Размещено на http://www.allbest.ru/

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Еколого-біологічна роль лектинів при формуванні біотичних взаємозв'язків в агроценозах лісостепу України

03.00.16 - екологія

Поспєлова Ганна Дмитрівна

Дніпропетровськ - 2009

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Полтавській державній аграрній академії

Науковий керівник:

доктор сільськогосподарських наук, професор Писаренко Павло Вікторович, Полтавська державна аграрна академія, декан агрономічного факультету, професор кафедри землеробства і агрохімії

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент УААН, Гриник Ігор Володимирович, Українська академія аграрних наук, академік - секретар.

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Гармаш Світлана Миколаївна, ДВНЗ Український державний хіміко-технологічний університет, доцент кафедри біотехнології та БЖД

Захист відбудеться " 9 " квітня 2009 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.804.02 у Дніпропетровському державному аграрному університеті за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25, корпус 1, конференц-зал (ауд. 342).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Дніпропетровського державного аграрного університету за адресою: м. Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25.

Автореферат розісланий " 7 " березня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.О. Мицик

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Традиційно реґулювання чисельності шкідників й бур'янів та поширеності хвороб проводиться у виробничих умовах за допомогою пестицидів. Порушення природного балансу, акумуляція в продукції та ґрунті небезпечних хімічних сполук змушує виробників зменшити антропогенне навантаження на біо- та агроценози. При цьому альтернативою виступають біологічні методи боротьби і біостимулятори (Вигера С. М., 1997; Писаренко В. М., 2003; Гриник І.В., 2007).

Серед сучасних напрямів біоконтролю в останній час плідно розвивається застосування рослинних біологічно активних сполук. Найперспективнішим тут є використання лікарських рослин, які містять біологічно активний комплекс природних сполук, а також бур'янів із вираженими алелопатичними властивостями (Попов А.П., 1969; Котуков Г.Н., 1974; Кархут В.В., 1992; Гродзинський А. М., 1991). Вважається, що вони можуть бути використані як основа для створення нових біопестицидів.

В Україні є певний досвід розробки та використання рослинних препаратів фунґіцидної дії (Наумов Г.В., Подоба Л.В., 1984; Орел Л.В., 1997). Однак з-поміж їх складових майже відсутні компоненти лікарських рослин, особливо білкової природи (лектини). Ці сполуки мають надзвичайну біологічну активність, беруть участь у реґуляції поділу, диференціації клітин, стимуляції насіння при проростанні, пізнаванні на початкових етапах патогенезу (Королев Н.П., 1978; Линевич Л.И., 1979; Etzler М., 1981). Якщо з точки зору хімії, біохімії, медицини та фізіології лектини вивчаються досить досконало, то прикладні аспекти їх використання, передусім у фітофармакології, вивчено недостатньо. Саме тому ми вибрали їх об'єктом наших досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є частиною комплексної наукової програми Полтавської державної аграрної академії "Розробка технології вирощування екологічно чистого високоякісного зерна для виробництва продуктів дитячого і дієтичного харчування” (номер державної реєстрації 0198U007120).

Мета і задачі дослідження Метою роботи є екологічне обґрунтування використання лектинів і лектинвмісних екстрактів у фітофармакології, пошук сировинної бази та розробка екологічно безпечних технологій їх отримання. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

§ визначити біологічну активність хімічно чистих фітолектинів, лектинвмісних екстрактів та їх складових;

§ провести пошук серед представників флори України рослин за відповідними властивостями;

§ виділити лектинвмісні екстракти та оцінити їх активність;

§ виявити фунґіцидну активність лектинвмісних екстрактів та їх складових;

§ провести дослідження щодо біологічної активності лектинвмісних екстрактів за умов передпосівної обробки насіння сільськогосподарських культур;

§ розробити технологію виділення лектинів із відходів фармацевтичної промисловості.

Об'єкт дослідження: біотичні зв'язки ячменю ярого та збудника летючої сажки ячменю, вплив лектинів та лектинвмісних екстрактів рослинного походження на збудників і шкідливість хвороби, підвищення продуктивності культури.

Предмет дослідження: насіння, окремі рослини й агроценози ячменю ярого (Hordeum vulgare var. pallidum Ser., Hordeum distichum var. nutans Schыbl.), лектини та лектинвмісні екстракти рослинного походження, теліоспори ячменю ярого (Ustilago nuda (Jens.) Kell. et Sw.).

