Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 9
1.1. Свойства и функции пероксидазы, малат- и глутаматдегидрогеназ 9
Пероксидаза 9
Малатдегидрогеназа 13
Глутаматдегидрогеназа 17
1.2. Изоферменты пероксидазы, малат- и глутамат дегидрогеназ 24
Изопероксидазы 25
Изоферменты малатдегидрогеназы 31
Изоферменты глутаматдегидрогеназы 34
1.3. Изменение активности и изоэнзимного соста ва ферментов в процессе развития растений . 36
Глава II. Материалы и методы исследований 49
2.1. Постановка опытов 49
2.2. Получение ферментного экстракта 50
2.3. Определение активности ферментов 51
2.4. Дисковой микроэлектрофорез в полиакриламидном геле 52
Глава III. Результаты исследований и их обсуждение . 55
3.1. Активность и изоэнзимныи состав ферментов на раннем этапе прорастания зерна 55
3.1.1. Активность пероксидазы при набухании и прорастании зерна 55
3.1.2. Активация изопероксидаз при прорастании зерна 66
3.1.3. Активность малатдегидрогеназы при набухании и прорастании зерна пшеницы. 72
3.1.4.. Электрофоретические формы малатдеги дрогеназы при набухании и прорастании зерна пшеницы 74
3.1.5. Активность глутаматдегидрогеназы при набухании и прорастании зерна 79
3.1.6. Изоэнзимы глутаматдегидрогеназы в набухающем и прорастающем зерне
3.2. Активность и множественные молекулярные формы ферментов проростков и вегетативных органов пшеницы 88
3.2.1. Активность пероксидазы
3.2.3. Изоэнзимы пероксидазы 94
3.2.3. Активность малатдегидрогеназы 98
3.2.4. Электрофоретические формы малатдегидрогеназы 99
3.2.5. Активность глутаматдегидрогеназы 101
3.2.6. Изоэнзимы глутаматдегидрогеназы ГДГ. 108
3.3. Изменение активности и формирование изоферментов развивающегося зерна пшеницы 110
3.3.1. Изменение активности пероксидазы в развивающейся зерновке у различных сортов пшеницы 110
3.3.2. Изопероксидазы зерновок различных сортов пшеницы в процессе развития 115
3.3.3. Изменение активности малатдегидрогеназы зерна пшеницы в процессе развития 119
3.3.4. Формирование электрофоретических форм малатдегидрогеназы в развивающейся зерновке пшеницы 120
3.3.5. Изменение активности глутаматдегидро-геназы в развивающейся зерновке пшеницы 122
Заключение 126
Выводы 134
Список литературы 136
- Изменение активности и изоэнзимного соста ва ферментов в процессе развития растений
- Дисковой микроэлектрофорез в полиакриламидном геле
- Электрофоретические формы малатдеги дрогеназы при набухании и прорастании зерна пшеницы
- Изменение активности пероксидазы в развивающейся зерновке у различных сортов пшеницы
Введение к работе
В последнее время значительно возрос интерес к изучению молекулярных основ процессов развития растений. Весьма ценную информацию в этом плане дает исследование множественных молекулярных форм ферментов. Однако имеющиеся к настоящему времени сведения об изоферментном составе ключевых ферментов метаболизма далеко недостаточны для характеристики всего цикла развития растений. Исследования проводились с отдельными органами растения и главным образом на проростках, а полученные данные используются для обоснования некоторых вопросов филогении, сортовой идентификации и геномного анализа культурных растений (Алтухов, Воденичарова, 1981 ; Goodman е. а., 1980).
