Головна
Реферати » Рефераты по биологии » Біохімія трансгенної картоплі в умовах України

Біохімія трансгенної картоплі в умовах України

які знаходяться в молекулі глікоалкалоїда в вигляді глікозідного ланцюга, зв`язаного з агліконом [ ].
Глікоалкалоїди культурної та дікої картоплі (Solanum) можна систематизувати в окремі групи. До групи соланідіна відносяться: ?-, ?-, ?-соланін та ?-, ?-
, ?-чаконін, солакаулін і глікоалкалоїд, виділений з групи Akaulia. Іншу групу алкалоїдів складають сполуки, агліконом яких є соласодін. Сюди входять соласонін і соламаргін. Соласонін і соламаргін є основними алкалоїдами Solanum nigrum, Solanum laciniatum більшості інших видів
Solanum
[ ].

Соласодамін знайдений в листках Solanum auriculatum і Solanum magrinatum. В групу, яка містить в якості аглікона демісідін, входить демісин, знайдений у Solanum demissum і глікоалкалоїд, виділений із Solanum polyadenium. Лептіни - глікоалкалоїди,

Рис.1. Хімічна структура агліконів, знайдених в рослинах картоплі [

].

знайдені Куном і Левом, виявлені у Solanum chacoense. Групи Eutuberosa,
Andigena, і Commersonia містять тільки - соланін, ці види містять також чаконін. Ці два глікоалкалоїди зустрічаються завжди разом, що доведено хроматографічними дослідженнями. Демісин присутній в рослинах групи Demissa і Acaulia, за виключенням Solanum acaulia, в складі якого знайдено солакаулін. Демісин знайдений також у Solanum jamesii. У форм, які не дають бульб, крім (-соланіна, який і тут частіше всього зустрічається, найбільшу групу складають форми, які містять томатін. І тільки єдина форма Solanum poliadenium, яка створює бульби, містить томатін. Інші алкалоїди зустрічаються тільки в деяких форм, нприклад, соласодамін - у Solanum sodomaneum i Slanum aviculare.

Всі алкалоїди картоплі належать до стероїдної групи похідних циклопентанопергідрофенантрена і складаються з алкалоїда (аглікона) та цукру, зв'язаного з ним глікозідним зв'язком. Аглікон має стероїдну будову, містить атоми азоту, який утворює третинну або вторинну аміногрупу.
Прикладом першого типу являється соланідін, другого-томатідін і соласодін.
Глікозідна частина являє собою моно-, ді-, три-, і тетрасахаріди; до їх складу може входити глюкоза (Glu), галактоза (Gal), рамноза (Rha) і ксілоза
(Xyl). Наприклад, (-соланін складається з аглікона-соланідіна і трисахаріда, який при гідролізі кислотою розпадається на галактозу, глюкозу і рамнозу. Соланін має розгалужений сахарний ланцюжок: безпосередньо з агліконом зв`язана галактоза, а глюкоза і рамноза складають бокові ланцюги.
Подібну будову мають глікозідні частини глікоалкалоїдів демісіну, томатіну,
(-чаконіну, соласодіну і соламаргіну [ ].

Під впливом гідролізу глікоалкалоїди розпадаються на цукор і аглікон, фізичні і хімічні властивості якого і вказують на велику схожість його зі стероїдами. Стероїди утворюють різноманітну групу важливих природних речовин. Сюди відносяться стеріни, жовчні кислоти, гормони розмноження, вітаміни групи Д, глікозиди, різні алкалоїди і інші речовини. Базовою структурою усіх стероїдів є стеран (циклопентанопергідрофенантрен).

До класу стероїдів належать також фітостерини: сіто-, стігма-, і кампестерін, холестерін, ергостерін, жовчні кислоти.

Сполуки стероїдів з сахаром належать до групи глікозідів. В цю групу, крім глікоалкалоідів, входять «сердечні глікозіди» , які містяться в деяких рослинах із родини Strophanthus і Digitalis. Стероїдні саконіни також являють собою глікозіди агліконів, котрі э похідними циклопентанопергідрофенантрена. Сапоніни не містять в своєму складі атом азоту [ ].

