AktyalniProblemy-2011

210 Experimental Botany

Clematis vitalba L., Dioscorea caucasica L., Ginkgo biloba L. (Кунах, 2005; Носов, 1991;

Скиба, Чмелева , 2007; Бутенко, 1981).

Astragalus dasyanthus Pall. – ценное лекарственное растение, занесенное в

Красную книгу Украины.		В растениях A. dasyanthus	обнаружены тритерпеновые
гликозиды	(аналогичные	по действию сердечным	гликозидам), флавоноиды,

полисахариды, аминокислоты, дубильные вещества, макро- и микроэлементы, широко применяемые в фармакологии. В этой связи, большое значение приобретает получение растительной биомассы астрагала шерстистоцветкового как источника ценных вторичных метаболитов (Машковский, 2008).

Таким образом, целью настоящей работы явилось получение каллусных культур астрагала шерстистоцветкового и изучение его цитоморфологических особенностей. В качестве инициальных эксплантов служили сегменты листьев и стеблей растений астрагала шерстистоцветкового. Для соблюдения условий асептики работу по введению эксплантов в изолированную культуру выполняли в условиях ламинарного бокса. Поверхностную стерилизацию материала проводили 50 % и 100 % раствором препарата «Брадофен 10-Н» с экспозицией 10 минут с последующей промывкой в автоклавированной дистиллированной воде, не менее 3-х раз по 5 минут, в объеме 100-150 мл. Исследуемый материал эксплантировали на агаризованные модифицированные питательные среды Мурасиге и Скуга с различными концентрациями фитогормонов. Экспланты культивировали при температуре 23-25 оС, освещенности 4-5 люкс и 16-ти часовом фотопериоде.

Установлено, что при введении в культуру эксплантов астрагала шерстистоцветкового питательной средой, оптимальной для индукции каллусогенеза, являлась среда Мурасиге и Скуга, содержащая 2 мг/л 2,4-Д (2,4- дихлорфеноксиуксусная кислота), 0,5 мг/л кинетина, 0,5 мг/л 6-БАП (6- бензиламинопурин). На используемой питательной среде частота каллусообразования составляла 97,8 %. Начальные этапы каллусоогенеза визуально были отмечены на 16 сутки культивирования. Каллусная культура 0-пассажа характеризовалась светлозеленой окраской и рыхлой консистенцией. Через 45 суток культивирования каллус пассировали на свежую питательную среду того же состава. Пассируемая каллусная

ткань отличалась светло-коричневым цветом и	характеризовалась средней
интенсивностью роста.
Для цитоморфологического анализа каллусные культуры фиксировали по
Карнуа, окрашивали ацетокармином, метиленовой	синей и раствором Люголя для

выявления крахмала. Было обнаружено, что каллусная ткань астрагала шерстистоцветкового состоит из меристематических и паренхимных клеток. Клетки меристематического типа – сравнительно мелкие, изодиаметрической формы, с высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением, интенсивно окрашенными цитоплазмой и ядром. Клетки паренхимного типа – различные по форме и размерам, с высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением, с плохо окрашивающейся цитоплазмой и интенсивно окрашивающейся клеточной стенкой. Данный тип клеток составляет основную массу каллусной ткани. В ходе исследований нами были выявлены и идентифицированы следующие формы клеток паренхимного типа: круглые, вытянутые и червеобразные, гигантские. При изучении процентного соотношения клеток различных форм, содержащихся в каллусе III пассажа, установлено, что доля округлых клеток в каллусной ткани составила 46,2 %, клеток

Експериментальна ботаніка

211

неправильной формы – 9,5 %, овальных – 8,1 %, вытянутых – 12,7 %, червеобразных клеток – 11,7 %, количество гигантских клеток составило в этом пассаже 11,8 %.

ЛИТЕРАТУРА

Кунах В.Р. Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохимічні основи. – К.: Логос, 2005. – 730 с.

