Влияние имитированной микрогравитации на структуру амилопластов, состав и характеристики крахмала мини-клубней картофеля

Рубрика: 
Науки о жизни в космосе
Недуха, ЕМ, Кордюм, ЕЛ, Шнюкова, ЕИ
Косм. наука технол. 2007, 13 ;(2):062-068
https://doi.org/10.15407/knit2007.02.062
Язык публикации: Украинский
Аннотация: 
Изучалось действие длительной имитированной микрогравитации (клиностатирование, 2 об/мин.) на структурно-функциональную организацию клеток мини-клубней Solatium tuberosum L. (сорта Адрета) в культуре. Установлено существенное влияние на размер 45-суточных мини-клубней, содержание и состав запасного крахмала, водорастворимые свойства крахмала и структуру амилопластов клеток запасальной паренхимы мини-клубней картофеля. Для исследований структуры крахмал-запасальных клеток использовалась модельная система - мини-клубни в стерильной культуре, методы световой и сканирующей электронной микроскопии, а также биохимические методы для изучения запасных полисахаридов. При длительном горизонтальном клиностатировании наблюдали появление фракции «гигантских» амилопластов в крахмал-запасальных клетках паренхимы. Установлена корреляция снижения содержания амилозы с угнетением растворимости крахмала в воде при длительном клиностатировании. Полученные результаты указывают на изменения углеводного метаболизма запасальных органов картофеля под влиянием имитации микрогравитации.
Ключевые слова: биохимические методы, клиностатирование, полисахариды
 
