Выделение авенацина из овса посевного (Avena sativa L.) и изучение его физиолого-биохимических аспектов действия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.05, кандидат наук Солохина, Ирина Юрьевна

• Солохина, Ирина Юрьевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Солохина, Ирина Юрьевна

Содержание Стр.

Введение

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Вторичные метаболиты высших растений, биологическая роль 10 1.1.1. Авенацин - растительный антибиотик из овса посевного

1.2. Растительные тритерпеновые гликозиды (сапонины), их значение

1.2.1. Методы выделения сапонинов

1.2.2. Химическое строение, распространение и функциональное значение тритерпеновых и стероидных гликозидов

1.3. Влияние структуры углеводной цепи на мембранную активность сапонинов

1.4. Ботаническая характеристика и биология овса

1.4.1. Качественный состав зерна овса

1.4.2. Болезни овса

1.5. Антиоксидантная система 35 Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 45 2.1. Биохимические методы исследования

2.1.1. Объекты исследования

2.1.2. Определение активности пероксидазы

2.1.3. Определение активности каталазы

2.1.4. Определение активности супероксиддисмутазы

2.1.5. Определение содержания малонового диальдегида

2.1.6. Определение тритерпеновых сапонинов в навеске порошка из корней овса с помощью качественных реакций

2.1.7. Определение тритерпеновых сапонинов методом тонкослойной хроматографии

2.1.8. Определение фунгитоксичности

2.1.9. Определение общей токсичности авенацина как кормовой биологически активной добавки для животных на белых лабораторных мышах

2.2. Приготовление растворов антибиотических препаратов для методов серийных разведений

2.3. Определение чувствительности авенацина к мироорганизмам 55 диско-диффузионным методом

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Выделение и очистка антибиотика авенацина

3.2 Качественный анализ авенацина

3.3. Влияние авенацина на ростовые процессы гороха в норме и при инфицировании Fusarium oxysporum

3.4. Бактериостатические свойства авенацина

3.5 Исследование антибиотика на фунгитоксичность

3.6. Определение общей токсичности авенацина как кормовой биологически активной добавки для животных

3.7. Влияние авенацина на антиоксидантную систему гороха 82 Заключение 98 Выводы 101 Список литературы 102 Приложения

Список сокращений

АБП - антибактериальный препарат;

АКС - активные кислородные соединения;

АТФ - аденозинтрифосфат;

АФК - активные формы кислорода;

ТСХ - тонкослойная хроматография;

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография;

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота;

СОД - супероксиддисмутаза;

МДА - малоновый диальдегид;

УФ - ультрафиолет;

ИАОРН - никотинамидадениндинуклеотидфосфат востановленный; ЖКТ - желудочно-кишечный тракт; ПАВ - поверхностно-активные вещества; ПОЛ - перекисное окисление липидов;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Выделение авенацина из овса посевного (Avena sativa L.) и изучение его физиолого-биохимических аспектов действия»

Введение

Актуальность работы. Высшие растения синтезируют широкий спектр вторичных метаболитов - фитоантисипинов, которые синтезируются растением в течение всего цикла вегетации и обладают полифункциональным типом действия: антибиотическим, фунгицидным, иммуностимулирующим. По степени изученности фитоантисипины во многом уступают индуцибельным защитным веществам растений, но именно они являются одним из первых химических барьеров на пути проникновения патогена (Лутова, Проворов, 2000).

Основные классы фитоантисипинов представлены тритерпеновыми гликозидами, стероидами, стероидными гликоалкалоидами. На сегодняшний день малоизученными остаются тритерпеновые гликозиды овса посевного.

Овес посевной (Avena sativa L.) - одна из важнейших сельскохозяйственных культур. Зерно овса характеризуется повышенным содержанием в белке незаменимых аминокислот, витаминов и других биологически активных соединений. Кроме того зерно овса обладает высоким содержанием белка и масла. Овес обладает устойчивостью к болезням и неблагоприятным факторам среды (Родионова, Солдатов, 1994).

Установлено, что в зерне овса содержатся водорастворимые антибиотические вещества, выделяющиеся в окружающую среду при увлажнении зерна и тем самым защищающие его от микроорганизмов (Ежов, Новотельнов, 1957). Так же из корней овса было выделено антибиотическое вещество -авенацин ( Maizel, Burkhardt et al., 1963).

Авенацин по химической природе относится к тритерпеновым гликозидам. Установлена эмпирическая формула авенацина- C55HB3NO21 и вычислена его молекулярная масса - 1100,33.В дальнейшем была показана его бактериостатическая и фунгицидная активность.

Авенацин отличается широким спектром действия и низкой токсичностью. Авенацин эффективен в борьбе против корневых гнилей пшеницы и ячменя,

вызываемых грибным патогеном Ophiobolus graminis (Bryan, Labourdette, 1999; Osbourn, Goss, 2011).

На сегодняшний день вопросом изучения авенацина занимаются Osbourn А. (Великобритания), Kemal М. (Турция). Их работы посвящены генетическим исследованиям пути синтеза авенацина из мевалоновой кислоты. Вместе с тем, данные о воздействии антибиотика на растительные объекты отсутствуют.

Известно, что антибиотики природного происхождения представляют собой альтернативное средство защиты растений от болезней. В тканях растений их биологическая активность, проявляется значительно сильнее, чем в животных тканях. Антибиотики обладают избирательным действием, снижая тем самым уровень вредного воздействия на растение (Павловская, 2012).

Реакция растений на обработку авенацином остается слабо изученной. В связи с этим, исследование физиологического действия авенацина по отношению к растениям, не содержащим антибактериальные вещества, является актуальным и важным.

Представляет интерес накопление авенацина в различных сортах овса посевного, изменение его содержания в зависимости от сорта, выявление источников с высоким содержанием авенацина.

В связи с этим, цель данной работы выделить авенацин из корней овса посевного и исследовать его физиолого-биохимические аспекты действия. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Провести количественное выделение авенацина из различных по устойчивости сортов овса посевного, методом экстракционного извлечения с применением системы растворителей.

2. Идентифицировать полученный авенацин с помощью качественных реакций, метода тонкослойной хроматографии и высокоэффективной жидкостной хроматографии.

3. Исследовать действие различных концентраций авенацина на интенсивность ростовых процессов гороха.

4. Изучить активность ферментов антиоксидантной системы: пероксидазы, каталазы, супероксиддисмутазы и содержание малонового диальдегида в проростках гороха.

5. Исследовать биологическую активность авенацина: фунгитоксичность в отношении фитопатогена Fusarium oxysporum', антимикробную активность в отношении условно-патогенных микроорганизмов Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, E.coli; общую токсичность авенацина как кормовой биологически активной добавки для животных.

Научная новизна работы. Впервые проведен анализ генотипов овса на содержание авенацина и выявлены образцы с наибольшим выходом этого антибактериального вещества. Определены оптимальные параметры растворителей для максимального извлечения авенацина из малой навески биомассы. Получены результаты влияния авенацина на рост и развитие здоровых и инфицированных Fusarium oxysporum корней гороха. Установлены ростостимулирующие свойства авенацина, при заражении проростков гороха Fusarium oxysporum. Подтверждены бактериостатические свойства авенацина.

Изучена активность ферментов антиоксидантной системы в проростках гороха,

6 12

обработанных авенацином в концентрациях 10"°М - КГ'М. Показана возможность использования авенацина в качестве нетоксичной кормовой биологически активной добавки для животных.

Практическая и теоретическая значимость. Расширены и углублены знания о действии авенацина на физиологические процессы в растительных объектах. Данные, свидетельствующие о бактериостатических свойствах авенацина, а также о стимулирующем влиянии на физиологические процессы растений, зараженных Fusarium oxysporum, открывают перспективы его использования в растениеводстве в качестве безопасного средства защиты растений от патогенов, а также в ветеринарии в качестве нетоксичной кормовой биологически активной добавки. Разработан способ получения стимулятора корнеобразования гороха.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре биотехнологии Орловского государственного аграрного университета при чтении лекций по биохимии, микробиологии, а также при проведении практикумов и выполнении курсовых и дипломных работ.

Положения, выносимые на защиту

- Выделение авенацина из корней овса посевного по модифицированной методике.

- Идентификация авенацина качественными методами.

-Авенацин в концентрациях Ю"10 - 10"12 М стимулирует корнеобразование гороха в норме и при заражении Fusarium oxysporum.

- Воздействие авенацина в концентрации на горох в норме и при инфицировании Fusarium oxysporum вызывает выраженный окислительный стресс. Однако влияние авенацина в более низких концентрациях

(Ю"10 - 10"12 М)

вызывает стимулирующее действие.