Машковский М.Д. Лекарственные средства. – М.: Новая волна, 2008.– Т. 2. – 1206 с. Носов А.М. Регуляция синтеза вторичных соединений в культуре клеток растений //

Биология культивируемых клеток и биотехнология растений. – М.: Наука, 1991. – С. 5-20. Скиба А.А., Чмелева С.И. Каллусные культуры гинкго двулопастного (Ginkgo

biboba L.) – продуценты важных биологически активных веществ // Біологія від молекули до ноосфери: Матер. ІІ Міжнар. конф. (Харків, 19-21 листопада 2007 р.). – Харків: Планета-

Принт, 2007. – 416.

Вплив температури і доби культивування на динаміку молокозсідальної активності дикаріотичної і моноспорових культур Irpex lacteus Fr.

ШИЛІНА І.В., БОЙКО С.М.

Донецький національний університет, біологічний факультет, кафедра фізіології рослин вул. Щорса, 46, м. Донецьк, Україна, 83050

e-mail: [e-mail]

Більшість сапротрофних базидіальних дереворуйнівних грибів є перспективними продуцентами протеїназ, які можуть бути використані у харчовій промисловості, медицині і т.п. (Соломко, Дудка, 1985). У сировиробництві використовується препарат Ренін, тваринного походження, дефіцит якого спостерігається у наш час. Існують також препарати грибного походження (Прист,1987; Денисова,1982), які здатні зсідати молоко подібно до Реніну і є дешевшими, однак їх існує незначна кількість. Вивчення протеолітичної активності вищих базидіоміцетів має безсумнівний інтерес, тому що дає можливість отримати більш повну картину їх біохімічної діяльності й одночасно з'ясувати розподіл цієї активності за таксономічними групами. Крім того, гострий дефіцит протеолітичних ферментів в усьому світі стимулює розгорнуті дослідження з пошуку нових продуцентів протеїназ (Денисова,1991). Впровадження останніх дозволить значно скоротити витрати під час приготування сирів і збільшити їх сортовий набір.

Метою нашої роботи було вивчення впливу температури і доби культивування на динаміку молокозсідальної активності дикаріотичної і моноспорових культур Іrpex lacteus Fr. Об’єктом дослідження були культури: дикаріон ІL-10 та монокаріони ІL- 10-1, ІL-10-2 та ІL-10- 3 гриба I. lacteus. Для дослідження впливу температури і доби культивування на динаміку молокозсідальної активності (МЗА) активності ізоляти культивувавлися на глюкозо–пептонному середовищі протягом 15 діб за температур 22°С, 24°С, 26°С, 30°С, 32°C. МЗА культуральних фільтратів визначали за методикою Каваї іМукаї. Методбазується на визначеннічасу, заякийвідбувається зсідання молока.

212	Experimental Botany

Встановлено, що максимальна молокозсідальна активність – 200 од/мг, спостерігалась при температурі культивування 24°С, тому подальші досліди проводили саме при цій температурі. У подальшому наші дослідження базувалися на тому, щоб прослідкувати динаміку загальної МЗА монокаріотичних культур IL-10-1, IL-10-2, IL-10-3. Параметри досліду фіксували на 3, 6, 9, 12, 15 доби. Дослідження показали, що найвищі показники МЗА фіксувалися на 12 добу культивування і складали: IL-10 - 200 од/мл, IL-10-1 – 250 од/мл, IL-10-2 – 130 од/мл, IL-10-3 – 120 од/мл.

Таким чином, отримані дані свідчить про те, що досліджувані культури Іrpex lacteus Fr. є активними продуцентами протеїназ молокозсідальної дії. Найвищі показники МЗА спостерігались за температури 24°С та на 12-ту добу культивування для моноспорової культури IL-10-1.

ЛІТЕРАТУРА

Денисова H.П. Протеолитическая активность культур высших грибов // Микол. и

фитопатол. – 1982. – 16, вып. 5. – С. 458-466.

Денисова H.П. Протеолитические ферменты базидиальных грибов, таксономические и экологическиеаспектыихизучения: Автореф. дисд-рабиол. наук: 03.00.24 / Ленинград, 1991. – 31 с.