Вместе с тем, исследование динамики активности и изофер-ментного состава важнейших ферментов в ходе всего развития растения имеет принципиально важное значение. Такие исследования дают возможность, во-первых, выявить метаболическую активность растения в различные периоды его развития, что явится основой для направленного регулирования процессов развития с целью повышения продуктивности ; во-вторых, позволит выявить период в цикле развития, когда наиболее отчетливо проявляются свойства ферментов, представляющие интерес для их использования в качестве тест-системы, диагностирующей полезные признаки растения. В этом плане особый интерес представляет изучение динамики активности и изоферментного спектра в процессе развития растения некоторых оксидоредук-таз, играющих важную роль в метаболизме. Таковы пероксидазы,
— бз —
выполняющие большую роль в процессах дыхания, роста и развития, в защитных реакциях и т.д. ; малатдегидрогеназа - обязательный участник цикла Кребса, играет существенную роль в процессах дыхания и обмене оксикислот ; НАД- и НАДФ-специ-фичных глутаматдегидрогеназы, реакции которой лежат на стыке азотного и энергетического обменов и поэтому являющие одним из ключевых ферментов метаболизма.
Характер изменений активности этих ферментов и их изо-ферментного состава в процессе развития пшеницы исследован недостаточно полно. Как правило исследователи ограничивались изучением активности и множественных молекулярных форм ферментов на отдельных этапах развития или в отдельных органах растения ( Milius , 1973 ; Kruger , La Berge , 1974 ; Hagi-ma et al. , 1978; Bartoshova et al. , 1982). Эти работы хотя и показывают перспективность рассматриваемой проблемы, однако не полностью раскрывают картину метаболической изменчивости свойств ферментов в развивающемся растении пшеницы. Целью настоящей работы является исследовать изменения в изо-ферментном составе и активности важных ферментов энергетического и азотного обмена в процессе развития пшеницы - пероксидазы, малат- и глутаматдегидрогеназ. В связи с этим перед нами ставились задачи:
изучить активность и изменения изоферментного состава пероксидазы, малат- и глутаматдегидрогеназ в процессе прорастания, развития и созревания пшеницы ;
установить наличие сортовой специфичности по активности и изоферментному составу пероксидазы, малат- и глутаматдегидрогеназ в отдельные фазы созревания и прорастания зерна
пшеницы и выявить возможность использования ее для практических целей.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые на примере нескольких сортов гексаплоидной пшеницы прослежены закономерности изменения активности и изоферментного набора пероксидазы, манат- и глутаматдегидрогеназ в процессе развития. Показано, что множественные электрофоретические формы малатдегидрогеназы и пероксидазы формируются в процессе развития и созревания зерновки и присутствуют в зрелом покоящемся зерне.
На основании полученных результатов сделано предположение, что при набухании и прорастании зерна образование новых молекулярных форм изученных ферментов не происходит, а активация изоферментов осуществляются за счет их перехода из покоящегося состояния. В ходе дальнейшего прорастания большинство минорных электрофоретических компонентов малатдегидрогеназы, присутствовавших в зрелом зерне исчезает, а изофер-менты пероксидазы количественно возрастают. Эти сведения подчеркивают важную особенность окислительно-восстановительных ферментов, которые присутствуют в покоящемся зерне и активируются при его прорастании.
Полученные данные углубляют теоретические знания в понимании механизмов первичной активации, функционирования и запасания изоферментов оксидоредуктаз. Наряду с этим выявленные межсортовые различия по изоферментному набору перок-, сидазы на стадии формирования и налива зерна, по ее активности при прорастании и созревании, а также активности глу-таматдегидрогеназы в созревающем зерне пшеницы, могут быть
использованы в селекционной практике для отбора образцов с определенными признаками.
Основные положения, выносимые на защиту. На основании экспериментального изучения активности и изоферментного состава пероксидазы, глутаматдегидрогеназы и электрофоретичес-ких форм малатдегидрогеназы делается вывод о том, что активация изоферментов пероксидазы и малатдегидрогеназы при прорастании зерна происходит путем перехода их из покоящегося состояния. А характерный проростковый период дополнительный изофермент глутаматдегидрогеназы возможно возникает за счет его новообразования. В процессе формирования и созревания зерна происходит последовательное образование изоферментов пероксидазы и электрофоретических форм малатдегидрогеназы. йзоферментный набор пероксидазы на раннем этапе прорастания зерна характеризует сортовые особенности пшеницы, что имеет определенную'практическую ценность.
