Журнал - Проблемы криобиологии 2009 №3

Подождите немного. Документ загружается.

281

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

Huang T., Duman J.G. Cloning and characterization of a

thermal hysteresis (antifreeze) protein with DNA-binding

activity from winter bittersweet nightshade, Solanum

dulcamara // Plant Mol. Biol.– 2002.– Vol. 48, N4.– P. 339–350.

Huang T., Nicodemus J., Zarka D.G. et al. Expression of an

insect (Dendroides canadensis) antifreeze protein in Arabi-

dopsis thaliana results in a decrease in plant freezing tempe-

rature // Plant Mol. Biol. – 2002.– Vol. 50, N3.– P. 333–344.

Jin Y., DeVries A.L. Antifreeze glycoprotein levels in Antarctic

notothenioid fishes inhabiting different thermal environments

and the effect of warm acclimation // Comp. Biochem. Physiol.

B. Biochem. Mol. Biol.– 2006.– Vol. 144, N3.– P. 290–300.

Kawahara H., Iwanaka Y., Higa S. et al. A novel, intracellular

antifreeze protein in an antarctic bacterium, Flavobacterium

xanthum // Cryo Letters.– 2007.– Vol. 28, N1.– P. 39–49.

Kenward K.D., Altschuler M., Hilderbrand D. et al. Accumu-

lation of type 1 fish antifreeze protein in transgenic tobacco

is cold-specific // Plant. Mol. Biol.– 1993.– Vol. 23, N2.– P. 377–

385.

Li X.M., Hew C.L. Structure and function of an antifreeze

polypeptide from ocean pout, Macrozoarces americanus: role

of glutamic acid residues in protein stability and antifreeze

activity by site-directed mutagenesis // Protein Eng.– 1991.–

Vol. 4, N8.– P. 1003–1008.

Liu Y., Li Z., Lin Q. et al. Structure and evolutionary origin of

Ca2+-dependent herring type II antifreeze protein // PLoS

ONE.– 2007.– Vol. 2, N6.– P. e548.

Liu S., Wang W., Moos E. et al. In vitro studies of antifreeze

glycoprotein (AFGP) and a C-linked AFGP analogue // Biomac-

romolecules.– 2007.– Vol. 8, N5.– P. 1456–1462.

Loewen M.C., Gronwald W., Sönnichsen F.D. et al. The ice-

binding site of sea raven antifreeze protein is distinct from

the carbohydrate-binding site of the homologous C-type lec-

tin // Biochemistry.– 1998.– Vol. 37, N51.– P. 17745–17753.

Marshall C.B., Chakrabartty A., Davies P.L. Hyperactive anti-

freeze protein from winter flounder is a very long rod-like di-

mer of alpha-helices // J. Biol. Chem.– 2005.– Vol. 280, N18.–

P. 17920–17929.

Matsumoto S., Matsusita M., Morita T. et al. Effects of synthe-

tic antifreeze glycoprotein analogue on islet cell survival and

function during cryopreservation // Cryobiology.– 2006.–

Vol. 52, N1.– P. 90–98.

Osuga D.T., Feeney R.E. Antifreeze lycoproteins from Arctic

fish // J. Biol. Chem.– 1978.– Vol. 253, N15.– P. 5338–5343.

Panadero J., Randez-Gil F., Prieto J.A. Heterologous exp-

ression of type I antifreeze peptide GS-5 in baker’s yeast

increases freeze tolerance and provides enhanced gas

production in frozen dough // J. Agric. Food Chem.– 2005.–

Vol. 53, N26.– P. 9966–9970.

Patterson J.L., Duman J.G. The role of the thermal hysteresis

factor in Tenebrio molitor larvae // J. Exp. Biol.– 1978.–

Vol.181, N1. – P. 37–45.

Pudney P.D., Buckley S.L., Sidebottom C.M. et al. The physi-

co-chemical characterization of a boiling stable antifreeze

protein from a perennial grass (Lolium perenne) // Arch. Bio-

chem. Biophys.– 2003.– Vol. 410, N2.– P. 238–245.

Pullin A.S. Evolution of cold hardiness strategies in insects:

Symposium on Cold Hardiness in animals and plants, 11-16

July, 1993 // Cryo-Lett.– 1994.– Vol. 15, N1.– P. 25.

Regand A., Goff H.D. Ice recrystallization inhibition in ice

cream as affected by ice structuring proteins from winter

wheat grass // J. Dairy Sci.– 2006.– Vol. 89, N1.– P. 49–57.

Robles V., Barbosa V., Herráez M.P. et al. The antifreeze

protein type I (AFP I) increases seabream (Sparus aurata)

embryos tolerance to low temperatures // Theriogenology. –

2007.– Vol. 68, N2.– P. 284–289.

Rubinsky B., Arav A., Fletcher G.L. Hypothermic protection –

a fundamental property of “antifreeze” proteins // Biochem.

Biophys. Res. Commun.– 1991.– Vol. 180, N 2.– P. 566–571.

Marshall C.B., Chakrabartty A., Davies P.L. Hyperactive anti-

freeze protein from winter flounder is a very long rod-like di-

mer of alpha-helices // J. Biol. Chem.– 2005.– Vol. 280, N18.–

P. 17920–17929.

Matsumoto S., Matsusita M., Morita T. et al. Effects of synthe-

tic antifreeze glycoprotein analogue on islet cell survival and

function during cryopreservation // Cryobiology.– 2006.–

Vol. 52, N1.– P. 90–98.

Osuga D.T., Feeney R.E. Antifreeze lycoproteins from Arctic

fish // J. Biol. Chem.– 1978.– Vol. 253, N15.– P. 5338–5343.

Panadero J., Randez-Gil F., Prieto J.A. Heterologous exp-

ression of type I antifreeze peptide GS-5 in baker’s yeast

increases freeze tolerance and provides enhanced gas

production in frozen dough // J. Agric. Food Chem.– 2005.–

Vol. 53, N26.– P. 9966–9970.

Patterson J.L., Duman J.G. The role of the thermal hysteresis

factor in Tenebrio molitor larvae // J. Exp. Biol.– 1978.–

Vol.181, N1. – P. 37–45.

Pudney P.D., Buckley S.L., Sidebottom C.M. et al. The physi-

co-chemical characterization of a boiling stable antifreeze

protein from a perennial grass (Lolium perenne) // Arch. Bio-

chem. Biophys.– 2003.– Vol. 410, N2.– P. 238–245.

Pullin A.S. Evolution of cold hardiness strategies in insects:

Symposium on Cold Hardiness in animals and plants, 11-16

July, 1993 // Cryo-Lett.– 1994.– Vol. 15, N1.– P. 25.

Regand A., Goff H.D. Ice recrystallization inhibition in ice

cream as affected by ice structuring proteins from winter

wheat grass // J. Dairy Sci.– 2006.– Vol. 89, N1.– P. 49–57.

Robles V., Barbosa V., Herráez M.P. et al. The antifreeze

protein type I (AFP I) increases seabream (Sparus aurata)

embryos tolerance to low temperatures // Theriogenology. –

2007.– Vol. 68, N2.– P. 284–289.

