Изучение глюкасинтетазы волокна различных соротов хлопчатника тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

л Институт биоорганической химии 0/1 им. академика Садыкова А. С.

2 5 СЕ1* ^

4 иш

На правах рукописи УДК 577. 124. 5:633. 511 МУСТАКИМОВА Эльмира Чингизовна

ИЗУЧЕНИЕ ГЛЮКАНСИНТЕТАЗЫ ВОЛОКНА РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ХЛОПЧАТНИКА

02. 00. 10 — биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ташкент — 1995

Работа выполнена в лаборатории химии ферментов Института биоорганической химии им. академика Садыко-ва А. С. Академии наук Республики Узбекистан.

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, профессор А. А. Ахунов

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Ш. Ю. Юнусханов

кандидат химических наук Н. Ж. Сагдиев

Ведущая организация: НПО «Биолог» АН РУз. Защита диссертации состоится _»С^ЛЧ?Я'ьЬй 1г.

Д 015. 21. 21 в Институте биоорганической химии им. академика Садыкова А. С. АН РУз по адресу 700143, г. Ташкент, ул. акад. Абдуллаева X., 83.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биоорганической химии им. акад. Садыкова А. С.

в

доо

часов на заседании специализированного совета

АН РУз.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированное доктор химических

БАРАМ

• уарак.г-истика

Акгуидь ость леча. Впярастпвцяя гэтрвбчость народного хоаяЛстра в ллопковсч ье-,окне требует еыьод^хчя высоколропч'к-тивных, уетейчиг-ых к инешним фякторчм, болезням и вредителям, сортом с улучлшнннци качествами волокна. В настоящее рре»«я установлено, что одним из впжннх факторов, характеризуя«)«: ка-ирлгро волок.чч, яилпетея глюпансммтетаэхчП комплекс, м^л^гулярнчх процессов - это основа изучения иеялюлозообраяо-мния ролокив хлопчатника, познаиил которого необходимо м* обоснования * разработки рекомендация по уяупввмк» «ачестяа родокиа с «ксоким выходом. Поэтов изучение гяиквУскптетавпого комплекса, белко» волокна, ответственных »а его каччетпп, является несыт нктуальным. Регулируя активность ферментов гхв-кангиитпта», м1хпо искусственно во»деЛствовать па процесс синто™ !!»ллчле»м я тем спмми увеличивать урожвЯност»- хлопчатника. Хпгпгтрр течения ферментативных р*«кпнй определяется целым ря-ггн р»ячообрявиых факторов, главными и» которых явллятсл яои-пентрпгия субстрата, рН, температура и присутствие вктклаторвя или ингибиторов. Также актуальинм являйте* вняслвпие фчяиолвгв-биехимических процессов формирования волокна хлопчатника по* влиянием регуляторов роста синтетической природы. При во»дв*Ы-вании этой культуры в хлопкосеющих хозяйствах мехаиичеохуя *е-ланку вамяняит химической, исполыуя ретарданты. Поэтому мучение влияния этих соединений иа гяикаисянтетаапу» активность представляет собой пегную инфоршиши для выяснения ыехаянвиа обравовамия основного полииера хлопкового волокна - иелляяовч.

Создание тест-састеин для проведония отбора яоегтх Фаэно-яогнчзекк актквнгх лрэтарзтов, окавегеппщпя влияние па героцвоз волокяообряяовяиия хлопчатника, предгта'злявт больной пп»»*"« ■

Ч9СК!»* НМТЧГ'ЧГ,

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования »яяется изучение основного фврманта глюкансинтетазы, гтринииаю-!4го участи« в синтезе пвялплози хлопкового волокна; компонентного состава белков, * так*» влияния ретардантов на пропипс во-яокнообрязоваммя хлопчатника. В соответствии с отим перед нами были поставлены следуицие задачи:

- изучение глюкансиитетазной активности в мембранном препарате, выделенное .олояна хлопчатника в динамике развития различных сортов, »идо» и линий хлопчатника, отличающихся лд типу волокна;

- определение содержании белка и накопления целлюлозы в развивающемся волокне;изучвнио компонентного состава белков в волок-ив равных сортов.видов, генетических линий и гибридных формах;

- с применением современник методов хроматографии выделение очищенных фракций из проростков н волокна хлопчатника, обладающих повышенной гяюквнсмнтетаэной активностью,

- исследование влиянка Пг-'тчрлантон (пиксй и морфоноле) на й-йрУбИТвТИПИую вктивность Г*ЮК.'..1с»(НТв1й8 • р»эвкгв»цегося волокне, его структуру, технологические характеристики.

