ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ИМПУЛЬСНЫМ ДАВЛЕНИЕМ НА ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И СОДЕРЖАНИЕ АНТИОКСИДАНТОВ В ЗЕРНОВКАХ ПШЕНИЦЫ В ПРОЦЕССЕ СТАРЕНИЯ

  • Yaroslavna I. Khramova Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет» https://orcid.org/0000-0003-2194-461X
  • Elena E. Nefed’eva Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет» https://orcid.org/0000-0002-4782-3835
  • Valentina N. Khramova Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского» https://orcid.org/0000-0001-7630-7672
Ключевые слова: старение семян, хранение семян, всхожесть, стекловидность зерна

Аннотация

Обоснование. Старение семян заключается в физиолого-биохимических изменениях: активность антиоксидантов (АО) снижается, а перекисное окисление липидов (ПОЛ) приводит к структурному и функциональному ухудшению белков, деградации мембран и ДНК.

Цель. Выявление особенностей антиоксидантной системы зерновок пшеницы с муч-нистым и стекловидным эндоспермом в процессе старения и под действием стрессора.

Материалы и методы. Зерновки пшеницы мягкой обрабатывали импульсным давлением (ИД) и хранили 3 года. Определяли всхожесть, содержание АО о-фенантролиновым методом, продукты ПОЛ по реакции малонового диальдегида с тиобарбитуровой кислотой.

Результаты. Всхожесть контрольных зерновок с мучнистым эндоспермом после хранения в течение 3 лет была низкой (20%). У контрольных зерновок со стекловидным эндоспермом всхожесть составляла 27%. ИД способствовало увеличению количества зерновок со стекловидным эндоспермом и всхожести. Содержание АО в контрольных зерновках c мучнистым эндоспермом было выше, чем в стекловидных, а содержание продуктов ПОЛ – ниже. При обработке ИД у стекловидных зерновок содержание АО возросло, у мучнистых – не изменилось относительно контроля. ПОЛ в зерновках, обработанных ИД 11 МПа, было ниже контроля. Повышение ПОЛ при ИД 29 МПа свидетельствует о накоплении повреждений.

Заключение. В процессе хранения зерновок пшеницы всхожесть снизилась за счет появления мертвых зерновок. Наибольшее снижение всхожести наблюдали у зерновок с мучнистым эндоспермом. ИД способствовало витрификации биополимеров, что привело к увеличению всхожести по сравнению с контролем через 3 года хранения. Более высокое содержание АО в зерновках со стекловидным эндоспермом после обработки ИД и хранения способствовало сохранению жизнеспособности зерна в процессе хранения.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Yaroslavna I. Khramova, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

аспирант кафедры «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности»

Elena E. Nefed’eva, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

д-р биол. наук, профессор кафедры «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности»

Valentina N. Khramova, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»

д-р биол. наук, профессор, профессор кафедры «Технология пищевых производств», декан факультета технологии пищевых производств

Литература

Список литературы

Верхотуров В.В. Физиолого - биохимические процессы в зерновках ячменя и пшеницы при их хранении, прорастании и переработке: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Москва, 2008. 44 с.

Веселова Т.В. Изменение состояния семян при их хранении, проращивании и под действием внешних факторов (ионизирующего излучения в малых дозах и других слабых воздействий), определяемое методом замедленной люминесценции: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Москва, 2008. 48 с.

Влияние обработки импульсным давлением на динамику содержания протеина в зерновках пшеницы при хранении / В.А. Павлова, Е.Э. Нефедьева, В.И. Лысак, С.Л. Белопухов, В.В. Верхотуров // Хлебопродукты. 2013. № 12. C. 55-57.

Кругликов, Н. А., Быструшкин А. Г., Беляев А. Ю. Влияние экстремальных физических факторов на биологические свойства семян солодки уральской // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2022. Т. 86. № 2. С. 228-232. https://doi.org/10.31857/S0367676522020144

Куковский С. А. Совершенствование технологии возделывания яровой мягкой пшеницы в условиях Саратовского Левобережья: диссертация ... кандидата сельскохозяйственных наук: 06.01.01. Саратов, 2016

Мамедова С.А., Ахундов А.Ф. Сортовые различия герогенеза семян лука // Роль физиологии и биохимии в интродукции и селекции овощных, плодово-ягодных и лекарственных растений: материалы III Международной конференции. М.: Изд-во РУДН, 2017. С. 298-300.