Одним з доказів схожості аглікона глікоалкалоідів зі стероїдами є те, що їх можливо перетворити в метилциклофенантрен. Ця сполука синтезується тим же шляхом із стероїдів. При третьому атомі вуглецю аглікона знаходиться група, яка може сполучатися глікозідно з моносахаридами. Остаточно стероїдну будову аглікона вдалося довести, коли похідне аглікона отримали з відомих стероїдів і, навпаки, похідні стероїдів- із аглікона глікоалкалоїдів; наприклад, із безазотної речовини криптогеніна - соласодін, із соласодіна - стероїдний сапогенін - діосгенін. Веліка схожість з сапонінами виявляється і в будові сахарної частини глікоалкалоідів. Загальною властивістю сапонинів і глікоалкалоідів являється їх гемолітична дія [ ].

Таким чином, основними глікоалкалоїдами культурної картоплі є (-соланін та (-чаконін. Всі глікоалкалоїди різних видів картоплі складаються з двох основних частин: аглікона (алкалоїда), який має стероїдну будову, і молекули сахару, в склад якої входять моно-, ді-, три-, або тетрасахариди.

1.1.2. Глікоалкалоїди як токсичні сполуки

Глікоалкалоїди соланін та чаконін в невеликій кількості розглядається як цілком можливі компоненти бульб картоплі, при надмірній кількості вони погіршують смакові якості картоплі. У бульб з`являється гіркуватий смак, при вживанні таких бульб в харчування віникають чуття зуду в горлянці [ ].
Встановлена визначена кореляція між наявністю глікоалкалоїдів і органолептичними смаковими якостями вареної картоплі. При дуже низькому вмісті глікоалкалоїдів в бульбах (порядку 1-5 мг%) смак вареної картоплі трохи гірший, ніж при середньому (5-10 мг%). Але збільшення їх вмісту вище за 26 мг% на сиру речовину дуже погіршує смак вареної картоплі і стає небезпечним для здоров`я людини [ ].

Бульби картоплі, які містять ніж 20 мг% глікоалкалоїдів, не рекомендується вживати в харчування, осбливо коли картопля вареться зі шкірочкою. Почищені бульби менш небезпечні, так як значна частина глікоалкалоїдів видаляється зі шкірочкою, а частина переходить в воду, при варинні ж неочищених бульб цього не відбувається вз`язку з слабкою проникністю шкірочки. За даними М.Г.Шевченко [ ], нйбільшу небезпеку для здоров`я становить нерозчинний в воді соланін, зосереджений в основі пророслх вічок.

3. Роль глікоалкалоїдів в явищі імунітета до бактеріальних, грибкових захворювань і шкідників та їх значення в селекції нових сортів картоплі.

Глікоалкалоїди привертають увагу селекціонерів-картоплярів в зв`язку з їх токсичною дією на бактеріальні та грибкові захворювання картоплі, а також в зв`язку з токсичною дією на колорадського жука [ ].

Встановлено, що соланін затримує ріст бактерій, а 0,1-0,5%-ний розчин його викликає відмирання протоплазми. Виділені фунгіцидні якості глікоалкалоїдів в відношенні ряду патогенних грибів, таких як Microsporum audoine, Trichophyton gypseum, Fusarium oxуsporum, зооспор Phytophthora infestans, Helminthosporum carbonum.

В Інституті біохімії РАН досліджували фунгіцидні властивості глікоалкалоїдів і інших сполук картоплі, наділених антибіотичними якостями, а також вивчали дію механічних пошкоджень і зараження Phytophtora infestans на утворення і розподіл глікоалкалоїдів в тканинах бульб [ ].
Виявилось, що глікоалкалоїдам (-соланіну та (-чаконіну притаманна більша фунгіцидна активність ніж фенолам (кофейній і хлорогеновій кислотам). Так, в концентрації 0,1 мг/мл останні не впливали на кінетичні показники росту фітофтори, тоді як глікоалкалоїди пригнічували його майже на 70%. Зооспори цього паразита гинули вже при концентрації (-соланіна 5 мкг/мл.

