Изучение белковых компонентов зерно бобовых культур и их использование в биотехнологии

  • E. D. Dzhangalina Казахский национальный университет им. аль-Фараби
  • B. A. Zhumabayeva Казахский национальный университет им. аль-Фараби
  • Z. G. Aytasheva Казахский национальный университет им. аль-Фараби
  • N. E. Pavlovskaya Орловский государственный аграрный университет
  • I. N. Gagarina Орловский государственный аграрный университет
  • A. B. Dzhaksybaeva Казахский национальный университет им. аль-Фараби

Abstract

Представлен краткий обзор литературных данных по изучению белковых компонентов зерновых бобовых культур, в частности лектинов. Проведенный анализ отечественных и зарубежных литературных источников показал, что лектины выполняют такие важные функции в растительном организме, как участие в защитных реакциях, регулирующих устойчивость к насекомым, вредителям и фитопатогенным грибам, являются одним из главных компонентов примежклеточных и симбиотических взаимодействиях, обладают иммуностимулирующими свойствами, оказывают инсулинонодобное и радиотерапевтическое действие. Одним из современных направлений сельскохозяйственной биотехнологии является использование белковых компонентов растений для создания экологически безопасных комплексных биопрепаратов на основе биологически активных веществ, полученных с помощью методов культуры клеток и тканей растений.Әдеби деректердің қысқа шолуында бұршақ дақылының лектин белогын зерттеу жұмыстарына арналған. Отандық және шетел әдебиеттері бойынша лектиндер жәндіктерден, зиянкестер мен фитопатогендік саңырауқұлақтардан қорғаныстық реакцияларында қатынасатындығы көрсетілген. Үрмебұршақ лектиндері инсулин тәрізді және радиотерапевтік әсерлерге ие. Заманауи экологиялық қәуіпсіз биопрепараттар кешенін жасау бағыттарына лайық биологиялық белсенді заттарды алуға, оқшауланған жасушалар және ұлпалар әдістерін қолдану негізінде алу жатады. 