Полный текст (PDF)
References: 
1.  Болотова В., Саканьян В. Е., Лезиновская Е., Пасти-шенков Л. Спектрофотометрический метод определения содержания полисахаридов в листьях Tilia cordata Mill. // Растительные ресурсы.—2001.—37.—С. 109—112.
2.  Гончарик М. Н. Физиология семян и клубней картофе­ля // Физиология сельскохозяйственных растений / Под ред. Б. Рубин, С. Андреенко. — М.: МГУ, 1971.— Т. 12.—С. 18—31.
3.  Гукасян И. А., Голяновская С. А., Гришунова Е. В. и др. Влияние rol-трансгенов, ИУК и кинетина на содер­жание крахмала и размер крахмальных гранул в клуб­нях картофеля, культивируемого in vitro // Физиол. раст.—2005.—52, № 6.—С. 913—918.
4.  Дженсен У. Ботаническая гистохимия. — М.: Мир, 1965.
5.  Недуха О. М., Шнюкова Є. І., Кордюм Є. Л. Вплив кліностатування на активність та локалізацію фосфорилази в крохмалезапасаючих клітинах міні-бульб Solatium tuberosum L. // Доп. НАНУ.—2004.—№ 8.— С. 174—178.
6.  Рихтер М. С, Аугустат З., Ширбаум Ф. Избранные методы исследования крахмала: пер. с нем. под ред. Н. Козьминой, В. Грюнера. — М.: Пищевая пром-сть, 1975.—137 с.
7.  Cook M., Croxdale J. G. Ultrastructure of potato tubers formed in microgravity under controlled environment condition // J. Exp. Bot—2003.—54.—P. 2157—2164.
8.  Croxdale J., Cook M., Tibbitts Т., et al. Structure of potato tubers formed during spaceflight // J. Exp. Bot.—1997.— 48.—P. 2037—2043.
9.  Fernie A., Willmitzer L., Trethewey R. Sucrose to starch: transmission in molecular plant physiology // Trends Plant Sci.—2002.—7.—P. 35—41.
10.  Gilbert L. N., Gilbert G. A., Sprey S. The methods of carbohydrates chemistry / Ed. A. Khorlin. — Moscow: Mir, 1967.
11.  Glaring M. A., Koch C, Bienov A. Genotype-specific spatial distribution of starch molecules in the starch granule: A combined CLSM and SEM approach // Biomacro-molecules.—2006.—7, N 8.—P. 2310—2320.
12.  Hasenstein K. H., Kuznetsov O., Brown C, et al. Composi­tion and physical properties of starch in microgravity grown plants. // Abstracts of 16th ASGSB 2000 Annual Meeting, October 25—28 2000, Monreal, Canada. — Monreal, 2000.—P. 111.—(ASGSB-CSA-ELGRA).
13.  Hill W. F., Mortley D., MacKoiak C, et al. Growing root, tuber and nut crops hydroponically for CELLS. // Adv. Space Res.—1992.—12, N 5.—P. 125—131.
14.  Hovenkamp-Hermelink J. H. M., Devries J., Adamse P., et al. Rapid estimation of the amylose/amylopectin ratio in small amounts of tuber and leaf tissue of the potato. // Potato Res.—1988.—31.—P. 241—246.
15.  Hung P. V., Maeda N., Morita N. Waxy and high-amylose wheat starches and flours—characteristics, functionality and application // Trends in Food Science and Technology.— 2006.—17, N 8.—P. 448—456.
16.  Karam L., Ferrero C, Martino M., et al. Thermal, microstructure; and textural characterization of gelatinized corn cassava and yam starch islands // Int. J. Food Sci. and Technology.—2006.—41, N 7.—P. 805—812.
17.  Kordyum E. L., Baranenko V., Nedukha O., Samoylov V. Development of potato minitubers in microgravity // Plant Cell Physiol.—1997.—38, N 10.—P. 1111 — 1117.
18.  Kuznetsov O., Brown C. S., Levine H. G., et al. Space-grown plants show modified starch structure // COSPAR 2000, Warsaw, 16—28 July. — Warsaw, 2000.—P. 631.
19.  Kuznetsov O., Brown C, Levine H., et al. Composition and physical properties of starch in microgravity-grown plants // Adv. Space Res.-2001.—28.—P. 651—658.
20.  Lawal O., Adebowale K., Oderinde R. Functional properties of amylopectin and amylose fractions isolated from Bambar-ra groundtnut (Voandzeia subterranean) starch // African. J. Biotechnol.—2004.—3.—P. 399—404.
21.  Lloyd J., Springer F., Buleon A., et al. The influence of alterations in ADP-glucose pyrophosphorylase activities on starch structure and composition of potato tubers // Plan-ta.—1999.—209.—P. 230—238.
22.  Nakamura Y. Towards a better understanding of the metabolic system for amylopectin biosynthesis in plants: rice endosperm as a model tissue // Plant Cell Physiol.— 2002.—43, N 7.—P. 718—725.
23.  Nedukha О., Schnyukova E., Leach J. High phosphorylase activity is correlated with increased potato minituber forma­tion and starch content during extended clinorotation // Adv. Space Res.—2003.—31.—P. 2245—2251.
24.  Shu X. L., Shen S., Bao J., et al. Molecular and biochemi­cal analysis of the gelatinization temperature characteristics of rice (Oryza sativa L.) starch granules // J. Cereal Sci.—2006.—44, N 1.—P. 40—48.
25.  Singh N., Inouchi N., Nishinari K. Structural and viscoelas-tic characteristics of starches separated from normal, sugary and waxy maize // Food Hydrocolloids.—2006.—20, N 6.—P. 923—935.
26.  Smith A., Denyer K., Martin C. The synthesis of starch granule // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Мої. Biol.— 1997.—48.—P. 67—87.
27.  Tester R., Karkalas J., Qi X. Strach structure and digest­ibility enzyme-substrate relationship // World's Poultry Sci. J.—2004.—60.—P. 186—195.
28.  Tibbits Т., Croxdale J. G., Brown C, Wheeler R. Potato tuber formation and starch accumulation in space // Grav. and Space Biology Bull.—1996.—10.—P. 28.

29.  Weakley B. A Beginner's handbook in biological electron microscopy / Ed. by V. Poljakov. — Moscow: Mir, 1975.