<<
>>

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ

Опытами с изолированными митохондриями показано, что все изученные галоидфеноксикислоты разобщают окисление сукци- ната и сопряженное с ним фосфорплирование. При этом незамещенная феноксиуксусная кислота даже в высоких концентрациях (10-2 М) оказалась весьма слабым разобщителем; по мере увеличения числа заместителей-галоидов в ядре феноксиуксусные кислоты становились все более сильными разобщителями (табл.

1 и 2).

В экспериментах использовались высокоактивные гербициды —

  1. Д              и 2, 4, 5-Т, а также их диортозамещенные аналоги, не обладающие гербицидной активностью, — 2,6-Д и 2,4.6-Т [22]. 2,6-Д была несколько менее токсичной для окислительного фосфорилирования, чем 2,4-Д, тогда как 2,4,5-Т и 2,4,6-Т почти не различались между собой. Можно предположить, что разница между
  1. Д              и 2,6-Д обусловлена несколько большей гидрофильностыо последнего соединения [23]; 2,4,5-Т и 2,4,0-Т могли быть равно эффективными разобщителями вследствие их практически одинаковой растворимости [23]. Таким образом, в опытах с изолированными митохондриями отсутствовала зависимость между гербицидной активностью веществ и их способностью разобщать окислительное фосфорплирование.

Влияние некоторых хлорфеноксикислот на окислительное фосфорилированпе митохондрий из этиолированных гипокотилей сои*

Кислота

Концен

трация,

моли

Контроль

с тс

Проба

до

ДР

Р/О

до

АР

Р/О

Феноксиуксусная

10-2

12,97

20,70

1,60

11,13

14,36

1.29

4-хлорфеноксиуксусная

10-2

9,34

13,82

1,48

3,06

0,77

0,25

(4Х)

3-10-3

11,18

16,70

1,40

8,58

6,53

0,76

2,4-днхлорфеноксиуксус-

10-2

13,62

12,32

0,90

3,07

**

0,00

ная (2,4-Д)

3 ¦ 10-3

12,97

20,70

1,60

8,20

1,48

0,18

10-3

10,58

19,75

1,87

9,58

11,23

1,17

5¦10-*

8,13

3,63

0,45

6,84

2,58

0,38

2,6-дихлорфеноксиуксус-

10-2

10,98

10,06

0,92

7,40

2,23

0,30

пая (2,6-Д)

3 • Ю-з

11,72

11,39

0,97

8,02

5,31

0,66

Ю-з

8,47

8,79

1,04

8,19

6,65

0,81

2,4,5-трихлорфеноксиуксус-

3 ¦ 10-з

14,46

13,53

0,94

3,22

**

0,00

ная (2,4,5-Т)

Ю-з

15,83

17,77

1,12

9,04

0,68

0,07

5•10-t

15,83

17,77

1,12

11,55

6,81

0,59

2,4,6-трпхлорфеноксиуксус-

3 • Ю-з

14,46

13,53

0,94

4,80

**

0,00

ная (2,4,6-Т)

Ю-з

10,58

16,15

і ,53

4,58

3,12

0,68

5-10-4

11,72

11,39

0,97

7,88

4,18

0,53

* Определено в мкп томах на 1 мг общего азота за 1 час и исправлено с учетом окисления и фосфорилирования в отсутствие экзогенного субстрата.

Такие же исправления сделаны в табл. 3 и 4.

** Убыли неорганического фосфата иг* было; происходил гидролиз фосфорных эфиров.

Возможна различная интерпретация полученных данных. Прежде всего напрашивается вывод, что гербицидное действие галопдфеноксикпслот осуществляется иными путями, чем разобщение окислительного фосфорилирования. Но с другой стороны, нельзя было не предположить, что в растениях in vivo не обладающие гербицидной активностью 2,6-Д и 2,4,6-Т по каким-то причинам не способны достигать митохондрий, осуществляющих окислительное фосфортілпрование.

