Effect of heavy metals on oxidative processes in soybean seedlings

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The article shows the effect of oxidative stress on the activity and multiple forms of ribonuclease (EC 3.1.) And peroxidase (EC 1.11.1.7) of seedlings of cultured soybean grown under the influence of heavy metals. In this regard, the activity of the antioxidant peroxidase enzyme and the content of malon dialdehyde, which characterizes the degree of lipid peroxidation, was determined in soybean seedlings of varieties Lydia. The increased level of malondialdehyde (MDA) under the influence of heavy metals indicates that the toxicity of these pollutants appeared through the stimulation of the formation of reactive oxygen species (ROS), which led to the development of oxidative stress. Studies have established that under conditions of oxidative stress caused by cadmium sulfate, ribonuclease activity in soybean seedlings increases. Studies have established that under conditions of oxidative stress caused by cadmium sulfate, the ribonuclease activity in soybean seedlings increases. The biogenic elements Cu and Zn reduced the activity of ribonuclease, and Cd significantly increased it due to the emergence of new forms of the enzyme, which indicates the ability of soy sprout cells to withstand the effects of heavy metal cadmium plant stressor. At the same time, the enhancement of lipid peroxidation is a signal that is realized by changes in the peroxidase and ribonuclease activity, which protects the plant cell from stress.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. T. Sinegovskaya

