicini A., Tretiach M. Relation between water status and desiccation-affected genes in the lichen photobiont Trebouxia gelatinosa // Plant Physiology and Biochemistry. 2018. № 129. РР. 189-197.

Honegger R. Water relations in lichens // Fungi in the Environment / eds by G.M. Gadd, S. C. Watkinson, P. Dyer. Cambridge University Press, 2006. PP. 185-200.

Chirva O.V., Nikerova K.M., Ignatenko R.V., Androsova V.I., Tarasova V.N. Superoxide dismutase and catalase activity as an indicator of the ontogenetic state of the threatened Lichen Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. in the middle boreal subzone // Russian Journal of Plant Physiology. 2023. Vol. 70, № 76. doi: 10.1134%2Fs1021443722602798.

Chirva O.V., Nikerova K.M., Androsova V.I., Ignatenko R.V. Activity of catalase and superoxidedismutase in lichen Lobaria pulmonaria in forest communities of middle and northernmost boreal zone (Karelia, Russia) // Czech Polar Reports. 2019. Vol. 9, № 2. PP. 228-242.

Гигиняк Ю.Г., Мямин В.Е., Бородин О.И., Белый П.Н., Канделинская О.Л., Грищенко E.P., Pипинская К.Ю., Давыдов Е.А. Эколого-биохимические особенности отдельных представителей лихенобиоты Антарктиды // Весщ НАН Беларуси 2016. № 2. С. 47-53.

Ивантер Э.В., Коросов А.В. Введение в количественную биологию: учеб. пособие. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2011. 302 с.

Bradford M.M. A Rapid and Sensitive Method for the Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein-Dye Binding // Anal. Biochem. 1976. № 72. PP. 248-254.

Giannopolitis C.N., Ries S.K. Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plants // Plant Physiol. 1977. Vol. 59, № 2. PP. 309-314.

Beers R.F., Sizer J.W. Spectrophotometric method for measuring breakdown of hydrogen peroxide catalase // Journal of Biological Chemistry. 1952. № 195. PP. 133-140.

Никерова К.М., Галибина Н.А., Мощенская Ю.Л., Бородина М.Н., Софронова И.Н. Определение активности супероксиддисмутазы и полифенолоксидазы в древесине Betula pendula var. carelica (Betulaceae) при разной степени нарушения ксилогенеза // Растительные ресурсы. 2019. Т. 55, № 2. C. 213-230.

Никерова К.М., Галибина Н.А., Мощенская Ю.Л., Новицкая Л.Л., Подгорная М.Н., Софронова И.Н. Каталазная активность в листовом аппарате у сеянцев березы повислой разных форм (Betula pendula Roth): var. pendula и var. carelica (Mercklin) // Труды КарНЦ РАН. Серия: Экспериментальная биология. 2016. № 11. C. 68-77.

Андросова В.И., Виролайнен П.А. Анатомо-морфологические и физиологические особенности талломов цианолишайника Peltigera praetextata (Florke ex Sommerf.) Zopf разных онтогенетических состояний // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2022. № 58. C. 71-95.

Mierziak J., Kostyn K., Kulma A. Flavonoids as important molecules of plant interaction with the environment // Molecules. 2014. Vol. 19, № 10. PP. 16240-16265. 10.3390/molecules 191016240.

Драгавцев В.А., Удовенко Г.В., Батыгин Н.Ф., Климашевский Э.Л., Климашевская Н.Ф., Шевелуха В.С., Ковалев В.М., Курапов П.Б., Гончарова Э.А., Кумаков В.А., Игошин А.П., Зеленский М.И. Физиологические основы селекции растений. Т. 2, ч. 2. СПб.: ВИР, 1995. 648 с.

Grabelnych O.I. The energetic function of plant mitochondria under stress // Soil Biology and Biochemistry. 2005. Vol. 1, № 1. PP. 37-54.

Головко Т.К., Гармаш Е.В. Дыхание растений: классические и современные представления // Физиология растений. 2022. Т. 69, № 6. С. 563-571.

Vitikainen O. Peltigeraceae // Nordic Lichen Flora. 2007. № 3. PP. 113-131.

Westberg M., Ahti T., Thell A. Hypogymnia // Nordic lichen flora. 2011. № 4. PP. 56-62.

Oborny B. The plant body as a network of semi-autonomous agents: a review // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2019. Vol. 374, № 1774. PP. 1-11.

Paoli L., Guttova A., Sorbo S., Grassi A., Lackovicova A., Basile A., Senko D., Loppi S. Vitality of the cyanolichen Peltigera praetextata exposed around a cement plant (SW Slovakia): A comparison with green algal lichens // Biologia. 2016. Vol. 71, № 3. PP. 272280.

Cansaran-Duman D., Altunkaynak E., Aslan A., Buyuk L, Aras S. Application of molecular markers to detect DNA damage caused by environmental pollutants in lichen species // Genetics and Molecular Research. 2015. № 14. PP. 4637-4650.

Babelewska A. Application of Scots pine bark and Hypogymnia physodes thallus tests in assessing the impact of industrial contamination in forest communities // Sylwan. 2014. Vol. 158, № 4. РР. 251-257.

