Висновки
1. Вивчення родових та видоспецифiчних особливостей формування поверхневих лiпiдiв листя хвойних рослин повинно включати спектральнi та газохроматографічнi дослiдження сумарних поверхневих лiпiдiв, наступний гiдролiз та дослiдження фракцi? жирних кислот і метод диференцiйного термiчного аналiзу.
2. IЧ-спектроскопiя iнформує про активний синтез карбонiльних сполук в складi поверхневих лiпiдiв в процесi розвитку хво?, якi полягають в змiнi спiввiдношення iнтенсивностей смуг поглинання в областi 1705-1710 см-1 та 1725-1740 см-1 в поверхневих лiпiдах листя хвойних рiзного вiку.
3. Для активного формування компонентiв поверхневих лiпiдiв листя хвойних в процесi ?х розвитку характерні змiни складу вуглеводнiв: пiдвищення ступеню гетерогенностi, зростання частки С17, С19, С31-алканiв та частки високомолекулярних компонентiв. Тенденцi? змiни компонентного складу поверхневих лiпiдiв характернi для всiх вивчених видiв хвойних, при цьому деякi родовi та видоспецифiчнi особливостi стосуються накопичення окремих компонентів.
4. Сутт?ву частку (до 79%) в поверхневих лiпiдах листя хвойних складають жирнi кислоти з непарною кiлькiстю атомiв вуглецю, якi знаходяться переважно в вiльному станi. Загальною закономiрнiстю змiни складу поверхневих лiпiдiв в процесi розвитку хвої для всiх вивчених видiв хвойних є рiзке збiльшення кiлькостi бегеново? кислоти в ?? ПЛ (Pinus - в 1,5 - 2 рази, Picea - в 10 разiв), а також зниження кiлькостi жирних кислот з непарною кiлькiстю атомiв вуглецю.
5. Для поверхневих ліпідів листя хвойних характерні два низькотемпературних фазових переходи в областях 20-500С та 40-800С (без втрати маси), якi можна вiднести до плавлення аморфно? та кристалiчно? фази. Температура фазових переходів залежить вiд складу та динамiки формування компонентiв поверхневих лiпiдiв хво?.
6. Припусткова схема напрямкiв біосинтезу окремих класiв та компонентiв поверхневих лiпiдiв листя хвойних, створена на основі отриманих даних, демонструє ?х активацiю або iнгібування на окремих етапах розвитку хво?.
7. Екстракцi? ліпідів з опаду листя хвойних з наступною хiмiчною модифiкацi?ю екстракту дає можливість отримати до 3,8 % вищих жирних кислот та може бути рекомендована для практичного використання.
Список робіт, опублікованих за темою дисертацiї:
1. Штеменко Н.I., Дукачова О.В., Заморуева Л.Ф. Особливостi складу поверхневих лiпiдiв хвойних // Укр. біохім. журн.-1997.-Т.69, №4.-С.61-65.
2. Батюкова О.В., Штеменко Н.I., Глушко В.В. Вищі жирнi кислоти поверхневих тканин зерна кукурудзи// Бюлетень iнституту зернового господарства .-1997.-№5.-С.56-58.
3. Штеменко Н.I., Батюкова О.В., Штеменко О.В., Дрик Т.В. Спектральна та термогравіметрична характеристика поверхневих ліпідів хвої різного віку // Укр. бiохiм. журн.- 1999.- Т.71, №3.-С.119-121
4. Штеменко Н.I., Дрик Т.В., Мартинова В.В., Батюкова О.В. Дослiдження оксосполук поверхневих лiпiдiв хвойних// Укр. бiохiм. журн.- 1999.- Т.71, №4.- С.113-115
5. Дрик Т. В., Штеменко Н.І., Паталах І.І., Батюкова О.В. Склад жирних кислот поверхневих ліпідів деяких рослин// Вісник ДДУ.Біологія. Екологія.-1999. –С.58-62.
6. Shtemenko N.I., Zamorueva L.F., Duckachova O.V., Vinnichenko A.N. Investigation of surface layer of plant leaves// Матеріали Першої міжнародн. Науково-практичної конфер. “Стійкий розвиток: забруднення навколишнього середовища та екологічна безпека” Дніпропетровськ, ДДУ - 1999.-С.114-116
7. Shtemenko N.I., Batukova O.V., Dryk T.V. Responses of coniferous to air pollution // Abstr.of The Fourth International Symposium on ”Responses of Plant Metabolism to Air Pollution and Global Change”.-The Netherland.-1997.-P.124.
