Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси (ГГК), сформовані на основі глюкану з міцелію базидіального гриба Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, позаклітинного глюкуроноксиломанану базидіального гриба Tremella mesenterica Ritz.: Fr., манану з клітин Candida maltosa та рамноліпіду Pseudomonas sp. PS-17...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126340 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій / О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова, О.В. Карпенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 1. — С. 88-96. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-126340 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1263402017-11-21T03:02:37Z Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій Коваленко, О.Г. Васильєв, В.Н. Адамчук-Чала, Н.І. Титова, Л.В. Карпенко, О.В. Біологія Штучні глікан-гліколіпідні комплекси (ГГК), сформовані на основі глюкану з міцелію базидіального гриба Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, позаклітинного глюкуроноксиломанану базидіального гриба Tremella mesenterica Ritz.: Fr., манану з клітин Candida maltosa та рамноліпіду Pseudomonas sp. PS-17 як допоміжного агента, а також фракції ГГК (ліпосоми і супернатант) проявляють інгібувальну активність проти вірусу тютюнової мозаїки (ВТМ) в рослинах дурману (Datura stramonium (L.)) та тютюну (Nicotiana tabacum (L.)), надчутливих до нього. Передпосівна обробка насіння сої (Glycine max (L.) Merr.) ГГК та препаратом різобій сприяє зростанню стійкості рослин до ураження вірусними хворобами та відбиття листям характерного для хлорофілів спектра світла в польових умовах. Електронно-мікроскопічними дослідженнями в прикореневій зоні сої, обробленої ГГК, у фазі трьох справжніх листків виявлено структури типу ліпосом, що свідчить про збереження їх цілісності in situ та можливої участі в обмінних процесах у системі грунт— мікроорганізм—рослина. Бактеризація насіння, попередньо обробленого ГГК-3, культурою Bradyrhizobium japonicum УКМ В-6018, сприяє підвищенню урожаю сої в польових експериментах. Искусственные гликан-гликолипидные комплексы (ГГК), сформированные на основе глюкана из мицелия базидиального гриба Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, внеклеточного глюкуроноксиломаннана базидиального гриба Tremella mesenterica Ritz. Fr., маннана из клеток Candida maltosa и рамнолипида Pseudomonas sp. PS-17 как вспомогательного агента, а также фракции ГГК (липосомы и супернатант) проявляют ингибирующую активность против вируса табачной мозаики (ВТМ) растений дурмана (Datura stramonium (L.)) и табака (Nicotiana tabacum (L.)), сверхчувствительных к нему. Предпосевная обработка семян сои (Glycine max (L.) Merr.) ГГК и препаратом ризобий способствует возрастанию устойчивости растений к поражению вирусными инфекциями и отражения листьями характерного для хлорофиллов спектра света в полевых условиях. Электронно-микроскопическими исследованиями в прикорневой зоне сои, обработанной ГГК, в фазе трех настоящих листьев обнаружены структуры типа липосом, что свидетельствует о сохранении их целостности in situ и возможном участии в обменных процессах в системе почва — микроорганизмы — растение. Бактеризация семян, предварительно обработанных ГГК-3, культурой Bradyrhizobium japonicum УКМ В-6018, способствует увеличению урожая сои в полевых экспериментах. Artificial glycan-glycolipid complexes (GGC) formed on the base of glucan from the mycelium of basidiomicota fungi Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, extracellular glucouronoxylomannan of basidiomicota fungi Tremella mesenterica Ritz. Fr., mannan from Candida maltosa cells, and ramnolipid of Pseudomonas sp. PS-17 as a compound agent, аnd GGC fractions (liposomes and supernatant) have an inhibiting activity against virus of tabacum mosaic (VТM) of datura (Datura stramonium (L.) and tabacum (Nicotiana tabacum L.) plants up-sensitive to this virus. Under by the treatmen of soybean (Glycine max (L.) Merr.) seeds bioformulations, the plant resistance to mosaic virus infections (diseases) and the reflection of leaf light spectra, which characterized of chlorophills under field conditions are increased. By electron-microscopy investigations, the structures as type as liposoms were found out in the near-root plant zone, it can indicates on their influence to the processes of plant— rhyzospheric microoganisms interactions. Seeds bacterization by Bradyrhizobium japonicum UCM B-6018 in combination with GGC-3 preparation promotes the crop increase in field experiments. 2017 Article Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій / О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова, О.В. Карпенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 1. — С. 88-96. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2017.01.088 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126340 612 — 54-114+632.953+631.461.5 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Біологія Біологія |
| spellingShingle |