All-Russian Scientific Research Institute of Soybean

Author for correspondence.
Email: valsin09@gmail.com

academician of RAS

Russian Federation, Amurskaya oblast, Blagoveshchensk

O. A. Terekhova

All-Russian Scientific Research Institute of Soybean

Email: valsin09@gmail.com
Russian Federation, Amurskaya oblast, Blagoveshchensk

S. I. Lavrent`yeva

University Blagoveshchensk State Pedagogical

Email: valsin09@gmail.com

candidate of biological sciences

Russian Federation, Blagoveshchensk

L. E. Ivanchenko

University Blagoveshchensk State Pedagogical

Email: valsin09@gmail.com

Doctor of Biological Sciences

Russian Federation, Blagoveshchensk

K. S. Golokhvastov

Far Eastern Federal University

Email: valsin09@gmail.com

Doctor of Biological Sciences

Russian Federation, o. Russkij, Ayaks

References

  1. Бездудная Е.Ф., Калиман П.А. Влияние тяжелых металлов на активность ключевых ферментов глиоксилатного цикла и содержание ТБК-активных продуктов в семенах сои Glicinemax L. при проращивании // Український біохімічний журнал. – 2008. – Т.80. – № 1 –.С. 83-88.
  2. Дзугкоева Ф.С., Можаева И.В., Дзугкоев С.Г., Маргиева О.И., Тедтоева А.И., Отиев М.А. Окислительный стресс и биохимические маркеры эндотелиальной дисфункции и повреждения внутренних органов в условиях интоксикации тяжелым цветным металлом в эксперименте // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины: международный научно-теоретический журнал.– М.: Издательство РАМН, 2016. – № 8. – С.161-164.
  3. Чупахина Г.Н., Масленников П.В., Скрыпник Л.Н. Природные антиоксиданты (экологический аспект): монография. – Калининград: Изд-во БФУ им. И. Канта, 2011. – 111 с.
  4. Бегун С.А. Способы приема изучения и отбора эффективности клубеньковых бактерий сои. Методы аналитической селекции – Благовещенск: Изд-во «Зея», 2005. – 70 с.
  5. Рогожин В.В. Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живых организмов. – СПб. : ГИОРД, 2004. – 240с.
  6. Regoli F.,Gorbi S., Frenzilli G. Oxidative stress in ecotoxicology: from the analysis of individual antioxidants to a more integrated approach // Mar. Environ. Res. – 2002. – V. 54. – P. 419-423.
  7. Цветков И.Л., Коничев А.С. Биохимические и молекулярно-генетические аспекты адаптации гидробионтов: монография. – М.: Изд-во МГОУ, 2013. – 122 с.
  8. Иваченко Л.Е., Коничев А.С. Роль биологически активных веществ сои в адаптации к условиям выращивания: монография. – М.: ИИУ МГОУ, 2016. – 154 с.
  9. Тильба В.А., Лаврентьева С.И., Бегун А.С., Якименко М.В., Иваченко Л.Е., Коничев А.С. Влияние солей тяжелых металлов на активность и множественные формы РНКаз проростков сои после инокуляции Bradyrhizobium Japonicum и Sinorhizobium fredii // Доклады Россельхозакадемии. – № 3. – 2013. − С. 19-21.
  10. Блехман Г.И. Причины изменения и особенности проявления рибонуклеазной активности при обезвоживании растений // Физиология растений. –1979. – Т.26. – № 5. – С. 932-942.
  11. Сангаев С.С., Трифонова Е.А., Титов С.Е., Романова А.В., Колодяжная Я.С., Сапоцкий М.В., Малиновский В.И., Кочетов А.В. Инактивация гена Nkl в растениях табака Nicotiana tabacum SRI за счет РНК-интерференции // Генетика. – 2010. – Т. 46. – № 1. – С. 131-134.
  12. Петухов А.С., Петухова Г.А. Биохимические механизмы защиты при накоплении тяжелых металлов в организмах // Гигиена и санитария. – 2017. – № 2. – С.114-117.
  13. Rassel W.E. The precipitation of polyribonucleotides with magnesium salte and etanol // J. Biol. Chem.. – 1963. – V. 238. – № 9. – P. 3053-3057.
  14. Малый практикум по физиологии растений: Учеб. пособие / Под ред. А.Т. Мокроносова. – М.: Изд-во МГУ, 1994. – 184 с.
  15. Buege J.A., Aust S.D. Microsomal lipid peroxidation / Methods in Enzymoligy // Eds. By S. Fleischer, L. Packer. New York: Academic Press, 1978. – P. 302-310.
  16. Плохинский Н.А. Биометрические методы / Под ред. Н.А. Плохинский. – М.: Изд-во МГУ, 1970. – 367 с.
  17. Van Assche F., Clijsters H. Effects of metals on enzyme activity in plants // Plant Cell Environment. –1990. – V. 13. – P. 195. – 206.
  18. Холодова В.П., Абдеева А.Р., Волков К.С., Кузнецов Вас. В., Кузнецов Вл. В. Экспрессия генов аквапоринов при адаптации растений к хлоридному засолению и солям тяжелых металлов // Тезисы докладов, Международная конференция «Физиологические и молекулярно-генетические аспекты сохранения биоразнообразия». – Вологда, 2005. – С.175.
  19. Kholodov V., Volkov K., Abdeyeva A., Kuznetsov V.]Water status in Mesembryanthemumcrystallinum under heavy metal stress // Environmental and Experimental Botany. – 2011. – Т. 71.– № 3. – С. 382-389.
  20. Рыспекова Н.Н., Нурмухамбетов А.Н., Балабекова М.К., Аканов А.А. Металлотионеины и их роль в адаптации к действию повреждающих факторов (обзор литературы) // Вестник КазНМУ. – 2014. – №1. – С. 298-303.
  21. Скугорева С.Г. Роль металлсвязывающих белков и пептидов в детоксикации тяжелых металлов растениями // Вестник института биологии Коми научного центра уральского отделения РАН. – 2005. – № 8(94). – С. 28-30.
  22. Vallee B.L., Falchuk K.H. Zinc and gene expression. // Philos Trans R Soc B 294, 1981. – P. 185–197.
  23. Vallee B.L., Galdes A. The metallobiochemistry of Zn enzymes. // AdvEnzymol. – 1984. – 56. – P. 283–430.
  24. Debi Ranjan Tripathy, AtanuSingha Roy, Swagata Dasgupta Complex formation of rutin and quercetin with copper alters the mode of inhibition of Ribonuclease A // FEBS Letters. – 2011. – 585. – P. 3270-3276.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Russian academy of sciences