8. Shtemenko N.I., Dukachova O.V., Zamorueva L.F. Waxes in plant protection // Abstr. of XIII International Plant Protection Congress.- The Hague (The Netherlands.- 1995.-1309
9. Батюкова О.В., Штеменко Н.I. Особливостi бiосинтезу поверхневих лiпiдiв хвойних // Тези доповiдей. VII Украiнського бiохiмiчного з iзду.- Киiв.-1997.-C.82
10. Shtemenko N.I., Batukova O.V., Dryk T.V., Patalakh I.I. Some physical-chemical properties of leaf cuticular lipids // Abstr. of International Conference on Ecotoxicology & Environmental Safety “Secotox 98”.-Antalya (Turkey).-1998.-P.93.
Berzenina O.V. Biochemical speciality surface lipids of Coniferae leaves. The manuscript.
The thesis for competition of scientific degree of candidate of biological sciences on a speciality 03.00.04 – biochemistry – Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2000.
Тhe disertation is dedicated to study of surface lipids of Coniferous plants leaves in the process of the needle development. The methodical approach for study surface lipids has been worked out. The informativity of IR-spectroscopy is shown. The data which to confirm the active synthesis of carbonylcontaining compounds surface lipids in the process of the needle development have been obtained. The trends of change of compounds in content of surface lipids were shown for all species of studied needle plants. Meanwhile the generic and specific peculiarities have been observed. The dinamic changes in the carbohydrate fraction concerning the elevation of heterogenity level were found. The increase of both C17, C19, C39-alkanes and the part of highmolecular components were noticed. The fraction of fatty acids contained high level of odd-carbon fatty acids. During the process of the needle development the high increase of behenic acid content was observed, besides the level of even-carbon acids content decreased. These data obtained shown general tend regularity in changes of fatty acid fraction of surface lipids for all studied species. Using the method of differential thermal analysis (DTA) the presence of two phases transitions without mass loss has been shown. There transitions could be classified as surface lipids melting points of amorphous and crystalline phases respectively. The possible way of biosynthesis some components of surface lipids has been shown in the present work. The method of purification of considerable amount of fatty acids with long chain from modified extract of deciduous needle on the base of obtained results has been proposed. This method could be recommended for practical use.
Key words: Coniferous, surface lipids, GL-chromatography, fatty acids, carbohydrates, behenic acid
Берзенина О.В. Біохімічні особливості поверхневих ліпідів листя хвойних рослин (Coniferae). Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2000.
Дисертацию присвячено вивченню складу поверхневих ліпідів листя хвойних рослин в процесі розвитку хвої. Розроблено методичний підхід до вивчення поверхневих ліпідів. Показано інформативність інфрачервоної спектроскопії, отримані дані підтвержують активний синтез карбонільних сполук в складі поверхневих ліпідів в процесі розвитку хвої. Доведено, що тенденції зміни компонентного складу поверхневих ліпідів характерні для всіх вивчених видів хвойних, але при цьому відмічаються деякі родові та видоспецифічні особливості. Для вуглеводневої фракції в процесі розвитку притаманні: підвищення ступеню гетерогенності, зростання частки С17, С19, С31-алканів та частки висомолекулярних компонентів. Показано, що для фракції жирних кислот має суттєвий вміст жирних кислот з непарною кількістю атомів вуглецю. В ході розвитку хвої спостерігалось різке збільшення кількості бегенової кислоти, а також зниження вмісту жирних кислот з парною кількістю атомів вуглецю, що є загальною закономірністю зміни складу поверхневих ліпідів для всіх вивчених видів хвойних. Методом диференцiйного термiчного аналiзу показано наявнiсть низькотемпературних фазових переходiв (без втрати маси) в поверхневих лiпiдах листя хвойних, якi можна вiднести до плавлення аморфно? та кристалiчно? фази. В роботі дано можливу схему напрямкiв синтезу окремих класiв та компонентiв поверхневих лiпiдiв листя в рiзних видах хвойних. На основі отриманих результатів розроблено метод екстракцi? ліпідів опаду листя хвойних з наступною хiмiчною модифiкацi?ю екстракту, при якiй досяга?ться видiлення сутт?вих кiлькостей вищих жирних кислот та який може бути рекомендований для практичного використання.