Біологія Біологія Коваленко, О.Г. Васильєв, В.Н. Адамчук-Чала, Н.І. Титова, Л.В. Карпенко, О.В. Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій Доповіді НАН України |
| description |
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси (ГГК), сформовані на основі глюкану з міцелію базидіального гриба
Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, позаклітинного глюкуроноксиломанану базидіального гриба Tremella
mesenterica Ritz.: Fr., манану з клітин Candida maltosa та рамноліпіду Pseudomonas sp. PS-17 як допоміжного
агента, а також фракції ГГК (ліпосоми і супернатант) проявляють інгібувальну активність проти вірусу
тютюнової мозаїки (ВТМ) в рослинах дурману (Datura stramonium (L.)) та тютюну (Nicotiana tabacum
(L.)), надчутливих до нього. Передпосівна обробка насіння сої (Glycine max (L.) Merr.) ГГК та препаратом
різобій сприяє зростанню стійкості рослин до ураження вірусними хворобами та відбиття листям характерного для хлорофілів спектра світла в польових умовах. Електронно-мікроскопічними дослідженнями в
прикореневій зоні сої, обробленої ГГК, у фазі трьох справжніх листків виявлено структури типу ліпосом,
що свідчить про збереження їх цілісності in situ та можливої участі в обмінних процесах у системі грунт—
мікроорганізм—рослина. Бактеризація насіння, попередньо обробленого ГГК-3, культурою Bradyrhizobium
japonicum УКМ В-6018, сприяє підвищенню урожаю сої в польових експериментах. |
| format |
Article |
| author |
Коваленко, О.Г. Васильєв, В.Н. Адамчук-Чала, Н.І. Титова, Л.В. Карпенко, О.В. |
| author_facet |
Коваленко, О.Г. Васильєв, В.Н. Адамчук-Чала, Н.І. Титова, Л.В. Карпенко, О.В. |
| author_sort |
Коваленко, О.Г. |
| title |
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій |
| title_short |
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій |
| title_full |
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій |
| title_fullStr |
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій |
| title_full_unstemmed |
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій |
| title_sort |
штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2017 |
| topic_facet |
Біологія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126340 |
| citation_txt |
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій / О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова, О.В. Карпенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 1. — С. 88-96. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT kovalenkoog štučníglíkanglíkolípídníkompleksiâkantivírusnízasobitaefektorimíkrobnihpreparatívnaosnovírizobíj AT vasilʹêvvn štučníglíkanglíkolípídníkompleksiâkantivírusnízasobitaefektorimíkrobnihpreparatívnaosnovírizobíj AT adamčukčalaní štučníglíkanglíkolípídníkompleksiâkantivírusnízasobitaefektorimíkrobnihpreparatívnaosnovírizobíj AT titovalv štučníglíkanglíkolípídníkompleksiâkantivírusnízasobitaefektorimíkrobnihpreparatívnaosnovírizobíj AT karpenkoov štučníglíkanglíkolípídníkompleksiâkantivírusnízasobitaefektorimíkrobnihpreparatívnaosnovírizobíj |
| first_indexed |
2025-07-09T04:48:34Z |
| last_indexed |
2025-07-09T04:48:34Z |
| _version_ |
1837143444751908864 |
| fulltext |
88 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 1
ОПОВІДІ
НАЦІОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМІЇ НАУК
УКРАЇНИ
БІОЛОГІЯ
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.01.088
УДК 612 — 54-114+632.953+631.461.5
О.Г. Коваленко 1, В.Н. Васильєв 1,
Н.І. Адамчук-Чала 1, Л.В. Титова 1, О.В. Карпенко 2
1 Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ
2 Відділення фізико-хімії горючих копалин Інституту фізико-органічної хімії і вуглехімії
iм. Л.М. Литвиненка НАН України, Львів
E-mail: udajko@ukr.net
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби
та ефектори мікробних препаратів на основі ризобій
Представлено членом-кореспондентом НАН України Г.О. Іутинською
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси (ГГК), сформовані на основі глюкану з міцелію базидіального гриба
Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, позаклітинного глюкуроноксиломанану базидіального гриба Tremella
mesenterica Ritz.: Fr., манану з клітин Candida maltosa та рамноліпіду Pseudomonas sp. PS-17 як допоміжного
агента, а також фракції ГГК (ліпосоми і супернатант) проявляють інгібувальну активність проти вірусу
тютюнової мозаїки (ВТМ) в рослинах дурману (Datura stramonium (L.)) та тютюну (Nicotiana tabacum
(L.)), надчутливих до нього. Передпосівна обробка насіння сої (Glycine max (L.) Merr.) ГГК та препаратом
різобій сприяє зростанню стійкості рослин до ураження вірусними хворобами та відбиття листям харак-
терного для хлорофілів спектра світла в польових умовах. Електронно-мікроскопічними дослідженнями в
прикореневій зоні сої, обробленої ГГК, у фазі трьох справжніх листків виявлено структури типу ліпосом,
що свідчить про збереження їх цілісності in situ та можливої участі в обмінних процесах у системі грунт—
мікроорганізм—рослина. Бактеризація насіння, попередньо обробленого ГГК-3, культурою Bradyrhizobium
japonicum УКМ В-6018, сприяє підвищенню урожаю сої в польових експериментах.