Соломко Є.Ф., Дудка И.А. Перспектива использования высших базидиомицетов в микробиологической промышленности // ВНИИСЭНТИ, Обзорная информация, сер. 3. – М., 1985. – 48 с.

Прист Ф. Внеклеточные ферменты микроорганизмов. – Москва: Мир, 1987. – 117 с.

Вплив рівня мінерального живлення на вміст рибулозо-1,5- бісфосфаткарбоксилази/оксигенази в листках пшениці

(Triticum aestivum L.)

ШЕВЧЕНКО Ю.А., СИТНИК С.К.

Інститут фізіології рослин і генетики НАН України вул. Васильківська, 31/17, м. Київ, 03022, Україна e-mail: [e-mail]

На сьогодні основу харчового забезпечення людства становлять зернові злаки. Пшениця одна з провідних зернових культур світу, зокрема України. Тому завдання підвищення її продуктивності за природних умов, є першочерговим. Збільшення урожаю потребує підвищення інтенсивності фотосинтезу на всіх рівнях організації фотосинтетичного апарату. Серед іншого, сучасні дослідження зосереджено на ключовому ферменті циклу Кальвіна – рибулозо-1,5- бісфосфаткарбоксилазі/оксигеназі (РБФК/О). Одним із найпотужніших чинників підвищення ефективності фотосинтетичної функції і продуктивності рослин є внесення мінеральних добрив (Моргун та ін., 2011). Метою нашої роботи було дослідження вмісту ключових компонентів фотосинтетичного апарату – РБФК/О і хлорофілу в листках рослин пшениці за різного рівня мінерального живлення.

Для дослідів було використано рослини пшениці (T. aestivum) сорту Фаворитка, які вирощувалися впродовж 3-х тижнів на суміші сірий опідзолений ґрунт

Експериментальна ботаніка

213

– пісок (1:1), а протягом 4-го тижня за різного рівня мінерального живлення: 1 – фонового (природний вміст поживних речовин у ґрунті); 2 – низького (суміш Хогланда-Арнона, розведена в співвідношенні 1 : 5); 3 – оптимального (повна суміш Хогланда-Арнона). Вміст РБФК/О в листках рослин пшениці, визначали за інтенсивністю смуг великої субодиниці ферменту на електрофореграмах екстрактів білків. Водні екстракти білків отримували при розтиранні рослинного матеріалу у буферному розчині наступного складу: 25 мМ Tрис-HCl (рН 7,8), 1 мМ ЕДТА, 2 % полівінілпіролідону (PVP). Для ідентифікації РБФК/О та її кількісного визначення в листках у якості електрофоретичного маркеру застосовували виділений за методом (Johal et al., 1979) препарат РБФК/О, очищений до 83 %. Дані обраховували за допомогою програми Total Lab.

При дослідженні варіантів з фоновим і оптимальним рівнем живлення було виявлено, що вміст РБФК/О в перерахунку на площу листка становив відповідно 0,090 мг/см² і 0,215 мг/см², а в перерахунку на сиру масу – 5,3 мг/г і 13,3 мг/г. Посилення мінерального живлення призвело до збільшення вмісту РБФК/О відповідно на 150 % та 139 %. Аналогічне зростання при порівнянні варіантів низького та оптимального рівнів живлення становило 64 % і 80 % відповідно. Менші значення зростання вмісту РБФК/О за оптимального рівня живлення в даному досліді можна пояснити меншою різницею між оптимальним і фоновим та оптимальним і низьким рівнями живлення. В дослідах було показано, що вміст хлорофілу зростав за оптимального живлення у порівнянні з фоновим рівнем живлення на 107 % (0,0170 мг/см² і 0,0082 мг/см² відповідно). Природа цього збільшення потребує подальших досліджень.

Різке збільшення вмісту РБФК/О при посиленні мінерального живлення може призводити до інтенсифікації фотосинтетичного процесу (може посилювати фотосинтетичну активність), а також вказує на можливу роль цього ферменту як запасного білку хлоропластів поряд з традиційною, власне каталітичною функцією.