- Авенацин обладает бактериостатическими характеристиками в отношении Staphylococcus aureus, E.coli и фунгитоксичными свойствами в отношении фитопатогена Fusarium oxysporum.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на региональных конференциях. Они были представлены на региональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Роль молодых ученых и специалистов в повышении эффективности растениеводства» (Орел, 2009), региональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященный 35-летию Орловского государственного аграрного университета «Инновационный потенциал молодых ученых - АПК Орловской области» (Орел, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства» (Орел, 2010), Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2010), «АПК в современном мире: взгляд научной молодежи» (Орел, 2011),

международной конференции «Биология - наука XXI века» (Москва, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК, Патент РФ №2500105.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 120 листах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследований, изложения результатов исследований и их обсуждения, выводов, заключения, приложения, списка литературы, включающего 180 источников. Работа иллюстрирована 6 таблицами и 40 рисунками.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Вторичные метаболиты высших растений, биологическая роль.

Вторичные метаболиты - это низкомолекулярные соединения, которые производятся ограниченным числом таксономических групп и часто представляют собой смесь близкородственных соединений, относящихся к одной и той же химической группе. Они являются биологически активными веществами: одни из них обладают антимикробной активностью, другие являются специфическими ингибиторами ферментов, третьи - ростовыми факторами, многие обладают фармакологической активностью (Яковлев, 2006).

М. Лукнер отметил следующие особенности вторичных веществ: «разнообразие химического строения, ограниченность распространения, а также связь этих веществ с дифференциацией клеток и тканей. Кроме того, он сделал важное заключение, что вторичные вещества важны для продуцирующего их организма как целого и не играют роли для жизни синтезирующей их клетки».

В настоящее время большое значение уделяется изучению природных веществ, обладающих антибактериальными свойствами, а также их влиянию на рост и развитие растений. Антибиотические вещества широко применяются во многих отраслях народного хозяйства, в том числе в растениеводстве в качестве средств борьбы с патогенами и профилактики грибковых и бактериальных заболеваний (Osbourn, 2010; Chu, Osbourn et al., 2011).

Антибиотики обладают рядом ценных преимуществ в борьбе с фитопатогенными микроорганизмами. Они легко проникают в органы и ткани растений, поэтому их влияние в меньшей степени зависит от неблагоприятных климатических условий; обладают антибактериальным действием в тканях растений и сравнительно медленно инактивируются в них; основные антибиотики, используемые в лечебных дозах, нетоксичны для растений (Алехина, Балнокин, 2007).

Особенно широкое распространение растительные антибиотики получили в связи с хозяйственной деятельностью человека, которая губительно воздействует на окружающую среду. Поэтому важным является получение экологически

безопасных средств защиты растений от различных патогенов. Кроме того, актуальным является получение веществ, обладающих антифунгальными свойствами. Главную роль среди этих веществ играют алкалоиды и тритерпеновые сапонины (ОзЬоигп, 2001). Этим и объясняется возросший интерес к вторичным метаболитам природного происхождения, регулирующим многие биологические процессы в биоценозах.

О существовании биологически активных веществ растительного происхождения, способных оказывать воздействие на биологические объекты, человек знал еще с давних времен. Попытки использовать эти активные вещества для борьбы с патогенами, поражающие сельскохозяйственные растения, также предпринимались очень давно. Но только во второй половине 20 века, в связи со стремительным развитием химии природных соединений и биохимии, спектр «вторичных соединений» значительно расширился. Количество известных на сегодняшний день вторичных метаболитов составляет примерно 70-80 тысяч. Однако это очень малая часть от реально существующих в живой природе (Семенов,2000).

Многие вторичные соединения принимают участие в экологических механизмах взаимосвязи между микроорганизмами, растениями и животными, и играют важную роль в защитных механизмах растений, направленных на предотвращение их повреждений вредными организмами. Наиболее известные вторичные метаболиты - антибиотики, фитоалексины, растительные токсины, регуляторы роста и поведения, контролирующие внутривидовые и межвидовые связи в биоценозах (Племенков, 2001).

Вторичные метаболиты могут выступать в роли аллелохимических агентов - веществ, способствующих взаимодействию между видами, и могут обладать активностью аттрактантов, репеллентов, антибиотиков и защитных веществ. Большинство вторичных соединений имеют несомненно важное значение для взаимоотношений между организмами, приводящих к образованию характерных сообществ, где могут существовать вместе различные виды микроорганизмов,

высших растений и животных, характерным образом, стимулируя или угнетая друг друга (Пасешниченко,1991). Вещества, которые непосредственно принимают участие в аллелохимических взаимодействиях: фенолы, алкалоиды, эфирные масла, сапонины (Volkov,1999; Oleszek et al., 1999; Wink, 2010; Zobel, 1999).

Биологически активные вещества, которые выделяют из растений, могут быть использованы как природное сырье для создания новых препаратов, получаемых химическим путем, либо быть основой синтеза новых биологически активных веществ (Balandrin, 1985; Einhellig, 1985; Strunz, Finlay, 1994).

Повышенный интерес к растительным антибиотическим веществам объясняется, в первую очередь, необходимостью найти удовлетворяющую экологическим требованиям, замену традиционным пестицидам, применяемым для борьбы с патогенами. При этом предполагается, что на основе растительных метаболитов могут быть созданы как препараты, характеризующиеся высокой избирательностью действия на биологические объекты, так и химические средства защиты растений, обладающие широким спектром действия и сочетающие в себе полифункциональную биологическую активность. Данные вещества одновременно могут обладать инсектицидной, фунгицидной, ростостимулирующей или другими типами активности (Буров, Сазонов, 1987; Sato, 1994; Sesma, Osbourn, 2004).

Таким образом, устойчивость растений к патогену обеспечивается отсутствием таких веществ, которые необходимы для роста и развития патогенов, либо выработкой антимикробных соединений. В этом аспекте, особое внимание уделяется экзогенному применению и получению веществ, которые являются аналогами веществам, синтезирующимся растением в ответ на заражение. (Запрометов, 1993; Osbourn, 2003; Theis, Lerdau, 2003).

Для обеспечения своей защиты растения синтезируют большое количество различных соединений. Научные представления об особенностях метаболизма этих веществ и их роли в обеспечении защиты растений постоянно расширяются. Возможно, это позволит в будущем получать устойчивые к заболеваниям сорта растений.

1.1.1. Авенацин - растительное антибиотическое вещество овса

посевного.

По данным ряда публикаций в периферической части зерна ряда злаковых культур (овса, ржи, пшеницы) содержаться водорастворимые антибиотические вещества, выделяющиеся в окружающую среду при увлажнении зерна и таким образом, защищающие его от микроорганизмов.

Н. В. Новотельнов и И.С. Ежов (1957) наблюдали, что увлажненные зерна пшеницы (также ячменя, ржи, овса) в определенных условиях их увлажнения выделяют летучие вещества, имеющие свойства антибиотиков и действующие не только на растущую культуру, но и вызывающие лизис уже выросшей. Ими было высказано предположение, что водорастворимые антибиотики зерен злаковых культур, возможно, представляют собой вещества флаваноидной природы (Зелепуха, 1973).

Майзель (Ма1ге1) и Буркхард (ВигкЪагск) в 1963 из корней овса выделили и изучили антибиотическое вещество, названное авенацином, которое ответственно за невосприимчивость овса к поражению грибом ОркюЬоЫя ¿гатМя, вызывающего корневую гниль пшеницы и ячменя. Для выделения вещества было использовано 15 кг корней овса посевного. Выход авенацина составил 155 мг /кг корней, что экономически неэффективно, так как авенацин содержится в эпидермальных клетках корней овса и для его выделения необходимы корешки овса на 7-е сутки вегетации. Для экстракции вещества применялась система растворителей: 100% метиловый спирт: абсолютный эфир. Очистка полученного вещества проводилась активированным углем.

Исследования этих ученых показали, что молекула авенацина состоит из пяти частей: М-метилантраниловой кислоты, пентациклического терпена, принадлежащего к классу Д18-олеаненов, двух молекул глюкозы и одного неидентифицированного углевода.

Проводилось определение чувствительности авенацина на микроорганизмы. Из исследованных тест-организмов, среди которых были грамположительные и

грамотрицательные бактерии и грибы, сапрофитные и патогенные для растений, животных и человека, чувствительными к авенацину в концентрации до 50 мкг/мл были следующие:

Бактериостатическая и фуигистатическая активность авенацина (50 мкг/мл)

Микроорганизм 100%-ная задержка роста

Mycobacterium tuberculosis 12,5 мкг/мл

Helminihosporium sativum 3,13 мкг/мл

Pelicutaria filamentosa 3,13 мкг/мл

Aiternaria solani 6,25 мкг/мл

Verticiiiurn albo-atrum 6,25 мкг/мл

Neurospora crassa 6,25 мкг/мл

Ceratostomella uimi 6,25 мкг/мл

Botritis cinerea 12,5 мкг/мл

Polyporus ostreatus 12,5 мкг/мл

Trichophyton interdigitale 25,0 мкг/мл

Saccharomyces pastorianus 25,0 мкг/мл

Colletotrichum pisi 50,0 мкг/мл

Endoconidiophora fagacearum 50,0 мкг/мл

Остальные исследуемые тест-организмы не ингибировались авенацином в концетрации 50 мкг/мл. Исследование данных тест-организмов в концентрации выше 50 мкг/мл не проводилось.