Ндуунрп иэамгнзк практическая значимость. Изучена гдюхан-'„-ынтетлгная активность, белковый состав, скопление целявлозы волок»5 различиях сортов, ейдой я генетических линий хлопчатника г .ушамикэ р&явитил. Иг проростков п голодно хлопчатника выдеяе-ин Фракция, ойладаащие высокой глзкансЕитотааной октивностыа. В грубом кекбртшои лреяарато проростков и волокна определена К , проведен кнгабпторпнл анализ.. Вперэко методом электрофореза в пол;-:.» • аг'«и г«до д ?у*$н яопгоамгтиый состав белков волокна

• д -ортов, гснвтипзсгГ? яянкй я гибрнд-

<¡,0?,'. .>■:*{ г-аа *г.<-г, 5 к.тег::кс;.- и морфоио-

ла на глюка; г*?- .;-с- -а. тр-э.. ссртгя <;.'>пчетпй.<в в дина-

мике развитая >-; .-ткоього волокна. Установлено, что эти физиологически активные соелине:.аи увеличивают фернеитстивную активность, способствуя тем самым увеличен;**) синтеза целлюлозы и выхода волокна .

Полученные результаты углубляют представление о молекулярном механизме биосинтеза целлюлозы хлопкового волокна. На основе данных исследования глюкансинтазной активности, белкового состава в плодоэлементах, выявления фракций белков, специфичных для тех или иных сортов и видов и изучение их наследования в связи с их некоторыми морфо-биологическими признаками хлопчатника, а также исследования изменений, происходяцих под действием физиологически активных веществ, позволит разработать методы анализа хозяйственно ценных признаков для селекции и молекулярной генетики хлопчатника. Изучение влияния регуляторов роста на развитие хлопкового волокна может быть полезным при поиске новых синтетических соединений, оказывающих регуляторное действие на ферментативную систему хлопчатника.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Ш Всесоюзной конференции "Биосинтез целлюлозы и других компонентов клеточной стенки", Казань, июнь 1990 г.; У конференции биохимиков республик Средней Азии и Казахстана, Ташкент, ноябрь 1991 г.; на Международной конференции "Биотехнология в сельском, хозяйстве и лесоводстве", Нью-Дели, Индия, февраль 1993 года; II Конференции биохимиков Узбекистана, Ташкент, ноябрь 1993 г., I Международном симпозиуме "Хи>«ия растительных веществ" ноябрь 1994 г., Ташкент.

Публикации. По материалом диссертационной роботы опубликовано? рэ?ст.

Структура и огл,см работ;». Диссертация изложена на 132 страницах макинсписногэ текста, состоит из введения, обзора литера-¡птугч, -кспсриУсчтольиоП «псти, результатов и обсуждения, о я е.-

лечения, выводов, списке литературы, вклвчающего 184 ссылки, из них 116 варубежных авторов. Работа содержит 28 рисунков и 7 таблиц.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Растения для исследований выращены на опытной делянке Института биоорганической химии АН РУв, Института селекции и семеноводства им.Зайцева, полевые опыты проведены на Центральной базе УаНИИХ. Для исследований испольвовали волокна коробочек, расположенных на 2 - 3 симподиях. Все процедуры по выделению ферментного препарата, хроматографии глюкансинтетаа, выделения белков осуществляли при 4°С.

Реактивы идя экспериментов применяли с категорией х.ч. или о.с.ч. отечественного производства. Реактивы для электрофорева мсиольвовали фирмы Неапи1, Лсад . Уридиндмфосфат-^С-глюко-ав л»бе*но предоставлена сотрудниками Института биологии Каван-ского филиала- РАН.

Выделение ферментного препарата гликанеинтетааы ив проростков и волокна хлопчатника проиаводили по методу Стеваненко (1970) с некоторыми модификациями. Белки волокна хлопчатника выделяли буфером Трис-НС1 0,01 К, рН 7,8; днстшшгрованной водой,в такие 1035 и »С1. Количественное определение белка проводили во методу Ьсигу (1951); содержание целлюлозы в раввиваицемся волокне намеряли по иррйесгаГГ (1969). Аналитический электрофоре® в градиентном юолиакрилаыидном геле (ПААГ) от 10 до 15% с додецилсульфатои натрия (ДЦС-пв) проводили в буферной системе Ьаеш1у (1971); в качестве маркеров неполною«*» бычий сывороточный альбумин (БСА), хгшотрмпсиноген и цитохрои С.

Синтез спиртонерастворимого меченого полимера ив УД$-^С-Г и ферментного препарата иа проростков и волокна хлопчатника про-ивводмлн по Степаменко (1969). Измерение глвкансиитввной активности определяли по включению метки во вновь синтезированный по-

лимор на еиинтилляиионном счетчике Бета-1, используя ЖС-Т.