ЛІТЕРАТУРА

Johal et al. Crystalline ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase from spinach // Science. – 1979 – 204. – P. 75-77.

Моргун В.В., Швартау В.В., Кірізій Д.А. Фізіологічні основи отримання високих урожаїв пшениці // Физиология й биохимия культурных растений. – 2008. – 70, № 6. – С. 463-479.

Інтеркалярний ріст стебла Zea mays L.: фітогормони, ультраструктурні особливості клітин міжвузля

ЩЕРБАТЮК М.М., СТАХІВ М.П.

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, відділ фітогормонології вул. Терещенківська, 2, м. Київ, 01601, Україна

e-mail: [e-mail]

Інтеркалярний ріст характерний для багатьох рослин, зокрема всіх злакових культур. Органи з інтеркалярним типом росту становлять інтерес, по-перше, як

214	Experimental Botany

об’єкти для вивчення специфіки інтеркалярного росту, який характеризується високою інтенсивністю; по-друге, як винятково зручні об’єкти для з’ясування багатьох питань диференціювання клітин, онтогенетичних змін меристем, зв’язків процесу ділення клітин з розтягуванням, ростових кореляцій. Поряд із доволі добре вивченими у фізіологічному плані початковими етапами росту й розвитку злаків, а також біохімічними особливостями ростових зон міжвузлів, безпосередньо фізіологічна проблема регуляції інтеркалярного росту стебла досліджена фрагментарно. Зважаючи на це, назріла необхідність фундаментальних досліджень ролі фітогормонів у процесі інтеркалярного росту стебла, а також структурних особливостей рослин із інтеркалярним типом росту.

Для дослідження відбирали міжвузля у різні періоди онтогенезу рослини (сформовані 5, 7, 11 листків). Для визначення вмісту в тканинах ауксину та абсцизової кислоти, цитокінінів (зеатин, зеатинрибозид, ізопентеніладенін, ізопентеніладенозид) використовували високоефективний рідинний хроматограф; для гібереліноподібних речовин – біотести; для етилену – газовий хроматограф. Ультраструктуру клітин міжвузля в процесі росту досліджували у трансмісійному електронному мікроскопі

Jeol JEM-1230.

Нами встановлено, що для стебла кукурудзи, яке росте, вміст фітогормонів суттєво різниться у нижній та верхній частинах – тканини міжвузлів верхнього та середнього ярусів, які активно росли розтягуванням клітин, містили вдвічі більше вільної форми індолілоцтової кислоти та зеатину. Також показано, що у верхніх і середніх міжвузлях було у два рази менше абсцизової кислоти в порівнянні з нижніми диференційованими міжвузлями, проте вони характеризувалися високим рівнем виділення етилену. Очевидно, причиною цього є значна концентрація вільної форми індолілоцтової кисоти, яка стимулює біосинтез попередника етилену – аміноциклопропанкарбонової кислоти. Пул вільної форми ауксину, гібереліноподібних речовин, зеатину та зеатинрибозиду збільшується у верхівці стебла, внаслідок чого починають активно рости верхні міжвузля. Що ж стосується вмісту фітогормонів у сегментах міжвузля, нами встановлено, що найбільше ауксину міститься у зоні росту розтягуванням окремого міжвузля, а гібереліноподібних речовин – у меристематичній зоні, що зумовлює переключення від проліферативної активності до стадії активного росту розтягуванням і подальшого диференціювання. Таким чином, інтенсивний ріст міжвузлів зумовлюється високим вмістом у тканинах гібереліноподібних речовин та індолілоцтової кислоти. Одночасно тканини міжвузлів, які активно ростуть розтягуванням характеризуються значною концентрацією абсцизової кислоти.