Rubinsky B., Arav A., Fletcher G.L. Hypothermic protection –

a fundamental property of “antifreeze” proteins // Biochem.

Biophys. Res. Commun.– 1991.– Vol. 180, N 2.– P. 566–571.

Shneppenheim R., Theede H. Isolation and characterization

of freezing point depressing peptides from larvae of Tenebrio

molitor // Comp. Diochem. Physiol.– 1980.– Vol. 67B, N6.–

P. 561–568.

Simpson D.J., Smallwood M., Twigg S. et al. Purification and

characterisation of an antifreeze protein from Forsythia sus-

pensa (L.) // Cryobiology.– 2005.– Vol. 51, N2.– P. 230–234.

Smallwood M., Worrall D., Byass L. et al. Isolation and

characterization of a novel antifreeze protein from carrot

(Daucus carota) // Biochem. J.– 1999.– Vol. 340, Pt. 2.– P. 385–

391.

Tomczak M.M., Hincha D.K., Estrada S.D. et al. A mechanism

for stabilization of membranes at low temperatures by an

antifreeze protein // Biophys. J.– 2002.– Vol. 82, N2.– P. 874–

881.

Tremblay K., Ouellet F., Fournier J. et al. Molecular charac-

terization and origin of novel bipartite cold-regulated ice

recrystallization inhibition proteins from cereals // Plant Cell

Physiol.– 2005.– Vol. 46, N6.– P. 884–891.

Wallis J.G., Wang H., Guerra D.J. Expression of a synthetic

antifreeze protein in potato reduces electrolyte release at

freezing temperatures // Plant. Mol. Biol.– 1997.– Vol. 35,

N3.– P. 323–330.

Wang J.H. A comprehensive evaluation of the effects and

mechanisms of antifreeze proteins during low-temperature

preservation // Cryobiology.– 2000.– Vol. 41, N1.– P. 1–9.

Wang J.H., Bian H.W., Zhang Y.X. et al. The dual effect of

antifreeze protein on cryopreservation of rice (Oryza sativa

L.) embryogenic suspension cells // Cryo Letters.– 2001.–

Vol. 22, N3.– P. 175–182.

Wang X., DeVries A.L., Cheng C.H. Genomic basis for anti-

freeze peptide heterogeneity and abundance in an Antarctic

eel pout: gene structures and organization // Mol. Mar. Biol.

Biotechnol.– 1995.– Vol. 4, N2.– P. 135–147.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

282

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

Shneppenheim R., Theede H. Isolation and characterization

of freezing point depressing peptides from larvae of Tenebrio

molitor // Comp. Diochem. Physiol.– 1980.– Vol. 67B, N6.–

P. 561–568.

Simpson D.J., Smallwood M., Twigg S. et al. Purification and

characterisation of an antifreeze protein from Forsythia sus-

pensa (L.) // Cryobiology.– 2005.– Vol. 51, N2.– P. 230–234.

Smallwood M., Worrall D., Byass L. et al. Isolation and

characterization of a novel antifreeze protein from carrot

(Daucus carota) // Biochem. J.– 1999.– Vol. 340, Pt. 2.– P. 385–

391.

Tomczak M.M., Hincha D.K., Estrada S.D. et al. A mechanism

for stabilization of membranes at low temperatures by an

antifreeze protein // Biophys. J.– 2002.– Vol. 82, N2.– P. 874–

881.

Tremblay K., Ouellet F., Fournier J. et al. Molecular charac-

terization and origin of novel bipartite cold-regulated ice

recrystallization inhibition proteins from cereals // Plant Cell

Physiol.– 2005.– Vol. 46, N6.– P. 884–891.

Wallis J.G., Wang H., Guerra D.J. Expression of a synthetic

antifreeze protein in potato reduces electrolyte release at

freezing temperatures // Plant. Mol. Biol.– 1997.– Vol. 35,

N3.– P. 323–330.

Wang J.H. A comprehensive evaluation of the effects and

mechanisms of antifreeze proteins during low-temperature

preservation // Cryobiology.– 2000.– Vol. 41, N1.– P. 1–9.

Wang J.H., Bian H.W., Zhang Y.X. et al. The dual effect of

antifreeze protein on cryopreservation of rice (Oryza sativa

L.) embryogenic suspension cells // Cryo Letters.– 2001.–

Vol. 22, N3.– P. 175–182.

Wang X., DeVries A.L., Cheng C.H. Genomic basis for anti-

freeze peptide heterogeneity and abundance in an Antarctic

eel pout: gene structures and organization // Mol. Mar. Biol.

Biotechnol.– 1995.– Vol. 4, N2.– P. 135–147.

Wang R., Zhang P., Gong Z. et al. Exspression of the

antifreeze protein gene in transgenic gold fish (Carassius

auratus) and its implication in cold adaptation // Mol. Mar. Biol.

Biotechnol.– 1995.– Vol. 4, N1.– P. 20–26.

Wu Y., Fletcher G.L. Efficacy of antifreeze protein types in

protecting liposome membrane integrity depends on

phospholipid class // Biochim. Biophys. Acta.– 2001.–

Vol. 1524, N1.– P. 11–16.

Yaish M.W., Doxey A.C., McConkey B.J. et al. Cold-active

winter rye glucanases with ice-binding capacity // Plant

Physiol.– 2006.– Vol. 141, N4.– P. 1459–1472.

Yu J., Cheng C.H., DeVries A.L. et al. Characterization of a

multimer type III antifreeze protein gene from the Antarctic eel

pout (Lycodichthys dearborni) // Yi Chuan Xue Bao.– 2005.–

Vol. 32, N8.– P. 789–794.

Zhang S., Wei Y., Pan H. Transgenic rice plants expressing

a novel antifreeze glycopeptide possess resistance to cold

and disease // Z. Naturforsch. C.– 2007.– Vol. 62, N 7-8.–

P. 583–591.

Zhang C., Zhang H., Wang L. et al. Improvement of texture

properties and flavor of frozen dough by carrot (Daucus

carota) antifreeze protein supplementation // J. Agric. Food

Chem.– 2007.– Vol. 55, N23.– P. 9620–9626.

Поступила 16.09.2008

Рецензент В.В. Рязанцев

Wang R., Zhang P., Gong Z. et al. Exspression of the

antifreeze protein gene in transgenic gold fish (Carassius

auratus) and its implication in cold adaptation // Mol. Mar. Biol.

Biotechnol.– 1995.– Vol. 4, N1.– P. 20–26.

Wu Y., Fletcher G.L. Efficacy of antifreeze protein types in

protecting liposome membrane integrity depends on

phospholipid class // Biochim. Biophys. Acta.– 2001.–

Vol. 1524, N1.– P. 11–16.

Yaish M.W., Doxey A.C., McConkey B.J. et al. Cold-active

winter rye glucanases with ice-binding capacity // Plant

Physiol.– 2006.– Vol. 141, N4.– P. 1459–1472.