Ключові слова: глікан-гліколіпідні комплекси, ліпосоми, антивірусні засоби, вірус тютюнової мозаїки, вірус
мозаїки сої, соєво-ризобіальний симбіоз, Glycine max (L.) Merr.
Віруси рослин досить поширені і є надзвичайно шкодочинними. Тому потреба у запобіганні
вірусним хворобам є цілком очевидною та економічно обґрунтованою. Особливо важливим
є вирішення цієї проблеми з огляду на інтенсифікацію сучасного сільського господарства,
переважання монокультури і використання у технологіях рослинництва високих доз міне-
ральних добрив та пестицидів.
Створення засобів захисту рослин від патогенів часто наштовхується на проблему подо-
лання побічної дії препаратів, однією з найважливіших серед яких є їхня фітотоксичність. Цю
проблему, на нашу думку, можна вирішити, використовуючи комплексні препарати на основі
речовин біологічного походження, а також живі культури мікроорганізмів-симбіонтів, які мо-
© О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова,О.В. Карпенко, 2017
89ISSN 1025-6415. Доп. НАН України. 2017. № 1
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів ...
жуть позитивно впливати на метаболічні процеси рослин. У цьому сенсі цікавими є бульбочкові
бактерії родини Rhizobіaceae, які сприяють підвищенню продуктивності бобових культур.
Відомо, що бактерії та вищі гриби продукують ряд біологічно активних речовин, серед
яких особливий інтерес дослідників викликають глікани і гліколіпіди, що мають антивірус-
ні, антимікробні та протипухлинні властивості. Нещодавно нами було встановлено зрос-
тання біологічної активності цих речовин у разі сумісного застосування їх на рослинах, що
може бути обумовлено різними механізмами дії інгредієнтів досліджуваних комплексів на
збудників хвороб та рослин-хазяїв [1].
З іншого боку, відомо, що ризобії, зокрема Bradyrhizobium japonicum, здатні індукувати
у партнера утворення бульбочок, в яких відбувається процес фіксації атмосферного азо-
ту, і, отже, покращення азотного живлення бобових рослин. На основі B. japonicum УКМ
В-6018 створено інукулянт, який позитивно впливає не лише на урожайність, але й на
структуру та метаболічну активність ризосферного мікробіоценозу сої [2, 3]. У зв’язку з
цим, важливо було з’ясувати вплив створених нами глікан-гліколіпідних комплексів (ГГК),
компоненти яких, за нашим припущенням, можуть відігравати важливу роль у адгезії та
метаболічній активності бактерій-симбіонтів, на формування соєво-ризобіального симбіозу
і продуктивність сої.
У зв’язку з вищесказаним ми ставили за мету вивчення дії розроблених глікан-глі ко-
ліпідних комплексів (ГГК) на розвиток та сприйнятливість рослин сої до вірусної інфекції,
а також на ефективність бобово-ризобіальних систем.
Об’єктами досліджень були: бульбочкові бактерії сої Bradyrhizobium japonicum УКМ
В-6018, рослини сої (Glycine max (L.) Merr.) сорту Анжеліка, вірус тютюнової мозаї-
ки (ВТМ), штам U1, культивований в клітинах надчутливого до нього мутанта тютюну
(Nicotiana tabacum L.) сорту Імунний 580, надчутливі до ВТМ рослини дурману (Datura
stramonium L.) та тютюну сорту Імунний 580.