Методи дослідження: лабораторні, веґетаційні, польові, вимірювально-вагові, розрахунково-порівняльні, математично-статистичні.

лектин фармакологія ячмінь летюча сажка

Наукова новизна одержаних результатів полягає у розробці нових екологічно обґрунтованих підходів щодо екзогенного застосування лектинів та лектинвмісних екстрактів, пошуку рослин-донорів та сировинної бази для отримання біологічно активних фітолектинів.

Вперше розроблено спосіб оцінки біологічної активності лектинів, встановлено, що рослинні екстракти специфічно впливають на тест-систему. Вперше показано, що ефективність рослинних екстрактів залежить від наявності в них лектинів; відповідно до цього запропонована класифікація їх дії. Доведено, що лектинвмісні екстракти і лектини, які в них містяться, та екстракти без лектинів інгібують розвиток теліоспор летючої сажки ячменю. Вперше доведена можливість використання лектинів та лектинвмісних екстрактів для зниження шкідливості Ustilago nuda (Jens.) Kell. et Sw., що підвищує врожайність ячменю. Запропоновані технології виділення лектинів з відходів фармацевтичної промисловості. За результатами досліджень отримано три деклараційні патенти України (№ 13550, № 13551, № 13552).

Практичне значення одержаних результатів. Доведено доцільність застосування лектинів та лектинвмісних екстрактів для передпосівної обробки насіння ячменю з метою зниження шкідливості летючої сажки та підвищення продуктивності культури. Встановлено, що з економічної й екологічної точок зору доцільно використовувати відходи фармацевтичної переробки лікарських трав для отримання лектинвмісних препаратів. Запропоновано технологічні схеми виділення препаратів, що дає можливість налагодити їх виробництво.

Виробниче впровадження результатів досліджень проведено в 2007-2008 рр. у селянському фермерському господарстві "Агро-стиль" Зіньківського району Полтавської області на площі 80 га., що забезпечило збільшення урожаю на 2,2 - 4,4 ц/га. Ефективність застосованих лектинвмісних екстрактів підтверджена актами впровадження.

Результати досліджень використовуються в навчальному процесі при підготовці фахівців за напрямом "Агрономія".

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана особисто автором. Здобувач самостійно вибрала напрямок і розробила основну концепцію досліджень, провела інформаційний пошук та оцінку літературних джерел. За її безпосередньої участі проводилися лабораторні та польові досліди, спостереження, аналітичні роботи й експериментальна робота за науковою програмою. Автором проведено обробку, аналіз та інтерпретацію результатів досліджень, формулювання висновків і рекомендацій виробництву, опублікування наукових праць. Публікації за результатами досліджень видані одноосібно або в співавторстві. Частка автора складає 90%.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались і обговорювалися на науково-практичних конференціях викладачів, співробітників та студентів Полтавського державного сільськогосподарського інституту (Полтава, 1998, 1999, 2005), Всеукраїнських міжвузівських науково-методичних конференціях із проблем природничих наук, присвячених пам'яті А.П. Каришина (Полтава, 1997, 1998), II науково-практичній конференції "Екологічні проблеми регіону: суть та шляхи вирішення" (Полтава, 1999), Всеукраїнській науково-практичній конференції "Труд і турбота тобі, Україно" (Київ, 1999), Всеукраїнській науково-практичної конференції "Біорізноманіття: сучасний стан, проблеми та перспективи розвитку" (Полтава, 2004), Міжнародній науково-практичній конференції. "Проблеми підвищення адаптивного потенціалу системи рослинництва в зв'язку зі змінами клімату" (Біла Церква, 2008). За основними положеннями дисертації автором була підготовлена робота на конкурс наукових розробок та проектів (Київ, 1999) і на здобуття премії Української академії аграрних наук "За видатні досягнення в аграрній науці" (Київ, 2001).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 наукових робіт, в тому числі шість статей в наукових виданнях (у фахових - п'ять), вісім тез наукових доповідей на конференціях, три деклараційні патенти України.

Обсяг та структура дисертації. Робота складається зі вступу, огляду літератури, опису методів досліджень та ґрунтово-кліматичних умов, чотирьох розділів з описом результатів власних досліджень, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, додатків.