Yu J., Cheng C.H., DeVries A.L. et al. Characterization of a

multimer type III antifreeze protein gene from the Antarctic eel

pout (Lycodichthys dearborni) // Yi Chuan Xue Bao.– 2005.–

Vol. 32, N8.– P. 789–794.

Zhang S., Wei Y., Pan H. Transgenic rice plants expressing

a novel antifreeze glycopeptide possess resistance to cold

and disease // Z. Naturforsch. C.– 2007.– Vol. 62, N 7-8.–

P. 583–591.

Zhang C., Zhang H., Wang L. et al. Improvement of texture

properties and flavor of frozen dough by carrot (Daucus

carota) antifreeze protein supplementation // J. Agric. Food

Chem.– 2007.– Vol. 55, N23.– P. 9620–9626.

Accepted in 16.09.2008

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

283

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

* Автор, якому необхідно надсилати кореспонденцію:

вул. Переяславська, 23, м. Харків, Україна 61015; тел.:+38

(057) 373-30-07, факс: +38 (057) 373-30-84, електронна пошта:

cryo@online.kharkov.ua

* To whom correspondence should be addressed: 23,

Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373

3007, fax: +380 57 373 3084, e-mail: cryo@online.kharkov.ua

Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-

tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine

Iнститут проблем кріобіології і кріомедицини

НАН України, м. Харків

УДК 547.422:581

Г.Ю. ДЬЯКОНЕНКО, Ю.С. ЛИСАК, А.М. КОМПАНІЄЦЬ*

Вплив передпосівної обробки насіння ріпака комплексними

агрохімічними препаратами на основі кріопротекторів

на зимостійкість і врожайність рослин

UDC 547.422:581

G.YU. DYAKONENKO, YU.S. LYSAK, A.M. KOMPANIETS*

Effect of Rape Seeds’ Pre-sowing Treatment With Complex

Cryoprotectant-Based Agrochemical Preparations

on Plant Winter Hardiness and Yielding Capacity

Досліджено вплив передпосівної обробки насіння озимого ріпака розчинами кріопротектора ПЕО-1500, препаратів “Юпітер”

і “Дорсай” на його морозостійкість, зимостійкість і врожайність. Визначено, що обробка цими препаратами підвищує здатність

насіння проростати при зниженій (5–10°С) температурі, а також морозостійкість рослин і вміст розчинних вуглеводів. Встановлена

наявність зв’язку між рівнем зимостійкості озимого ріпака і вмістом розчинних вуглеводів.

Ключові слова: ріпак, морозостійкість, зимостійкість, розчинні вуглеводи, врожайність, кріопротектор, агрохімічні препарати.

Исследовано влияние предпосевной обработки семян озимого рапса растворами криопротектора ПЭО-1500, препаратов

“Юпитер” и “Дорсай” на его морозостойкость, зимостойкость и урожайность. Определено, что обработка семян этими препа-

ратами повышает способность семян прорастать при сниженной (5–10°С) температуре, а также морозостойкость растений и

содержание растворимых углеводов. Установлено наличие связи между уровнем зимостойкости озимого рапса и содержанием

растворимых углеводов.

Ключевые слова: рапс, морозостойкость, зимостойкость, растворимые углеводы, урожайность, криопротектор, агрохимические

препараты.

The effect of pre-sowing treatment of winter rape seeds with PEO-1500 cryoprotectant, Jupiter and Dorsay preparations on their

frost and winter hardiness and yielding capacity has been studied. It was found that seed treatment with these preparations increased

the seed capacity to germinate under lowered temperature (5–10°C), and also plant frost hardiness and content of soluble carbohydrates.

A correlation between winter hardiness level of winter rape and content of soluble carbohydrates has been established.

Key words: rape, frost hardiness, winter hardiness, soluble carbohydrates, yielding capacity, cryoprotectant, agrochemical preparations.

Ріпак (Brassica napus L.) є цінною олійною

культурою, яка використовується в багатьох галу-

зях народного господарства. Більш раціонально

вирощувати озимий ріпак через його вищу врожай-

ність і вміст олії в насінні в порівнянні з ярим [1, 7].

Але в Україні середня врожайність озимого ріпака

не перевищує 15 ц/га через його недостатню зимо-

стійкість [7]. Спостерігалося, що 1 раз на 3 роки

озимий ріпак вимерзає на значних площах [5]. На-

приклад, у 2002–2003 році в Україні внаслідок

несприятливих погодних умов загинуло близько

70% посівів цієї культури [11]. Тому питання підви-

щення зимостійкості ріпака є дуже актуальним.

Для підвищення стійкості рослин до несприят-

ливих умов навколишнього середовища застосо-

вуються різні агротехнічні прийоми, зокрема оброб-

ка хімічними препаратами, головним недоліком

яких є токсичність більшості з них. Наслідком їх

використання є забруднення грунту, водних джерел,

накопичення в харчових продуктах і кормах, що

Rape (Brassica napus L.) is a useful oil culture,

used in many areas of national economy. It is more

rational to grow winter rape due to it high yielding capa-

city and oil content in seeds in comparison with spring

one [1, 7]. But in Ukraine the average yielding capacity

of winter rape does not exceed 15 dt/ha due to its low

winter hardiness [7]. It has been observed that once

per 3 years winter rape freezes out over a large area

[5]. For example, in 2002–2003 in Ukraine due to

unfavorable weather conditions nearly 70% of this cul-

ture seeds died-out [11]. Therefore the task of rape

winter hardiness increasing is very actual one.

To increase the plant resistance to unfavorable

environmental conditions different agrotechnical me-

thods have been used, including the treatment with

chemical preparations, the major shortcoming of those

is toxicity. Their use outcome is pollution of ground,

water resources and accumulation in food products

and feed that may contribute to toxic effect on a human

and animals [2]. Development and practical application

284

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

може спричиняти токсичний вплив на людину і

тварин [2]. Актуальні створення і практичне засто-

сування в сільськогосподарському виробництві

чистих, безпечних технологій. Тому основною ви-

могою до засобів хімічного захисту рослин є

зниження їх токсичності.

В ІПКіК НАН України в результаті багаторіч-

них досліджень створені комплексні, екологічно

безпечні, нетоксичні агрохімічні препарати на

основі кріопротекторів поліетиленоксидів (ПЕО)

для передпосівної обробки насіння і вегетуючих

форм різних видів рослин з метою підвищення їх

морозостійкості, врожайності [2, 10]. Багаторічні

випробування ефективності цих препаратів під-

твердили значний позитивний вплив на рослини,

який виявлявся в підвищенні стійкості до несприят-

ливих природних факторів, зростанні врожайності.

Доцільно проводити такі дослідження з насінням

ріпака.

Мета даної роботи – дослідження в порівняльно-

му аспекті впливу передпосівної обробки насіння

озимого ріпака розчинами кріопротектора

ПЕО-1500, комплексних агрохімічних препаратів

“Юпітер” і “Дорсай” на біометричні параметри його

проростання при зниженій температурі, морозо-

стійкість проростків, вміст розчинних вуглеводів у

рослинах після осіннього загартування, зимостій-

кість і врожайність.