Досліджували штучні ГГК, що включали: глюкан з міцелію базидіального гриба Gano-
derma adspersum (Schulzer) Donk, позаклітинний глюкуроноксиломанан (ГКМ) базидіаль-
ного гриба Tremella mesenterica Ritz.: Fr., манан з клітин Candida maltosа, а також рамноліпід,
виділений з культуральної рідини Pseudomonas sp. PS-17. Глікани та гліколіпіди отримували
за методиками, описаними нами раніше [4-5]. Надмолекулярні структури типу ліпосом з
перелічених речовин формували за методикою [6] з деякими модифікаціями, що стосува-
лися підбору співвідношень взаємодіючих речовин та умов їх компонування. Концентрації
інгредієнтів підбирали на основі попереднього тестування їх активності щодо ВТМ і не-
шкідливості щодо проростків тютюну та сої [1, 4]. Досліджували такі ГГК (у дужках вказано
концентрацію інгредієнта, г/л ):
ГГК-1: ГКМ T.mesenterica (2) + рамноліпід Pseudomonas sp. (0,1);
ГГК-2: манан С. maltosa (0,5) + рамноліпід Pseudomonas sp. (0,1);
ГГК-3: глікан G. adspersum (0,5) + рамноліпід Pseudomonas sp. (0,1);
ГГК-4: ГКМ (0,7) + манан (0,17) + глікан (0,17) + рамноліпід Pseudomonas sp. (0,1).
Оцінка антивірусної активності ГГК. Визначення антивiрусної активностi ГГК (in vitro
та in vivo) проводили на рослинах дурману (Datura stramonium (L.)) та тютюну (Nicotiana
tabacum (L.)). Для попередньої оцінки антивірусної активності отриманих ГГК і окре-
мих фракцій in vitro їхні водні розчини в різних концентраціях (0,01—1 мг/мл) додавали
90 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 1
О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова, О.В. Карпенко
до суспензії ВТМ (10 мкг/мл), інкубували 30 хв та інфікували ліві половинки листків D.
stramonium, праві половинки інфікували вірусом у тій же концентрації без ГГК. Індукторні
властивості ГГК in vivo досліджували на рослинах тютюну сорту Імунний 580 за методами,
описаними нами раніше [4].
Вегетаційні та польові дослідження із соєю. Сою вирощували в теплиці за природ-
них умов освітлення і температури; вологість ґрунту підтримувалась на рівні 60 % повної
вологоємності. Польові експерименти проводили на дослідному полі Інституту мікробіології
і вірусології НАН України. Морфолого-функціональні показники рослин визначали у фазі
трьох справжніх листків, уражуваність вірусом — у фазах бутонізації і цвітіння.
Обробка насіння сої. ГГК та їхні фракції (ліпосоми та супернатант, що залишилися
після відокремлення ліпосомальної фракції препарату за допомогою центрифугування при
10000 g, 15—20 хв) застосовували на стадії передпосівної обробки насіння сої сорту Анжелі-
ка окремо та в комбінації з препаратом ризобій сої, яким інокулювали насіння, попередньо
оброблене ГГК. Замочування насіння водними розчинами ГГК у наведених вище концентра-
ціях та/або менших у 10 разів тривало 8—10 год. Для приготування інокулянту B. japonicum
УКМ В-6018 вирощували на кругових качалках (220 об./хв) при 26—28 °С протягом 96 год
у рідкому манітно-дріжджовому середовищі такого складу, г/л: маніт — 10,0; дріжджовий
екстракт — 2,0; кальцію глюконат — 1,5; K2HPO4 — 0,5; MgSO4 · 7H2O — 0,2; NaCl — 0,1;
FeCl3 · 6H2O — 0,01; pH 7,2. Застосовували бактеріальне навантаження 108 кл./на насінину
у варіантах з попередньою обробкою і без обробки ГГК, у контрольному варіанті насіння
обробляли водою.
Після обробки насіння просушували на повітрі та висівали в ґрунт. Проводили феноло-
гічні спостереження за рослинами, розвитком симптомів вірусного ураження, а також ви-
значали наявність і розташування ГГК, їхніх елементів та мікроорганізмів у ґрунті.
Еколого-фізіологічні дослідження. Для дослідження мікроорганізмів та ГГК у ґрунт
прикореневої зони вміщували плівки поліетилентерефталату (ПЕТ) розміром 1 × 5 см, роз-
ташовували їх уздовж головного кореня сої. Попередньо плівки стерилізували етанолом.
Експозицію проводили протягом 10 діб з метою отримання на ПЕТ-плівках обростання мі-
кробною асоціацією.
Після вилучення ПЕТ-плівку фіксували в парах глютаральдегіду і тетроксиду осмію,
полімеризували в суміші епоксидних смол, нарізали на мікротомі LKB (Швеція) і аналізу-
вали за допомогою трансмісійного електронного мікроскопа JEOL JEM-1400. Досліджува-
ли по 10 полів зору на п’яти ділянках біоплівки на відстані 1 мм один від одного.
Морфофункціональну організацію фотосинтетичного апарату сої досліджували за ме-
тодикою, описаною нами раніше [3].