Дисертаційна робота викладена на 158 сторінках тексту комп'ютерного набору, з яких 126 сторінок основного тексту. Робота ілюстрована 38 таблицями та 36 рисунками. Список використаних джерел нараховує 314 найменувань, серед них 142 латиницею. Додатки викладені на 22 сторінках.

Основний зміст роботи

У першому розділі - "Захисні і рістрегулюючі властивості біологічно активних речовин рослинного походження" на основі узагальнених літературних даних висвітлені сучасні наукові підходи щодо біологічного захисту й патогенезу рослин та їх стійкості до хвороб. Показано, що у формуванні біотичних зв'язків у системі "патоген - рослина" беруть участь різноманітні хімічні сполуки, що виділяються організмами. В цьому процесі важливу роль відіграють лектини, які завдяки специфічності до вуглеводних гаптенів, здатні визначати міжклітинне пізнавання. Представлені сучасні концепції ролі й значення лектинів на різних рівнях організації у розвитку праць Є.Л. Голинської, М.П. Корольова, В.М. Лахтина, М.Д. Луцика, Ф.М. Шакірової. Детально висвітлені хвороби ячменю ярого (особливо летюча сажка) її розвиток, умови ураження та сучасні методи боротьби з нею. На основі аналізу літературних джерел обґрунтовано напрям, мету і задачі подальших досліджень.

У другому розділі - "Характеристика району, програма та методика досліджень" наведені дані, що відображають умови виконання досліджень, методику їх проведення.

Експериментальні дослідження виконано на кафедрі екології та ботаніки Полтавської державної аграрної академії, в умовах дослідного поля учбово-дослідного господарства "Ювілейний" та Полтавської державної сортовипробувальної ділянки у 1996-1999 роках.

Ґрунти дослідної ділянки - темно-сірі опідзолені крупнопиловидні-середньосуглинисті.

Клімат - помірно континентальний з нестійким зволоженням. За багаторічними даними Полтавської метеостанції, середньодобова температура найтеплішого місяця - липня - становить 20,5^оС; абсолютний максимум дорівнює 38,2^оС. Стійкий перехід середньодобових температур повітря через + 5 ^оС спостерігається на 7,04 і 26.10 восени, тривалість - 202 дні. Погодні умови протягом 1996-1999 рр. характеризувалися підвищеними температурами в період веґетації, а кількість опадів була вище середньобагаторічних даних.

В лабораторних умовах проводили оцінку біологічної активності п'яти хімічно-чистих лектинів виробництва НВК "Лектинотест" та "Reanal”: квасолі, картоплі, вики посівної, сочевиці та гороху методом біотестування на паростках крес-салату за А.М. Гродзинським (1979). Застосовували такі концентрації лектинів у дистильованій воді: 1, 0,1, 0,01, 0,001, 0,0001, 0,00001%.

Лектинвмісні рослинні екстракти отримували з трави звіробою звичайного (Hippophae rhamnoides L.) цмину піскового (Helichrysum arenarium (L.) Moench.), нагідок лікарських (Calendula officinalis L.), деревію майже звичайного (Achillea submillefolium Klok. et Krytzka) та насіння обліпихи крушиновидної (Hippophae rhamnoides L.) за методикою М.Д. Луцика, Є.М. Панасюка, О.Д. Луцика (1981).

Виділення лектинів із рослинних екстрактів проводили методом низькотемпературного етанольного фракціонування (Луцик М.Д., Панасюк Є.М., Луцик О.Д., 1980). Їх біологічну активність оцінювали в імунологічних планшетах за гемаглютинуючим тестом з еритроцитами людини в балах (Голынская Е.Л. и др., 1992).

У вегетаційних дослідах вивчали біологічну активність лектинвмісних екстрактів на проростки насіння зернових культур (жито, овес, ячмінь, пшениця) за методикою J. F. G. M. Wintermans, A. De Mots (1965). Вміст хлорофілу "а+в" та суму каротиноїдів у листках визначали на спектрофотометрі "Specol-210”

Вплив розчинів нативних екстрактів, лектинів, виділених з екстрактів, та екстрактів без лектинів на проростання теліоспор Ustilago nuda вивчали в лабораторних умовах.