Авенацин вызывает гемолиз красных кровяных шариков и токсичен для животных при парентеральном введении, но не при введении через рот.

Микроорганизмы, не ингибируемые авенацином в концентрации 50 м кг/мл

Микроорганизм Грибные, растительные и животные патогены

Staphylococcus aureus Aspergillus niger

Staphylococcus albus Colletorichum lagenarum

Escherichia coli Fusarium oxysporum

Pseudomonas aeruginosa Pénicillium expansum

Proteus vulgaris Sclerotinia fructicola

Salmonella enteritidis Trichophyton rubrum

Klebsiella pneumoniae Glomerella cingulata

Trichophyton rubrum Phoma pigmentovora

Авенацин вызывает гемолиз красных кровяных шариков и токсичен для животных при парентеральном введении, но не при введении через рот.

На примере биохимических взаимодействий овса и гриба аскомицета Ophiobolus graminis, поражающий злаки корневой гнилью, можно заметить, как на уровне биохимических процессов происходит эволюционное взаимодействие продуцентов и косументов (Телитченко, Остроумов, 1990; Osbourn, 1999; 2006). У данного аскомицета, как и у большинства патогенов существует несколько разновидностей, которые специализируются на определенных хозяевах. На овсе специализируется Ophiobolus graminis var. avenae. Данная разновидность при общем эволюционном развитии с овсом выработала фермент авенациназу, которая гидролизует связь, с помощью которой конечный остаток пентозы присоединяется к авенацину.Таким образом, авенацин становится нетоксичным. Сходная ситуация обнаружена при биохимическом взаимодействии овса с грибом Drechslera avenacea. У овса есть ингибитор авенакозид А - стероидный сапонин (Qi, Bakht, Leggett,2006; Tucker at al., 2010).

Авенокозид А гликозилирован в Сз -положении углеродной цепи и несет дополнительный остаток глюкозы в положении С26, в результате чего он является неактивным протоксином. Отщепление глюкозного остатка при повреждении тканей растения под действием ферментов - глюкозилгидролаз превращает авенакозид А в активный авенацин (Osbourn, Qi, Townsend, 2003; Hughes et al., 2004)

У Drechslera avenacea при эволюционном развитии выработался фермент, который у авенакозида А отщепляет остаток глюкозы от 26-го углеродного атома (Сгб)- Таким образом, патоген поражает растение (Papadopoulou, Melton, 1999; Osbourn et al., 1995).

1.2. Растительные тритерпеновые гликозиды (сапонины), их значение.

Сапонины — это исторически сложившееся название большой группы соединений гликозидной природы, обладающих способностью при растворении в воде образовывать стойкую пену. Они относятся к классу гликозидов и, в зависимости от химической природы агликона разделяются на тритерпеновые (Сзо) и стероидные (C2i) гликозиды (Guvlu-Ustanding, 2007).

Сапонины широко распространены в растительном мире, однако в основном доминируют тритерпеновые гликозиды - производные олеанолового ряда (Harborne, 1991; Kutchan, 2001). Биосинтез сапонинов осуществляется как из тритерпеноидных, так и углеводных предшественников и варьируется по числу функциональных групп и двойных связей в агликоне, а также по числу, положению и природе моносахаридных остатков. В связи с этим существует большое разнообразие химических структур гликозидов, отличающихся друг от друга как структурой агликона, так и строением углеводных цепей (Haralampidis,Trojanowska, Osbourn, 2001; Jenner et al., 2005). Продукты полного биосинтеза сапонинов - бидесмозиды-гликозиды, содержащие две углеродные цепи. Одна из которых присоеденена О-гликозидной связью к Сз, вторая О-ацилгликозидной связью с C2g агликона (Field et al., 2006;). Для клетки опасны агликоны, лишенные остатков Сахаров, чем сами гликозиды (Sayed et al., 2000; 2001; Iturbe-Ormaetxe et al., 2005). Сахара водорастворимы и поэтому транспортируют токсические вещества. Сапонины содержатся в вакуолях и отделены мембраной от других органелл клетки, что является дополнительным защитным механизмом от их токсичного действия. При повреждении клеточных мембран вакуолей, их содержимое попадает в клетку, и гликозиды начинают взаимодействовать с ферментами гликозидазами, находящимися в лизосомах или с полисахаридами, входят в состав клеточной стенки (Spurgeon, Porter, 1981; Theis, Lerdau, 2003).

Тритерпеновые гликозиды относятся к классу высокомолекулярных коллоидных ПАВ. Поверхностно-активные свойства этого класса веществ, обусловлен химической структурой строения молекулы: гидрофобной частью молекулы служит агликон, гидрофильной - углеводные цепи (Miltra, 1997, Yamanaka, 2008).

Большинство сапонинов, синтезирующихся в растениях, обладают бактерицидным, инсектицидным, и фунгицидным действиями для самого растения, поэтому сапонины можно отнести к фитопротекторам (Morrissey,

Osbourn, 1999, Francis, Kerem, Makkar, et al., 2002; Francis, Levavi-Sivan, et al., 2000). Одним из классов соединений, обладающих антибиотическими свойствами, являются сапонины (тритерпеновые гликозиды), которые входят в состав корней овса посевного Avena sativa L. (Trojanowska, Threlfall, 2001).

В корнях овса содержатся тритерпеновые гликозиды - авенацины (А-1, А-2, В-1, В-2), главным из которых является авенацин А-1 (Crombie, Crombie, 1986; Calvo, 2002; Bamford, 2004). Его молекула состоит из углеводной части и агликона, называемого сапогенином. Агликоном тритерпеновых гликозидов овса является олеаноловая кислота, которая определяет их биологическую активность. Авенацин обладает антимикробным и микоцидным действием и является одним из первых химических барьеров на пути проникновения патогена в растении, взаимодействует со стеринами плазматических мембран патогенных грибов и лизирует их (рис.1). Авенацин А-1 флуоресцирует в УФ-свете. Это свойство крайне редко среди сапонинов. Оно используется для определения наличия авенацина в корнях овса (Guilleroux, Osbourn, 2004; Bednarek, Osbourn, 2009).

т

limñfrnwi'mteii в™ченИе ВМ11ШШОД№Ш

шшшшшшш

Связывание со сте ролом

ттт ^ш i

1ШШ1Ш1Ш1Ш

Образование пор

Образование кластера

сферический комплекс

тт шш

Рис. 1 - Схема взаимодействия сапонинов со стеринами плазматических мембран грибных патогенов

Значение сапонинов велико. Постоянно открываются новые пути и возможности их использования. В жизни растений тритерпеновые сапонины играют важную роль, поскольку они присутствуют во всех органах растений. Известно, что тритерпеновые гликозиды, обладая поверхностной активностью, влияют на проницаемость растительных клеток, и установлено, что сапонины в низких концентрациях усиливают прорастание семян, рост и развитие растений, а в высоких концентрациях замедляют, т.е. их действие напоминает действие ростовых гормонов (Муравьева, 1978; Nés, Heftman,1981; Wubben et al., 1996). Обнаружено также, что сапонины обладают широким физиологическим действием на животных и организм человека (Nishiyama et al., 1994; Francis et al., 2002).

В настоящее время сапонины используются не только как эмульгаторы, солюбилизаторы и пенообразователи, но и как биологически активные вещества в составе кормов для животных (Hostettmann, Marston, 1995; Osbourn et al., 2011).

1.2.1. Методы выделения сапонинов.

Выделение сапонинов из растительного сырья включает следующие стадии: 1) получение экстракта; 2) выделение из него суммы сапонинов и их очистка от сопутствующих веществ; 3) разделение сапонинов на индивидуальные гликозиды. Методы выделения суммы сапонинов из экстракта зависят от их строения. Гликозиды с небольшим числом моносахаридных остатков (3-4) плохо растворимы в воде и выпадают в осадок при разбавлении спиртовых растворов водой. Как правило, тритерпеновые гликозиды нерастворимы в хлороформе, ацетоне, петролейном эфире. Они растворимы в этиловом и метиловом спиртах. Растворимость сапонинов в воде определяется количеством моносахаридов и увеличивается с их возрастанием. Гликозиды, имеющие 1-4 моносахаридных остатка обычно плохо растворимы в воде. В качестве метода очистки используется осаждение спиртового раствора сапонинов эфиром или ацетоном.