Результати підрахунку некрозів, викликаних ВТМ на листках тютюну та дурману, кіль-
кості уражених рослин сої і показники урожайності останньої піддавали статистичній об-
робці за загальновідомими параметричними критеріями достовірності різниць величин у
досліді і контролі [4].
Результати та їх обговорення. Сформовані нами ГГК мали вигляд опалесціюючих, де-
коли слабко забарвлених водних емульсій, стійких при зберіганні за умов кімнатної і низь-
кої (від +2 °С) температур і при розведенні водою (рН 6,0—6,5). У світловому мікроскопі
отримані структури мали вигляд кульок розміром від 0,1 до 2 мкм. Ступінь включення глі-
91ISSN 1025-6415. Доп. НАН України. 2017. № 1
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів ...
канів у ГГК варіював у межах 20—25 % загальної кількості полісахариду, основна маса якого
залишалась у водному розчині (середовище).
Дані лабораторних дослідів показали, що обидві фракції ГГК є антивірусно активними
(рис. 1, а). Дещо нижчі значення пригнічення інфекційності ВТМ фракцією ліпосом (2) по-
рівняно із супернатантом (1) пов’язані, очевидно, з тим, що частка «включеного» у ліпосоми
глікану порівняно з такою вільного, що залишився у середовищі, у 4—5 разів нижча. Проте
глікан у складі ліпосом може бути активніший за вільний завдяки кращій доставці його до
мішеней. Тому в подальших експериментах з випробування біологічної активності ГГК ми
використовували сумарні препарати, що містять зв’язаний глікан у ліпосомах і вільний глі-
кан у супернатанті (ГГК-3, ГГК-4).
ГГК-3 та ГГК-4 були випробувані нами як індуктори стійкості рослин тютюну до ВТМ
і виявились ефективними захисними агентами (див. рис. 1, б). Антивірусна активність їх
щодо ВТМ проявлялася протягом 7 діб та забезпечувала 40—70 % захисту рослин від екс-
периментальної інфекції.
Рис. 1. Ефективність дії ГГК щодо ВТМ: а — пригнічення інфекційної ВТМ на рослинах дурману при до-
даванні до інокулюму ГГК-3 (3) і його фракцій, % від контролю (1 — супернатант; 2 — ліпосоми), * при-
гнічення ВТМ не відбувалося; б — стійкість до інфекції ВТМ, індукована ГГК-3 та ГГК-4 в рослинах тю-
тюну Імунний 580, надчутливих до цього вірусу, концентрація ГГК — 1 г/л
92 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 1
О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова, О.В. Карпенко
Рис. 2. Вплив різних ГГК на уражуваність вірусом мозаїки сої (а,
б) і урожай бобів (в) та зерна (г) сої сорту Анжеліка: а — нерозведе-
ні, б, в, г — розведені водою (1:10) емульсії ГГК. По осі ординат —
ураженість та урожай рослин, %; по осі абсцис — варіанти: К —
контроль; 1, 2, 3, 4 — ГГК різного складу (див. у тексті).
Таблиця 1. Вплив ГГК-3 та його фракцій на ріст і врожайність рослин сої
сорту Анжеліка за умов передпосівної обробки насіння (вегетаційний дослід)
Показник Контроль ГГК-3
Фракція ГГК-3
Ліпосоми Супернатант
Висота рослин
(стадія бутонізації)
см
%
32,9 ± 0,3
100
42,8 ± 0,2
119,2 **
53,7 ± 0,3
163,2 ***
46,8 ± 0,4
142,2 **
Маса бобів
г/росл.
%
4,6 ± 0,2
100
4,8 ± 0,3
104,4
5,0 ± 1,0
119,0 *
6,1 ± 0,5
145,2 ***
* р 0,05. ** 0,05 р > 0,01. *** 0,01 р > 0,001.
Таблиця 2. Зміни мезофілу листка сої сорту Анжеліка за умов дії фракцій ГГК-3 і інокулянту
Варіант
Площа листка,
мм2
Товщина
мезофілу, мкм
Товщина палісадного
шару, мкм
Коефіцієнт
палісадності
Контроль (вода) 13 546 ± 116 123,83 ± 6,24 105,54 ± 5,21 0,15
Супернатант 13 549 ± 117 130,17 ± 7,25 104,73 ± 5,28 0,20
Ліпосоми 13 417 ± 116 131,19 ± 8,26 109,26 ± 7,23 0,17
Ризобін 21 828 ± 148 142,35 ± 5,69 101,09 ± 7,88 0,29
Ризобін + ліпосоми 22 625 ± 144 187,54 ± 6,23 101,80 ± 5,86 0,45
Примітка. р 0,05.