У живильне середовище (20% цукроза на дистильованій воді) додавали лектинвмісні екстракти і висівали теліоспори летючої сажки ячменю ярого (Ustilago nuda (Jens.) Kell. et Sw.) й спостерігали за їх розвитком (Степановських О.С., 1990).

У польових умовах заражували рослини ячменю ярого на початку цвітіння теліоспорами Ustilago nuda за методом В.І. Кривченка (1984). Вивчали два сорти ? стійкий до ураження летючою сажкою сорт Паллідум-107 та нестійкий сорт Добробут. Досліджували динаміку накопичення лектинів при патогенезі в період формування зернівки.

Дрібноділяночні досліди з вивчення впливу лектинвмісних екстрактів на ураження летючою сажкою проводили на інфікованому фоні. Насіння ячменю сорту Добробут, інокульоване за методикою В.І. Кривченка (1984), навесні обробляли досліджуваними екстрактами.

У 1997-1999 рр. насіння ячменю ярого обробляли перед сівбою лектинвмісними екстрактами. Збирання урожаю проводили комбайном "Sampo”. Повторність - чотирьох-кратна, площа ділянки - 18,5 м ², схема досліду рендомізована. В період збирання урожаю з кожної ділянки відбирали снопи та визначали структуру урожаю.

Виробниче впровадження результатів досліджень проводили на сортах ярого ячменю Вакула та Джерзей в 2007-2008 роках. Фітопатологічні обліки проводилися за методикою Е. Гешеле (1978), облік урожайності - за загальноприйнятими методиками.

Отримані дані обробляли методом дисперсійного та кореляційного аналізів (Доспєхов Б.О., 1985) за допомогою програми Exel - 7.0, шляхового аналізу (Лі Ч., 1978), піддавали статистичній обробці за А.С. Молостовим (1966).

У третьому розділі - "Методологічні основи вивчення лектинів та лектинвмісних екстрактів" розглядаються принципи й методи оцінки біологічної активності лектинів та лектинвмісних екстрактів.

Лектини - унікальні природні сполуки, що мають здатність зворотно та вибірково зв'язувати вуглеводні структури. На цьому ґрунтуються сучасні методи їх активності (Луцик М.Д., Панасюк Е.Н., Луцик А.Д., 1981). Головний із них - аглютинація еритроцитів тварин або людини. Для реєстрації використовують візуальний, фотометричний, спектрофотометричний, турбідіметричний методи, засновані на вимірі світорозсіювання (Линевич Л.И., 1979). Активність лектинів виражають мінімальною кількістю речовини, здатної викликати аглютинацію, або в одиницях розведення (титр аґлютинації). Водночас титр не дає змоги оцінити біологічну активність, коли визначають фізіологічні ефекти лектинів. Найбільш придатним для цього методом можна вважати біопробу на проростання насіння крес-салату (Гродзинський А. М., 1991).

Проведені дослідження свідчать, що біологічна активність очищених лектинів (виробництва НВК "Лектинотест") залежить від їх походження (табл.1).

Концентрація 1% викликає інґібування тест-системи. При подальшому розведенні спостерігається як її стимулювання, так і пригнічення.

Таблиця 1

Біологічна активність рослинних лектинів (тест - крес-салат, +/ - до контролю)

Лектини	Концентрація лектинів (у %)
	1%	0,1%	0,01%	0,001%	0,0001%	0,00001%
Квасолі	-56,6	+1,0	+23,0	-4,7	-4,7	- 15,0
Картоплі	-33,6	-26,0	-1,6	+6,6	+7,4	+5,4
Сочевиці	-9,0	-11,0	-19,0	+4,0	+11,0	+16,0
Вики посівної	-25,0	+1,3	+0,6	+9,4	+12,5	-10,5
Гороху	-18,4	+0,4	+12,8	+2,6	+7,9	+21,0

Порівняння біологічної активності наведеним способом із традиційним (за балом аглютинації) дає змогу вважати біотест на крес-салаті більш чутливим й інформативним. Саме тому далі ми використовували розроблений і запатентований нами метод (патент України №13551) для оцінки лектинвмісних екстрактів.