Работа выполнена в проблемной лаборатории биохимии обмена веществ растений Казахского ордена Трудового Красного Знамени государственного университета им.С.М.Кирова.
~ 9 ~
Изменение активности и изоэнзимного соста ва ферментов в процессе развития растений
Онтогенез растения условно делится на два периода - в первом - происходит образование вегетативных органов: корни, стебли, листья, а во втором - образование генеративных органов: цветки, плоды, семена (Куперман, 1982). Б жизненном цикле растений определяющую роль играют биохимические процессы, происходящие в семенах при их выходе из состояния покоя. Как известно сухие покоящиеся семена, хотя и находятся в сильно дегидратированном состоянии, характеризуется очень слабой, но постоянно функционирующей метаболической активностью, за счет деятельности, главным образом, окислительно-восстановительных ферментов. В зародышах сухих семян присутствуют неактивные, но способные функционировать орга-неллы и цитоплазматические макромолекулы, т.е. сохранена основа координированной живой системы (Осборн, 1982).
В зависимости от условий хранения (при их несоответствии оптимальны требованиям) семена могут терять свою жизнеспособность. При этом в семенах нарушается активность ферментов, их изоферментный набор и электрофоретические свойства (Овчаров и др., 1978 ; Кокшарев и др., 1980; Marcus et al., 1981).
В литературе имеются данные согласно которым жизнеспо- і собность семян растений коррелирует с активностью ферментов ; (Шутова и др., 1973; Красноок и др., 1976, 1979; Родищева и др., 1979 ; Бочваров и др., 1983). Исследования активности и изоферментного состава ВДГ, ГДГ, алкогольдегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы, пероксидазы и цитохромоксидазы в сухих, набухших и прорастающих семенах риса различной жизне- v способности, показало, что при потере всхожестви, дегидроге-назы сохраняли до 40# активности, пероксидаза - 12-33$, ци-тохромоксидаза - 12-1. В отличие от жизнеспособных семян в стареющих семенах активность ферментов уменьшалась, а новые молекулярные формы не образовывались (Красноок и др., 1976, 1979). Установлено также, что падение активности ферментов пероксидазы, алкогольдегидрогеназы и ГДГ в стареющих семенах риса (Ыутова и др., 1973) и хлопчатника (Родимцева и др., 1979) было связано с исчезнованием изоферментов с быстрой электрофоретической подвижностью.
В процессе индивидуального развития растения прорастание семян является важным этапом. Иод влиянием специфических факторов окружающей среды семя переходит из состояния покоя в активный рост, или иначе говоря возобновляются активные метаболические процессы, результатом чего является образованиє проростка из зародыша (Дженн, Амен, 1982).
Прорастание характеризуется увеличением активности и понвпением новых ферментных систем. При этом установлено,что активация всех ферментных систем происходит не одновременно. Одни активируются сразу же после набухания, другие активируются позже - при прорастании. Для активации ферментов третьей группы необходим синтез белка, но не нужно образование иРНК. Некоторые ферментные системы начинают действовать лишь после процесса синтеза белка и иРНК, а также активации генов (Майер, 1982).