References

1 Carlini C.R., Grossi-de-Sa M.F. Plant toxic proteins within secticidal properties. on their potentialities as bioinsecticides. A review // Toxicon. – 2002. – V. 40. – P. 1515–1539
2 Kanrar S., Venkateswari J., Kirti P.B., Chopra V.L.Transgenic Indian mustard (Brassica juncea) with resistance to the mustard aphid (Lipaphiserysimi Kalt.) // Plant Cell Rep. – 2002. – V. 20. – P. 976–98
3 Wakefield M.E., Bell H.A., Fitches E.C., Edwards J.P., Gatehouse A.M. Effect of Galanthusnivalis agglutinin (GNA) expressed in tomato leaves on larvae of the tomato moth Lacanobiaoleracea (Lepidoptera: Noctuidae) and the effect of GNA on the development of the endoparasitoid Meteorus gyrator (Hymenoptera: Braconidae) // Bull. Entomol. Res. – 2006. – V. 96. – P. 43–52
4 Комарова Э.Н., Выскребенцева Э.И., Трунова Т.И. Активность лектино подобных белков клеточных стенок и внешних мембран органелл и их связь с эндогенными лигандами в проростках озимой пшеницы при холодовой адаптации // Физиология растений. – 2003. – Т. 50. – С. 511-516.
5 Тимофеева О.А. Лектины как активный компонент адаптивных реакций озимой пшеницы к неблагоприятным условиям среды [Текст]: автореф. дис….кандидата биол. наук: защищена 12.11.2009 / Тимофеева Ольга Александ ровна. – Казань, 2009. – 39 с. http://www.dissercat.com.
6 Singh P.S., Braglal P., Bhullar S.S. Wheat germ agglutinin (WGA) gene expression and ABA accumulation in the developing embryos of wheat (Triticum aestivum) in response to drought // Plant Growth Regul. – 2000. – V. 30. – P. 145–15.
7 Косенко Л.В. Сравнительная характеристика углеводсвязывающих свойств лектинов из семян бобовых растений // Физиология растений. – 2002. –Т. 49. – С. 718-724.
8 Сытников Д.М., Коць С.Я. Участие лектинов в физиологических процессах растений // Физиология и биохимия культ. растений. – 2009. – Т. 47, № 4. – С. 279–296.
9 Гагарина И.Н., Павловская Н.Е. Инновационный подход к применению белковых компонентов в биотехнологии // Вестник Орел ГАУ. – 2008. – № 1. – С. 36-38
10 Мельникова Н.Н., Ковальчук Н.В., Коць С.Я., Мусатенко Л.И. Влияние лектинов семян сои на формирование и функционирование бобово-ризобиального симбиоза // Физиология и биохимия культ. растений. – 2009. – Т. 41, № 5. – С. 439-446.
11 Lodeiro A.R., Lopez-Garcia S.L., Vazquez T.E.E., Favelukes G. Stimulation of adhesiveness, infectivity, and competitiveness for modulation of Bradyrhizobium japonicum by its pretreatment with soybean seed lectin // FEMS Microbiol. Lett. – 2000. – Т. 188. – P. 177-184.
12 Павловская Н.Е. Белковый комплекс зерно бобовых культур и пути повышения его качества // Орел: ОГАУ, 2003. – 216 с.
13 Espinosa J.F., Asensio J.L., Garsia J.L., Laynez J., Bruix M., Wright C., Siebert H.C., Gabius H.J., Canada F.J., Jimenez– Barbero J. NMR investigation of protein–carbohydrate. Binding studies and refined three–demensional solution structure of the complex between the B domain of wheat germ agglutinin and N,N’,N’’–triacetyl–chitotriose // Eur. J. Biochem. – 2000. – V. 267. – P. 3965–3978.
14 Алексидзе Г.Я., Литвинов В.И., Выскребенцева А.И. Модель организации на мембране тилактоидов цикла Кальвина с участием лектина фотосистемы // Физиология растений. – 2002 – Т. 49, № 1. – С. 148–1541.
15 Rudiger H., Gabius H.-J. Plant lectins: occurrence, biochemistry, functions and applications // Glycoconi. J. – 2001. – V. 18. – P. 589-613.
16 Шаяхметов И.Ф. Культура клеток и тканей пшеницы in vitro и соматический эмбриогенез //[Текст]: дис….доктора биол. наук: защище на 2001 / И.Ф. Шаяхметов. – СПб., 2001. – 219 с. http://www.dissercat.com