93ISSN 1025-6415. Доп. НАН України. 2017. № 1
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів ...
Як згадано вище, випробувані ГГК у своєму складі містили глікани в ліпосомах і вільні
глікани в супернатанті, що не ввійшли до складу ліпосом. Встановлено, що обидві складові
ГГК-3 справляли позитивний вплив на ріст і продуктивність сої, причому більш істотний
вплив на ріст рослин здійснювала ліпосомна фракція, а на приріст урожаю — супернатант
(табл. 1).
Передпосівна обробка насіння сприяла підвищенню стійкості сої до ураження вірусною
інфекцією у польових умовах (рис. 2, а, б). Причому, у варіантах з обробкою ГГК був отри-
маний і більший урожай: маса бобів у дослідних варіантах на 5—12 %, а насіння — на 20—
70 % була вищою, ніж у контролі (див. рис. 2, в, г).
У польових дослідах нами встановлена позитивна дія комбінованого застосування
ГГК-3 та інокулянту на формування фотосинтетичного апарату сої.
Комбіноване застосування ГГК-3 з мікробним препаратом істотно вплинуло на мор фо-
лого-фізіологічні характеристики листкової пластинки четвертого листка сої (табл. 2). Най-
більшу площу листкової пластинки, а також товщину шару мезофілу виявлено у варіанті
обробки насіння ризобіями і ліпосомальною фракцією ГГК-3.
Головну фотосинтетичну функцію мезофілу листка виконують, як відомо, клітини па-
лісадного мезофілу, а ступінь його диференціювання характеризує коефіцієнт палісадності,
що розраховується за співвідношенням різниці товщини мезофілу і палісадного шару до
товщини мезофілу. За нашими даними, товщина палісадного шару достовірно не відріз-
нялась у всіх дослідних варіантах, а значення коефіцієнта палісадності було більшим від
контрольного. Найвищий коефіцієнт виявлено у варіанті комбінованої дії інокулянту і лі-
посомальної фракції ГГК-3 (див. табл. 2).
Відомо, що періоди максимальної диференціації характеристик спектрів відбиття світ-
ла листками рослин залежать від фаз вегетації, які є визначальними для формування про-
дуктивності рослин [7, 8].
Найбільша інтенсивність відбиття світла хлорофілами (у фазі формування третього
справжнього листка) сої виявлена на 520 і 760 нм (рис. 3). Цей показник у дослідних варіан-
Рис. 3. Спектри відбиття світла листками сої, вирощеної за умов обробки насіння ГГК-3 та Ризобіном.
1—5 — спектри відбиття світла листками сої у варіантах: 1 — контроль, 2 — середовище ГГК-3, 3 — ліпосо-
ми ГГК-3, 4 — Ризобін, 5 — Ризобін+ліпосоми ГГК-3; 1к—5к — калібрувальні криві відповідних варіантів
94 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 1
О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова, О.В. Карпенко
тах був вищим, ніж у контролі. Зростання максимумів відбиття світла на зазначених довжи-
нах хвиль зафіксовані у спектрограмах листя рослин у разі бактеризації насіння і, особливо,
у варіанті комбінованої обробки насіння ліпосомальною фракцією ГГК-3 та Ризобіном.
За результатами аналізу панорамних знімків ризосфери сої із застосуванням методу
біоплівок обростання та електронної мікроскопії виявлені дрібні часточки ґрунту розмі-
ром 2—5 мкм у вигляді глобулярних агрегатів, пронизаних порами та капілярами (рис. 4).
Мікроорганізми розташовувались поодиноко або невеликими колоніями (20—100 клітин у
кожній). Щільність мікроколоній була найбільшою у варіанті з інокуляцією (див. рис. 4, а).
У варіанті з попередньою обробкою насіння ліпосомальною фракцією ГГК-3 (див. рис. 4, б)
у ризосферному ґрунті спостерігали окремі сферичні структури типу ліпосом (17 %) та їх
комплекси з бактеріями (10 %) або мікроколоніями (21 %), а також — автономно в капіля-
рах (52 %).
Таким чином, комбіноване застосування ГГК-3 з мікробним препаратом істотно впли-
нуло на морфофізіологічні характеристики листкової пластинки сої. Найбільшу площу
листка, а також товщину шару мезофілу виявлено у разі обробки насіння інокулянтом і
ліпосомальною фракцією ГГК-3.