Активация метаболических процессов при набухании и прорастании семян представляет собой "каскадный" процесс. Как предполагает Г.Томас (1978) в состоянии покоя семя содержит определенное число ключевых ферментов. При набухании семян активность ферментов повышается, затем продукты этих реакций активируют другие ферменты. Этот процесс длится до тех пор, пока в клетке не установится оптимальное условие для развития метаболических процессов. По аналогичному принципу активируются кислая фосфатаза и изоцитратдиаза семян маша / и гороха. X.Д.Приели и Л.Фоуден ( Presley , Fowden , 1965). Полагают, что эти ферменты при прорастании образуются из неактивных форм. Увеличение числа изоферментов пероксидазы при прорастании семян кукурузы, пшеницы и риса по предположению, ряда авторов также обусловлено, скорее всего увеличением количества предшествующих (-конформационных изменений), а не синтезом новых молекулярных форм фермента (Красноок и др., 1976; Денчева, Клисурска, 1976, 1977; Kruger , La Berge, 1974). Имеется также сообщение об обнаружении в зерне пшеницы латентной формы ГДГ (Гильманов и др., 1982). В другой работе показано, что пероксидаза ячменя и пшеницы во время прорастания синтезируются de novo ( Austine et ai. ,1970; Tao , Khan , 1975) .
Считают, что при прорастании зерна особо важное значение имеет содержание белка в зерне, т.е. белковистость зерна. Оказалось, что семена высокобелковистых сортов пшеницы при прорастании превосходят по целому ряду показателей семена низкобелковистых сортов (Алехина, Кирнос, 1975 ; Ching , Ryng , 1978). При прорастании у высокобелковистых семян активность глутаминсинтетазы и &-амилазы была выше. Высоко-белковистые семена при прорастании поглощали больше 02 и Н20, содержали больше РНК, ДНК и рибосомного материала. Таким образом, высокобелковистые семена имеют больший потенциал для роста, поскольку содержит больше субстратов белкового синтеза и обладают более высокими скоростями дыхания и транспорта метаболитов ( Ching , Rynd. , 1978).
П.Масловский и др. ( Maslowski et al. , 1978) исследуя различные пинии кукурузы обнаружили, что линии имеющие высокую пероксидазную активность в зерне, как правило, содержали в проростках большее количество растворимых белков и наоборот, семена с низкой активностью пероксидазы имели низкое содержание белка в проростках.
Дисковой микроэлектрофорез в полиакриламидном геле
После 48 ч от начала замачивания и до конца исследуемого периода активность пероксидазы целых зерновок продолжает возрастать, что совпадает с активным развитием проростков - к 96 ч от начала замачивания уже "пробивается" колеоптиле. Возрастание активности пероксидазы в период от 48 до 72 ч после замачивания семян можно объяснить участием пероксидазы в процессе клеточной дифференцировки в корнях. О повышенной пероксидазной активности в зоне дифференцировки корней кукурузы сообщалось в работе С.К.Денчевой и Д.Ж. Клисурска (1976).
Динамика активности пероксидазы в эндосперме почти совпадает с активностью фермента в целой зерновке. Однако, как видно из рис. I Б, активация пероксидазы в эндосперме протекает на более низком уровне. Наряду с этим можно отметить также, что первый пик активности фермента обнаруживается не в 16 ч от начала замачивания, как в целях зерновках, а чуть раньше - к 12 ч набухания. Затем активность фермента резко падает. Вторичное увеличение активности пероксидазы в-эндосперме также начинается раньше - с 24 ч от начала замачивания.
В отличие от целых зерновок и эндосперма, активность пероксидазы в зародыше при расчете активности на массу одного зерна очень низка. Пониженная активность фермента в начале опыта (до 48 ч от начала замачивания) понятна, поскольку зародыш составляет очень малую часть зерновки. В проросшем зародыше активность фермента резко повышается (после 48 ч), составляя к концу опыта около 50# от активности пероксидазы в целой зерновке.
Активность пероксидазы в целой зерновке складывается из активности фермента в зародыше и в эндосперме. Как видно из рис. I Б, при набухании и в начальные стадии прорастания пероксидазная активность целой зерновки представлена в основном активностью фермента в эндосперме, тогда как в более поздние часы прорастания вклад зародыша в общую активность зерновки все больше возрастает. Поэтому изменения перокси-дазной активности эндосперма носит тот же характер, что и изменения пероксидазной активности целой зерновки.