Balabanova B., Stafilov T., Sain R., Baeeva Andonovska K. Characterisation of heavy metals in lichen species Hypogymnia physodes and Evernia prunastri due to biomonitoring of air pollution in the vicinity of copper mine // International Journal of Environmental Research. 2012. Vol. 6, № 3. РР. 779-792.

Tripathi A.H., Negi N., Gahtori R., Kumari A., Joshi P., Tewari L.M., Joshi Y., Bajpai R., Upreti D.K., Upadhyay S.K. A review of anti-cancer and related properties of lichen-extracts and metabolites // Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry. 2022. Vol. 22, № 1. PP. 115-142.

Hell A.F., Gasulla F., Gonzi Lez-Hourcade M.A., Del Campo E.M., Centeno D.C., Casano L.M. Tolerance to Cyclic Desiccation in Lichen Microalgae is Related to Habitat Preference and Involves Specific Priming of the Antioxidant System // Plant Cell Physiol. 2019. Vol. 60, № 8. РР. 1880-1891.

Bajpai R., Pandey A., Deeba F., Upreti D., Nayaka S., Pandey V. Physiological effects of arsenate on transplant thalli of the lichen Pyxine cocoes (Sw.) Nyl. // Environmental science and pollution research international. 2014. № 19. РР. 1494-502.

Beckett R., Minibayeva F., Solhaug K., Roach T. Photoprotection in lichens: adaptations of photobionts to high light // The Lichenologist. 2021. № 53. PP. 21-33.

Shelyakin M., Malyshev R., Silina E., Zakhozhiy I., Golovko T. UV-B induced changes in respiration and antioxidant enzyme activity in the foliose lichen Peltigera aphthosa (L.) Willd. // Acta Physiol Plant. 2022. Vol. 44, № 116.

Sundararaj J.P., Ganesan A., Purusothaman D.K., Ponnusamy P. In vitro evaluation of partially purified antioxidant enzymes from lichen Leptogium papillosum // Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research. 2016. Vol. 9, № 7. РР. 140-144.

Beckett R., Minibayeva F., Liers C. On the occurrence of peroxidase and laccase activity in lichens // The Lichenologist. 2013. Vol. 45, № 2. PP. 277-283.

Fernandez-Moriano C., Gomez-Serranillos M.P., Crespo A. Antioxidant potential of lichen species and their secondary metabolites. A systematic review // Pharm Biol. 2016. Vol. 54, № 1. РР. 1-17.

Ahmed E., Elkhateeb W., Taie H., Rateb M., Fayad W. Biological capacity and chemical composition of secondary metabolites from representatives Japanese Lichens // Journal of Applied Pharmaceutical Science. 2017. № 7. РР. 98-103.

Aoussar N., Rhallabi N., Rajaa A., Manzali R., Bouksaim M., Douira A., Mellouki F. Seasonal variation of antioxidant activity and phenolic content of Pseudevernia furfuracea, Evernia prunastri and Ramalina farinacea from Morocco // Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 2018. № 19.

Aoussar N., Manzali R., Nattah I., Rhallabi N., Vasiljevic P., Bouksaim M., Douira A., Manojlovic N., Mellouki F. Chemical composition and antioxidant activity of two lichens species (Pseudevernia furfuracea L. and Evernia prunastri L.) collected from Morocco // Journal of Materials and Environmental Sciences. 2017. № 8. Рр. 1968-1976.

Dixit P., Maurya A., Mishra T., Upreti D., Pal M. Evaluation of Phytochemical Constituents and Antioxidant activity of the Roccella montagnei // Cryptogam Biodiversity and Assessment. 2017. Vol. 2, № 1. РР. 14-18.

Kosanic M., Rankovic B., Vukojevic J. Antioxidant properties of some lichen species // J Food Sci Technol. 2011. Vol. 48, № 5. PP. 584-590.

Гесслер Н.Н., Аверьянов А.А., Белозерская Т.А. Активные формы кислорода в регуляции развития грибов // Биохимия. 2007. Т. 72, № 10. С. 1342-1364.

Головко Т.К., Силина Е.В., Лашманова Е.А., Козловская А.В. Активные формы кислорода и антиоксиданты в живых системах: интегрирующий обзор // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 1. С. 17-26.

Никерова К.М., Галибина Н.А., Чирва O.B., Климова (Успенская) A.B. Активные формы кислорода и компоненты антиоксидантной системы - участники метаболизма растений. Взаимосвязь с фенольным и углеводным обменом // Труды КарНЦ РАН. Серия: Экспериментальная биология. 2021. № 3. C. 5-20.

Sadowsky A., Ott S. Symbiosis as a successful strategy in continental Antarctica: performance and protection of Trebouxia photosystem II in relation to lichen pigmentation // Polar Biology. 2016. № 39. РР. 139-151.

Sonina A.V., Androsova V.I., Tsunskayay A.A., Suroeva L.E.Comparative study of structural and ecophysiological features of lichens of different ecological groups in rocky forest communities of northernmost boreal zone (Karelia, Russia) // Czech Polar Reports. 2018. Vol. 8, № 2. PP. 186-197.

Gielwanowska I., Olech M. New ultrastractural and physiological features of the thallus in Antarctic lichens // Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica. 2012. Vol. 54, № 1. РР. 40-52.