Матеріали і методи

Експерименти проводили в лабораторних умо-

вах, а також у відкритому грунті з насінням озимого

ріпака сорту Дангал. Насіння обробляли розчинами

сполук у кількості 5% від маси насіння. Були дослі-

джені такі сполуки в концентраціях 0,4; 1; 2 і 3%:

ПЕО-1500; “Юпітер” і “Дорсай”. Застосовували

метод пророщування насіння при зниженій темпера-

турі (5–10°С) [3] (повторюваність трикратна), а

також досліджували морозостійкість рослин ме-

тодом проростків, який включає пророщування,

загартування, проморожування, відтаювання та

відрощування з наступним визначенням відносної

кількості рослин, які вижили, а також середньої

маси корінців і пагонів після відрощування [3]. На

кожний варіант обробки висівали по 100 насінин у

2 чашках Петрі (повторюваність восьмикратна),

які ставили для пророщування у приміщенні з тем-

пературою 15–20°С. На 4-у добу підраховували

кількість корінців, які проросли. Потім чашки пере-

ставляли в холодильник зі зниженою температурою

(2–5°С) на 2 доби для загартування, протягом 3-х

діб поступово знижували температуру: перша до-

ба – до 0°С; друга – до –3°С; третя – до –5°С.

Надалі зразки витримували 12 годин при –7°С, а

in agriculture of pure and safe technologies are actual.

Therefore a basic requirement to the methods of plant

chemical protection is their toxicity reduction.

At the Institute for Problems of Cryobiology and

Cryomedicine of the National Academy of Sciences

of Ukraine as a result of many years’ research the

complex, ecologically safe, non-toxic agrochemical pre-

parations based on cryoprotectants of polyethylene-

oxides (PEO) for pre-sowing treatment of seeds and

vegetative forms of different types of plants with the

aim of increasing their frost hardiness and yielding

capacity have been developed [2, 10]. Lasting experi-

ments on the efficiency of these preparations confir-

med a significant effect on plants, revealing in increased

resistance to unfavorable natural conditions and rised

yielding capacity. It is reasonable to carry out this re-

search with rape seeds.

The research aim was to study comparatively the

effect of pre-sowing treatment of winter rape seeds

with PEO-1500 cryoprotectant and complex agroche-

mical Jupiter and Dorsay preparations on biometrical

parameters of its germination under lowered tempe-

rature, frost hardiness of seedlings, content of soluble

carbohydrates in plants after autumn acclimation, winter

hardiness and yielding capacity.

Materials and methods

The experiments were carried out under laboratory

conditions and also outdoors with winter rape seeds of

Dangal variety. Seeds were treated with solution of

compounds as 5% of seed mass. The compounds such

as 0.4; 1; and 3% PEO-1500, Jupiter and Dorsay have

been studied. The method of seed germination under

lowered temperature (5–10°C) [3] (three-fold repe-

tition) was used, and also the plant frost hardiness by

the method of sprouts, including germination, acclima-

tion, freezing, thawing and growing with further exa-

mining the relative number of survived plants and

average mass of roots and shoots after re-growing

[3]. For each type of treatment 100 seeds were sowen

in two Petri dishes (eight-fold repetition), placed in-

doors with 15–20°C for germination. To the 4

day a

number of roots, which gave growth were counted.

Then the dishes were placed into a freezer with lowe-

red temperature (2–5°C) for 2 days for acclimation,

during 3 days the temperature stepwise reduced: 1

day it was 0°C; for the 2

it made –3°C and to the 3

it was –5°C. Hereafter the samples were exposed for

12 hours under –7°C, and then were left in a freezer

for thawing during a day at 0–5°C. Following 7 days

the dishes with sprouts were maintained in warm room

at 15–20°C. Afterwards a number of survived seed-

lings was evaluated, an average mass of roots and

shoots was determined.

285

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

потім на добу залишали в холодильнику для відтаю-

вання при 0–5°С. Наступні 7 діб чашки з пророст-

ками витримували в теплому приміщенні при 15–

20°С. Після цього підраховували кількість пророст-

ків, які вижили, визначали середню масу корінців і

пагонів.

Загальний вміст розчинних вуглеводів (моноса-

харидів і дисахаридів) у надземній частині рослин

визначали за методом [6].

Для визначення вмісту розчинних вуглеводів у

рослинах оброблене насіння висівали у відкритий

грунт за [9] в оптимальний для озимого ріпака строк –

24.08.2008. У відкритий грунт висіяли по 120 насінин

з кожного варіанта на 1 м

Восени ріпак ріс і загар-

Total number of soluble carbohydrates (mono-

saccharides and disaccharides) in overground part of

plants was determined by the method [6].

To determine soluble carbohydrate content in plants

the treated seeds were sowen [9] in open ground for

optimal winter rape term by 24.08.2008. Seeds (n =

120) of each type were sowen per 1 m

outdoors. In

autumn the rape grew and was acclimated under

natural conditions. The samples were selected in winter

for analysis, when frost hardiness reached the maxi-

mum.

The winter hardiness was determined for the ratio

of living plant number in spring to germinating ability

in autumn outdoors.

Таблиця 1. Вплив обробки насіння ріпака розчинами кріопротектора

ПЕО-1500, препаратів ”Юпітер” і “Дорсай” на біометричні параметри

його проростання при зниженій температурі (5–10°C), M ± m

Table 1. Treatment effect of rape seed with PEO-1500 cryoprotectant solutions,

Jupiter and Dorsay preparations on biometric parameters of their germination

under low temperature (5–10°C), M ± m

Примітки:

– достовірність відмінностей у порівнянні з розчинами препарату “Дорсай”,

р < 0,05;

– достовірність відмінностей у порівнянні з розчинами ПЕО-1500, р < 0,05;

– достовірність відмінностей у порівнянні з контролем, р < 0,05.

Notes:

– significance of differences compared to Dorsay preparation solutions, p < 0.05;

–

significance of differences compared to PEO-1500 solutions, p < 0.05;

– significance of

differences compared to the control, p < 0.05.

товувався за природних умов.

Зразки для проведення аналі-

зу відбирали взимку, коли

морозостійкість досягає мак-

симуму.

Зимостійкість визначали

за відношенням кількості

живих рослин навесні до схо-

жості у відкритому грунті

восени.

Статистичну обробку ре-

зультатів проводили за мето-

дом Стьюдента.

Результати досліджень

Визначена стимулююча

дія передпосівної обробки на-

сіння озимого ріпака розчина-

ми кріопротекторів при його

пророщуванні при зниженій

(5–10°С) температурі (табл. 1).