Слід відзначити, що при дослідженні ультраструктури клітин ростових зон стебла кукурудзи, встановлено, що у зонах розтягування міжвузлів наявні клітини значно меншого розміру з ознаками фізіологічно молодих клітин. Значний об’єм таких клітин займає ядро, їхня цитоплазма щільна, слабо проникна для електронів, у них відсутні вакуолі або є провакуолі невеликого розміру. Клітини цього типу зберігають зазначені особливості в оточенні вакуолізованих клітин, які активно ростуть розтягуванням, де рівень гормонів, які прийнято вважати стимулюючими, є дуже високим. Ми вважаємо, що вони зберігають здатність до ділення і забезпечують незначне видовження та потовщення міжвузля на пізніших стадіях росту.

Експериментальна ботаніка

215

Selection of yeast cultures Saccharomyces cerevisiae with specific herbal and fruit aromas for biotechnology

BAYRAKTAR V.N.

Odessa National University by I.I. Mechnikov, Department of Genetics and Molecular Biology Champagne alleyway, 2, Odessa, 65058, Ukraine

e-mail: [e-mail]

A trend and interest to aromatized wines continues to be actual. Therefore, development of technology, which will be able to produce wine with specific desirable flavour due to selected yeast cultures will be important for the biotechnology of wine industry.

Isolation of new yeast cultures from different fruits and sorts of grape during and after fermentation for their further use in the biotechnology in the wine industry gives possibility for the selection of yeast cultures with desirable properties. Selection of isolated yeast cultures Saccharomyces cerevisiae with different herbal and fruity delicate and persistent aroma, which are the result of ester presence is a difficult task (Bayraktar, 2010). The aim of yeast cultures selection is to develop different specific herbal and fruit aromas for the biotechnology of wine industry.

For this purposes yeast cultures were isolated from different fruits and sorts of grape after fermentation process was completed. All cultures were identified by PCR analysis using universal yeasts primers. There were determined such species of yeast as: Candida albicans, Candida tropicalis, Dekkera bruxellensis, Metschnikowia aff. fructicola, Pichia barkeri, Pichia kudriavzevii, Pichia guilliermondii, Saccharomyces cerevisiae (Bayraktar, 2011).

Yeast cultures were cultivated in the media containing extracts with specific aromas from different fruits and sorts of grape. The following fruit and herbal aromas were used: pineapple (Ananas comosus L. Merr.), orange (Сitrus sinensis L.), vanilla tree (Vanilla planifolia), grapefruit (Citrus paradisi L.), pomegranate (Punica granatum L.), pear (Pyrus communis L.), iris little shadow (Iris pumila L.), siberian pine (Pinus sibirica L.), kiwi (Actinidia chinensis Planch), strawberry (Fragaria moschata Weston), cinnamon (Cinnamomum zeylanicum), hazelnut (Corylus avellana L.), lemon (Сitrus limon L.), mandarine orange (Citrus reticulata), sweet almond (Prunus dulcis L.), juniper (Juniperus communis L.), rosemary (Rosmarinus officinalis L.), caraway (Trachyspermum ammi L.), quince (Cydonia oblonga), peach (Prunus persica L.) Batsch ), apricot (Prunus armeniaca L.), banana (Musa L.), jasmine (Jasminum officinale L.), muskmelon (Cucumis melo L.), tea rose (Rosa chinensis odorata), ashberry (Sorbus aucuparia L.), blackberry (Ribes Nigrum L.), red currant (Ribes rubrum L.), raspberry (Rubus daeus L.), mango (Mangifera L.), basil tonus (Ocimum basilicum L.), lavender (Lavandula officinalis L.), peppermint (Mentha piperita L.), bergamot mint (Mentha arvensis L.), wormwood (Artemisia absinthium L.), thyme (Thymus serpyllum L.), summer savory (Satureja hortensis L.), fennel (Foeniculum vulgare Mill.), anise (Pimpinella anisum L.).

The yeast cultures with specific delicate aromas, which could be used for biotechnology of wine industry, were selected. The enzymatic activity of yeast cultures during and after the completion of fermentation process were determined. The concentration of macroand microelements, concentration of protein, glucose, triglycerides, urea,

216	Experimental Botany

reflecting proteinic, carbohydrate, lipid and nitric metabolism in yeast cells were determined.