Полученные сапониновые фракции очищают повторным переосаждением, что, однако, не приводит к полной очистке от полярных сопутствующих веществ: неорганических примесей, моно- и олигосахаридов, гликозидов других классов, органических кислот. Сапонины способны образовывать нерастворимые в воде или в спирте соли с гидроксидом бария или ацетатом свинца, и комплексы с холестерином. Соли затем разлагают угольной или серной кислотами; холестериновые комплексы - извлечением холестерина бензолом, толуолом, этиловым эфиром или пиридином (Гринкевич, Сафронич, 1978).

Для сапонинов нет универсальных систем хроматографирования в отличие от других классов природных соединений (аминокислот, углеводов). Для нейтральных сапонинов наиболее подходящие системы: н. - бутиловый спирт -этиловый спирт - вода; н.- бутиловый спирт - уксусная кислота — вода (в различных соотношениях); хлороформ - метиловый спирт - вода (65 : 35 : 10). Для обнаружения тритерпеновых сапонинов на хроматограмме применяют раствор 20%-ной H2S04. После обработки хроматограммы этим раствором с последующим нагреванием в сушильном шкафу при t° = 115-120 °С в течение 15 минут появляются фиолетовые пятна.

Для количественного определения сапонинов в растительном сырье пользуются реакциями, которые можно разделить на три группы: 1) реакции, основанные на физических свойствах сапонинов; 2) реакции, основанные на химических свойствах сапонинов; 3) реакции, основанные па биологических свойствах сапонинов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Солохина, Ирина Юрьевна, 2013 год

Список использованной литературы:

1.Аверьянов, A.A. Активные формы кислорода и иммунитет растений / A.A. Аверьянов // Успехи современной биологии. - 1991.- №3. - С. 722-737.

2.Алехина, Н.Д., Балнокин, Ю.В., Гавриленко, В.Ф. и др. Физиология растений.- М.: Изд. центр «Академия». - 2007 - С.456-458.

3.Альберте, Б., Брей, Д., Льюс, Дж., Рефф, М., Роберте, К., Уотсон, Дж. Молекулярная биология клетки / Б. Альберте, Д. Брей, Дж. Льюс, М. Рефф, К. Роберте, Дж. Уотсон// М.: Мир. - 1994. - 517с.

4.Андреева, В.А. Фермент пероксидаза: участие в защитном механизме растений / В.А.Андреев // М.: Наука, 1988. - С. 7-24.

5.Анисимов, М.М. Тритерпеновые гликозиды и структурно-функциональные свойства мембран/ М.М. Анисимов // Биологические науки. - 1987. - № 10. -С. 49-63.

6.Барабой, В.А. Биологическое действие растительных фенольных соединений / В.А. Барабой// Киев: Наумова думка. - 1976. - 260с.

с

7.Барабой, В.А. Перекисное окисление и стресс / В.А. Барабой, И.И. Брехман, В.Г. Голотин, Ю.Б. Кудряшов. - СПб.: Наука. - 1992. - 148 с.

8.Барабой, В.А., Сутковой, Д.А. Окислительно-антиоксидантный гомеостаз в норме и при патологии / В.А. Барабой, Д.А. Сутковой//Киев: Наук. Думка.-1997.-420с.

9.Баталова, Г.А. К вопросу о качестве зерна овса. Аграрный вестник Юго-Востока №3. - 2009 г. - С. 24.

10. Баталова, Г.А. Овес. Технология возделывания и селекции / Г.А. Баталова // Киров. - 2000. -206 с.

11. Баталова, Г.А. Распространение, использование, селекция овса /Г.А.

Баталова// Современные аспекты селекции, семеноводства, технологии,

переработки ячменя и овса: (Матер. Междунар. науч.-практ. конф.). Киров. -

2004.-С. 11-20.

12.Богачков, В. И. Овес в Сибири и на Дальнем Востоке / В. И. Богачков // М., 1990. -С. 27-29.

13.Буров, В.Н., Сазонов, А.П. Биологически активные вещества в защите растений/ В.Н. Буров, А.П. Сазонов // М.: ВО "Агропромиздат". - 1987. -200 с.

Н.Владимиров, Ю.А. Свободные радикалы и антиоксиданты /Ю.А. Владимиров// Вестник РАМН .-1998. - № 7. - С. 43-51.

15.Воробьев, A.A. О влиянии «Внешнего» супероксид-аниона на процесс апоптоза в колеоптилях проростков пшеницы / A.A. Воробьев, Е.Г. Смирнова, JI.E. Бакеева, Л.С. Ягужинский // Биохимия. - 2005. - Т. 70. - № 10.- С . 1328-1337.

16.Гаврилова, О.П. Опасное заболевание овса - фузариоз метелки и зерна: [оценка зараженности зерна различных сортов грибами р. Fusarium] / О.П. Гаврилов, Т.Ю. Гагкаева // С.-х. вести. - 2008. - № 2. - С. 40-41.

17. ГОСТ 28178-89. Дрожжи кормовые. Методы испытаний.

18.Гринкевич, Н.И., Сафронич, Л.А. Химический анализ лекарственных растений/ Н.И. Гринкевич, Л.А. Сафронич// М.: Высшая школа. - 1983. -С. 41-49.

19.Деканосидзе, Г.Е., Чирва, В.Я., Сергиенко, Т.В., Уварова, Н.И. Исследование тритерпеновых гликозидов (установление строения и синтез)/ Г.Е. Деканосидзе, В.Я. Чирва, Т.В. Сергиенко, Н.И. Уварова// Тбилиси: Мецниереба, 1982. - 152 с.

20.Дмитриев, А. П. Ржавчина овса/ А. П. Дмитриев//С.-Петербург- 2000. -112 с.

21.Ермаков, А.И., Арасимович, В.В., Ярош, Н.П. и др. Методы биохимического исследования растений /А.И. Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярош// Л.: Агропромиздат. - 1987. - 430 с.

22.Журавлев, А.И. Биоантиокислители в живом организме / А.И. Журавлев//М.: Наука. - 2003. - С. 19-30.

23.3апрометов, М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях/ М.Н.Запрометов//М.: Наука. - 1993. - 272с.

24.3елепуха, С.И. Антимикробные свойства растений, употребляемых в

пищу/ С.И. Зелепуха // Киев, "Наукова думка". - 1973. - С. 154-157. 25.3итте, П., Вайлер, Э.В., Кадерайт, Й.В., Брезински, А., Кернер, К. Ботаника. Учебник для ВУЗов в 4-х т. Том 2. Физиология растений. М.: Издат. центр "Академия". - 2008. - 496 с.

26.Калашников, А. П. О некоторых вопросах теории и практики кормления сельскохозяйственных животных на современном этапе / А. П. Калашников // Проблемы кормления с.-х. животных в современных условиях развития животноводства. Дубровицы. - 2003. - С. 6 - 14

27.Колупаев, Ю.Е. Активные формы кислорода при адаптации растений к стрессовым температурам / Ю.Е. Колупаев, Ю.В. Карпец // Физиология и биохимия культурных растений. - 2009. - Т. 41.-№2. -С. 95-108.

28.Кошкин, В.А., Лоскутов, И.Г., Солдатов, В.Н., Матвиенко, И.П. Овес. Характеристика образцов по фотопериодической чувствительности / В.А. Кошкин, И.Г. Лоскутов, В.Н. Солдатов, И.П. Матвиенко //Каталог мировой коллекции ВИР. С.-П. - 2003. - Вып.739. - 20 с.

29.Кретович, В.Л. Биохимия растений / В.Л. Кретович// М.: Высшая школа. 1980.-445 с.

30.Кулинский, В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита // Соросовский Образовательный Журнал- 1999.- № 1.- С. 2-7.

31.Лоскутов, И.Г. Овес (Avena L.) Распространение, систематика, эволюция и селекционная ценность/И.Г. Лоскутов// СПб: ГНЦ РФ ВИР. - 2007. - С. 5-93.

32.Лукнер, М. Вторичный метаболизм у микроорганизмов, растений и животных / М. М. Лукнер// Мир. - 1979. - 548 с.

33.Лутова, Л.А., Проворов, H.A., Тиходеев, О.Н., Тихонович, И.А., Ходжайова Л.Т. «Генетика развития растений» / Л.А. Лутова, H.A. Проворов, О.Н. Тиходеев, И.А. Тихонович, Л.Т. Ходжайова// Под ред. чл,-кор. РАН С.Г. Инге-Вечтомова. - СПб.: Наука. - 2000. - С. 456-463.

34.Лутова, Л.А., Шумилина, Г.М. Метаболиты растений и их роль в устойчивости к фитопатогенам / Л.А. Лутова, Г.М. Шумилина // Экологическая генетика. Т. 1- № 10. - 2003 - С. 47-58.

35.Манчини, Д., Демейн, А. Вторичный метаболизм: пути образования антибиотиков, регуляция и функция / Д. Манчини, А.Демейн // Современная микробиология: Прокариоты / Под. ред. Леигелера И., Древса Г., Шлегеля Г. М.: Мир. - 2005. - Т. 2. - С. 95-117.