Хроматографию ферментного комплекса проводили в соответствии с рекомендациями фирм-изготовителей с использованием приборов фирмы (Швеция). Определение молекулярной массы осуществи; л и методом электрофореза в присутствии ДДС-Ыа.

При изучении влияния ретардантов пикса и морфонола на биохимические процессы синтеза целлюлозы хлопчатника использовали, в основном, промышленные концентрации.

Ингибиторный анализ проводили с использованием колхицина, конго красного и ЭДТА.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Измерение глюкансинтазной активности производили по включению меченого предшественника целлюлозы УДФ-^^С-Г в спиртоне-растворимый продукт, образованный при синтезе ферментного препарата из проростков и волокна хлопчатника и УДФГ. Согласно данным по удельной глюкансинтазной активности развивающегося волокна хлопчатника различных видпв, сортов и генетических линий (табл.1), наибольшей ферментативной активностью обладает линия Л-б, активность которой преобладает над другими и достигает максимального значения 9,1x10 3 ед.акт'/мг-белка к 30-му дню разви-

7 7

тия. Менее актив™ линии Л-50 и Л-75 (2,1x10" и 2,5x10", ед.акт/ мг белка соответственно). Эти результаты коррелируют с их биометрическими данными: лучшими технологическими свойствами по выходу волокна, метрическом номеру обладает линия Л-б. Среди производственных сортов наибольшая активность глкжансинтазы отмечается у скороспелого со^та Иаманган,-77 в момент образования вторичной клеточной стенки (1,7x10"® ед.акт./мг белка). Насколько

г*

меньше активность (4,1x10" ед.пкт./мг белка) у сорта С-4727, также обладающего скороспелостью и большим выходом волокна. Из полученных данных можно сделать вывод о тем, что у проиаводст-тнинх сортов и зксперичс»тялыпв: растений ферментативная «кг»**-

Таблица I

Глюкансинтаэная активность различных видов, сортов и линий развивающегося волокна хлопчатника.

Варианты

Линии Л-б Л-50 Л-75

С-4727 С-6524 Андижан-9 Наманган-77

У. hciiaclen.se.

Термез-16

Глюкансинтаэная активность в ед.акт./мг белка

Ю-дневное ! 20-дневное ! 30-дневное волокно I волокно I волокно

3,4хЮ-7±0,2 б.бхЮ-^.г 0,3х10"7±0,1 5,6х10"810,3 6,3х10"8±0,3 е^хЮ-^^о.з 5,2хЮ-7Ю,2

5,6хЮ"810,3

1.1x10^^0,1 1,1хЮ_710,1 1,ЗхЮ_7±0,1 б.ОхЮ-8^ 8,4хЮ_8±0,3 1,4х10"7±0,1 1,7х10"610,2

б.вхЮ^^О.З

Э.ШО-6^^ 2,1хЮ-710,2 2,5хКГ710,1 4,1хЮ-7Ю,2 2,9х10"71О,3 3,2х10_710,1 2,ЗхКГ7±0,2

3,4хКГ7±0,г

Здесь и далее приведены средние аначения из трех биологических повторностей.

ность глокансинтаз отличается между собой: чем выше технологические качества волокна, тем глюкансинтав;.<*я активность выше. Сделанный вывод позволяет дать рекомендации селекционерам при получении новых сортов учитывать биохимические параметры плодо-влементов, в частности, измерение активности ферментов в роди-!^льс;:их и гибридных формах, ибо вта характеристика является генетически дотер.гинированноП.

Исследование глакансинтазноП сктивиости в динамике развития волокна проиэводствогшнх сортов, отличаащихсл по типу волокна (о? Ю- до бО-днэЕПОго возраста)« показало, наяскмальная иаготнсе?». про;вллетсл т 30-Я день после цветения (рис.1) и отличаете/ "31 "Г сортами ль;.и -»г. г ¡'«оя*«-•«■.;:„< г^а.зйгго. Эта данные находятся и хорошем е г,«., ir.ro водок»« огих сортов

КМООТ Г.ГЧбЛГ ИТ£-Л^!д ОДИНАКОВО'. й /З^ОйОШИ.

¡¡лраллдоыюб ыугс:»» содеошвт^;! коллшозм дишпгико рчэ-

«

X

я

к т « I

г*

м

ч

-ТГ

30 45 бОцня

. Рис.1. Глюкянсинтазнал активность равличных сортов хлопчатника я синамике развития волокна.