Комбінування біопрепаратів, що містять бактерії-мікросимбіонти сої, зі штучними ГГК
сприяє підвищенню стійкості рослин сої до фітопатогенних вірусів та зростанню ефектив-
ності соєво-ризобіального симбіозу. На цьому шляху, на нашу думку, можуть бути створені
новітні дієві засоби захисту рослин від вірусних хвороб як вагомий компонент у загальній
системі підвищення продуктивності бобових культур.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Kovalenko O.G., Kirichenko A.M., Shepelevich V.V., Karpenko O.V., Vildanova-Martchyshin R.I., Scheglova N.S.
Complex preparations as means of plants recovery and protection against viral infections // Вісн. КНУ. Сер.
Біол. — 2008. — 51.— С. 35—77.
2. Tytova L.V., Brovko I.S., Kizilova A.K., Kravchenko I.K., Iutynska G.A. Effect of complex microbial inoculants on
the number and diversity of rhizospheric microorganisms and the yield of soybean // Int. J. Microbiol. Res. —
2013. — 4, Nо 3. — P. 267—274.
3. Адамчук-Чалая Н.И., Титова Л.В., Иутинская Г.А. Микробные пейзажи ризосферы сои при интродук-
ции различных инокулянтов // Мікробіологія і біотехнологія. — 2014. — № 3. — С. 40—48.
4. Kovalenko O.G., Polishchuk O.N., Wasser S.P. Virus resistance induced by glucuronoxylomannan isolated from
submerged cultivated yeast-like cell biomass of medicinal yellow brain mushroom Tremella mesenterica Ritz.:
Рис. 4. Панорамний знімок мі-
кробіоценозу ризосфери сої за
умов інокуляції Bradyrhizobium
japonicum УКМ В-6018: а — без
обробки (контроль); б — з по-
передньою обробкою насіння
ліпосомальною фракцією ГГК-3.
Електронна трансмісійна мі-
кроскопія (JEOL JEM — 1400);
ЧГ — частинки ґрунту, стрілками
вказані ліпосоми
95ISSN 1025-6415. Доп. НАН України. 2017. № 1
Штучні глікан-гліколіпідні комплекси як антивірусні засоби та ефектори мікробних препаратів ...
Fr. (Heterobasidiomycetes) in hypersensitive host plants // Int. J. Med. Mushrooms. — 2009. — 11, Nо 2. —
P. 199—205.
5. Карпенко Е.В., Покиньброда Т.Я., Макитра Р.Г., Пальчикова Е.Я. Оптимальные методы выделения био-
генных поверхностно-активных рамнолипидов // Журн. общ. химии. —2009. — № 12. — С. 2011—2015.
6. Pat. US 4902512 A. Rhamnolipid liposomes patent / Y. Ishigami, Y. Gama, H. Nagahora, T. Hongu, M. Yama-
guchi. — Publ. 20.02.1990.
7. Братченко И.А., Воробьёва Е.В., Захаров В.П., Тимченко П.Е., Котова С.П. Экспериментальные исследо-
вания и математическое моделирование оптических характеристик растительной ткани // Изв. Самар.
науч. центра РАН. — 2007. — 9, № 3. — С. 620—625.
8. Шадчина Т.М. Наукові основи дистанційного моніторингу стану посівів зернових / Відпов. ред.
В.В. Моргун; НАН України, Інститут фізіології рослин і генетики. — Київ: Фітосоціоцентр, 2001. —
220 с.
Надійшло до редакції 29.06.2016
REFERENCES
1. Kovalenko O.G., Kirichenko A.M., Shepelevich V.V., Karpenko O.V., Vildanova-Martchyshin R.I., Scheglova N.S.
Visnyk KNU. Ser. Biol., 2008, 51: 35—77.
2. Tytova L.V., Brovko I.S., Kizilova A.K., Kravchenko I.K., Iutynska G.A. Int. J. Microbiol. Res., 2013, 4, Nо 3:
267—274.
3. Adamchuk-Chala N.I., Tytova L.V., Iutynska G.O. Microbiology and biotechnology, 2014, Nо 3: 40 — 48 (in
Russian).
4. Kovalenko O.G., Polishchuk O.N., Wasser S.P. Int. J. Med. Mushrooms, 2009, 11, Nо 2: 199—205.
5. Karpenko O.V., Pokin'broda T.Ya., Makitra R.G., Palchikova O. Ya. Zh. Obshchey Khimii, 2009, № 12: 2011—
2015 (in Russian).
6. Pat. US 4902512 A. Rhamnolipid liposomes patent / Y. Ishigami, Y. Gama, H. Nagahora, T. Hongu, M. Yama-
guchi, Publ. 20.02.1990.
7. Bratchenko I.A., Vorob’eva E.V., Zaharov V.P., Tymchenko P.E., Kotova S.P. Digest of Samara’s scientific centre
of Russian academy of Science, 2007, 9, Nо 3: 620—625 (in Russian).