Для изучения возможности локализации галоидфеноксикислот в субклеточных структурах был поставлен опыт, в котором молодые растения фасоли погружали на 48 час. срезанными стебельками в растворы 2,4-Д и 2.G-Д. После этого из гомогепатов выделяли фракцию структур, осаждающихся в интервале от 5U0 до К! ООО g, куда входили главным образом митохондрии и хлоропласти. Осадок суспендировали в буфере и дважды переоса-

Влияние некоторых хлорфенокеикиелот на окислительное фос- форилированне митохондрий из этиолированных гипокотилей сои (подавление, % к контролю *)

Кислота

до

ДР

Р,0

до

др

Р/О

1"-- зг

3 • ю-» м

Феноксиуксусяая

14,1

30,6

19,2

67,2

94,2

83,2

23,3

60,9

45,7

2,4-Д

77,5

100,0

100,0

36,8

92,9

88,8

2,6-Д

32,6

77,7

67,3

31,6

53,4

32,0

2,4,5-Т

77,7

100,0

100,0

2,4,6-Т

—¦

66,8

100,0

100,0

Таблица 2 (продолжение)

Кислота

ДО

ДР

Р/О

ДО

ДР

Р/О

10”3 М

5 ¦ 10—* М

Феноксиуксусная

.

_

_

2,4-Д

9,5

43,1

37,4

15,9

29,0

15,6

2,6-Д

3,3

24,3

22,1

2,4,5-Т

42,9

96,7

93,8

27,0

67,3

47,3

2,4,6-Т

56,7

80,7

55,4

32,8

63,3

47,4

* Составлено но данным табл. 1.

ждали. Как показывают результаты опыта, содержание 2.4-Д в растениях фасоли составляло (в мкг на 100 растений) 58, а 2,6-Д — 108. Во фракции структур 2,6-Д, несмотря на чрезвычайно интенсивное поступление в растения, отсутствовала, а 2,4-Д содержалась в структурах в количестве 583 (в мкг на 100 мг азота).

Тем не менее отсутствие 2,6-Д во фракции субклеточных структур можно было бы объяснить лучшей по сравнению с 2.4-Д растворимостью в воде, в результате чего вещество полнее удалялось при промывании осадка. Поэтому бьгл поставлен совершенно аналогичный опыт, в котором сравнивали поведение 2,4,5-Т и 2,4,6-Т, имеющих примерно одинаковую растворимость в воде [23]. Оказалось, что 2,4,6-Т гораздо активнее, чем 2,4.5-Т, проникала в растения фасоли (соответственно 307,4 и 134,6 мкг на 100 растении), тогда как во фракции структур 2,4,6-Т отсутствовала. а 2.15-Т составляла 122,0 мкг на ]Ь() мг азота.

Нужно

заметить, что 2.4-Д и 2.4.5-Т сильно угнетали растения, а 2.Н-Д и 2,4,6-Т не вызывали заметных повреждений.

Полученные результаты дали основание предполагать, что не обладающие j ербицндной активностью 2.(5- Д и 2.4.0 Т в рас.те ниях in vivo не достигают субклеточных структур, поэтому не' могут влиять на протекающие в них процессы, хотя при непосредственном контакте с изолированными митохондриями они оказываются столь же токсичными, как и эффективные гербициды

  1. Д п 2,4.5-Т. Последние же способны, вероятно, контактировать с субклеточными структурами в растениях in vivo так же, как это имеет место в опытах in vitro с изолированными митохондриями.

Необходимо было выяснить, каким образом обработка растений гербицидами отражается на окислительном фосфорилирова- нии выделенных из них митохондрий. Но прежде чем провести такие опыты, следовало установить, что процесс выделения и отмывания митохондрий не маскирует разобщения окислительного фосфорилирования, если оно имело место под влиянием галоидфеноксикислот.

Митохондрии, выделенные из этиолированных гипокотилей сои, вначале инкубировали 10 мин. в обычной реакционной смеси (без гекеокиназы), куда добавляли 2,4,5-Т или 2,4,6-Т в концентрации 10_3 М, которая почти полностью подавляла фосфори- лирование (см. табл. 1 и 2). При этой инкубации регистрировали поглощение кислорода за 10 мин. Затем отбирали из каждого сосудика 3 мл и дважды промывали митохондрии центрифугированием в буфере при 16 ООО g. После этого в обычной инкубационной смеси изучали окислительное фосфорилировапне. Выяснено, что отмывание митохондрий от токсиканта приводит к практически полному восстановлению сукциндегидрогеназной активности, но процессы фосфорилирования остаются подавленными (табл. 3).