--сорт С-4727;----- С-6524;

«и/мл ~ Л--А.,цижан-9. 70

60 50

40 30

20 10

•йг

, (Е.онсг)

3)

Рис,2. Измэнйнп.} в со&грглняи пеллтлоэн волоина раз ;-/.!х сортов хлсипатяинв: • ~ -г

- ~ ТО -

вития хлопкового волокна выявило различия среди изученных сортов - у сорта С-6524 и С-4727 синтез этого полимера происходит более интенсивно; у Андижан-9 этот процесс идет медленнее (рис.2). Но абсолютное содержание целлюлозы к моменту созревания у трех сортов одинаково. Количественное содержание белка по мере развития волокна не отличалось между сортами, немного превышая у сорта С-4727.

Таким образом, сопоставляя полученные данные, можно сделать вывод о том, что у хлопчатника, отличающегося более качественным волокном с высоким выходом, отмечается повышенная активность глюкансинтазы, содержание целлюлозы и белка.

Кинетическая характеристика глюкансинтазы проростков и волокна хлопчатника

Применение меченых глюкозы и УДФГ для определения субстрат ной специфичности'показало, что включение метки от ^-глюкозы происходит значительно слабее, чем от Константа Михаэ

лиса глюкансинтазы, измеренная по УДО-^С-Г, у проростков составила 125 mkII, у волокна - 222 мкЫ. Сравнительно низкие значения КЛ1 свидетельствуют о прочной связи между ферментом и субстратом, о высоком сродстве между ними.

Исследование ингибирующего действия кодлошинл, ЭДТА и конто красного на синтез целлюлозы in vitro ферментным препаратом из проростков и волокна хлопчатника и использованием в качестве субстрате ^С-глюкозы показало также, «то выряженного аффекта подавления глюкансинтазной активности не наблюдается. При применении УДО-14С-глвкозы вышеуказанные ингибиторы подавляли синтез меченого полимера, причем наибольшим действием ингиблровадия дея проростков обладает ЭДГА (до 70£), у волом» - кодао 1фэсдай (52) (рис.3).

Максимальная активность ферменжа гаддцисйитеда я дароросу-ках и волокне хлопчатника проявлялась при рН .8,0. Одвддсо, QWW-мальное значение температурного фактора дая ддюдвдаиия

ioo';

1001

EZ3 -

БЗ- 1,5 мМ 3,0 мМ

Рис. 3. Влияние ингибиторов конго красного (I), колхицина (2) и ЭДГЛ (3) в разных концентрациях на включение меченой глюкозы во вновь синтезированную целлюлозу в проростках (А) и волокна хлопчатника.-

активности у проростков и волокна различается: для глюкансинтазы проростков оно лежит в пределе 27°С, а у волокна - 37°С. Смещение температурного значения в более высокую область, возможно, связано с тем, что биосинтез целлюлозы волокна хлопчатника происходит при более высоких температурах окружающей средн.

Фракционирование грубого мембранного препарата из проростков и волокна хлопчатника.

Для очистки глюкансинтазы из проростков хлопчатника от сопутствующих белков и -ферментов грубый мембранный препарат хрома-тографировали на колонке с сефароэой 4В в градиенте tJaCI 0-IM (рис.4). Ферментный коплекс злюировался тремя фракциями, обозначенными I, II и III.

//у лЬсг

а*

* к ' тл> ¿6 м чо

- 12 -

— < —г

го лч и 33 73 ¿7

Упл

1_г

Рис.4. Разделение ферментного препарата проростков хлопчатника на сефарозе 4В (А); активной фракции 11-1 на ТСК-Н\л/-55-геле (Б); В - электрофорез фракции П-1.

Фракция II, обладавшая максимальной глвкансинтазной акткзностьи, после гель-фильтрации на ТСК-Н^^-Ей-теле разделилась на тр^з "пика", первый из которых проявлял активность 2,0x10"^ ед.акт./мг белка (рис.4Б). Электрофорез фракции П-1 выявил три! ярко вира-иенных пептида с цолекулярной массой 74: 50 и 30 кД (рис. 4В), коуррые,.предпололигельно, относятся к субъединицди гдаокансин-ианого комплекса.

Для идет'пфнкацин гликансимаоиох с гоиплехса подокна хлоп-ча'.'ника использовали грубый иемброн:-ий препарат 20-цнпвногс волокла. Разделение фзрмеитаого материале производили на колонке с, ч£($адексоы^-£5 с гиг »едущей гепфияь^шшй на ТСК-Н\л/г 55-тзпв., ЦеибрагсшЗ гэлокна еяаировался двумя фрапиияни

(1,„Т1), цалбольшой активностью, обладила 11-я фракция, которая посла гзлыЬшъгргпсш на ТСК-Н\^-55 Ешла тремя "пиками0. Максимальная ск?ивное-;\ь отмечена во фракции П-1 - 4,6 ец.аст./мг балка, согласно длинна олектррфороза вкаачавчая в себя три б-зд-г-ии 49% 30 и 16 кДЛряс.5).