17 Панчен ко Л.П., Коробкова Е.С., Диденко Г.В., Ястребова Е.В., Малиновская Л.П. Влияние Acholeplasm alaidlawii Var. Granulum на лектиновую активность каллусов сахарной свеклы // Мікробіол. журн. – 2011. – Т. 73, № 1. – С. 15-19.
18 Буянова А.С., Ламбе рова М.Э. Исследование влияния ультразвука на отдельные стадии в технологии культу ры растительных клеток и тканей in vitro III. Биосинтез белков сои // Химия растительного сырья. – 2012. – № 3. – С. 163–166.
19 Штерншис М.В. Тенденции развития биотехнологии микробных средств защи ты растений в России // Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2012. – № 2 (18). – С. 92–100.
20 Аникеева Н.В. Научные основы технологий белковых препаратов // Нива Поволжья. – 2010. – № 3(16). – С. 1–5.
21 Сlemente A., Mackenzie D.A., Johnson I.T., Domoney C. Investigation of legume seed protease inhibitors as potential anti– carcinogenic proteins // 5th European Conf. on Grain Legumes. – 2004. – Dijon–France. – P. 51–52.
22 Вершинина З.Р. Использование лектинов бобовых для по вышения урожайности культурных растений // Материалы XV Между народной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов-2008». М., 2008. – Т. I. – Подсекция 1. – С. 12–13.
23 Реме ле В.В., Ошано ва Д.С. Экологи чески чистые бактериальные препараты для защиты зерновых культур от грибных болезней // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. – 2012. – № 5. – С. 10 -14.
24 Noble J.E., Bailey M.J. A. Quantitation of proteins // Methods in enzymology.– 2009. – V. 463. – P. 73–95.
1 Carlini C.R., Grossi-de-Sa M.F. Plant toxic proteins within secticidal properties. on their potentialities as bioinsecticides. A review // Toxicon. – 2002. – V. 40. – P. 1515–1539
2 Kanrar S., Venkateswari J., Kirti P.B., Chopra V.L.Transgenic Indian mustard (Brassica juncea) with resistance to the mustard aphid (Lipaphiserysimi Kalt.) // Plant Cell Rep. – 2002. – V. 20. – P. 976–98
3 Wakefield M.E., Bell H.A., Fitches E.C., Edwards J.P., Gatehouse A.M. Effect of Galanthusnivalis agglutinin (GNA) expressed in tomato leaves on larvae of the tomato moth Lacanobiaoleracea (Lepidoptera: Noctuidae) and the effect of GNA on the development of the endoparasitoid Meteorus gyrator (Hymenoptera: Braconidae) // Bull. Entomol. Res. – 2006. – V. 96. – P. 43–52
4 Komarova Je.N., Vyskrebenceva Je.I., Trunova T.I. Aktivnost’ lektinopodobnyh belkov kletochnyh stenok i vneshnih membran organell i ih svjaz’ s jendogennymi ligandami v prorostkah ozimoj pshenicy pri holodovoj adaptacii // Fiziologija rastenij. – 2003. – T. 50. – S. 511-516.
5 Timofeeva O.A. Lektiny kak aktivnyj komponent adaptivnyh reakcij ozimoj pshenicy k neblagoprijatnym uslovijam sredy [Tekst]: avtoref. dis….kandidata biol. nauk: zashhishhena 12.11.2009 / Timofeeva Ol’ga Aleksandrovna. – Kazan’, 2009. – 39 s. http://www.dissercat.com.
6 Singh P.S., Braglal P., Bhullar S.S. Wheat germ agglutinin (WGA) gene expression and ABA accumulation in the developing embryos of wheat (Triticum aestivum) in response to drought // Plant Growth Regul. – 2000. – V. 30. – P. 145–15.
7 Kosenko L.V. Sravnitel’naja harakteristika uglevodsvjazyvajushhih svojstv lektinov iz semjan bobovyh rastenij // Fiziologija rastenij. – 2002. –T. 49. – S. 718-724. 8 Sytnikov D.M., Koc’ S.Ja. Uchastie lektinov v fiziologicheskih processah rastenij // Fiziologija i biohimija kul’t. rastenij. – 2009. – T. 47, № 4. – S. 279–296.
9 Gagarina I.N., Pavlovskaja N.E. Innovacionnyj podhod k primeneniju belkovyh komponentov v biotehnologii // Vestnik OrelGAU. – 2008. – № 1. – S. 36-38