Таблица 3

Степень восстановления окнсленпя и сопряженного фосфорилирования митохондрий после отмывания их от галоидфеноксикислот (в мкатомах на 1 мг общего азота за 1 час)

Вариант опыта

Инкубация

с токсикантом

после отмывания от токсиканта

ДО

“о

ДО

0

ДР

0

/ 0

Р/О

0

Контроль

16,00

100,0

15,93

100,0

16,57

100,0

1,04

100,0

2,4,5-Т, 10-з м .

. .

5,60

35,4

15,90

99,8

8,93

53,9

0,56

53,8

Контроль

14,84

100,0

9,75

100,0

8,40

100,0

0,86

100.0

2.4.(i-Т, in-:’’ М . . .

9,09

65,3

8,00

82,1

3,84

45,7

0,48

55,S

То обстоятельство, что нарушенные галопдфенокснкислотами процессы фосфорплирования полностью не восстанавливаются при выделении и промывании структур, дало основания для изучения окислительного фосфорилированпя митохондрий, выделенных 11.1 обработанных гербицидом растений.

Десятидневные растения гороха обрабатывали 2,4-Д или

  1. Д. растворенными в 20%-ном этаноле, с таким расчетом, чтобы на каждое растение попало приблизительно 25 мкг вещества. Через различные промежутки времени из обработанных и контрольных растений выделяли митохондрии и определяли интенсивность окисления сукцииата и сопряженного фосфорилпрова- ния. Результаты опыта приведены в табл. 4.
  2. Таблица 4

    Окислительное фосфорилироваиие митохондрий, выделенных из зеленых растений гороха, обработанных 2,4-Д или 2,6-Д


Вариант опыта

до

АР

Р/О

мкатомы па 1 час на 1 мг азота

°'0 К кон- 1 ролю

мкатомы за 1 чао на 1 мг азога

0 '

к контролю

абсолют

ная

величина

0

К коп- Т {ЮЛЮ

Ч е р

е з один день

и о с л е

о б р а б о

тки

Контроль ....

3,96

100,0

4,77

100,0

1,20

100,0

2,4-Д

4,66

¦117,7

3,85

80,7

0,83

69,2

Через четыре дня

Контроль ....

4,03

100,0

4,40

100,0

1,10

100,0

2,4-Д

5,58

138,5

3,90

88,6

0,70

63,6

Через шесть дней

Контроль ....

4,30

Ю0,0

4,90

100,0

1,14

100,0

2,4-Д

7,78

180,9

5,94

121,2

0,76

66,7

Через шесть дней

Контроль ....

3,38

100,0

4,75

100,0

1,40

100,0

2,6-Д

3,90

115,4

5,81

122,3

1,49

105,7

Митохондрии, выделенные из обработанных 2,4-Д растений, отличались от контрольных повышенной сукциндегпдрогеназпои активностью тем более значительно, чем длительнее был промежуток времени между опрыскиванием и выделением структур. Фос- форилирование митохондрий через один и четыре дня после обработки растений гербицидом было меиее интенсивным, чем в контроле. Через шесть дней митохондрии обработанных растений зте-

рифицировали больше неорганического фосфата (в расчете на

  1. мг азота структур), чем митохондрии контрольных растений. Тем не менее при всех сроках анализа у митохондрий из обработанных растений степень сопряженности фосфорилирования с. окислением сукцината составляла примерно */з от уровня, достигаемого митохондриями контрольных растений. Следовательно, во всех случаях разобщение окислительного фосфорилирования митохондрий из гороха, обработанного 2,4-Д, было вполне очевидным.
  1. Д не вносила заметных изменений в интенсивность окисления сукцината и сопряженного фосфорилирования, поэтому величина Р/О для митохондрий, обработанных этим веществом, мало отличалась от контроля (см. табл. 4).

<< | >>
Источник: Метлицкий Л.В. (ред). Биохимические основы защиты растений. 1966

Еще по теме РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ:

  1. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ
  2. Результаты опытов других научных учреждений
  3. Оценка дифференцирующей способности среды опытов (сроков и пунктов посева)
  4. Оценка дифференцирующей способности среды опытов (технологий возделывания) Анализ по С.П. Мартынову
  5. Климат зоны и метеорологические условия в годы проведения полевых опытов
  6. Публикации результатов исследований.
  7. ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛВДОВАНИЙ
  8. Обсуждение результатов исследований
  9. IV. Результаты исследования
  10. 2.2. Результаты исследований
  11. Обсуждение результатов
  12. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
  13. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