Екстрагування трави, суцвіть, насіння рослин різними екстраґентами (фізіологічний розчин, дистильована вода, підкислена вода, водно-спиртові розчини) дало підстави дійти висновку, що найбільш ефективно екстрація відбувається фізіологічним розчином (0,09% NaCl). Пошук джерел серед рослин вітчизняної флори було наступним етапом. Відповідно до нашої робочої гіпотези, рослини повинні мати у своєму складі - поряд із вмістом лектинів - компоненти, які можуть пригнічувати розвиток патогенних організмів або інших рослин. Це можуть бути фенольні сполуки, алкалоїди, глікозиди, ліпіди тощо (Cadman С., 1959; Райс Э., 1978, Гродзинський А. М., 1991). Відібрані за наведеними критеріями рослини (58 видів) оцінювали на вміст лектинів та біологічну активність. За результатами біотестування подальшого вивчення заслуговувало лише кілька з них.

Відповідно до їх дії на біологічні об'єкти всі досліджені рослини можна розподілити на дві групи (табл.2).

Перша група. До неї входить бузина чорна, обліпиха крушиновидна, нагідки лікарські, цмин пісковий та деревій майже звичайний. Нативні екстракти цих рослин показали стимулюючу активність, починаючи з розведення 0,1% і більше.

Друга група. Об'єднує суниці лісові, шавлію лікарську, звіробій звичайний, парило звичайне. Екстракти в усіх концентраціях пригнічували тест-систему.

Таблиця 2

Біологічна активність лектинів та екстрактів (крес-салат, +/ - % до контролю)

Рослини	Активність лектинів (одиниці)	Концентрації нативного екстракту (%)
		10	1	0,1	0,01	0,001	0,0001
Суниці лісові	21,0	-100	-91,8	-66,6	-77,1	-52,5	-62,3
Бузина чорна	5,0	-100	-49,0	+29,4	+31,3	+37,3	+60,8
Обліпиха крушиновидна	24,0	-100	-79,2	+9,3	+19,3	+36,8	+49,1
Шавлія лікарська	5,5	-100	-100	-5,4	-24,3	-59,5	-100
Звіробій звичайний		-100	-91,0	-68,4	-60,0	-72,6	-32,6
Парило звичайне	24,0	-100	-92,5	-70,2	-86,0	-26,0	-41,0
Нагідки лікарські	6,0	-51,2	-13,95	+26,7	+44,2	+13,95	+13,95
Цмин пісковий	7,5	-100	-73,2	+22,3	+24,8	+29,2	+56,1
Деревій майже звичайний	8,0	-30	-20	+24,0	+23,0	+6,0	+20,0

Для доведення лектинової природи білкових сполук були проведені спеціальні досліди. Той факт, що досліджувані речовини є лектинами підтверджується їх здатністю викликати аглютинацію еритроцитів крові людини всіх чотирьох груп за системою АВО, знижувати свою активність під впливом високих температур, руйнуватися при взаємодії з протеолітичними ферментами, очищуватится конвенціональними методами, проявляти специфічність до еритроцитів різних груп крові людини.

У четвертому розділі - "Дослідження біологічної активності лектинвмісних екстрактів" проводиться оцінка біологічної активності лектинвмісних екстрактів методом біотестування, досліджується проростання теліоспор летючої сажки (Ustilago nuda (Jens.) Kell. et Sw.) за дії рослинних екстрактів та вплив лектинвмісних екстрактів на розвиток зернових культур у модельних дослідах.

Через те, що до екстрактів входить вся сума виділених із рослин речовин, практично неможливо зробити висновок, що саме визначає результативність тестування - лектини чи комплекс нелектинових сполук. З цієї причини для оцінки впливу біологічної активності лектинів було проведене виділення їх з екстрактів. Після обробки екстрактів етанолом, їх центрифуґування та декантації супернатанту, лектини розчиняли у фізіологічному розчині, а нелектинову фракцію доводили до первинного об'єму. У такий спосіб отримували лектини екстракту та екстракт без лектинів в об'ємах та концентраціях, які відповідали початковому нативному екстракту.

За результатами оцінки біологічної активності екстрактів можна зробити висновок, що вона має три основних типи:

1 тип. Лектиновий. Біологічна активність нативних екстрактів рослин обумовлена, передусім, дією лектинів. Небілковий компонент може впливати несуттєво. До цього типу відносяться цмин пісковий та обліпиха крушиновидна.

2 тип. Нелектиновий. Обумовлений головним чином небілковою фракцією екстракту, хоча лектини в різних розведеннях можуть послабляти або підсилювати активність. До такого типу належать звіробій звичайний та деревій майже звичайний.