36.Меныцикова, Е.Б. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процессов / Е.Б. Меньшикова, Н.К. Зенков // Успехи современной биологии. - 1993. - Т. 113. - № 4. - С. 442-455.

37. Мережко, В.Е., Чупцова O.E. Поражение овса корончатой ржавчиной в условиях Нечерноземья России/ В.Е. Мережко, O.E. Чупцова //Научно-технич. Бюл. ВНИИР. - 1992. - Вып.226. - С.78-81.

38.Мерзляк, М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах растительной клетки / М.Н. Мерзляк // Итоги науки и техники. Физиология растений. - 1989. - Т. 6. - 167 с.

39. Мерзляк, М.Н. Активный кислород и жизнидеятельность растений.// Соросовский Образовательный Журнал. - 1999. -№ 9 - С.20-26.

40.Методы биохимического исследования растений / под ред. Е.А. Ермакова - Л.: Агропромиздат. - 1987. - С. 38-39.

41. Методы биохимического исследования растений / под ред. Е. А. Ермакова. - Л.: Агропромиздат. - 1987. - С.42-43.

42. Муравьева, Д.А. Фармакогнозия / Д.А. Муравьева // М.: Медицина. -1978.-65 с.

43. Навашин, С.М., Фомина, И.П. Рациональная антибиотикотерапия/ С.М. Навашин, И.П. Фомина// М.: Медицина, 1982. - 382 с.

44.Никитина, E.H., Мережко В.Е. Палевая некротическая пятнистость овса. Идентификация данной болезни на коллекции ВИР/ E.H. Никитина, В.Е. Мережко // Микология и фитопатология. М. - 1990 - №.3.

45.Новиков, В.JI. Синтез и свойства вторичных метаболитов некоторых высших растений и морских беспозвоночных и родственных им соединений /В.Л. Новиков// Успехи в изучении природных соединений. Владивосток: Дальнаука. - 1999.-С.33-84.

46.Новотельнов, Н.В., Ежов И.С. О выделении фитонцидных веществ зернами злаковых культур / Н.В. Новотельнов, И.С. Ежов // Фитонциды и их роль в природе. — JL: Изд. ЛГУ. - 1957. - 189 с.

47-Носов, A.M. Вторичный метаболизм / A.M. Носов//В сб.: Физиология растений, под ред. Ермакова И.П.М.:«Академия». - 2005. - С.588-619.

48.Носов, А. М. Регуляция синтеза вторичных соединений в культуре клеток растений / A.M. Носов // Биология культивируемых клеток и биотехнология растений. М.: Наука. - 1991- С. 5-20.

49.Павловская, Н.Е. Активные формы кислорода и апоптоз у пшеницы и гороха / Н.Е. Павловская, А.И. Гринблат // Сельскохозяйственная биология. - 2010. - №1,- С. 51-55.

50.Пасешниченко, В.А. Терпеноиды и стероиды в жизни растений / В.А. Пасешниченко//Успехи биол. химии. 1991.-Т. 32. - С. 197-221.

51 .Пивоваренко, В.Г., Туганёва, A.B., Осинская, Л.Ф., Холодова, Ю.Д. Синтез и антиоксидантная активность изофлавонов, содержащих гидрофильные и липофильные заместители / В.Г. Пивоваренко, A.B.Туганёва, Л.Ф. Осинская, Ю.Д. Холодова // Хим.-фарм. журн. - 1997. - № 3. - С. 14-18.

52.Племенков, В.В. Введение в химию природных соединений / В.В. Племенков //Казань. - 2001.- С. 178-182.

53.Рогожин, В. В. Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы Р 57 живых организмов/В.В. Рогожин// СПб.: ГИОРД. - 2004.-240 с.

54.Родионова, Н. А., Солдатов, В. Н., Мережко, В. Е. Культурная флора / Н. А.Родионова, В. Н. Солдатов, В. Е. Мережко //Т. 2. - ч. 3. - Овес - М.-1994.-367 с.

55.Сартакова, С. В. Диетическая и фармакологическая ценность овса / C.B. Сартакова// Вестник Кем ГУ. - 2003.- № 4(16).

56.Сартакова, С. В. Роль мирового генофонда овса в решении приоритетных задач селекции в Западной Сибири / C.B. Сартакова// Ген. ресурсы культурных растений. - Спб. - 2004. - С. 30-34.

57.Семенов, A.A. Очерк химии природных соединений / А.А Семенов // Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН. - 2000. - С. 601-603.

58.Скулачев, В.П. Явления запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки и органеллы: роль активных форм кислорода // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - Т. 7, № 6. - С.4-10.

59.Скулачев, В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло // Соросовский Образовательный Журнал. - 1996. - № 3. - С. 4-10.

60.Современные методы в биохимии / по ред. В.Н. Ореховича.-. М.: Медицина. - 1977. - 392 с.

61.Соколова, С.М. Белковые комплексы некоторых видов в трибе Avenae / С.М. Соколова//бюл. ГБС. 1976,- №100. - С.107-111.

62.Стоник, В.А., Авилов, С.А., Калинин, В.И. Биологически активные вещества из голотурий (морских кубышек) /В.А. Стоник, С.А. Авилов, В.И. Калинин// Успехи в изучении природных соединений. Владивосток: Дальнаука, 1999. С. 105-123

63.Тарчевский, И.А. Сигнальные системы клеток растений / И.А. Тарчевский. - М.: Наука, 2002. - 294 с.

64.Телитченко, М.М., Остроумов, С.А. Введение в проблемы биохимической экологии / М.М. Телитченко, С.А.Остроумов//Биотехнология, сельское хозяйство, охрана среды. - 1990. С. 38-39.

65.Турпаев, К. Т. Активные формы кислорода иэкспрессия генов. / К. Т. Турпаев // Биохимия. -2002. - Т. 67, № 3. - С.339-349.

бб.Хочачка, П. Стратегия биохимической адаптации: Пер. с англ. / П.

Хочачка, Дж. Сомеро. - М.: Мир. - 1977. - 398 с. 67.Чиркова, Т.В. Физиологические основы устойчивости растений / Т.В. Чиркова// СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. - 2002. - 244 с.

68.Шепелев, А.П. Роль процессов свободнорадикального окисления в патогенезе инфекционных болезней / А.П. Шепелев, И.В. Корниенко, А.В. Шестопалов // Вопр. мед. Химии. - 2004. - № 2. - С. 15-17.

69. Шорнинг, Б.Ю. Действие антиоксидантов на рост и развитие растений / Б.Ю. Шорнинг, С.В. Полещук, И.Ю. Горбатенко, Б.Ф. Ванюшин // Известия РАН. Сэр. Биол. - 1999. -№ 1.- С. 30-38.

70. Шорнинг, Б.Ю., Смирнова, Е.Г., Ягужинский, JI.C., Ванюшин, Б.Ф. Необходимость образования супероксида для развития этиолированных проростков пшеницы / Б.Ю. Шорнинг, Е.Г. Смирнова, JI.C. Ягужинский, Б.Ф. Ванюшин // Биохимия. - 2000. - Т.65. - Вып. 12. - С. 1612-1617.

71. Щербановский, J1.P. Антимикробные свойства сапонинов и стероидных гликоалкалоидов/ J1.P. Щербановский // Раст. ресурсы. - 1971. - Т. 7- С. 133-141.

72. Яковлев, Г.П. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения / Фармакогнозия: учебное пособие под ред. Г.П. Яковлева. Спб.: Спецлит. - 2006. - С. 298-303.

73. Alscher, R.G. Reactive oxygen species and antioxidant: relationships in green

cells / R.G. Alscher, J.L. Donahue, C.L. Cramer // Physiol. Plantarum. -1997.- V. 100,-№2. -P. 224-233.

74. Armah, C., Mackie, A. The membrane permeabilising effect of avenacin A-l involves the reorganisation of bilayer cholesterol / C. Armah, A. Mackie// Biophysical J. - 76. - 1999. - P. 281-290.

75.Asada, K. Oxidative stress and the molecular biology of antioxidant defences / K. Asada. - New York: Cold Spring Harbor Lab. Press. - 1997. - P. 715735.

76.Attia, Y.A., Abdel Rahman, S.A. Impact of multienzymes or Yea Sacc supplementation on growth performance and some carcass parameters of broiler chicks fed triticale containing diets / Y.A. Attia, S.A. Abdel Rahman // Arch. Geflugelk. -2001. Bd.65. - H.4. - P.168-177.

77.Baker, R.J., McKenzie, R.I.H. Heritability of oil content in oats, Avena sativa L. / R.J. Baker, R.I.H. McKenzie // Crop Science. - 1972. - V.12.- № 2,- P. 201-202.

78.Balandrin, M., Kloke, J., Wurtele, E.S., Bollinger, W.H. Natural plant chemicals: source of industrial and medicinal materials / M. Balandrin, J. Kloke, E.S.Wurtele, W.H. Bollinger// Science. - 1985. - V. 228. - P. 11541160.