Ключові слова: Coniferous, поверхневі ліпіди, ГР-хроматографія, жирні кислоти, вуглеводні, бегенова кислота
Берзенина О.В. Биохимические особенности поверхностных липидов листьев хвойных (Coniferae). Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04. – биохимия – Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2000.
Диссертация посвящена изучению состава поверхностных липидов листьев хвойных растений в процессе развития хвои. Разработан методический подход включающий спектральные и газохроматографические исследования суммарных поверхностных липидов, последующий гидролиз и изучение фракции жирных кислот, Разработанный подход позволил установить родо- и видоспецифические особенности процессов биосинтеза основных компонентов поверхностных липидов, активных в процессе онтогенеза листа. Результаты проведенных исследований позволяют более глубоко понять причинно-следственные связи между химическим составом поверхностных липидов листьев растений различного возраста и их защитной функцией. Сделанные наблюдения и выводы значительно расширяют представления о механизмах функционирования различных биосинтетических процессов в эпидермальных тканях растений. Показана информативность инфракрасной спектроскопии: полученные данные подтверждают активный синтез карбонилсодержащих соединений в поверхностных липидах заключающиеся в изменении соотношения интенсивностей полос поглощения в области 1705-1710 см-1 и 1725-1740 см-1 в поверхностных липидах в процессе развития хвои. В тоже время дан критический анализ метода тонкослойной хроматографии и УФ-спектроскопии, не позволяющих выявить родо- и видоспецифические особенности состава поверхностных липидов. Доказано, что тенденции изменения компонентного состава поверхностных липидов характерны для всех изученных видов хвойных. Но при этом отмечаются некоторые родовые и видоспецифические особенности.
Углеводороды хвойных представлены в основном нечетными алканами и четными алканами от С19 до С34. Превалирующим компонентом у всех хвойных является С29-алкан. В целом, для углеводородной фракции характерны следующие динамические изменения: повышение степени гетерогенности, возрастание доли С17, С19, С31-алканов и доли высокомолекулярных компонентов. Но если для рода Picea увеличение гетерогенности углеводородов поверхностных липидов хвои с возрастом происходит очень интенсивно и содержание превалирующего компонента меняется почти вдвое в течение года, то для рода Pinus зафиксированный процесс изменения гетерогенности менее выражен (почти все углеводородные компоненты синтезируются уже в первый год) и он практически не затрагивает С29-алкан, так как нонакозан остается самым значительным компонентом на всех изученных стадиях онтогенеза.
Показано, что фракция жирных кислот имеет существенное содержание жирных кислот с нечетным количеством атомов углерода. Можно предположить, что жирные кислоты с нечетным количеством атомов углерода существуют в ПЛ в свободном виде. Необычно сильное поглощение в области 1725 см-1 ПЛ P. abies с этой точки зрения можно объяснить поглощением валентной связи карбонила гептадекановой (С17), пентадекановой (С15) и нонадекановой (С19) жирных кислот в неэтерифицированном виде.
В ходе развития хвои наблюдалось резкое возрастание содержания бегеновой кислоты, а также снижение количества жирных кислот с нечетным количеством атомов углерода, что является общей закономерностью изменения состава жирнокислотной фракции поверхностных липидов всех изученных видов растений. С помощью метода дифференциального термического анализа, который чувствителен к молекулярно-динамическим характеристикам соединений и их смесей показано наличие двух фазовых переходов (без потери массы) в поверхностных липидах листьев хвойных в областях 20-500С и 40-800С, которые можно отнести к плавлению аморфной и кристаллической фазы поверхностных липидов. По шкале газоустойчивости эти растения отнесены к разным группам: Pinus sylvestris - к нестойким (V группа), а Pinus pallasiana - относительно устойчивым (III группа). Относительная устойчивость второго вида может быть объяснена возможностью фазового перехода при физиологически значимых температурах. Наличие низкотемпературного фазового перехода в хвойных обнаруженно нами впервые и его физиологическое значение ранее не обсуждалось. В работе приводится возможная схема путей биосинтеза отдельных классов компонентов поверхностных липидов хвои обсуждается их активация или ингибирование в процессе онтогенетического развития листа. На основе полученных данных разработан метод выделения значительных количеств высших жирных кислот из модифицированного экстракта опада хвои, который может быть рекомендован для практического применения.
Ключевые слова: Coniferous, поверхностные липиды, ГЖ-хроматография, жирные кислоты, углеводороды, бегеновая кислота.
| 