REFERENCES

Bayraktar V.N. Symbiotic interaction for yeast cultures Saccharomyces cerevisiae and lactobacteries isolated after spontaneous fermentation of grape must // The Grape. – 2010. – 28, No. 5. – P. 69-73.

Bayraktar V.N. The ultraviolet treatment of yeast Saccharomyces cerevisiae, effect on carbohydrate fermentation and perspectives of use in wine industry // The Grape. – 2011. – 36-37, No.1-2. – P. 56-72.

The study of icariine fluctuation level in differnent cultivars of

Epimedium L.

BAYRAKTAR V.N.

Odessa National University by I.I.Mechnikov, Department of Genetics and Molecular Biology Champagne Alleyway, 2, Odessa, 65058, Ukraine

e-mail: [e-mail]

Icariine is a flavonoid which is contained in stems and leaves of Epimedium, a herbaceous plant from the Berberidaceae Juss. Family. In spring, its small new leaves appear from the soil in April. In April and May, the icariine is practically absent in stems and leaves of Epimedium (Ji, Liu, Gong, 2001). E. brevicornum Maxim was found to be rich in phytoestrogen flavonoids. Due to the icariine content, E. brevicornum extract has the inhibitory effect on phosphodiesterase-5A1 (PDE5-A1) (80 % inhibition at 50 μg/mL).

For this research, we received some cultivars and sorts of Epimedium from Dr. Toshiro Shibata, Hokkaido Experimental Station, National Institute of Biomedical Innovation, Japan: 1) Epimedium grandiflorum Morr. var. thunbergianum (Miq.) Nakay.; 2) E. sempervierens Nakay ex F. Maek.; 3) E. saggitatum (Siebold & Zucc.) Maxim. Other cultivars and sorts of Epimedium we received from Naylor Creek Nursery, Chimacum,

USA.: 1) E. brevicornum; 2)	E. koreanum; 3) E. grandiflorum	“Red Quinn”; 4)
E. grandiflorum var. higoense;	5) E. grandiflorum “Purple Prince”;	6) E. grandiflorum

“Princess Susan”. Other two cultivars of Epimedium rubrum we received for the research from Dr. Asya Golokoz, Botanical Garden of Odessa National University by Illya Mechnikov and Dr. Mary Nadraga of Lviv National University by Ivan Franko. The icariine concentration was measured chromatographically. For testing, Epimedium leafs were homogenized in the porcelain mortar with 5 ml of distilled water. The icariine concentration was determined in May, June, July, and August.

It was found that the icariine concentration was low in May and June, then it increased and was highest in July until the end of August, when the icariine concentration became to decrease (Meng, Li, 2005). It was found that the maximal icariine concentration is contained in E. koreanum and E. brevicornum cultivars. E. rubrum and E. grandiflorum sorts also contain the high icariine concentration in leaves, but it is lower than in the E. brevicornum and E. koreanum cultivars. Exept the icariine concentration, we analyzed the activity of some enzymes in the leaves of Epimedium cultivars using the method of

Експериментальна ботаніка

217

spectrophotometry: lactatedehydrogenase, phosphatase (alkaline) amylase, transferases, cholinesterase. The concentrations of some macroand microelements were also tested: calcium, iron, magnesium, phosphorus, potassium, sodium, chlorides. In July, we observed noticeable activity of phosphatase (alkaline) – 54.7±0.4 μmol/(min x 10–2 L) and cholinesterase – 38.1±0.35 μmol/(min x 10–2 L). The calcium concentration was 3.01±0.2 mM, phosphorus – 0.35±0.02 mM, magnesium – 0.77±0.02 mM, iron – 5.0±0.1 μM, chlorides – 28.9±0.7 mM. The icariine concentration in E. rubrum fluctuated from 1.28 to 2.07·10-6 M, in E. brevicornum – from 3.85 to 4.02·10-6 M, in E. koreanum – from 3.64 to 3.96·10-6 M.