79. Bamford,V., Kolade,0., Osbourn, A., Hemmings, A. Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of a fungal saponin-detoxifying enzyme / V. Bamford , O. Kolade , A. Osbourn, A. Hemmings, // Acta Crystallographica D 60. - 2004. - P. 1331-1333.

80.Bannister, W. N. From haemocuprein to copper - zinc superoxide dismutase: a history on the fiftieth anniversary of the discovery of haemocuprein and twentieth anniversary of the discovery of superoxide dismutase/ W. N. Bannister // Free Rad. Res. Comms. 1988 . - V.5. - №1. - P. 35-42.

81. Bednarek, P. and Osbourn, A. Plant-microbe interactions: chemical diversity in plant defense / P. Bednarek and A. Osbourn// Science 324. - 2009. - P. 746748.

82. Bors, W., Hellers, W., Michel, C., Saran, M. Flavonoids as antioxidants: Determination of radical scavenging efficiencies/ W. Bors, W. Hellers, C. Michel, M. Saran // Methods in enzymology. San Diego: Academic Press, 1990,-V. 186 - P.343-355.

83.Bouarab, K., Melton, R. A saponin-detoxifying enzyme mediates suppression of plant defences / K. Bouarab, R. Melton // Nature 418. - 2002. - P.889-892.

84.Bower, P., Clarke, B., Lunness, P., Daniels, M., et al. Host range of a plant pathogenetic fungus determined by a saponin detoxifying enzyme / P. Bower, B. Clarke, P. Lunness, M. Daniels, et al. // Science. - 1995. - V.267. - P.371-374.

85.Brar, S.S. Requirement for reactive oxygen species in serum-induced and plateled-derived growth factor-induced growth of airway smooth muscle /S.S. Brar, T.P. Kennedy, A.R. Whorton et al. // J. Biol. Chem. - 1999. - V. 274. -P. 2017-2026.

86.Bryan, G., Labourdette, E. DNA polymorphism and host range in the take-all fungus, Gaeumannomyces graminis /G. Bryan, E.Labourdette// Mycological Research 103. - 1999. - P. 319-327.

87.Burkhardt, H. J., Maizel, J. V., Mitchell, H. K. Avenacin, an Antimicrobial Substance Isolated from Avena sativa. II. Structure / H. J. Burkhardt, H. K. Mitchell, J.V. Maizel//Biochemistry.- 1963. -3 (3). - P.426-431.

88.Calvo, A. M. Relationship between secondary metabolism and fungal development / A. M. Calvo, R.A. Wilson, J.W. Bok, N.P. Keller // Microbiol, and Molec. Biol. Rev. - 2002. - V. 66. - № 9. - P. 447- 459.

89.Carter, J., Spink, J. Isolation, characterization and avenacin sensitivity of a diverse collection of cereal root colonizing fungi /J. Carter, J. Spink// Appl. Env. Microbiol. 65. - 1999. - P.3364-3372.

90.Chu, H.Y., Osbourn, A., Wegel, E. From hormones to secondary metabolism: the emergence of secondary metabolic gene clusters in plants / H.Y. Chu, A. Osbourn, E. Wegel//Plant Journal.-2011.-V. 66.-P. 66-79.

91.Crombie, W.M., Crombie, L. Distribution of Avenacins A-l, A-2, B-l, B-2 in oat roots: Their fungicidal activity towards take-all disease./ W.M. Crombie, L. Crombie // Phytochemistry.-1986a.-V.25.-P.2069-2073.

92.Guvlu-Ustanding, O., Saponins: properties, application and proceccing / O. Guvlu-Ustanding, O. Mazza //Crit. Rev.Food Sci. Nutr. - 2007 - V. 47. - P. 231-258.

93.Miltra, S. Miccelar properties of quillaja saponin. Effects of temperature, salt and pH on solution properties/ S. Miltra, S. Dungan // Agric. Food Chem. -2008.-V. 45. - P. 1587-1595.

94.Dat, J.F. Dual action of the active oxygen species during plant stress responses / J.F. Dat, S. Vandenabeele, E. Vranova et al. // Cell Mol. Life Sci. - 2000. - V. 57.-P. 779-795.

95.Dufresne, M. Definition of genetic components required for proliferation of a plant pathogenic fungus in distinct plant tissues / M. Dufresne // Mol. Plant-Microbe Interact. 14. -2001. - P. 300-307.

96.Einhellig, F.A. Effect of allelopathic chemicals on crop productivity / F.A. Einhellig//ACS Symposium Series. Washington: D.C., - 1985. - P.-108-121.

97.Field, B., Osbourn, A. Metabolic Diversification - Independent Assembly of Operon-Like Gene Clusters in Plant / B. Field, and A. Osbourn// Science. -2008.-P. 490-498.

98.Field, B., Jordan, F. and Osbourn, A. First encounters - deployment of defence-related natural products by plants / B. Field, F. Jordan, and A. Osbourn// New Phytologist 172. -2006.-P. 193-207.

99.Foyer, C.H. Redox sensing and signaling associated with reactive oxygen in chloroplasts, peroxisomes and mitochondria / C.H. Foyer, G. Noctor // Physiol. Plant. - 2003. - V. 119. - P. 355-364.

100.Francis, G., Kerem, Z., Makkar, H. et al. The biological action of saponins in anial systems / G. Francis, Z. Kerem, H.Makkar// British J. Nutrition. - 2002. -V. 88.-P. 587-605.

101.Francis, G., Levavi-Sivan, B., Avitan, A. Effects of long term feeding of Quillaja saponins on sex ratio, muscle and serum cholesterol and LH levelsin Nile tilapia (Oreochromis niloticus (1.))/ G. Francis, B.Levavi-Sivan, A. Avitan// Comp. Biochem. Physiol. C-Toxicol. Pharmacol. - 2002. - V. 133- P. 593-603.

102.Giannopolities, C.N., Ries, S.K. Superoxide dismutase. I. Occurrence in higher plants / C.N. Giannopolities, S.K. Ries// Plant Physiology 59. - 1977. - P. 309314.

103.Guilleroux, M., Osbourn ,A. Gene expression during infection of wheat roots by the "take-all" fungus Gaeumannomyces graminis / M. Guilleroux, A. Osbourn// Molecular Plant Pathology 5. - 2004. - P. 203-216.

104.Haralampidis, K., Melton, R. A new class of oxidosqualene cyclases directs synthesis of antimicrobial phytoprotectants in monocots / K. Haralampidis, R. Melton//Proc. Natl. Acad. Sci., USA 98.- 2001. - P. 13431-13436.

105.Haralampidis, K., Trojanowska, M., Osbourn, A. Biosynthesis of triterpenoid saponins in plants / K. Haralampidis, M. Trojanowska, A. Osbourn// Adv. Biochem. Eng. /Biotechnology, 75. - 2001. - P. 31-49.

106.Harborne, J. Ecological Chemistry and Biochemistry of Plant Terpenoids/ J.Harborne//Clarendon Press, Oxford. - 1991.- P. 399-426.

107.Harder, D.E. Haber, S. Oat diseases and pathologic techniques/ D.E. Harder, S. Haber, //In: Oat Science and Technology. Agronomy. - №33. - USA. - 1992b. -P. 307-425.

108.Horsten, L., Su, C., Cloning of linoleate diol synthase reveals homology with prostaglandin H synthases / L. Horsten, C. Su //J. Biol. Chem.274. - 1999. - P. 28219-28224.

109.Hostettmann, K.A. Marston, A. Saponins. Chemistry and pharmacology of natural products / K.A. Hostettmann, A. Marston// Cambridge Universty Press, Cambridge, United Kingdom. - 1995. - P. 45-57.

11 O.Hughes, B., Morrissey, J., Osbourn, A. Characterisation of the saponin hydrolysing enzyme avenacoside-a-L-rhamnosidase from the fungal pathogen of cereals, Stagonospora avenae Eur. J / B. Hughes, J. Morrissey, A. Osbourn// Plant Pathol. 110. - 2004. - P.421-427.

111.Huang, P., Feng, L., Oldham, E., Keating, M., Plukett, W. Superoxide dismutase as a target for the selective killing of cancer cells / P. Huang, L. Feng, E. Oldham, M. Keating, W. Plukett, // Nature. - 2000. - V. 407. - P. 390-396.

112.1nagaki, Y.S., Etherington, G., Geisler, K. Investigation of the potential for triterpene synthesis in rice through genome mining and metabolic engineering / Y.S. Inagaki, G. Etherington, K. Geisler//New Phytologist. - 2011. - V. 191. — P. 432-448.