10 Mel’nikova N.N., Koval’chuk N.V., Koc’ S.Ja., Musatenko L.I. Vlijanie lektinov semjan soi na formirovanie i funkcionirovanie bobovo-rizobial’nogo simbioza // Fiziologija i biohimija kul’t. rastenij. – 2009. – T. 41, № 5. – S. 439-446.
11 Lodeiro A.R., Lopez-Garcia S.L., Vazquez T.E.E., Favelukes G. Stimulation of adhesiveness, infectivity, and competitiveness for modulation of Bradyrhizobium japonicum by its pretreatment with soybean seed lectin // FEMS Microbiol. Lett. – 2000. – T. 188. – P. 177-184.
12 Pavlovskaja N.E. Belkovyj kompleks zernobobovyh kul’tur i puti povyshenija ego kachestva // Orel: OGAU, 2003. – 216 s.
13 Espinosa J.F., Asensio J.L., Garsia J.L., Laynez J., Bruix M., Wright C., Siebert H.C., Gabius H.J., Canada F.J., Jimenez– Barbero J. NMR investigation of protein–carbohydrate. Binding studies and refined three–demensional solution structure of the complex between the B domain of wheat germ agglutinin and N,N’,N’’–triacetyl–chitotriose // Eur. J. Biochem. – 2000. – V. 267. – P. 3965–3978.
14 Aleksidze G.Ja., Litvinov V.I., Vyskrebenceva A.I. Model’ organizacii na membrane tilaktoidov cikla Kal’vina s uchastiem lektina fotosistemy // Fiziologija rastenij. – 2002 – T. 49, № 1. – S. 148–1541.
15 Rudiger H., Gabius H.-J. Plant lectins: occurrence, biochemistry, functions and applications // Glycoconi. J. – 2001. – V. 18. – P. 589-613.
16 Shajahmetov I.F. Kul’tura kletok i tkanej pshenicy in vitro i somaticheskij jembriogenez //[Tekst]: dis….doktora biol. nauk: zashhishhena 2001 / I.F. Shajahmetov. – SPb., 2001. – 219 s. http://www.dissercat.com
17 Panchenko L.P., Korobkova E.S., Didenko G.V., Jastrebova E.V., Malinovskaja L.P. Vlijanie Acholeplasm alaidlawii Var. Granulum na lektinovuju aktivnost’ kallusov saharnoj svekly // Mіkrobіol. zhurn. – 2011. – T. 73, № 1. – S. 15-19.
18 Bujanova A.S., Lamberova M.Je. Issledovanie vlijanija ul’trazvuka na otdel’nye stadii v tehnologii kul’tury rastitel’nyh kletok i tkanej in vitro III. Biosintez belkov soi // Himija rastitel’nogo syr’ja. – 2012. – № 3. – S. 163–166. 19 Shternshis M.V. Tendencii razvitija biotehnologii mikrobnyh sredstv zashhity rastenij v Rossii // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologija. – 2012. – № 2 (18). – S. 92–100. 20 Anikeeva N.V. Nauchnye osnovy tehnologij belkovyh preparatov // Niva Povolzh’ja. – 2010. – № 3(16). – S. 1–5.
21 Slemente A., Mackenzie D.A., Johnson I.T., Domoney C. Investigation of legume seed protease inhibitors as potential anti– carcinogenic proteins // 5th European Conf. on Grain Legumes. – 2004. – Dijon–France. – P. 51–52.
22 Vershinina Z.R. Ispol’zovanie lektinov bobovyh dlja povyshenija urozhajnosti kul’turnyh rastenij // Materialy XV Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchenyh Lomonosov-2008». M., 2008. – T. I. – Podsekcija 1. – S. 12–13.
23 Remele V.V., Oshanova D.S. Jekologicheski chistye bakterial’nye preparaty dlja zashhity zernovyh kul’tur ot gribnyh boleznej // Vestnik sel’skohozjajstvennoj nauki Kazahstana. – 2012. – № 5. – S. 10 -14.
24 Noble J.E., Bailey M.J. A. Quantitation of proteins // Methods in enzymology.– 2009. – V. 463. – P. 73–95.
Published
2016-04-29
How to Cite
DZHANGALINA, E. D. et al. Изучение белковых компонентов зерно бобовых культур и их использование в биотехнологии. KAZNU BULLETIN ECOLOGICAL SERIES, [S.l.], v. 43, n. 1/1, apr. 2016. Available at: <http://bulletin-ecology.kaznu.kz/index.php/1-eco/article/view/689>. Date accessed: 24 june 2017.

Keywords

зерно бобовые культуры; фасоль; лектины; защита растений; биопрепараты; дәнді бұршақты дақылдар; үрмебұршақ; өсімдікті қорғау; биопрепараттар.