8. Shadchina Т.М. Scientific bases of remote monitoring of grain crops state, Kiev, Phytosociocentre, 2001 (in
Ukraine).
Received 29.06.2016
А.Г. Коваленко 1, В.Н. Васильев 1,
Н.И. Адамчук-Чалая 1, Л.В. Титова 1, Е.В. Карпенко 2
1 Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Киев
2 Отделение физико-химии горючих ископаемых Института физико-органической
химии и углехимии им. Л.М. Литвиненка НАН Украины, Львов
E-mail: udajko@ukr.net
ИСКУССТВЕННЫЕ ГЛИКАН-ГЛИКОЛИПИДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
КАК АНТИВИРУСНЫЕ СРЕДСТВА И ЭФФЕКТОРЫ МИКРОБНЫХ
ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ РИЗОБИЙ
Искусственные гликан-гликолипидные комплексы (ГГК), сформированные на основе глюкана из мице-
лия базидиального гриба Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, внеклеточного глюкуроноксиломаннана
базидиального гриба Tremella mesenterica Ritz. Fr., маннана из клеток Candida maltosa и рамнолипида
Pseudomonas sp. PS-17 как вспомогательного агента, а также фракции ГГК (липосомы и супернатант) про-
являют ингибирующую активность против вируса табачной мозаики (ВТМ) растений дурмана (Datura
stramonium (L.)) и табака (Nicotiana tabacum (L.)), сверхчувствительных к нему. Предпосевная обработка
семян сои (Glycine max (L.) Merr.) ГГК и препаратом ризобий способствует возрастанию устойчивости
растений к поражению вирусными инфекциями и отражения листьями характерного для хлорофиллов
спектра света в полевых условиях. Электронно-микроскопическими исследованиями в прикорневой зоне
96 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 1
О.Г. Коваленко, В.Н. Васильєв, Н.І. Адамчук-Чала, Л.В. Титова, О.В. Карпенко
сои, обработанной ГГК, в фазе трех настоящих листьев обнаружены структуры типа липосом, что свиде-
тельствует о сохранении их целостности in situ и возможном участии в обменных процессах в системе по-
чва — микроорганизмы — растение. Бактеризация семян, предварительно обработанных ГГК-3, культурой
Bradyrhizobium japonicum УКМ В-6018, способствует увеличению урожая сои в полевых экспериментах.
Ключевые слова: гликан-гликолипидные комплексы, липосомы, антивирусные средства, вирус табачной
мозаики, вирус мозаики сои, соево-ризобиальный симбиоз, Glycine max (L.) Merr.
O.G. Kovalenko 1, V.M. Vasilev 1, N.I. Adamchuk-Chala 1, L.V. Tytova 1, E.V. Karpenko 2
1 Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the NAS of Ukraine, Kiеv
2 Department of Physical Chemistry of Fossil Fuels InPOCC of the NAS of Ukraine, Lviv
E-mail: udajko@ukr.net
ARTIFICIAL GLYCAN-GLYCOLIPID COMPLEXES AS ANTIVIRAL MEANS
AND EFFECTORS OF MICROBIAL FORMULATION ON THE BASE OF RHIZOBIА
Artificial glycan-glycolipid complexes (GGC) formed on the base of glucan from the mycelium of basidiomicota
fungi Ganoderma adspersum (Schulzer) Donk, extracellular glucouronoxylomannan of basidiomicota fungi Tre-
mella mesenterica Ritz. Fr., mannan from Candida maltosa cells, and ramnolipid of Pseudomonas sp. PS-17 as a
compound agent, аnd GGC fractions (liposomes and supernatant) have an inhibiting activity against virus of
tabacum mosaic (VТM) of datura (Datura stramonium (L.) and tabacum (Nicotiana tabacum L.) plants up-sen-
sitive to this virus. Under by the treatmen of soybean (Glycine max (L.) Merr.) seeds bioformulations, the plant
resistance to mosaic virus infections (diseases) and the reflection of leaf light spectra, which characterized of
chlorophills under field conditions are increased. By electron-microscopy investigations, the structures as type as
liposoms were found out in the near-root plant zone, it can indicates on their influence to the processes of plant—
rhyzospheric microoganisms interactions. Seeds bacterization by Bradyrhizobium japonicum UCM B-6018 in
combination with GGC-3 preparation promotes the crop increase in field experiments.
Keywords: glycan-glycolipid complex, liposomes, antiviral means, virus of tobacco mosaic virus, virus of soybean
mosaic, soybean-rhyzobium symbiosis, Glycine max (L.) Merr.
|