Мамедова С.А., Бабаева М.А. Оценка стрессоустойчивости генотипов синтетической пшеницы японского происхождения // Успехи современного естествознания. 2022. № 2. С. 14-19. https://doi.org/10.17513/use.37772

Нефедьева Е.Э. Физиолого-биохимические процессы и морфогенез у растений после действия импульсного давления на семена / диссертация ... доктора биологических наук: 03.01.05 Москва 2011. URL: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01005086764

Патент 2083073 Российская Федерация, МПК A01C 1/00, A01G 7/04 Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур / Атрощенко Э.С. и др. 10.07.1997.

Предпосевная обработка семян подсолнечника, сои и кукурузы низкочастотным электромагнитным излучением / Левина Н.С., Тертышная Ю.В., Бидей И.А., Елизарова О.В. // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2018 Т. 12. №4. C. 22-28. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-12-4-22-28

Рогожин В. В. Практикум по биохимии: учебное пособие. Санкт-Петербург : Лань, 2022. 544 с. URL: https://e.lanbook.com/book/211406

Содержание фитогормонов, рост и развитие растений гречихи под действием импульсного давления / Нефедьева Е.Э., Мазей Н.Г., Мирошниченко А.А., Хрянин В.Н. // Сельскохозяйственная биология. 2003. Т. 38. № 1. С. 54-61. URL: http://www.agrobiology.ru/1-2003.html

Федотов Г.Н., Шалаев В.С., Батырев Ю.П. Микроорганизмы почв и стимуляторы прорастания семян // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2019. Т. 11. № 1. С. 47-64. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2019-11-1-47-64

Швачко Н.А., Хлесткина Е.К. Молекулярно-генетические основы устойчивости семян к окислительному стрессу при хранении // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24. № 5. С. 451-458. https://doi.org/10.18699/VJ20.47-o

Bernal-Lugo I., Leopold A.C. Changes in Soluble Carbohydrates during Seed Storage // Plant Physiol. 1992. V. 98. P. 1207-1210. https://doi.org/10.1104/pp.98.3.1207.

Dependence of germination of wheat grains after the treatment by impulse pressure and long-term storage on the vitreousness of endosperm / Nefedieva E.E., Khramova Ya.I., Khramova V.N., Gorlov I.F., Lysak V.I., Slozhenkina M.I. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. P. 32078. https://doi.org/10.1088/1755-1315/677/3/032078

Hendry G.A.F. Oxygen, free radical processesand seed longevity // Seed Sci. Res. 1993. V. 3. P. 141-153. https://doi.org/10.1017/S0960258500001720

Lv Y., Zhang S., Wang J., Hu Y. Quantitative proteomic analysis of wheat seeds during artificial ageing and priming using the isobaric tandem mass tag labeling // PLoS ONE. 2016. Т. 11. № 9. С. e0162851. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0162851

Mihara M, Uchiyama M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test. Anal Biochem. 1978. V. 86. P. 271-278. https://doi.org/10.1016/0003-2697(78)90342-1

Navjot Singh Brar, Prashant Kaushik, Bagrawat Singh Dudi Assessment of Natural Ageing Related Physio-Biochemical Changes in Onion Seed. Agriculture. 2019. Vol. 9. № 163. https://doi.org/10.3390/AGRICULTURE9080163

Shaaban M. The effect of ageing on antioxidant and biochemical changes in wheat (Triticum aestivum L.) seeds // Iranian Journal of Plant Physiology. 2016. Т. 6. № 4. P. 1805-1815. https://doi.org/10.22034/IJPP.2016.532651

Veselovsky V.A., Veselova T.V. Lipid peroxidation, carbohydrate hydrolysis, and Amadori-Maillard reaction at early stages of dry seed aging // Russian Journal of Plant Physiology. 2012. Vol. 59. № 6. Р. 811-817. https://doi.org/10.1134/S1021443712030181

Wheat seed ageing viewed through the cellular redox environment and changes in pH / Nagel M., Richter J., Börner A., Seal C.E., Colville L., Pritchard H.W., Rodenstein A., Un S., Kranner I. // Free Radical Research. 2019. V. 53. № 6. P. 641-654. https://doi.org/10.1080/10715762.2019.1620226

References

Verkhoturov V.V. Fiziologo - biokhimicheskie protsessy v zernovkakh yach-menya i pshenitsy pri ikh khranenii, prorastanii i pererabotke [Physiological and biochemical processes in barley and wheat grains during their storage, germination and processing]: Abstract of Dr dissertation. Moscow, 2008, 44 p.