113. Inzu, D. Oxidative stress in plants / D. Inzu, M. van Montague // Curr. Opin. Biotechnol.- 1995.-6.-P. 153-158.

114.Iturbe-Ormaetxe, I., Haralampidis, K., Papadopoulou, K. Molecular cloning and characterization of triterpene synthases from Medicago truncatula and Lotus japonicas/ I. Iturbe-Ormaetxe, K. Haralampidis, K. Papadopoulou// Plant Mol. Biol. 51.- 2003.-P. 731-743.

115 Jang, M., Cai, L., Udeani, G.O., Slowing, K.V., Thomas, C.F., Beecher, C.W.W., Fong H.H.S. Cancer chemopreventive activity of resveratrol, a natural product derived from grapes/ M. Jang, L. Cai, G.O. Udeani, K.V. Slowing, C.F.Thomas, C.W.W. Beecher, H.H.S. Fong // Science. - 1997. - V. 275. - P. 218-220.

116.Jenner, H. Townsend, B. and Osbourn, A. Unravelling triterpene glycoside synthesis in plants: phytochemistry and functional genomics join forces/ H. Jenner, B. Townsend and A. Osbourn// Planta 220. - 2005. - P. 503-506.

117.Karow, R.S. Oil composition in parental, Fl, and F2 populations of two oat (Avena sativa L.) crosses /. R.S. Karow // MSc Thesis. University of Wisconsin. Madison. 1980.

118.Kutchan, T. Ecological Arsenal and Developmental Dispatcher. The paradigm of Secondary Metabolism/T.Kutchan//2001. -V.125.- P. 58-60.

119.Mahato, S. B., Sarkar, S.K., Poddar, G. Triterpenoid saponins / S. B.Mahato, S.K. Sarkar, G. Poddar // Phytochemistry. - 1988. - V. 27. - № 10. - P. 30373067.

120.Martin-Hernandez, A., Dufresne, M. The effects of targeted replacement of the tomatinase gene on the interaction of Septoria lycopersici with tomato plants / A. Martin-Hernandez, M. Dufresne// Mol. Plant-Microbe Interact., 13. - 2000. -P.1301-1311.

121.Melton, R., Flegg, L., Brown, J., Oliver, R. Heterologous expression of Septoria lycopersici tomatinase in Cladosporium fulvum: Effects on compatible and incompatible interactions with tomato seedlings/ R. Melton, L. Flegg, J. Brown, R. Oliver// Mol. Plant-Microbe Interact. 11.- 1998. - P. 228-236.

122.Mittova, V., Tal, M., Volokita, M., Guy, M. Up-regulation of the leaf motochondrial and peroxisomal antioxidative systems in response to salt-induced oxidative stress in the wild salt-tolerant tomato species Lycopersicon pennellii / V. Mittova, M. Tal, M. Volokita, M. Guy// Plant, Cell Envir. 26. -2003. - P. 845—856.

123.Mizushina, Y., lida, A., Ohta, K. Novel triterpenoids inhibit both DNA polymerase and DNA topoisomerase / Y. Mizushina, A. lida, K. Ohta // Biochem. J. 2000. - V. 350. - P. 757-763.

124.Morrissey, J., Osbourn, A. Fungal resistance to plant antibiotics as a mechanism of pathogenesis / J. Morrissey, A. Osbourn // Microbiol. Mol. Biol. Revs., 63-1999.-P. 708-724.

125.Morrissey, J., Wubben, J. Stagonospora avenae secretes multiple enzymes that hydrolyse oat leaf saponins / J. Morrissey, J. Wubben // Mol. Plant-Microbe Interact. 13.- 2000. - P. 1041-1052.

126.Mugford, S.T., Osbourn, A. Evolution of serine carboxypeptidase-like acyltransferases in the monocots / S.T. Mugford, A. Osbourn // Plant Signaling and Behavior. - 2010. - V.2. - P. 193-195.

127.Mylona, P., Owatworakit, A., Papadoulou, K., Jenner, H., Osbourn, A. Sad3 and Sad4 are required for saponin biosynthesis and root development in oat/ P. Mylona, A.Owatworakit, K. Papadoulou, H. Jenner, A. Osbourn // Plant Cell 20.-2008.-P. 201-212.

128.Nakata, H., Kikuchi, Y., Tode, T., Hirata, J., Kita, T., Ishii, K., Kudoh, K., Nagata, I., Shinomiya,N. Inhibitory effects of ginsenoside Rh2 on tumor growth in nude mice bearing human ovarian cancer cells/ H. Nakata, Y. Kikuchi, T.Tode, J. Hirata, T. Kita, K. Is hii, K. Kudoh, I. Nagata, N. Shinomiya //Jpn. J. Cancer Res. 1998.- V. 89. - P. 733-740.

129.Nes, W.D., Heftmann, S.J. The comparison of the triterpenoid and steroid as membrane components/ W.D. Nes, S.J. Heftmann//J. Nat. Prod. - 1981. - V. 44. - P. 377-402.

130.Nishiyama,N., Sung, Ig Cho, Kitagawa, I., Saio, H. Malonylginsenoside Rbj potentates nerve growth factor (NGF)-induced neurite outgrowth of cultured chick embryonic dorsal root ganglia // Biol. Pharm. Bull. - 1994. - V. 17. - № 4.-P. 509-513.

131.Noda,Y., Kaiya, T., Konda, K., Kawazoe, Y. Enhanced cytotoxicity of some triterpenes toward leukemia L1210 cells cultured in low pH media: possibility of a new mode of cell killing / Y. Noda, T. Kaiya, K. Konda, Y. Kawazoe // Chem. Pharm. Bull. - 1997. - V. 45. - № 10. - P. - 1665-1670.

132.01eszek, W.A., Hoagland, R.E. and Zablotowicz, R.M. Ecological significance of saponins / W.A. Oleszek, R.E. Hoagland and R.M. Zablotowicz /An: Inderjit, K.M.M.Dakshini, and C.L.Foy, ed. Principles and Practices in Plant Ecology. Allelochemical Interactions. Boca Raton: CRC Press. - 1999. - P. 451-465.

133.01 sen, R. Triterpene glycosides as inhibitors of fungal growth and metabolism. 4. Effect of calcium, magnesium on growth capability, leakage of UV-absorbing substances and uptake of potassium / R. 01 sen // Phisiol. Plant. 1972. - V. 27. -P. 202-208.

134.Oliver, R., Osbourn, A. Molecular dissection of fungal phytopathogenicity / R. Oliver, A. Osbourn//Microbiology 141. - 1995. - P. 1-9.

135.Osbourn, A. Tox-boxes, fungal secondary metabolites and plant disease / A. Osbourn// Proc. Natl. Acad. Sci., USA 98. - 2001. - P. 14187-14188.

136.0sbourn, A and He, S-Y. Biotic interactions: Towards a unifying and balanced view / A. Osbourn and S-Y. He //Current Opin Plant Biology 9. 2006. - P. -347-350.

137.Osbourn, A. Antimicrobial phytoprotectants and fungal pathogens/ A. Osbourn // A commentary. Fung. Genet. Biol. 26. - 1999. - P. 163-168.

138.Osbourn, A. Gene clusters for secondary metabolic pathways: An emerging theme in plant biology/ A. Osbourn // Plant Physiology. - 2010. - V. 154. - P. 532-535.

139.Osbourn, A. Molecular intimacy exposed: probing fungus-plant interactions / A.

Osbourn//Curr. Opin. Microbiology, 4. -2001. -P.363-364. 140.0sbourn, A. Pre-formed antimicrobial compounds and plant defence against

fungal attack / A. Osbourn // Plant Cell 8.- 1996. - P. 1821 -1831. 141. Osbourn, A. Saponins in cereals / A. Osbourn // Phytochemistry 62. - 2003. -P. 1-4.

142.0sbourn, A. The poetry of science / A. Osbourn // Nature Reviews

Microbiology 4. - 2006. - P.77-80. 143.Osbourn, A., Haralampidis, K. Triterpenoid saponin biosynthesis in plants/ A.

Osbourn, K. Haralampidis // Recent Adv. Phytochem., 75. - 2002. - P. 31-49. 144.Osbourn, A., Bowyer, P., Lunness, P., Clarke, B. and Daniels, M. Fungal pathogens of oat roots and tomato leaves employ closely related enzymes to detoxify different host plant saponins / A.Osbourn, P.Bowyer, P.Lunness, B.Clarke and M. Daniels // Mol. Plant-Microbe Int. 8.- 1995. - P. 971-978. 145.Osbourn, A., Goss, R., Field, R. A. The saponins - polar isoprenoids with important and diverse biological activities / A. Osbourn, R. Goss, R. A. Field // Natural Product Reports. - 2011. - V.28. - P. 1261-1268. 146.Osbourn, A., Qi, X., Townsend, B. Secondary metabolism and plant defence / A. Osbourn, X.Qi, B.Townsend // New Phytologist 159. -2003.- P.101-108.