The main conclusion: there are fluctuations of the icariine concentration in Epimedium leaves during summer, that gives us an opportunity to determine an optimal time for the highest accumulation of icariine in Epimedium leaves.

REFERENCES

Ji H., Liu K., Gong X.J., Li S.P., Zhang M.F. Effects of Epimedium koreanum flavonoids on osteoporosis in ovariectomized rats // Chin. J. Osteoporos (Chin). – 2001. – №. 7. – P. 4–8.

Meng F.H., Li Y.B., Xiong Z.L., Jiang Z.M., Li F.M. Osteoblastic proliferative activity of

Epimedium brevicornum Maxim. // Phytomedicine. – 2005. – №. 12. – P. 189–93.

Influence of chilling on the activity of H+- pumps, on the activity and isoforms of NADP-malatedehydrogenase of wheat (Triticum L.) varieties at various stages of maturity

MEHVALIYEVA U.A., BABAYEV H. G., BAYRAMOV SH.M., GULIYEV N.M.

The Institute of Botany, NASA

Phatamdar shosse, 40, AZ1073, Baku, Azerbaijan e-mail: [e-mail]

At present, hypothesis on proton motive forces of H+-pumps as a principal mechanism ensuring minerals absorption and growth process is being worked out intensively. H+-pumps in the root system of spring wheat are normal at 20ºC and after 4- days chilling at 50C. First of all, the norm calls attention to the difference in acidification kinetics of spring wheat compared to that of winter wheat. In spring wheat, alkalization of the experimental solution is observed roughly by 30 % of maximum reaction after reaching maximum acidification at the 7th day. It should be noted that after chilling, the type of this reaction remains essentially the same but in some varieties secondary reinforcement of active H+-outflow is observed. The general reaction of all varieties to chilling was the decline of maximum acidification of the medium by 20 % with the exception of variety «Barakatly-95», that plant breeders refer as low productive. Maximum acidification in this variety varied only by 5 %. At the same time, high productive variety «Leningradskaya-90», which is considered very promising variety by plant breeders, reduced H+-gradient by 40 %. The highest decline by 46 % and active H+-outflow speed was also observed in this variety. So, assessment of work of H+- pumps according to their speed at linear plant growth stages reveals such appropriateness. As a rule, rate of the H+-pumps activity declines by 25-30 %.

218 Experimental Botany

At the same time, in late ripening variety «Garagilchig-2» and in other varieties seemingly not resistant to cooling up to 50C, drop of the activity of H+-pumps appeared to have no effect on growth processes. The well-known variety «Leningradka» occupied the middle place in absorption. It doesn't react to chilling, reduction in H+- outflow rate and changes in growth reactions were not observed.

Basing on all these data we came to conclusion that temporary chilling of spring wheat sprouts resulted in their differentiation according to degree of resistance of the work of H+- pumps. Early ripening varieties were found out to exhibit stimulation of H+- pumps and simultaneous inhibition of leaf growth, but in middle-ripening and late ripening varieties the rate of H+- pumps slow down. Thus, estimation of H+- pumps of transport apparatus of root system of wheat enables to use these functional indicators to compare productivity and resistance of different varieties.

Malatdehydrogenase activity, protein content and the amount of isoforms have been investigated in ontogenesis of wheat (Barakatly-95) leaves grown under normal and chilling conditions. The modified method of Hong was used in the experiments. Six isoforms of malatdehydrogenase differing in their localization in wheat leaves were observed by native gel-electrophoresis and staining with Na-tetrazolium spesific to the enzyme activity. A slight amount of one isoform was found in chloroplasts, three isoforms were localized in the cytoplasm and two in mitochondria. In ontogenesis, before the period of early flowering, the amount of isoforms remained unchanged, while the protein content and enzyme activity of cytoplasmic and mitochondrial isoforms increased. In the course of chilling, beginning with the next period of flowering the amount of mitochondrial izoforms increased by one and then remained unchanged to the end of the vegetation. Electrophoresis on 7,5 % polyacrilamide gel showed molecular weights of cytoplasmic and mitochondrial isoforms to be 70-75 kDa and 55-60 kDa, respectively. Both cytoplasmic and mitochondrial isoforms consist of two subunits with molecular weights of 35-38 kDa and 28-30 kDa, respectively.