Veselova T.V. Izmenenie sostoyaniya semyan pri ikh khranenii, prorashchivanii i pod deystviem vneshnikh faktorov (ioniziruyushchego izlucheniya v malykh dozakh i drugikh slabykh vozdeystviy), opredelyaemoe metodom zamedlennoy lyuminestsentsii [Changes in the state of seeds during storage, germination and under the influence of external factors (ionizing radiation in small doses and other weak influences), determined by the method of delayed luminescence]. Abstract of Dr dissertation. Moscow, 2008, 48 p.

Pavlova V.A., Nefed’eva E.E., Lysak V.I., Belopukhov S.L., Verkhoturov V.V. Vliyanie obrabotki impul’snym davleniem na dinamiku soderzhaniya proteina v zernovkakh pshenitsy pri khranenii [The effect of pulse pressure treatment on the dynamics of protein content in wheat grains during storage]. Khleboprodukty, 2013, no. 12, pp. 55-57.

Kruglikov N.A., Bystrushkin A.G., Belyaev A.Yu. Vliyanie ekstre-mal’nykh fizicheskikh faktorov na biologicheskie svoystva semyan solodki ural’skoy [The influence of extreme physical factors on the biological properties of licorice Ural seeds]. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya fizicheskaya, 2022, vol. 86, no. 2, pp. 228-232. https://doi.org/10.31857/S0367676522020144

Kukovskiy S. A. Sovershenstvovanie tekhnologii vozdelyvaniya yarovoy myagkoy pshenitsy v usloviyakh Saratovskogo Levoberezh’ya [Improving the technology of cultivation of spring soft wheat in the conditions of the Saratov Left Bank]: dissertation ... candidate of agricultural sciences: 06.01.01. Saratov, 2016.

Mamedova S.A., Akhundov A.F. Rol’ fiziologii i biokhimii v introduktsii i selektsii ovoshchnykh, plodovo-yagodnykh i lekarstvennykh rasteniy [Varietal differences in the gerogenesis of onion seeds]: materials of III International Conference. Moscow: RUDN, 2017, pp. 298-300.

Mamedova S.A., Babaeva M.A. Otsenka stressoustoychivosti genotipov sinteticheskoy pshenitsy yaponskogo proiskhozhdeniya [Assessment of stress resistance of genotypes of synthetic wheat of Japanese origin]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya, 2022, no. 2, pp. 14-19. https://doi.org/10.17513/use.37772

Nefed’eva E.E. Deystvie impul’snogo davleniya na rost, razvitie i produktivnost’ rasteniy grechikhi [The effect of impulse pressure on the growth, development and productivity of buckwheat plants]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region, 2003, no. 6 (9), pp. 193-201.

Atroshchenko E.S. et al. Patent 2083073 Russian federation, IPC A01C 1/00, A01G 7/04 Sposob predposevnoy obrabotki semyan sel’skokhozyaystvennykh kul’tur [Method of pre-sowing treatment of seeds of agricultural crops] 10.07.1997. URL: https://www1.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=6b45cdb89c442cd40dc5614f01a53c13

Levina N.S., Tertyshnaya Yu.V., Bidey I.A., Elizarova O.V. Predposevnaya obrabotka semyan podsolnechnika, soi i kukuruzy niz-kochastotnym elektromagnitnym izlucheniem [Pre-sowing treatment of sunflower seeds, soybeans and corn with low-frequency electromagnetic radiation]. Sel’skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii, 2018, V. 12, no. 4. P. 22-28. DOI: 10.22314/2073-7599-2018-12-4-22-28