Отримані дані показали, що за

таким біометричним пара-

метром, як енергія пророс-

тання, найкращим виявився

препарат “Юпітер” в усіх кон-

центраціях, найбільше в кон-

центрації 1%. Препарат “Дор-

сай” і розчин кріопротектора

ПЕО-1500 також достовірно

підвищували енергію пророс-

тання насіння ріпака в порів-

нянні з контролем, але отри-

мані показники були нижчими

в порівнянні з результатами

застосування препарату

“Юпітер”. Обробка насіння

дослідженими препаратами

сприяла достовірному підви-

щенню показників середньої

маси кореня і пагона в порів-

нянні з контролем, за виклю-

ченням 2%-го розчину кріо-

ещиводереС

muideM

яiгренЕ

яннатсорорп

анвiцнiрок

3- %,убодю

gnitanimreG

stoorfoygrene

3ot

%,yad

51аньтсiжохС - %,убоду

%,yadht51otgnitanimreG

гм,асамяндереС

gm,ssamegarevA

вiцнiрок

stoorfo

лебетс

smetsfo

вiнерок

stoorfo

вiногап

stoohsfo

"ретiпЮ"

retipuJ

%4,0

3,0±7,91

3,2,1

2,3±7,155,2±0,153,0±6,11

3,0±4,91

"ретiпЮ"

retipuJ

3,2±3,22

3,2,1

3,2±3,459,1±3,355,0±5,01

4,0±4,22

"ретiпЮ"

retipuJ

0,2±7,81

3,2,1

8,1±3,252,1±0,154,0±7,01

6,0±5,61

"йасроД"

yasroD

%4,0

3,0±3,31

5,3±7,458,3±0,451,0±5,21

8,0±7,12

"йасроД"

yasroD

8,1±3,11

2,1±7,647,0±7,442,0±4,9

2,0±2,02

"йасроД"

yasroD

6,0±0,11

3,4±3,155,3±0,051,1±3,01

4,0±5,02

ОЕП - 0051

OEP - 0051

%4,0

3,0±7,11

3,2±7,450,2±7,357,0±5,11

5,0±8,32

ОЕП - 0051

OEP - 0051

1,2±0,21

0,2±3,455,1±0,351,0±5,9

2,0±8,02

ОЕП - 0051

OEP - 0051

9,1±3,89,0±3,749,0±7,544,0±3,84,0±9,91

ьлортноK

lortnoC

3,0±7,77,2±7,150,2±0,152,0±0,87,0±1,51

286

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

Results were statistically processed by Student’s

method.

Results and discussion

The stimulating effect of pre-sowing treatment of

winter rape seeds with cryoprotectant solutions during

their germination under lowered temperature (5–10°C)

was established (Table 1). The obtained data have

shown that according to such biometrical parameter

as germination energy, the Jupiter preparation under

all the concentrations was the highest. The most effec-

tive concentration of Jupiter was 1% solution. Dorsay

preparation and PEO-1500 cryoprotectant solution also

significantly increased the germination energy of rape

seeds if compared with the control, but the obtained

indices were lower if compared with the results for

Jupiter preparation use. The seed treatment with the

investigated preparations contributed to a significant

increase of root and shoot average mass indices if

compared to the control, excluding 2% PEO-1500

cryoprotectant solution. Dorsay, Jupiter and PEO-1500

cryoprotectant preparations of 0.4% were the highest

for the root average mass, and 0.4% PEO-1500 and

1% Jupiter for the shoot average mass. With increase

of compound concentrations the average mass of root

and shoot was decreased. No significant differences

for treated seeds to the control according to the indices

of root and shoot germinating ability were revealed.

The research results testify to an increase of frost

hardiness of rape seedlings after their seeds’ treatment

with PEO-1500 cryoprotectant solutions and Jupiter

and Dorsay complex preparations (Table 2). Significant

increase if compared to the control of plant relative

survival under their freezing down to –7°C after

treatment with 2% Jupiter solution, 1% Dorsay solution

and 3% PEO-1500 cryoprotectant solution (significant

differences between the effects of these solutions were

not found) has been observed.

There were no significant differences if compared

to the control according to the indices of root and shoot

average mass, excluding the result of seed treatment

with 2% Jupiter solution.

Of significant importance for plant frost hardiness

is the content of soluble carbohydrates. Rape varieties

with higher frost hardiness differed from less resistant

ones by higher content of soluble carbohydrates after

autumn acclimation, their more economic consumption

in winter and higher content in spring [1,8]. With

increase of monosaccharide concentration the freezing

temperature of cell sap decreased, proteins and lipids

are better protected from destruction [4]. Therefore it

is actual to establish the effect of pre-sowing treatment

of seeds with the described above preparations on

accumulation of soluble carbohydrates in plants as one

of the main factors of their frost hardiness increase.

протектора ПЕО-1500. За середньою масою кореня

кращими виявилися препарати в концентрації 0,4%:

“Дорсай”, “Юпітер” і ПЕО-1500; за середньою

масою пагона – ПЕО-1500 (0,4%) і “Юпітер” (1%).

Зі збільшенням концентрації сполук середня маса

кореня і пагона зменшувалася. За показниками

схожості корінців і стебел достовірних відмінностей

від контролю для обробленого насіння виявлено не

було.

Результати досліджень свідчать про підвищення

морозостійкості проростків ріпака після обробки

його насіння розчинами кріопротектора ПЕО-1500

та комплексних препаратів “Юпітер” і “Дорсай”

(табл. 2). Спостерігалося достовірне в порівнянні

з контролем підвищення відносного виживання

рослин при їх заморожуванні до –7°С після обробки

2%-м розчином препарату “Юпітер”, 1%-м розчи-

ном препарату “Дорсай” і 3%-м розчином кріо-

Таблиця 2. Вплив обробки насіння ріпака розчинами

кріопротектора ПЕО-1500, препаратів “Юпітер” і

“Дорсай” на виживання та середню масу проростків

після їх охолодження до –7°С, M ± m

Table 2. Effect of rape seed treatment with PEO-1500

cryoprotectant, Jupiter and Dorsay preparations

solutions on survival and average mass of germs after

their cooling down to −7°C, M ± m

Примітки:

– достовірність відмінностей у порівнянні з

контролем, р < 0,05;

– достовірність відмінностей у порівнян-

ні з розчином ПЕО-1500, р < 0,05.

Notes:

– significance of differences compared to the control,

p < 0.05.

– significance of differences compared to PEO-1500

solutions, p < 0.05.

ещиводереС

muideM

яннавижиВ

ялсiп

яннавужоромаз

%,С°7-од

retfalavivruS

otnwodgnizeerf

%,C°7-

гм,асамяндереС

gm,ssamegarevA

янерок

toorfo

албетс

toohsfo

"ретiпЮ"

retipuJ

3,8±0,576,0±7,46,1±8,22

"ретiпЮ"

retipuJ

8,6±1,97

6,0±8,44,1±7,32

2,1

"ретiпЮ"

retipuJ

4,8±2,277,0±0,59,0±1,22

"йасроД"

yasroD

8,5±0,18

0,1±2,50,2±1,22

ОЕП - 0051

OEP - 0051

1,6±6,079,0±2,53,1±2,22

ОЕП - 0051

OEP - 0051

3,8±9,777,0±8,38,0±1,81

ОЕП - 0051

OEP - 0051

1,6±2,48

4,0±8,43,1±1,22

ьлортноK

lortnoC

2,8±1,060,1±7,44,1±1,02

287

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

протектора ПЕО-1500 (достовірних

відмінностей між дією цих розчинів

не виявлено).