147.Papadopoulou, K., Melton, R. Compromised disease resistance in saponin-deficient plants / K. Papadopoulou, R. Melton //Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96. - 1999.-P. 12923-12928.

148.Pathak, D., Pathak, K., Singla, A.K. Flavonoids as medicinal agents / D. Pathak, K. Pathak, A.K Singla // Recent Advances // Fitoterapia. 1991. - V. 62. - P. 371-389.

149.Peterson, D. M. Oat - a multifunctional grain/ D. M. Peterson // Proc. 7th Inter. Oat Conference. Finland. - 2004. - P. 21-26.

150.Peterson, D. M. Oat antioxidants / D. M. Peterson // J. Sereal science. - 2001. -V. 33.-P. 115-129.

151 .Peterson, D.M., Wood, D.F. Composition and structure of high-oil oat / D.M. Peterson, D.F. Wood // Cereal Sci. 1997. - V. 26. - P. 121-128.

152.Plohmann, B ., Bader, G., Hiller, K., Franz, G. Immunomodulatory and antitumoral effects of triterpenoid saponins / B .Plohmann, G. Bader, K. Hiller, G. Franz // Pharmazie. 1997. - V. 52. - № 12. - P. 953- 957.

153.Posmyk, M.M. Antioxidant Enzymes and Isoflavonoids in Chilled Soybean (Glycine max (L.) Merr.) Seedling / M.M. Posmyk, C. Bailly, K. Szafranska, K.M. Jana, F .Corbineau //J. Plant Physiol. - 2005. - V. 162. - P. 403-412.

154.Qi, X., Bakht, S., Leggett, M. A gene cluster for secondary metabolism in oat -Implications for the evolution of metabolic diversity in plants / X.Qi, S. Bakht, M. Leggett // Proc. Natl. Acad. Sci., USA 101. - 2006. - P. 8233-8238.

155.Roubroeks, J. P., Mastromauro, D. I., Andersson, R., Christensen, B. E., and Aman, P. Molecular weight, structure, and shape of oat (1 —s>3)( 1 —>4)-P~D-glucan fractions obtained by enzymatic degradation with lichenase / J. P. Roubroeks, D. I.Mastromauro, R. Andersson, B. E. Christensen and P. Aman // Biomacromolecules. - №584. - 2000.

156.Safavy, A., Raisch, K., Khazaeli, M.B., Buchsbaum, D.J., Bonner, J.A. Paclitaxel derivatives for targeted therapy of cancer: toward the development of smart taxanes / A. Safavy, K. Raisch, M.B. Khazaeli, D.J. Buchsbaum, J.A. Bonner// J. Med. Chem.- 1999. - V. 42. - P. 4919-4942. 157.Sato, K., Mochizuki, M., Saiki ,1., Yoo, Y.C., Samukawa, K., Azuma, I. Ihibition of tumor angiogenesis and metastasis by saponin of Panax ginseng, ginsenoside-Rb2 / K.Sato, M. Mochizuki, I. Saiki , Y.C.Yoo, K. S amukawa, I. Azuma//Biol. Pharm. Bull. 1994.-V. 17. - P. 635-639. 158.Sayed ,K.A., Kelly, M., Kara U.A.K., Ang K.K.H., Katsuyama I., Dunbar D.C., Khan A.A., Hamann M.T. New manzamine alkaloids with potent activity against infectious diseases / K.A. Sayed , M. Kelly, U.A.K. Kara, K.K.H. Ang,

I. Katsuyama, D.C. Dunbar, A.A. K han, M.T. Hamann // J. Amer. Chem. Soc. 2001.-V. 123.- №9.-P. 1804-1808. 159.Sayed, K.A., Dunbar ,D.C., Bartyzel, P. Marine natural products as leads to develop new drug and insecticides / K.A. Sayed, D.C. Dunbar, P. Bartyzel // Biologically active natural products: pharmaceuticals. CRC Press LLC. - 2000. -P. 233-252.

160.Scandalios, J. G. Molecular responses to oxidative stress/ In: Hawkesford M.J. and Buchner P. (Editors)// Molecular Analysis of Plant Adaptation to the Environment. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. -200 l.-P.l 81-208.

161.Scandalios, J.G. Oxygen Stress and Superoxide Dismutases / J.G. Scandalios //

Plant Physiol.-1993.- V.101. - P. 7-12. 162.Scheuer P.J. Marine natural products and biomedicine // Med. Res. Reviews.

1989. - V. 9. - № 4. - P. 535-545. 163.Sesma, A., Osbourn, A. The rice leaf blast pathogen undergoes developmental processes typical of root-infecting fungi / A. Sesma, A. Osbourn // Nature 431. -2004.-P. 582-586. 164.Schlosser, E. Role of saponins in antifungal resistance II. The hederasaponins in leaves of English ivy (Hedera helix L.) / E. Schlosser // Z. Pflanzenkrankheiten. Pflanzenschutz. - 1973. Bd. 80. - № 11-12. - P. 704-710. 165.Spurgeon ,S., Porter, J. Biosynthesis of isoprenoid compounds / S. S purgeon, J.

Porter, // John Wiley and Sons, New York. - 1981. - P. 1-46. 166.Strunz, G.M., Finlay, H. Concise, efficient new synthesis of Pipercide, an insecticidal unsaturated amide from Piper nigrum and related compounds / G.M. Strunz, H. Finlay //Tetrahedron.-1994.-V.50.-№38.-P.l 1113-11122.

167.Theis, N., Lerdau, M. The evolution of function in plant secondary metabolites / N. Theis, M. Lerdau//Plant Sci.: 2003,-V.3.-P. 93-102.

168.Torres, M.A. Reactive oxygen species signalling in response to pathogens / M.A. Torres, D.G. Jones, J.L. Dangl // Plant Physiol. - 2006. -V. 141. - P. 373378.

169.Townsend, B., Jenner, H. and Osbourn, A. Saponin glycosylation in cereals / B. Townsend, H . Jenner, and A. Osbourn // Phytochemistry Reviews 5. -2006.-P. 109-114.

170.Trojanowska, M., Threlfall, D. Investigation of avenacin-deficient mutants of Avena strigosa / M. Trojanowska, D. Threlfall// Phytochemistry 56. - 2001. -P. 121-129.

171.Tucker, S.L., Besi, M., Galhano, R., Osbourn , A. Common genetic pathways regulate organ-specific infective behaviour in the rice blast fungus/ S.L. Tucker, M. Besi, R. Galhano, A. Osbourn // Plant Cell 22 (3). - 2010. - P.953-972.

172.Volkov, A.G. Plant electrophysiology : theory and methods / A.G .Volkov// Berlin : Springer.- 2006. -508 c.

173.Wagner, D. The genetic basis of singlet oxygeninduced stress responses of Arabidopsis thaliana / D.Wagner, D. Przybyla, C.Kim, F. Landgraf, K. P. Lee, M. Wursch, C. Laloi, M. Nater, E. Hideg, K. Apel // Science. - 2004. - V.306. -P. 1183-1185.

174.Wegel, E., Koumproglou, R., Osbourn, A. Cell Type-Specific Chromatin Decondensation of a Metabolic Gene Cluster in Oats / E. Wegel, R. Koumproglou, A. Osbourn// Plant Cell 21.- 2009. - P.3926-3936.

175.Welch, R. W. The chemical composition of oats / R. W. Welch //In: The oat crop: Production and utilization. Ed. by R.W. Welch. Chapman and Hall. -1995.-P. 279-320.

176.Wink, M. Biochemistry, Physiology and Ecological Function of Secondary Metabolites. Chapter 1, Introduction / M. Wink //Annual Plant Reviews. -2010.-V. 40.-P. 1-19.

177.Wood, P.J., Beer, M.U. Functional oat products //In: Functional foods: Biochemical and processing aspects / P.J. Wood, M.U. Beer // Ed. G. Mazza. -1998,- P. 1-37.

178.Wubben, J.P., Price, K.R., Daniels, M.J. and Osbourn A. Detoxification of oat leaf saponins by Septoria avenae / J.P.Wubben, K.R. Price, M.J. Daniels and A. Osbourn//Phytopathology 86. - 1996.-P. 986-992.

179.Yamanaka, T. Isolation, Characterization and Surfactant Properties of the Major Triterpenoid Glycosides from Unrip Tomato fruits/ T. Yamanaka // Agric. Food Chem.-2008.-V.56.-P.l 1432-11440.

180.Zobel, A.M. Cytoplasmic and apoplastic location of phenolic compounds in the covering tissue of the Brassica napus radicle between embryogenesis and germination / A.M. Zobel //Ann Bot. 1999.-V.64. - P. 149-151.

Солохина Ирина Юрьевна

\Ы

ПРИЛОЖЕНИЯ К ДИССЕРТАЦИИ НА ТЕМУ

«Выделение авенацина из овса посевного (Avena sativa L.) и изучение его физиолого-биохимических аспектов действия»

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

Орел - 2013