Rogozhin V. V. Praktikum po biokhimii [Workshop on biochemistry] Saint-Petersburg: Lan’, 2022, 544 p. URL: https://e.lanbook.com/book/21140

Nefed’eva E.E., Mazey N.G., Miroshnichenko A.A., Khryanin V.N. Soderzhanie fitogormonov, rost i razvitie rasteniy grechikhi pod deystviem impul’snogo davleniya [The content of phytohormones, growth and development of buckwheat plants under the action of pulsed pressure]. Sel’skokhozyaystvennaya biologiya, 2003, vol. 38, no. 1, P. 54-61. URL: http://www.agrobiology.ru/1-2003.html

Fedotov G.N., Shalaev V.S., Batyrev Yu.P. Mikroorganizmy pochv i stimu-lyatory prorastaniya semyan [Soil microorganisms and seed germination stimulators]. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 2019, vol. 11, no. 1, pp. 47-64. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2019-11-1-47-64

Shvachko N.A., Khlestkina E.K. Molekulyarno-geneticheskie osnovy ustoychivosti semyan k okislitel’nomu stressu pri khranenii [Molecular genetic foundations of seed resistance to oxidative stress during storage]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii, 2020, vol. 24, no. 5, pp. 451-458. https://doi.org/10.18699/VJ20.47-o

Bernal-Lugo I., Leopold A.C. Changes in Soluble Carbohydrates during Seed Storage. Plant Physiol., 1992, vol. 98, pp. 1207-1210. https://doi.org/10.1104/pp.98.3.1207

Nefedieva E.E., Khramova Ya.I., Khramova V.N., Gorlov I.F., Lysak V.I., Slozhenkina M.I. Dependence of germination of wheat grains after the treatment by impulse pressure and long-term storage on the vitreousness of endosperm. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021, 32078. https://doi.org/10.1088/1755-1315/677/3/032078

Hendry G.A.F. Oxygen, free radical processesand seed longevity. Seed Sci. Res., 1993, vol. 3, pp. 141– 153. https://doi.org/10.1017/S0960258500001720

Lv Y., Zhang S., Wang J., Hu Y. Quantitative proteomic analysis of wheat seeds during artificial ageing and priming using the isobaric tandem mass tag labeling. PLoS ONE, 2016, vol. 11, no. 9, e0162851. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0162851

Mihara M, Uchiyama M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test. Anal Biochem., 1978, vol. 86, pp. 271-278. https://doi.org/10.1016/0003-2697(78)90342-1

Navjot Singh Brar, Prashant Kaushik, Bagrawat Singh Dudi Assessment of Natural Ageing Related Physio-Biochemical Changes in Onion Seed. Agriculture, 2019, vol. 9, no. 163. https://doi.org/10.3390/AGRICULTURE9080163

Shaaban M. The effect of ageing on antioxidant and biochemical changes in wheat (Triticum aestivum l.) seeds. Iranian Journal of Plant Physiology, 2016, vol. 6, no. 4, pp. 1805-1815. https://doi.org/10.22034/IJPP.2016.532651

Veselovsky V.A., Veselova T.V. Lipid peroxidation, carbohydrate hydrolysis, and Amadori-Maillard reaction at early stages of dry seed aging. Russian Journal of Plant Physiology, 2012, vol. 59, no. 6, pp. 811-817. https://doi.org/10.1134/S1021443712030181

Wheat seed ageing viewed through the cellular redox environment and changes in pH. Nagel M., Richter J., Börner A., Seal C.E., Colville L., Pritchard H.W., Rodenstein A., Un S., Kranner I. Free Radical Research, 2019, vol. 53, no. 6, pp. 641-654. https://doi.org/10.1080/10715762.2019.1620226


Просмотров аннотации: 88
Загрузок PDF: 97
Опубликован
2023-02-28
Как цитировать
Khramova, Y., Nefed’eva, E., & Khramova, V. (2023). ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ИМПУЛЬСНЫМ ДАВЛЕНИЕМ НА ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И СОДЕРЖАНИЕ АНТИОКСИДАНТОВ В ЗЕРНОВКАХ ПШЕНИЦЫ В ПРОЦЕССЕ СТАРЕНИЯ. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 15(1), 59-76. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2023-15-1-59-76
Раздел
Биологические исследования