3 тип. Змішаний. Біологічна активність екстрактів рослин виявляється як результат взаємовідносин лектинової та безлектинової фракцій екстракту, що характерно для нагідків лікарських та парила звичайного.

Проведений математичний аналіз методом шляхових коефіцієнтів (Лі Ч., 1978) підтвердив обґрунтованість наших висновків щодо різного типу активності екстрактів.

Такий спектр взаємодій може визначатися якісним складом вуглеводів екстракту та інших речовин, здатних специфічно взаємодіяти з лектинами (Луцик М.Д. та ін., 1981).

Відомо, що лектини можуть специфічно взаємодіяти зі спорами, що проростають і викликати різні порушення росту та розвитку гіф (Mirelman D., et al, 1975; Agrawal P. et al, 1984). Саме тому з метою вивчення характеру взаємодії збудника хвороби з лектинами й пошуку субстанцій, які б пригнічували розвиток патогену, нами вивчався вплив нативних екстрактів та їх складових на проростання теліоспор летючої сажки ячменю.

Встановлено, що з-поміж усіх рослин-донорів лише лектини звіробою звичайного в усіх розведеннях інґібували проростання теліоспор на - 13,9%…-64,6% до контролю (рис.1). На відміну від цього екстракт без лектинів стимулював процес проростання в досить високих межах (+17,4%…+124,9%).

З позитивного боку показав себе нативний екстракт нагідок лікарських (рис.2). У залежності від концентрації ґальмування склало від - 32,2% до - 70,9%. Лектини, виділені з екстракту, також мали інґібуючий ефект, хоч в значно меншій мірі (-3,2%…-31,2%). Проведення тестування нативного екстракту обліпихи крушиновидної (рис.3) показало значне ґальмування теліоспор (-28,8%…-98,8%). Лектини у різних розведеннях або стимулювали, або інґібували досліджуваний процес (-5,4%…+17,7%). Нативні екстракти та їх компоненти інших рослин - цмину піскового та деревію майже звичайного - не показали високої активності. Лише екстракт без лектинів цмину піскового пригнічував розвиток теліоспор на - 10,5%…-41,6% у порівнянні з контролем.

Оскільки для боротьби з летючою сажкою використовують обробку насіння фундазолом, було проведено тестування цього препарату з теліоспорами в чистій культурі. Досліди довели, що в усіх концентраціях він викликає вакуолізацію спор.

Рис. 1. Вплив нативного екстракту звіробою звичайного та його складових на проростання теліоспор летючої сажки

Рис. 2. Вплив нативного екстракту нагідок лікарських та його складових на проростання теліоспор летючої сажки

Рис. 3. Вплив нативного екстракту обліпихи крушиновидної та його складових на проростання теліоспор летючої сажки ячменю

Таким чином, нами було доведено, що лектини та лектинвмісні екстракти здатні ефективно пригнічувати розвиток теліоспор летючої сажки. Отримані дані стали підґрунтям для подальшого вивчення екзогенного застосування рослинних екстрактів.

Перед проведенням польових досліджень були закладені модельні досліди із вивчення впливу екстрактів на розвиток зернових культур та їх онтогенез. Можна констатувати, що вони діяли специфічно на ріст і розвиток рослин. На паростки пшениці позитивно впливали екстракти деревію майже звичайного, цмину піскового та обліпихи крушиновидної. На овес та ячмінь - цмину піскового та обліпихи крушиновидної; на жито - екстракти всіх культур. Серед досліджуваних рослин, звіробій звичайний більш всього гальмував розвиток паростків зернових.

У п'ятому розділі - "Ефективність застосування лектинвмісних екстрактів на сільськогосподарських культурах" досліджується значення лектинів у захисній реакції ячменю до летючої сажки, ураженість летючою сажкою і продуктивність ячменю при обробці рослинними екстрактами на інфекційному фоні, вплив обробки насіння ячменю лектинвмісними екстрактами на ураженість летючою сажкою і продуктивність культури.