За показниками середньої маси

кореня і пагона суттєвих відміннос-

тей у порівнянні з контролем не було,

за винятком результату обробки

насіння 2%-м розчином препарату

“Юпітер”.

Важливе значення для морозо-

стійкості рослин має вміст розчин-

них вуглеводів: більш морозостійкі

сорти ріпака відрізняються від

менш стійких вищим вмістом

розчинних вуглеводів після осінньо-

го загартування, економнішим їх

витрачанням взимку і вищим вміс-

том навесні [1, 8]. З підвищенням

концентрації моносахаридів зни-

жується температура замерзання

клітинного соку, білки і ліпіди кра-

ще захищені від деструкції [4].

Тому доцільно визначити вплив

передпосівної обробки насіння ви-

щевказаними препаратами на аку-

муляцію розчинних вуглеводів у

рослинах як на один з основних

чинників підвищення їх зимостій-

кості.

За результатами експериментів

у відкритому грунті виявлено, що в

рослинах, які вирощені з обробле-

ного насіння, під час осіннього за-

гартування акумулюється більше

розчинних вуглеводів у порівнянні з

контрольними (табл. 3). За цим по-

казником найкращим виявився

препарат “Юпітер” в усіх концент-

раціях, а також розчини ПЕО-1500.

При обробці насіння препаратом

“Дорсай” 1% концентрації підвищу-

According to outdoor ground experimental results

it has been found that in plants, grown from the treated

seeds, during autumn acclimation more soluble carbo-

hydrates if compared with the control are accumulated

(Table 3). According to this index the Jupiter preparation

under all the concentrations, and also PEO-1500

cryoprotectant solutions were the best. After seeds’

treatment with 1% Dorsay the content of carbohyd-

rates in plants was increased, after seeds treatment

with 2 and 3% solutions it was at the control level or

even lower.

According to the results of survived plant number

evaluation in spring the increase of rape winter har-

diness after seeds’ treatment with PEO-1500 cryopro-

tectant solution, the maximum effect was for 3% con-

centration, as well for the Jupiter preparation (Table 3).

Таблиця 3. Вплив обробки насіння ріпака розчинами кріопротектора

ПЕО-1500, препаратів “Юпітер” і “Дорсай” на вміст розчинних вуглеводів у

надземній частині рослин, їх зимостійкість і врожайність, M ± m

Table 3. Effect of rape seeds’ treatment with PEO-1500 cryoprotectant

solutions, Jupiter and Dorsay preparations on content of soluble

carbohydrates in overground part of plants, their winter hardiness and

yielding capacity, M ± m

Примітка: * – достовірність відмінностей у порівнянні з контролем, p < 0,05.

Note: * – significance of differences compared to control, p < 0.05.

вався вміст вуглеводів у рослинах; після обробки

насіння 2 і 3%-ми розчинами вміст вуглеводів у

рослинах був на рівні контролю або навіть меншим.

За результатами підрахунку кількості живих

рослин навесні виявилося підвищення зимостійкості

ріпака після обробки насіння розчином кріопро-

тектора ПЕО-1500, найбільший ефект – в концент-

рації 3%, а також препаратом “Юпітер”, в концент-

рації 2% (табл. 3). Відносна кількість рослин, які

вижили, виявилася вищою саме в тих варіантах

обробки насіння, в яких рослини взимку містили

більше розчинних вуглеводів у порівнянні з контро-

лем, що підтвердило зв’язок між акумуляцією цих

речовин і стійкістю ріпака до низьких температур.

Для препарату “Дорсай” визначено підвищення

зимостійкості ріпака тільки при використанні 1%-ї

ещиводереС

muideM

аньтсiжохС

%,8002.90.81

gnitanimreG

otytiliba

%,8002.90.81

тсiмВ

хинничзор

вiдовелгув

%,)9002амиз(

elbuloS

etardyhobrac

retniw(tnetnoc

%,)9002

,ьтсiкйiтсомиЗ

,ssenidrahtsorF

,ьтсiнйажорВ

м/г

gnidleiY

m/g,yticapac

"ретiпЮ"

retipuJ

034,0±53,4 * 088,16

"ретiпЮ"

retipuJ

7,624,0±86,4 * 9,093,09

"ретiпЮ"

retipuJ

8,023,0±32,4 * 5,676,57

"йасроД"

yasroD

2,413,0±51,3 * 0833

"йасроД"

yasroD

7,113,0±59,100

"йасроД"

yasroD

3,812,0±52,23,723,5

ОЕП - 0051

OEP - 0051

8,022,0±89,2 * 9,873,83

ОЕП - 0051

OEP - 0051

8,514,0±53,3 * 095,93

ОЕП - 0051

OEP - 0051

2,433,0±89,3 * 0016,59

ьлортноK

lortnoC

7,121,0±4,28,351,45

288

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

Relative number of survived plants was the hi-ghest

just in those types of seed treatments, where the plants

had more soluble carbohydrates compared to the

control that confirmed the relationship between the

accumulation of these substances and rape resis-tance

to low temperatures. For Dorsay we found increased

winter hardiness of rape only when 1% concentration

was used, after seed treatment with 2 and 3% con-

centrations the rape winter hardiness decreased.

The seed treatment with 3% PEO-1500 cryoprotec-

tant solution and Jupiter preparation under all the con-

centrations and the most effective under 2% concen-

tration contributed to yielding capacity increase (Tab-

le 3). After seed treatment with 1 and 2% PEO-1500

cryoprotectant even though the plant frost hardiness

increased, the yielding capacity was lower compared

to the control that may be associated with low seed

germination ability. Yielding capacity of plant was redu-

ced compared to the control after seed treatment with

Dorsay preparation under all the concentrations. Whe-

reas this preparation stimulates a seed growing under

low positive temperature laboratory conditions, but out-

doors in these experiments it was not effective. Probab-

ly, antibacterial substances, additionally containing

Dorsay preparation, negatively affect plants of this

type and inhibit their growing. But to conclude finally

it is necessary to carry out the repeated investigations.

Conclusions

Pre-sowing treatment of winter rape seeds with

PEO-1500 cryoprotectant and Jupiter and Dorsay

agrochemical preparations contributes to increase of

seed capacity to germinate under lowered temperature

(5–10°C) and also increases frost hardiness of the

seedlings. The most stimulating effect on seed germi-

nation under low temperature was found in preparations

such as: 1% Jupiter, 0.4% PEO-1500 and Dorsay.

Statistically significant increase of rape seedlings’ frost

hardiness was established after treatment of its seeds

with 3% PEO-1500 cryoprotectant, 2% Jupiter and

1% Dorsay solutions.

There was revealed stimulating effect of pre-sow-

ing treatment of winter rape seeds with Jupiter pre-

paration (1, 2 and 3%), PEO-1500 cryoprotectant (2

and 3%) and Dorsay preparation (1%) on accumulation

of soluble carbohydrates in grown plants during their

autumn outdoor acclimatization, that contributed to an

increase of plant frost hardiness and yielding capacity.