Для сравнения на рис. І В приведена динамика изменения удельной активности пероксидазы (единица активности фермента на I мг белка за I сек) в прорастающем зерне. Как видно из рис., удельная активность фермента в целой зерновке и ее частях до 48 ч прорастания поддерживается на определенном, относительно не высоком уровне. В частях зерна обнаружены небольшие отклонения в сторону повышения или понижения уровня активности. Тогда как изменение активности фермента в целых зерновках носит более плавный характер.
Следует отметить, что начиная с 8 ч набухания до момента прорастания изменения активности фермента в зародыше и эндосперме носит прямо противоположный характер. В зародышах повышение пероксидазной активности наблюдается на 4, 8 и 16 ч набухания, а в эндосперме - на 4, 12 и 36 ч. Начиная с 48 ч периода от начала замачивания семян удельная активность фермента во всех частях зерна неуклонно возрастает.
Таким образом, из представленных на рис.1 данных следует, что существует определенная периодичность в изменении активности пероксидазы в прорастающем зерне и его частях, которая связана с этапами дифференцировки тканей зародыша. Наиболее выраженная активация фермента начинается на третьи сутки прорастания зерна с момента появления первичных корешков.
Известно, что в тканях растений пероксидаза присутствует в свободном и связанном виде (Гамбург и др., 1977). Интересно проследить за изменением соотношения этих форм пероксидазы по мере набухания и прорастания зерна. Как видно из табл. І, в покоящихся, набухающих и прорастающих семенах пшеницы основная часть фермента находится в свободном состоянии - в цитоплазме. Это свидетельствует о преобладающей роли растворимой цитоплазматической формы пероксидазы в метаболических процессах прорастающего зерна. Отмеченная выше периодичность в изменении суммарной активности фермента при набухании зерна наблюдается и в динамике изменения активности связанной формы пероксидазы.
Полученные нами данные свидетельствуют о существовании сортовой специфичности по активности пероксидазы при набухании и прорастании зерна пшеницы (табл. I). Исследования показали, что покоящиеся семена сорта Грекум 4-6976 отличается от Саратовской 23 повышенной пероксидазной активностью. Причем пероксидазная активность растворимой фракции и суммарная активность фермента у сорта Грекум 46976 на протяжении всего периода набухания и прорастания была выше, чем у другого сорта.
Электрофоретические формы малатдеги дрогеназы при набухании и прорастании зерна пшеницы
Сведения о количественном содержании изоэнзимов МДГ пшеницы разноречивые. Отмечалось, что в мучнистой фракции из зерна пшеницы обнаруживаются 10 изоферментов МДГ, из которых четыре являются наиболее активными ( Honold et al. , 1966). По другим данным ( Legris, Tsai, 1975);, в сухом покоящемся зерне пшеницы присутствуют 5 изо-энзимов МДГ с одинаковой молекулярной массой. Сообщалось также, что в препарате МДГ, выделенном из обезжиренной муки пшеницы электрофорезом в ПААГ выявляются 2, а хроматографией на ДЭАЭ-целлюлозе - 4 фракции с малатдегидрогеназнои активностью (Мовсесян, 1978).
По данным наших исследований в суммарном гомогенате из сухого цельного зерна независимо от сорта пшеницы всегда обнаруживаются 10 белковых компонентов с малатдегидрогеназнои активностью (рис. 5). Основная активность фермента, судя по интенсивности окрашивания белковых полос в геле, сосредоточена в двух наиболее подвижных белковых зонах с Rf 0,54 и 0,47. Достаточно отчетливо проявляется и следующая пара электрофоретических полос с Rf 0,44 и 0,40, из которых первая окрашена более интенсивно. Кроме того в спектре сухого зерна присутствуют б ферментных зон, пять из них объединены в группу со средней электрофоретической подвижностью, а одна зона с наименьшим значением Rf (0,10) расположена недалеко от старта. О неравномерности распределений активности МДГ пшеницы между отдельными компонентами сообщалось и в других работах (Бочваров и др., 1974 ; Macko et al. , 1967).