Згідно з сучасними уявленнями, лектини відіграють суттєву роль при патогенезі рослин і беруть участь у формуванні їх захистних механізмів (Etzler M., 1981; Хайруллин В. М., 1994; Шакирова Ф. М., 2001). Встановлено, що при взаємодії з гіфами та спорами грибів лектини уповільнюють їх розвиток (Ямалеев А.М. та ін., 1988). У польових умовах нами вивчалася реакція ячменю з накопичення лектинів у зернівках як відповідь на ураження летючою сажкою. Для цього нестійкий сорт Добробут та стійкий сорт Паллідум-107 заражали на початку цвітіння і впродовж місяця спостерігали за рівнем активності лектинів у процесі формування зернівки. Як свідчать дослідження (рис. 4), незалежно від стійкості сорту різниця між контролем та дослідом виявляється вже на десяту добу після ураження. При цьому в уражених рослинах реєструвалася вища активність, що, можливо, пов'язано з більш інтенсивним синтезом лектинів ячменю.

А	В

Рис. 4. Активність лектинів в процесі формування зернівки ячменю сприйнятливого сорту Добробут (А) та стійкого сорту Паллідум-107 (В) (умовних одиниць). 1 - контроль; 2 - дослід

Через 15…20 діб рівень активності лектинів стійкого сорту Паллідум-107 у досліді наближався до контролю. Водночас активність фітогемаґлютининів сприйнятливого сорту Добробут при штучному ураженні був вище контролю протягом усього досліду. Порівнюючи необроблені рослини обох сортів варто зауважити, що в сформованих зернівках рівень аґлютинуючої активності сприйнятливого сорту був у 1,6 разу нижчим, ніж у стійкого. Це наводить на думку, що підвищений синтез лектинів у стійкому сорті генетично обумовлений і є відповідною реакцією організму на проникнення інфекції. Ймовірно, що високий природний фон лектинів у стійких сортів зменшує здатність до проростання теліоспор летючої сажки ячменю, знижуючи тим самим шкідливість хвороби. У зв'язку з цим необхідно було з'ясувати, чи можуть лектини, які вносяться зовні (екзогенно), впливати на проростання теліоспор.

Лектинвмісні екстракти обліпихи крушиновидної, цмину піскового та нагідок лікарських в 1997-1998 рр. були досліджені на інфекційному фоні. Штучно інокульоване насіння обробляли екстрактами в концентраціях 0,1…0,0001% і висівали у ґрунт. Контроль - обробка водою та протруювання фундазолом із розрахунку 3 кг/т (табл. 3).

Таблиця 3

Вплив обробки насіння ячменю сорту Добробут лектинвмісними екстрактами на ураженість летючою сажкою і біологічну ефективність

Варіанти	1997 р.	1998 р.	Середнє за роки
	ураженість, %	біологічна ефектив-ність, %	ураженість, %	біологічна ефектив-ність, %	ураженість, %	біологічна ефектив-ність, %
Контроль	24,2	-	29,2	-	26,7	-
Фундазол 50% з. п	4,5*	81,40	4,8*	83,56	4,7*	82,40
Екстракт обліпихи крушиновидної
0,1%	10,2*	57,85	19,4*	33,56	14,8*	44,57
0,01%	11,8*	51,24	20,2*	30,82	16,0*	40,07
0,001%	14,4*	40,50	21,8*	25,34	18,1*	32,21
0,0001%	15,3*	36,78	22,1*	24,32	18,7*	29,96
Екстракт цмину піскового
0,1%	11,4*	52,89	29,0	0,68	20,2*	24,34
0,01%	21,3*	11,98	28,9	1,03	25,1	5,99
0,001%	23,1	4,55	29,2	-	26,2	1,87
0,0001%	24,1	0,41	29,0	0,68	26,6	0,37
Екстракт нагідок лікарських
0,1%	16,2*	33,06	24,2*	17,12	20,2*	24,34
0,01%	15,8*	34,71	23,8*	18,49	19,8*	25,84
0,001%	15,1*	37,60	19,6*	32,88	17,4*	34,83
0,0001%	14,6*	39,67	19,2*	34,25	16,9*	36,70
НІР, 005	1,57		1,34		1,78

* - суттєво на 5% рівні

За роки досліджень ураженість летючою сажкою в контролі склала 26,7%; після обробки фундазолом цей показник знизився до 4,7%. Особливо слід наголосити, що лектинвмісні екстракти всіх рослин достовірно знижували ураженість хворобою. Найбільш результативним виявився екстракт обліпихи крушиновидної - ураженість у 1997 р. знизилася на 8,9% - 14,0% до контролю, а в 1998 р. на 7,1% -9,8%. Екстракт нагідок лікарських знижував захворювання на 7,1% -9,8% у 1997 р. - і на 5,0% -10,0% в 1998 році. Ефективність екстракту цмину піскового виявлялася лише у 0,1-0,01% концентраціях. Таким чином, біологічна ефективність лектинвмісних екстрактів була найвищою в обліпихи крушиновидної.