The highest frost hardiness and yielding capacity of

rape were determined after seed treatment with PEO-

1500 cryoprotectant (3%) and Jupiter preparation (2%).

концентрації; після обробки насіння 2 і 3%-ми кон-

центраціями зимостійкість ріпака зменшувалася.

Підвищенню врожайності сприяла обробка на-

сіння розчином кріопротектора ПЕО-1500 у концен-

трації 3%, а також препаратом “Юпітер” в усіх кон-

центраціях, найбільше – в концентрації 2% (табл. 3).

Після обробки насіння розчинами кріопротектора

ПЕО-1500 у концентраціях 1 і 2%, хоча і збільши-

лася зимостійкість рослин, врожайність виявилася

нижчою в порівнянні з контролем, що може бути

пов’язане з низькою схожістю насіння. Врожайність

рослин зменшилася в порівнянні з контролем після

обробки насіння препаратом “Дорсай” в усіх кон-

центраціях. Хоча цей препарат стимулює пророс-

тання насіння в лабораторних умовах за низької

позитивної температури, але за умов відкритого

грунту в даній серії експериментів він виявився не

ефективним. Можливо, антибактеріальні речовини,

які додатково містить препарат “Дорсай”, нега-

тивно впливають на рослини даного виду, пригні-

чують їх ріст. Але для остаточних висновків по-

трібно проводити повторні дослідження.

Висновки

Передпосівна обробка насіння озимого ріпака

розчинами кріопротектора ПЕО-1500, а також агро-

хімічними препаратами “Юпітер” і “Дорсай” сприяє

підвищенню здатності насіння проростати при зни-

женій (5–10°С) температурі, а також підвищує мо-

розостійкість проростків. Найбільшу стимулюючу

дію на проростання насіння за умов низької пози-

тивної температури виявили препарати “Юпітер”

у концентрації 1%, ПЕО-1500 і “Дорсай” у концен-

трації 0,4%. Достовірне підвищення морозостійкості

проростків ріпака встановлено після обробки його

насіння розчинами кріопротектора ПЕО-1500 у кон-

центрації 3%, препарату “Юпітер” у концентрації

2% і препарату “Дорсай” у концентрації 1%.

Виявлена стимулююча дія передпосівної оброб-

ки насіння озимого ріпака розчинами препарату

“Юпітер” (1, 2 і 3%), кріопротектора ПЕО-1500 (2

і 3%) і препарату “Дорсай” (1%) на акумуляцію

розчинних вуглеводів у вирощених рослинах під час

їх загартування у відкритому грунті восени, що

сприяло підвищенню зимостійкості та врожайності

рослин. Найвищі зимостійкість і врожайність ріпака

виявилися після обробки насіння розчином кріо-

протектора ПЕО-1500 (3%) і препаратом “Юпітер”

(2%).

Література

Гайдаш Е.В., Рожкован В.В., Плетень С.В., Комарова І.Б.

Порівняльна оцінка морозостійкості озимого ріпака //

Науково-техн. бюл. Ін-ту олійних культур УААН.– 2006.–

Вип. 11.– С. 53–59.

References

Gaydash E.V., Rozhkovan V.V., Pleten’ S.V., Komarova I.B.

Comparative evaluation of winter rape frost hardiness// Scien-

289

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

Грищенко В.И., Компаниец А.М., Мазалов В.К. и др. Совре-

менные достижения криобиологии в создании экологи-

чески безопасных препаратов для сельского хозяйства //

Сб. научн. трудов ХІІІ международной научно-технич.

конференции “Экология и здоровье человека. Охрана

водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов” /

Под ред. С.В. Разметаева.– Харьков: УкрВОДГЕО, 2005.–

Т. 1.– С. 232–238.

Диагностика устойчивости растений к стрессовым

воздействиям: Метод. руководство / Под ред. Г.В. Удо-

венко.– Л: ВИР, 1988.– 226 с.

Колоша О.И., Костенко И.И. Активность β-фруктофура-

нозидазы как показатель морозоустойчивости // Методы

оценки устойчивости растений к неблагоприятным усло-

виям среды / Под ред. Г.В. Удовенко.– Л.: ВИР, 1976. –

С. 151–152.

Комарова И.Б. Оценка исходного материала озимого рап-

са в зависимости от направления селекции // Науково-

техн. бюл. Ін-ту олійних культур УААН.– 2006.– Вип. 11.–

С. 65–69.

Методы биохимического исследования растений / Под.

ред. А.И. Ермакова.– Л.: Агропромиздат, 1987.– 430 с.

Мороз В.М. Потенційні можливості селекції озимого і ярого

ріпака // Науково-техн. бюл. Ін-ту олійних культур УААН.–

2000.– Вип. 5.– С. 67–70.

Остаплюк Е.Д. Физиолого-биохимическая характеристи-

ка морозостойкости озимого рапса: Автореф. дис. ... канд.

биол. наук.– Киев, 1962.– 155 с.

Ріпак / За ред. В.Д. Гайдаша.– Івано-Франківськ, 1998.–

224 с.

Строна И.Г., Сорокин С.Н., Шраго М.И. Теория и практика

предпосевного использования криопротекторов для

повышения надежности культуры озимой пшеницы //

Теория и практика предпосевной обработки семян: Сб.

научн. трудов.– Киев: 1984.– С. 70–77.

Томашова О.Л., Томашов С.В. Новые элементы техно-

логии выращивания озимого рапса в условиях Крыма //

Науково-техн. бюл. Ін-ту олійних культур УААН.– 2007.–

Вип. 12.– С. 235–239.

Levitt J. Responses of Plants to Environmental Stresses.–

New York, London: Academic Press, 1980.– Vol. 1.– 497 р.

Надійшла 20.10.2009

Рецензент С.Є. Гальченко

tific and Technical Bulletin of the Institute of Oil Cultures of

Ukrainian Academy of Agrarian Sciences.– 2006.– Issue 11.–

P. 53–59.

Grischenko V.I., Kompaniets A.M., Mazalov V.K. et. al. Current

cryobiology achievements in development of environmentally

safe preparations for agriculture/ Coll. of Scientific Materials

of XIII International Scientific and Technical Conference/

Ecology and Human Health. Protection of water and air

resources. Waste utilization/ Ed. by S.V. Razmetaeva.-

Kharkov: UkrVODGEO, 2005.– Vol. 1.– P. 232–238.

Diagnostics of plant resistance to stress effects: Manual/

Ed. by G.V. Udovenko.– Leningrad: VIR, 1988.– 226 p.

Kolosha O.I., Kostenko I.I. Activity of β-fructofuranozidase

as frost hardiness index. Methods of plant resistance

evaluation to difficult environments/ Ed. by G.V. Udovenko.–

Leningrad: VIR, 1976.– P. 151–152.

Komarova I.B. Evaluation of initial material of winter rape

depending on selection direction // Scientific and Technical

Bulletin of the Institute of Oil Cultures of Ukrainian Academy

of Agrarian Sciences.– 2006.– Issue 11.– P. 65–69.