Г. .-лхот.:*;: соглш г-'злек:» хястгзтиг'йа : к^г.- -.'..иго "кг? еол-ж'Д про-

иэь-ог.ст^е?пг.-^ порте--; г-яоп-зткикд, с-.^^-^лгся :/о П'.пу болокш, ЛСКШСв.?» р«".С~'Ч-4ЛЯ .'.г'." КСЗГ? ООр.Т'.Ы, Тс.« И ПО ЬС?р4Г»у. В ; олс;г-

чл

Ам

и

М-

10 « 70

13-5 Агю

45

317 <о гг

•--1 Г'

\ и

Рис.5. Разделение ферментного препарата волокна хлопвд5~ чатника (А) на сефадексе У-25 а активной фракгаи II на ТС!{-Ци^55-геле; В - электрофорзэ (фракция П-1.

на 10-дневного возраста на электрофорегрзмиз выявляются четыре ¡{омпонекта, а в 20-днзэноы волокна нолтюатво ояеятрофоротнпас-;гих зон уЕЭл;:тлБа8?ся цо (13-15) (Рас.6). Появление дополнительных зон з спектро белков более разситого волокна связано с началом образования вторичной клеточной станки, согрововхяваэгося ^силенк'.гз синтезом цэллвзози и бзлка. В бзляех 10-г.нзвного полон

67 аД

45 ггД

К,5аД

~Г~ "3 3 5 о 7

»З^Сгг*?, с^геусЗгрйгрлят! уастэорюяге базкзз зогокяа злоз-Х,к - Анджкгш-9; 6,6 - С-Ш7; •

•? - - ВСА, о®з.зьбу«зн, шгуигргы С.

не исследуемых сортов присутствует полипептид с молекулярной массой 97,7 кД, который отсутствует в 20-дневном волокне.. По-видимому, этот полипептид является предшественником ниакомолеку-лярных полипептидов. Полипептиды с молекулярной массой 47,8, 26,9 и 25,7 присутствуют как в 10-, так и в 20-дн-?ггпм волокне. Компонентный состав белков волокна 10-дневного возраста изучаемых сортов идентичен. Существенные различия наблюдались,в 20-дневном волокне. Среди белков сорта Андижан-9 идентифицированы полипептиды с. молекулярной массой 14,7 и 14,4 кД, отсутствующие в сорте С-6524. Сорт С-6524 отличался появлением на электрофоре-грамме полипептидов с молекулярной массой 28,8; 23,4; 20,4 и 13,4 кД. Таким образом, можно предположить, что синтез белков волокна протекает неодинаково в равных сортах хлопчатника; вое- ' можно это связано с генетической детерминированностью сорта. В дальнейших исследованиях, в основном, испольвоввли волокно 20-дневного возраста после нввтения.

При сравнительном.межвидовом исследовании белкового спектра были использованы два сорта, относящиеся к различным »идам -сорт*"Андижан-9 (o..ili43usu.i) И Тврмев-14 (a,barbauciwe) И гибрид, полученный скрещиванием этих двух видов. В спектрах изученных видов хлопчатника наблюдается присутствие как высокомолекулярных (72 кД), так и нивкомолекулярных белков (10 кД), количество зон достигает 10 - 21. Отмечаемся появление новых белковых зон в гибриде, отсутствующих в родительском спектре. Изучение компонентного состава белков волокна генетических линий также выявило различия в составе между ними. В спектре экспериментальных растений имеются высокомолекулярные (ío¿ кД),среднемолекуляр-ные и нивкомолекулярные (16)кД полипептиды (рис.7). В гибридах, полученных скрещиванием Термез-16 (c,.barbadcnao ) и линиями Л-257, Л-1850, Л-1703 (cj.hiroutuu ) проявляются также как у Андижан-9 и Термез-14, новне белковые воны. Появление дополнительных поли-пеятидов в спектре потомства, вовможно, связано с синтезом ноги

Рис.7. Компонентный состав белков волокна генетических линий хлопчатника и гибрида Л-257хТермеа-16

форм белка, участвующих в изменении качества волокна.

Для выявления специфичных белков волокна различных линий хлопчатника были использованы многолетние самоопыленныв линии О.Н1гзигига Л-175 и 1-466, отличающиеся по крепости волокна, по другим биометрическим параметрам эти линии имеют одинаковые признаки. Из волокна Ю- и 20-дневного возраста были получены :водо- и солерастворимые фракции белков (рис.8).