Ферментные зоны средней группы, названные нами как "минорные" как правило, проявляются на энзимограмме в виде очень слабо окрашенных полос. Поэтому для их обнаружения необходимо увеличивать количество исходного белка, наносимого на гель. В нашем опыте для проявления минорных компонентов МДГ в одну трубку геля было введено 70-80 мкг белка, против 30-40 мкг белка при оптимальном форезе. Следует отметить, что увеличение дозы белка в исходном экстракте может привести к слиянию некоторых электрофоретических зон. В связи с этим, для полного проявления всех возможных электрофоретических компонентов с малатдегидрогеназной активное-тью приходится проводить несколько анализов, варьируя количество белка, наносимого на гель.
Следовательно, из-за недостаточного количества белка, взятого для электрофоретического разделения, могут выявляться не все присутствующие в данном объекте электрофоретичес-кие формы МДГ. Возможно по этой причине в исследованиях других авторов (Мовоесян, 1978 ; Legris , Tsai , 1975) выявлялись гораздо меньшее число компонентов МДГ, по сравнению о действительным их числом.
В процессе набухания семян и в первые сутки прорастания в электрофоретическом спектре МДГ существенных изменений не происходит. Однако в ходе дальнейшей дифференцировки и роста проростков минорные малатдегидрогеназные активности постепенно исчезают. Как видно из рис.5 электрофоретический спектр МДГ сухого покоящегося зерна и замоченного в воде в течение 24 ч семян идентичны. Следует отметить также полную идентичность электрофоретического спектра МДГ эндосперма на этой стадии набухания со спектром целого зерна. В то же время электрофоретический спектр МДГ зародыша был более обеднен. Уменьшение числа полос в спектре фермента зародыша было обусловлено с исчезновением ряда минорных компонентов в среднеподвижной группе спектра. Обнаруживаемые 2 полосы в быстроподвижной зоне спектра, судя по окраске зон и профилю денситограммы, были высоко активные. Проявляемые следующие " 2 зоны из группы среднеподвижных компонентов фермента также имели достаточно высокую активность.
Во всех исследованиях электрофоретические зоны МДГ в полиакриламидном геле целого зерна и эндосперма проявлялись довольно четко, а электрофореграммы МДГ зародыша проявлялись в виде диффузных зон и менее четко. Такие отклонения были обнаружены ранее при изучении прорастающих семян кукурузы и в корнях и проростках пшеницы (Северная и др., 1968 ; Боч-варов и др., 1974).
В спектре электрофореграммы МДГ у двух суточного проросшего целого зерна происходит частичная деградация некоторых менее подвижных компонентов. К 72 ч прорастания белковые полосы с активностью МДГ в малоподвижной зоне спектра проявляются слабо.
В электрофоретическом спектре МДГ эндосперма через 48 ч от начала замачивания теряется свою активность одна зона -в геле нам удалось обнаружить лишь следы, которая была заметна только на фоне матовой лампы. На этой стадии прорастания ялектрофоретический спектр МДГ зародыша был представлен двумя высоко активными компонентами фермента.
Таким образом, выше изложенные данные указывают, что компонентный состав МДГ зародыша более лабилен и резче изменяется в ходе набухания и прорастания, чем фермент эндосперма. При этом можно заметить некоторую взаимосвязь между активностью МДГ и ее компонентным составом. Сравнение рис.4 и рис. 5 показывают, что основная удельная активность МДГ целого зерна представлена активностью фермента в эндосперме. Большей активности фермента в эндосперме соответствует и бильший набор компонентов, тогда как в зародыше фермент был менее активным и, соответственно, менее гетерогенным.
Изменение активности пероксидазы в развивающейся зерновке у различных сортов пшеницы
Характерной особенностью семян является накопление в тканях большого количества запасных веществ по мере развития растений и снижение метаболических процессов на более поздних стадиях развития зерна, что тесно связан с деятельностью ферментных систем.