Methods of biochemical studies in plants / Ed. by A.I. Erma-

kov.– Leningrad: Agropromizdat, 1987.– P. 134–135.

Moroz V.M. Potential possibilities of winter and spring rape

selection// Scientific and Technical Bulletin of the Institute of

Oil Cultures of Ukrainian Academy of Agrarian Sciences.-

2006.– Issue 5.– P. 67–70.

Ostaplyuk E.D. Physiological and biochemical characteristic

of winter rape frost hardiness: Author’s abstract of the thesis

for obtaining the candidate of biological sciences degree.–

Kiev, 1962.– 155 p.

Rape/ Ed. by V.D. Gaydash.– Ivano-Frankivsk, 1998.– 224 p.

Strona I.G., Sorokin S.N., Shrago M.I. Theory and practice

of pre-sowing use of cryoprotectants for increase of culture

safety of winter wheat // Theory and practice of pre-sowing

treatment of seeds: Coll. of scientific papers.– Kiev, 1984.–

P. 70–77.

Tomashova O.L., Tomashov S.V. Novel elements of techno-

logy of winter rape growing under the Crimea conditions//

Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Oil Cultures

of Ukrainian Academy of Agrarian Sciences.– 2007.– Issue

12.– P. 235–239.

Levitt J. Responses of Plants to Environmental Stresses.–

New York, London: Academic Press, 1980.– Vol. 1.– 497 р.

Accepted in 20.10.2009

10.

11.

12.

10.

11.

12.

290

PROBLEMS

OF CRYOBIOLOGY

Vol. 19, 2009, ¹3

ÏÐÎÁËÅÌÛ

ÊÐÈÎÁÈÎËÎÃÈÈ

Ò. 19, 2009, ¹3

* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:

проспект Нахимова, 2, Севастополь Крым, Украина 99011;

тел.:(+38 0692) 54-34-56;

электронная почта: alekssoldatov@yandex.ru

* To whom correspondence should be addressed: 2, Nakhimova

ave., Sebastopol, Crimea, Ukraine 99011; tel.:+380 692 54 3456;

e-mail: alekssoldatov@yandex.ru

Институт биологии южных морей НАН Украины, г. Севастополь

Севастопольский национальный технический университет

УДК 591.128:597.556.333.7

А.А. СОЛДАТОВ

*, И.А. ПАРФЕНОВА

Напряжение кислорода в крови, скелетных мышцах

и особенности тканевого метаболизма у кефали-сингиля

в условиях экспериментальной гипотермии

UDC 591.128:597.556.333.7

A.A. SOLDATOV

*, I.A. PARFYONOVA

Oxygen Tension in Blood, Skeletal Muscles and Tissue Metabolism

Peculiarities of Liza aurata Risso Under Experimental Hypothermia

В условиях эксперимента исследовано влияние температуры в диапазоне 1...15°С на напряжение кислорода и направленность

метаболических процессов в скелетных мышцах кефали-сингиля (Liza aurata Risso). Показано, что гипотермия (5°С и ниже)

вызывала развитие тканевой гипоксии. Она носила вторичный характер и проявлялась в увеличении числа гипоксических зон

в мышечной ткани, снижении среднемышечного и венозного напряжения кислорода

. Это приводило к усилению анаэробных

процессов в мышцах, о чем свидетельствовали увеличение содержания лактата, снижение уровня АТФ, а также уменьшение

величины рН венозной крови. При температурах близких к 5°С в организме кефали-сингиля отмечали развитие компенсационных

процессов, которые проявлялись в полном или частичном восстановлении напряжения кислорода

в мышцах и венозной крови

при параллельном подавлении анаэробных процессов. Их эффективность утрачивалась с понижением температуры, а при

1...2°С они выявлены не были.

Ключевые слова: гипотермия, скелетные мышцы, напряжение кислорода, тканевая гипоксия, анаэробные процессы, морские

рыбы.

В умовах експерименту досліджено вплив температури в діапазоні 1...15°С на напруження кисню і спрямованість

метаболічних процесів у скелетних м’язах кефалі-сингиля (Liza aurata Risso). Показано, що гіпотермія (5°С та нижче) викликала

розвиток тканинної гіпоксії. Вона мала вторинний характер і виявлялася в збільшенні кількості гіпоксичних зон у м’язовій

тканині, зниженні середньом’язового та венозного напруження кисню Р

. Це призводило до підсилення анаеробних процесів

у м’язах, про що свідчили збільшення вмісту лактату, зниження рівня АТФ, а також зменшення значення рН венозної крові. За

температур близьких до 5°С у організмі кефалі-сингиля відмічено розвиток компенсаційних процесів, які виявлялись у повному

або частковому відновленні напруження кисню

у м’язах і венозній крові при паралельному пригніченні анаеробних процесів.

Їх ефективність втрачалась зі зниженням температури, а при 1...2°С їх не було виявлено.

Ключові слова: гіпотермія, скелетні м’язи, напруження кисню, тканинна гіпоксія, анаеробні процеси, морські риби.

Influence of temperature within 1...15°С range on oxygen tension and metabolic processes orientation in skeletal muscles of Liza

aurata Risso was investigated under experiment conditions. It was shown, that hypothermia (5°С and lower) caused the development

of tissue hypoxia. This phenomenon was of secondary character and was connected with increase of number hypoxic zones in a

muscular tissue, decrease muscle and venous Р

. It resulted to activation of anaerobic in muscles. It reflects a rise of the lactate

content, decrease of ATP level and also fall of pH value in venous blood. At temperatures close to 5°С in a mullet organism marked

development of compensation processes. They have been shown in full or partial restoration

in muscles and venous blood at

parallel suppression anaerobic processes. Their efficiency was lost with temperature fall. At 1...2°С they were not revealed at all.

Key-words: hypothermia, skeletal muscles, oxygen tension, tissue hypoxia, anaerobic processes, sea fishes.

Содержание теплолюбивых видов рыб при тем-

пературе воды ниже 5–7°С часто сопровождается

развитием асфиксии. Это состояние нередко возни-

кает у рыб на рыбоводных хозяйствах и является

причиной массовой гибели посадочного материала

[6, 11]. Данная реакция в определенной степени

парадоксальна, так как развивается при снижении

потребности организма в кислороде и повышении

его растворимости в воде, тканевых и циркуляцион-

ных средах.

The keeping of homoiothermal fish species at water

temperature below 5–7°C is frequently accompanied

with the developing of asphyxia. This state appears as

often as not in fish in fishing farms and is the cause of

mass death of stocking material [6, 11]. This reaction is

paradoxical in a certain extent, since it develops during

reduction of organism need in oxygen and increase of its

solubility in water, tissue and circulation media.

It has been shown that hypothermia may cause

significant reorganization of tissue metabolism in

Institute of Biology of the Southern Seas of the National Acad-

emy of Sciences of Ukraine, Sebastopol, Ukraine

Sebastopol National Technical University, Sebastopol, Ukraine