Соланин, чаконін і соланідін інгібують радіальний рост Alternaria solani на картоплі. По ступеню інгібування на першому місці стоїть соладінін, потім чаконін і соланін. При концентрації 500 мг/л соланін викликає 50% інгібування росту після 96-годинного періоду інкубації при
24оС. Встановлено наявність збільшення чутливості листків до розвітку пошкодження яке супроводжується зменшенням концентрації глікоалкалоїдів в листках в міру їх старіння. Наприклад, 30-денні листки сорту Катадин містять 950 мг/кг глікоалкалоїдів і стійкі до паразиту, тоді як старіючі 90-денні листки містять тільки 150мг/кг глікоалкалоїдів і значно уражаються грибом [ ].

Проте подальші дослідження показали, що хоча глікоалкалоїди і наділені фунгітоксичністю, вони все ж таки не є вирішальним фактором в явищі фітоімунітета картоплі [ ]. Взагалі після інфікування в бульбах картоплі накопичується хлогенова та кофейна кислоти, скополетин, (-соланін, (-чаконін, рішитин, фітуберин. Всі зазначені сполуки, за виключенням рішитіна та фітуберіна, присутні в шкірочці бульби в кількостях рівних або більших, аніж синтезованих за умов інфікування патогеном очищеної картоплі.
Хлорогенова та кофейна кислоти знайдені в усіх частинах рослини. Вони продукуються в бульбах картоплі в результаті пошкоджень та інфекції багатьма патогенними та не патогенними організмами і накопичуються (або присутні) в деяких здорових тканинах рослини картоплі в кількостях, які можуть пригнічувати мікроорганізми. Механічне пошкодження чи інфекція викликає швидке окислення цих речовин, а продукти окислення токсичні для багатьох мікроорганізмів. На ранніх стадіях інфекції після інокуляції бульб деякими расами фітофтори накопичуються поліфеноли. В тканинах, інокульованих несумісними расами фітофтори, або в зрізах накопичується тільки хлорогенова кислота.

Глікоалкалоїди (-соланін і (-чаконін зосереджуються біля пошкоджених ділянок бульби [ ]. Про те, що глікоалкалоїди не є вирішальним фактором в імунітеті картоплі, свідчать результати дослідів, проведених на раневій перидермі бульб. В зараженій фітофторою раневій тканині картоплі глікоалкалоїди не накопичуються. Звідси виходить припущення, що фітофтора наділена здатністю руйнувати глікоалкалоїди.

В раневій тканині, зараженій несумісною расою фітофтори, не відбувається накопичення глікоалкалоїдів, не виявляються фітоaлексини рішитин і любімін. В непошкодженій паренхимі бульб не синтезуються ні глікоалкалоїди, ані фітоалексіни. В раневій перидермі весь мевалонат використовується на синтез глікоалкалоїдів. В відмерлій тканині, навпаки.
Утворення глікоалкалоїдів майже не відбувається, а мевалонат використовується для синтезу рішитіна та любіміна. В зараженій тканині, як і в раневій, глікоалкалоїди хоча і утворюються, але розкладаються фітофторою [ ].

В США проводили роботи по виведенню сортів картоплі, наділених полігенною стікістю до фітофтори, при цьому стикалися з труднощами, обумовленими отриманням гібридів з високим вмістом в бульбах глікоалкалоїдів. Дослідження, проведені в селекційному центрі штата Західна
Віргінія, на 15 клонах картоплі, наділених різною ступеню полігенної стійкості до фітофтори і трьох стандартних сортах, не підтвердили наявність взаємозв`язку між зазначеною стійкістю і вмістом в бульбах глікоалкалоїдів.
В результаті прийшли до висновку, що можливе створення нових