Рис.8. Водо- я солврветворюше бело волокна хловчатняка

линий Л-175 И Л-466, рмлгашцихоя во кревоста волокна.

Обнаружено, что белковый спектр подо- и еолерастворимых фракций отличается количеством и интенсивностью проявления поли-пептицов. Компонентный состав волокна 10-дневного возраста изученных линий идентичен. Различия наблюдались во фракциях белков 20-дневного волокна. Так, для белкового спектра водной фракции линии с большей крепостью волокна (Л-175) характерны полипептиды с молекулярной массой 39 и 28 кД; в солевой фракции 90, 89 и . 28 кД. В водной фракции Л-466 с наименьшей крепостью волокна по-липоптиды 90 и 20 кД отсутствуют, а для солевой фракции характерно наличие пептидов с молекулярной массой 58 и 52 кД. В водных фракциях обеих линий отмечается большее содержание ярко Еыражен-ных высокомолекулярных белков, р тс время как в солевой ф>ракиии ярко выражены среднемолекулярные полипептиды. Этот факт можно объяснить Tew, что для выделения среднемолекулярных полипептидов требуется буфер с большей ионной силой.

Влияние ретардантов на глюкансинтазную активность волокна хлопчатника

Один из быстрых методов изучения действия физиологически . активных веществ на ферментативную активность является добавление этих веществ непосредственно в инкубационную среду, в которой происходит биосинтез изучаемого соединения. Поэтому действие ретардантов исследовалось i/ vit™ , добавлением 0,001% растворов пикса и морфонола при инкубации ферментных препаратов из проростков и волокна хлопчатника с использованием УДФ-*4С-Г. Определение глюиансинтазной активности как в проростках, так и волокне хлопчатника показало значительное увеличение активности, причем стимулирующий эффект ротардянтов, определенный i" vítro, более ощутимый (табл.2).

Изучение влияния i" vivo пикса и морфонола на глшансин-тоэную активность гслокна сортов С-4727 и С-6524 показало резкое увеличение (до 45-50$) ферментативной активности * первые дни развития плоцодлементов. В дальнейшем активность несколько сни-

-nOii'ivi 2,

Действие 0,001$ рпстноров иикса и морфониия на глюкпиг-иитазну» активность in > i о пророст-кок и волокна хлопчатника Апди^зн- J и С-СЬ?.4.

! !ГС-ная активность а !ГС-пая пктийн, t в

! Варианты !в ец.акт./мг бпл! <* !в ед.акг/мг бе^ка j *

! ! проростков ! '" \ волокна I ъ

1. Анц. -У, контроль 2,0xl0~J±0,09 100 I,4xIO"7t0,I ICO

2. Анц.У + пике 3,4xlO_?Í0,2 IVO It8xI0"7Í0,J 1 'Я>

3. Анц.-9 шорфонол 3,9x10" -0,3 105 2,1x10"'ÍO,2 150

4. С-6524,контроль 7,6хЮ"71о,3 100 6,9xI0"7t0,3 '100

5. С-б524 м1икс IO,5xIO"7to,3 140 8,8хКГ7+9,2 Î28

6. с-6524 наорфонол 14,7хЮ"7:о,2 1уз I3,0xKT7Î0,3 1в8

яается, но у сорта Анцижан-9 в обработанных растениях остается вше контроля. Согласно электрофоретическому анализу несколько изменился состав белков волокна у обработанных растений.

Изучение глюкансинтаэной активности волокна хлопчатника, обработанного пиксом в полевых условиях проводили на производственном сорте Наманган-77. Растения обрабатывались различными коншн-;грациями (0,010, 0,016 и 0,020!?) пикса в момент массового цвето-;шя. Материал собирался от Ю- цо 60-дневного возраста с интервалом 10-15 дней.

3 момент образования первичной клеточной степях и удлинения клетки волокна (10-дневноо волокно) отцочазтея резкое увеличение ^лвканскитазноЯ активности в трех вариантах (до 52$) по сравнена с контролен (рис.9). 3stp:i по норе образования втерк'шей кло-точкой стопин у сорта Наманган-77 п контрольных растениях отмэ-чя-зтел тксгамлзнэя активность глзкэнсинтазы (1,7x10 ед.акт./ иг С,с.л::а), в то ,;ак в обработанных вариантах ферментативная

• .куквнос-гь пов-'-сается нэйначмтелыю, причем больгаэ она э варианте с прса;.жге;,;!ой «онцянтрапиой (0,016$). В дальнейшем по мэре развит!»* волокна в кО(;т1.юле глвкйнсинтпзная актирнооть падает, по в опытных s>.'nma:sf.ix сотается дои?: t но высокой - 7,4 ед.зкт/мг белга

15

- 18 -

10 ?0 30

45

60 Дни

Риг.9. Изменение глвкансинтазной активности в динамике рав-гития волокна хлопчатника Наманган-77 под влиянием

и превншавт контроль на 220^. По мере созревания волокна во всех вариантах вв*«вн«еть снижается, не оемется несколько ионгшекиой у обработанных пиксом растений.