В связи с этим представляет интерес изучение динамики изменения активности и изоэнзимного состава некоторых ферментов дыхательного, энергвтического и азотного обменов.
Изменения активности пероксидазы в развивающейся зерновке у различных сортов пшеницы. Изучению активности и изоэнзимного состава пероксидазы пшеницы уделяется большое внимание ( Honold et al. , 1968 ; Eilius , 1973 ; Salinas et al. » 1982). Показано, что свойства этого фермента изменяется в значительных пределах в цикле развития пшеницы ( Minus , 1973 ; Rao et al. , 1976) и зависят от наследственных признаков растения ( Pirvu et al. , 1973 ; Kobrehel et al. » 1974; Salinas et al. , 1982). Генотипическая изменчивость изоэнзимного состава пероксидазы в семенах используется в качестве тест-системы для идентификации сортов и гибридов пшеницы ( Kobrehel et al. , 1974 ; Salinas et al. , 1982) .
Сортовые особенности пшеницы по формированию набора изо-пероксидаз в созревающем зерне до сих пор не исследованы. В этой связи представляется интересным изучение динамики изменения активности и изоэнзимного спектра пероксидазы в процессе эмбрионального развития зерновки пшеницы.
На рис.13 приведены данные об активности пероксидазы различных сортов пшеницы. Как видно из данных, максимальная активность фермента (в расчете на I г сухого вещества) приходится на начальный период развития зерна - в фазу его формирования. Уже в этот период проявляются и сортовые различия пшеницы (рис. 13,А). По величине пероксидазной активности в этой фазе сорта располагаются в следующей последовательности: наибольшая - у гибрида 7140, затем у Казахстанской 4 и Эри-троспермум 841, наименьшая у Альбидума 13460. По мере налива зерна относительная активность фермента у всех сортов плавно уменьшается, достигая минимального значения к концу созревания зерна. При этом межсортовые различия, обнаруживаемые в фазе формирования, сохраняются почти на всех последующих этапах развития зерновки.
Несколько иная картина изменения ферментативной активности наблюдается, если учитывать абсолютное количество пероксидазы в зерновке (на I зерно). Как видно из данных рис. 13,Б, при таком расчете первоначально небольшая активность пероксидазы быстро увеличивается к фазе налива зерна и достигает максимума в ее середине. В конце созревания активность фермента заметно падает. Такое изменение ферментативной активности в созревающем зерне в определенной степени коррелирует с динамикой изменения абсолютного содержания белка в зерне. Сорта с повышенным уровнем накопления белка в созревающем зерне отличаются и повышенной пероксидазной активностью зерновки в период налива и созревания (Эритроспермум 841, Казахстанская 4, Альбидум 13460).
Снижение уровня пероксидазной активности зерна в конце созревания - закономерное явление, свидетельствующее о затухании метаболических процессов в зрелом зерне. В этот период ткани зерна сильно обезвоживаются, что приводит к глубоким изменениям в ультраструктуре клеток. Активность клеточных органелл в созревающих семенах резко падает ( Bain, Mercer , 1966). В этом отношении представляют интерес полученные нами результаты об изменении соотношения свободной цито-плазматической растворимой и связанной форм пероксидазы в процессе развития зерновки пшеницы (табл. 12). Данные таблицы показывают, что в начале формирования зерновки наряду с цитоплазматической очень высокой активностью характеризуется и связанная форма пероксидазы (на I г сухой массы). В последующем, в период интенсивного налива зерна, активность обеих форм фермента находится примерно на одинаковом уровне. Особенно наглядно это видно, еоли сравнить данные, расчи-танные на I зерно.
Результаты исследования показали, что по динамике активности свободной и связанной фракций пероксидазы нет сортовой специфичности. Общая активность фермента, рассчитанная на массу I зерна у обоих сортов была одинакова, в то же время активность на г сухой массы и мг белка оказалась выше у Саратовской 29.