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8
 
Подобные рефераты:
Биотехнология
Мета: Розглянувши різні напрямки біотехнології - їхню історію, а також найсучасніші дослідження, з'ясувати які з них є найбільш перспективними. Дослідити роль біотехнології в житті суспільства.
Изменчивость живых организмов
Мінливість - це здатність живих організмів набувати нових ознак у процессі індивідуального розвитку. Існує два вида мутації: модифікаційна і мутаційна. Модифікаційна мінливіст не зачіпає генотип організму і от
Снід
СНІД-синдром набутого імунодефіциту - це кінцева стадія інфекційного захворювання, викликаного вірусом імунодефіциту людини (ВІЛ).Цей вірус вражає спеціальні клітини крові (лімфоцити), які відповідають захист організму людини від різних мікробів та пухлини і поступово вбиває ці клітини.Імунітет організму багатьох місяців та років, знижується і це призводить до виникнення різних захворювань, перш за все інфекційних, що вражають легені, органи травлення, шкіру, нервову систему та ін. Зараження можливе лише у випадку кров, сперма чи грудне молоко людини, зараженої ВІЛ потрапляє в кров іншої людини , зараженої людини, .
Изменчивость живых организмов
На початку ХХ століття були спроби використовувати різні фактори зовнішнього середовища для отримання індукованих мутацій. Але на протязі довгого часу всі спроби були марними, почали навіть припускати, що мута
Травлення та засвоєння їжі
Організм людини внаслідок енергетичних витрат потребує поповнення харчовими речовинами. Більшість харчових речовин, які надходять в організм, не можуть використовуватися ним безпосередньо. В процесі життєдіяль
Микрофлора воздуха
Дефіцит вологи та поживних речовин, сонячна радіація перешкоджають розмноженню мікроорганізмів в атмосферному повітрі. Мікроби потрапляють до повітря з поверхні ґрунту та рослин, з відходами виробництва, із тв
Овогенез
Тваринні і рослинні організми розмножуються статевим і безстатевим способами. При безстатевому розмноженні нова особина виникає з окремої частини тіла (соми) дорослої тварини шляхом брунькування. При статевому
Тестові завдання з курсу Фізіологія рослин
3) залишиться без змін? 38. Дерево за 1 год. Випарувало води 650г, а коренева система за той же час поглинула 520г води. Які умови зовнишнього середовища спріяли цьому неспівпаданню?
Мікрофлора повітря
Мікрофлора повітря Дефіцит вологи та поживних речовин, сонячна радіація перешкоджають розмноженню мікроорганізмів в атмосферному повітрі.
Зимостійкість і морозостійкість деяких сортів озимої пшениці в Притисянські ...
Важливо відмітити, що в одних і тих самих кліматичних умовах різниця в попередниках, строках посіву, виборі того чи іншого сорту, внесення органічних і мінеральних добрив призводить до того, що в одному й тому
Рослина в житті людини
ІІІ. Проведення лабораторної роботи, під час якої учні вивчають будову насіння квасолі. Після виконання роботи учитель організовує бесіду, направлену на виділення вагомих ознак насіння дводольних рослин.
Тип молюски
У ставках, озерах і тихих затонах річок на водяних рослинах завжди можна побачити чималого слимака - ставковика великого.
Рослина в житті людини
Вступ...3 § 1 Теорія розвитку біологічних понять...5 § 2 Зміст екологічних понять в розділі "Рослини" в темах:...9 1.
Генетика
За даними експертів Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) , одна дитина із 100 новонароджених страждає важким спадковим захворюванням внаслідок уродження хромосом , у 4% дітей спостерігаються різні г
Життя і наукова діяльність Чарльза Дарвіна
Дарвіну належить ряд цікавих палеонтологічних знахідок. Порівняння скелетів викопних лінивців, панцирників і тих, що існують тепер, показало, що їх кістяк характеризується багатьма спільними рисами; разом з ти
Гризуни
Гризуни. Гризуни - найбагатший на види ряд ссавців. Це дрібні та середні за розміром тварини
Механизмы устойчивости опухолей к цисплатину
Цисплатин є одним з найбільш загальновживаних препаратів у лікуванні солідних пухлин людини. Однак ефективне застосування цисплатина у клініці часто лімітується токсичністю препарату та розвитком резистенстнос
Вплив малих доз радiацii
Вступ...1 1. Огляд лiтератури 1.1 Iсторiя дослiджень...3 1.2 Загальна характеристика лейкоцитiв...6 1.3 Характеристика Т-i В-лiмфоцитiв...9 1.4 дiя iонiзуючого випромiнювання на Т-клiтинний iмунiтет...13 1.5 Дiя iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини...17 2
Кормление и использование полноценных и экономически выгодных кормов для ры ...
Оптимальный уровень потребности карпа в питательных основных веществах. Характеристика используемых кормов. Корма растительного происхождения.
Что общего в иммунитете растений и животных
Различия в понимании устойчивости к инфекционным болезням у растений и животных. Иммуномодуляторы патогенных микроорганизмов. Иммунные молекулы. Передача сигнала и иммунный ответ.