Тохигяогичргсие качества обработанного пиксом волокна не «вменились, я по некоторым покаяятелям (разрывная нагрузка, линейная плотность) отмечается улучшение качеств. Согласно злект-ронно-микроскопичегким данным, выполненным совместно с сотрудниками Институт» химии и физики полимеров АН РУз, обработка растений пиксом окаяывает на структуру хлопкового волокна в целом положительное действие.Обработанное волокно хлопчатника обладает более вмгокой степенью кристалличности,процесс образования вторичной клеточной стенки и заполнение ею волокна происходит с боаьвюИ скоростью по сравнению с контролем. Дптор выражает искреннюю благодарность сотрудникам лаборатории 4изико-хтпз! к«х и структурных исследований 1!лМ1 АН РУз :>а помощь при рипод'-очо;', зтой части работы.

разных концентраций пикга ----_ 0.0ЮЯ; —.—

- 0,016$; —*-- 0,020л..

- контроль;

- 19 -

В и В О Д и :

1. Впервые ивучема глюкаисимтетавная активность волокна рав-личмых сортов, видов, генетических линий хлопчатника в динамике их развития, удельна* активность которой взаимосвязана е качеством волокна и урожайностью. К^ глвкансинтетави у проростков хлопчатника 125 мкМ, максимальная скорость фермента 20 мкЫ/мин; у волокна - 222 мкМ и 1,5 мкЫ/мин соответственно. Оптимальное тачание рН лежит в области 8,0; температуря - у проростков 27°С, у волокна 3?°С.

2. Проведен иигибиторный анализ. Установлено, что имгнбиро-ваиие глюкансинтетавы проростков происходит пои. действием ЭДТА (до 70%); гяюкансинтетавы волокна хлопчатника - иод действием конго красного (до 52^).

3. Методом гель-фмльтраиии ив проростков и волокна хлопчатника выделен глвкансинтетавный комплекс, в состав которого входят волипептидм с молекулярной массой 30, 50 и 74 кД у проростков, 46, 30 и 16 кД у волокна.

4. Рвгработана таст-еистема лея определения действия физиологически активных соединений на синтез паллвлоэы хлопкового волокна, которая иожрт бить исиольвована при скрининге вновь синтезируемых веществ.

5. Впервые в волокне хлопчатника изучены и выявлена разлитая в компонентном составе белков равных сортов, видов, генети-чзских лииий и гибридных формах. При межвидовом скрещивании происходит образование белков, характерных для гибрида. Выявлена волпаеятнды, характеризующие качество волокна.

6. Установлено, что наряду с увеличением глэкаионитвтазной активности яоц действием ретарданта пикса о огагно-кроивводет-венных условиях, улучшавтсв технологические свойства волокна (разрывная нагрувка, линейная плотность). Согласно ялектронио-дакроекопическиы данным целлюлоза волокна обработанного хлопчат-

чиеа обладны Аолее рьк-оксА степенып кри1'тяллкангии, процесс об-гш»орйния »торичной клеточной стенки и заполнение'се гвллвловой происходит с большей скоростью по сравнению с контрольными растениями .

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Мугтякимопя Г).Ч., И^гагимов Ф.А., Львов В.М..Ахунов A.A. Активность глвкансинтетаэ волокна хлопчатника в динамике равеи-тия.// Тев.хокл. Ш Всес.конф. "Ьиосинтея целлюлозы и других компонентов клеточной стенки". Кяяянь. 1990. С. 52.

2. Ибрагимов Ф.А., Мугтакимоиа Э.Ч., Львов В.М., Ахунов A.A. Электрофоретическоо ввучемие белков волокна хлопчатника сортов Андикан-9 и С-6524.'// ДАН УзССР. 1990. Г 7.С.45-46.

3. Мустякимпра Э.Ч., Ибрагимов i.A., Ахунов A.A. Сравнительное и*уч*-нно белков и нуклеиновых кислот волокна в раяличных ии-дах хлопчатника.// Те» докл. У конф.биохимиков респуб.Ср.Азии и Кавахстана. Ташкент. 199I. С.205.

• 4. . . ,;!:.i« 4iv, r'asil Л- -Ь1-..i ,cv, Al;, ira J'i . ¡_iu> lu ùi.'iovu ;'.Ukij' oj' i \>U-îî: ccMpnuiiiou in cot ton il~.'rv.. // jj.tcx'sw.lo'.ial conL'. t'.L L ! оluoluiolo,:y .nui i'orej try. Ahoiiust.!. I.evv-lXîlhi. 1993« Г. V.