The influence of rootstock apical bud on rooting of elepidote Rhododendron 'Cunningham's White' cutting grafts

MERTENA L., DOKANE K.

University of Latvia, Faculty of Biology

4 Kronvalda Boulv., LV-1586 Riga, Latvia

The cutting-grafting technique is based on grafting scions onto unrooted rootstocks. This method is comparatively quick because two different processes occur – graft union formation and adventitious rooting during the propagation.

The aim of this study was to find out, what anatomical and physiological changes occur in rootstock with or without apical bud during propagation of elepidote rhododendron cultivar ‘Cunningham’s White’ by cutting grafts. Apical bud can affect root formation in two ways – promote by hormonal regulation or delay by being an extra carbohydrate sink. The starch content in bases of rootstock without apical bud was higher than in rootstock with apical bud throughout the experiment. The first increase of starch content in rootstock

Експериментальна ботаніка

219

bases is on Day 6 (with apical bud) and Day 9 (without apical bud) because the bases become a sink of carbohydrates. An increase is followed by a decrease until Day 12 in both cases because of callus formation. Further increasing may be explained by following intensive root development and growth. The anatomical research showed root initials on Day 18 in cutting grafts with and without apical bud, but only in cutting grafts without apical bud adventitious roots had crossed the epidermis of rootstock on Day 27. Two months after initiation of the experiment 5 % of cutting grafts with apical bud and 21 % of cutting grafts without apical bud were rooted. Four months later 40 % of cutting grafts with apical bud and 56 % of cutting grafts without apical bud had formed adventitious roots.

In conclusion, apical buds can negatively affect rooting of cutting grafts by becoming an extra sink and delaying starch transport to rootstock bases, but further research on the influence of auxin is necessary.

Are violets (Violaceae Batsch) growing on calamine waste heaps in southern Poland of hybrid origin?

MIGDALEK G.

Jagiellonian University, Department of Plant Cytology and Embryology, Grodzka St., 52, Cracow, 31-044, Poland

e-mail: [e-mail]

Many species of the Violaceae family colonize soils polluted with heavy metals, forming metalliferous and non-metalliferous populations. Waste heaps in Southern Poland are colonized by Viola tricolor L. (Melanium section) and by plants from the V. reichenbachiana Jord. ex Boreau – V. riviniana Richb. group (Viola section). These polluted soils are characterized by difficult edaphic conditions, e.g. water deficiency or high concentration of heavy metals, which can induce morphological and genetic differentiation and lead to split ancestral populations and finally to speciation (Bone and Farres, 2001). These conditions might also create new microniches and induce natural selection favorizing less specialized hybrids (Neuffer et al., 1999).

In the present studies, an analysis was done on V. reichenbachiana and V. riviniana from non-polluted populations (control material) and on specimens growing on calamine waste heaps in the vicinity of Chrzanów (Southern Poland). Based on the field observations, plants occurring on the polluted soil were morphologically intermediate between V. reichenbachiana and V. riviniana, specially in flower traits. To support hybrid origin hypothesis, morphological and embryological analyses were done. Soils in this region displayed elevated concentration of heavy metals (Zn, Pb, and Cd). Approximately 30 specimens were collected from two polluted sites (Chrzanów Borowiec, Chrzanów Warpie) and one non-polluted (Skała Kmity near Kraków) for morphological and embryological studies (microand macrosporogenesis, pollen viability and heteromorphism, embryogenesis). Morphological analysis was based on seven flower characters identified individuals from polluted populations, as intermediate between V. reichenbachiana and V. riviniana, but more similar to V. riviniana. Pollen size and heteromorphism were informative in distinguishing two parental species from plants colonizing polluted areas.