5. И бра гимов Ф.А., Мустакимова Э.Ч., Ахунов A.A. Глжкансин-тетовннЯ комплекс волокна хлопчатника.// 2-я конф. биохимиков Ув-бекистана. Ташкент. 1993. С.149.

6. Ахунов A.A., Ибрагимов Ф.А., Мустакимова Э.Ч. Выделение J5-(I—4)-глвкансинтазы и» проростков хлопчатника.// ХПС.1994.

» I. С.87-90.

7. Мустяккмопп Э.Ч., Ибрагимов Ф.А., Ахун:>» A.A. Биосинтез иеллвлози вол;ч'на * рвалиянк:-; ropiax хлопчатника.//У»б.бирл.г.. 1994. JP 2. С,.38-41.

MycraijHHG-tt " 'f.

Т.ур.'ш ¡ir.вии тип гпскы|:-...>!-ггтвзас№<н ургэяик

Тодаск оияан фар^ ^илувчм -гузатмг ланча нлвлари, лари вя нрскй )$аторларидаги тояанинг 1тчк8псян?ят»1г& фзрмонтз урганиляи. Фврментнинг энг юцори фзоллягк 30-ку..яж чоклв» ^илинди. Энг xsijopH глвкансинтвтааа фаочлаги тахног.>г»:; typ^s?» кичларя яхши тола да »амоён 'буянти бу t

.^нпа толя ^улусиктларинниг чрсилтгг Or.r^-î^.tttî' 5¿e-

ии^лайни. Гуэа нидоли за толасини ^иснан ?оз?*аияа ?-

та,«а фаоллигм »ijopn курсаткичгя зга булгаы *pSKiK/.-ap а bps тт.' олннди. íy я а ,чухояи5ян ва toischmh ажратилган глвкаисинтвтвзй фврмгнтннкнр кын&тик хосеалари яшцяанди,

Бирян-и иарга тадци^от озиб борияаётгзи rfaa яавяари, T/f лара во унинг чатиитиргзн ггзкмяарздаги тола о^скаяарямнг нсз бий михдори ургяиияди. Тола хулаяраеанинг нккиляы«!« Д53ор;| ¿1-воьявндши заорида cgciusap знг куп кк^дорнкд цаЯд ^шгандн, бу :'оллае нелхаяоза биоскнтези ва;;?пыетабоячтик зараёняар зучай иаи билам туаунтнралади. Гузанииг гибрид какйяларямг;: тояа js-силяарн »аркябиии члаятрофорвтмк урганча не*иаясяяа фа кет ггб-рпдгз хос буяган онсачлор боряагн .ишфсанцк. Ilî«ce за морфояоя рз?зрдантяармжнг fузз «олаепнкнг ггзкаасин?з*ава фзоллага m о:»сялязр тзрй'тбнга тпъапря ургзипязд.

A.Ch.HuBtaklmova

otudy of glucansynthaae of cotton fibre in different varitieQ

Studied the fcraent glucnnaynthsise of cotton fibre in diff»t»nt vnritico, opeciea, genetic line« i)f cotton that diffej each other by their fibre type. Maximum ferment activity wsr found in the fibres which were having 30-days of growth, and meanwhile the biggest Rlucaneynthaee activity tun found in plants whicli poonea a better tecluiics ! characters nnd this underiinee the theory of genetic detern ir.ation of different oigni! of fibre. Fraction? villi higher activity wete found during the partial purification of glucohsyiu h.nse fron hypocot]ea and fibrea. Determine' the kinfti ■■ proper -tie» ')C glucnnuyntljaao of hypocctjes and fibre of cotton.

For thr first tine, it has been ntudiC"! thr ingredient component«) of fibre protein in differi.r.*; varieties, linfa, specie» and their hybrids of cotton. And it is marked, that i higher eontfiit of p.'< te la ; in fibre duruii? the formation of oecondary cel.] wnl i , which have been explained by the vl~ i;o -dus metabolic procesoes during the bionyntheais of cellu->ose of fibre. The rl ectrophoretic studies of fibre protein contents of hybrids showed the presence of proteina, which were peculinj only for the particular Hybrids. Studio.i the influence of ret^rdanta pika and uorphonol in the (jlucau -rvnthani- activity and in the protein contnm of cotton.

Р.— Подписано к печати 19. 07. 95 г. Зак,—Ш 2368. Тираж 60 1995 г. об. 1 п.л. Отпечатано в АП ТПК

Ташкент, Навои, 30.