Серед лектинвмісних екстрактів, які вивчали, стабільний і високий приріст отримали на варіантах з обліпихою крушиновидною (+14,57…+21,42 г/м²) і нагідок лікарських (+9,81…+22,03 г/м²). Відмічені закономірності були характерні для всіх років досліджень. На варіантах із застосуванням екстракту цмину піскового суттєві зміни урожаю спостерігалися лише в 1997 році. З нашого погляду це, можна пояснити низькою фунгістатичною активністю екстракту цмину піскового. За всі роки спостережень обробка фундазолом суттєво підвищувала урожайність ячменю.

Аналіз даних структури урожаю методом шляхових коефіцієнтів свідчить, що продуктивність ячменю визначалася головним чином ураженістю посівів (Р = - 0,818 - 1,090) та кількістю рослин на 1 м² (Р = 0,599 - 0,812). Усі інші фактори діяли через вказані показники.

В 1997-1999 рр. лектинвмісні екстракти досліджувалися в дрібноділяночних дослідах. Насіння сорту Одеський-115 обробляли 0,01% екстрактами та висівали сівалкою СН-16. Контроль-обробка водою та протруювання насіння фундазолом (3 кг/т).

Упродовж усього строку досліджень обробіток фундазолом майже повністю пригнічував розвиток летючої сажки (табл.4). Обробка нативними екстрактами обліпихи крушиновидної на нагідок лікарських суттєво знизив ураженість до 0,1% -0,4% та 0,1% -0,5% відповідно. Екстракт цмину піскового виявився малоефективним.

Таблиця 4

Вплив обробки насіння ячменю сорту Одеський-115 лектинвмісними екстрактами на ураженість летючою сажкою і біологічну ефективність

Варіанти досліду	Уражених рослин, %	Біологічна ефективність, %
	1997 р.	1998 р.	1999 р.	1997 р.	1998 р.	1999 р.
Вода (контроль)	1,3	2,3	1,0	-	-	-
Фундазол 50% з. п.3 кг/т	0,01	0,02	0,01	99,23	99,13	99,0
Екстракт обліпихи 0,01%	0,1	0,4	0,1	92,31	82,61	90,0
Екстракт цмину 0,01%	1,3	2,5	1,1	0	0	0
Екстракт нагідок 0,01%	0,1	0,5	0,2	92,31	78,26	80,0

Біологічна ефективність лектинвмісних екстрактів коливалася від 80% (нагідки лікарські, 1999 р.) до 92,31% (обліпиха крушиновидна, 1997 р.). Суттєва прибавка до урожаю була отримана при застосуванні фундазолу (+2,5-2,9 ц/га), екстрактів нагідок лікарських (+2,0-2,9 ц/га) та обліпихи крушиновидної (+2,1 - 3,5 ц/га) (табл.5). Привертає до себе увагу той факт, що ефективність лектинвмісних екстрактів була вищою, ніж обробка фундазолом. На нашу думку, фунґістатичний ефект поєднується зі стимулюючим впливом екстрактів.

Таблиця 5

Вплив екзогенного застосування лектинвмісних екстрактів на продуктивність ячменю сорту Одеський-115

Варіанти досліду	1997 р.	1998 р.	1999 р.
	урожай-ність, ц/га	критерій суттєвості, t факт.	урожай-ність, ц/га	критерій суттєвості, t факт.	урожай-ність, ц/га	критерій суттєвості, t факт.
Вода (контроль)	27,2±0,42		25,3±0, 20		7,1±0,30
Фундазол 50% з. п.	29,8±0,12	6,07*	28,2±0,18	10,83*	9,6±0,52	4,28*
Екстракт обліпихи 0,01%	30,6±0,14	7,83*	28,8±0,18	13,04*	9,2±0,24	5,62*
Екстракт цмину 0,01%	27,8±0,11	1,50	25,0±0,12	1,30	8,1±0,44	1,94
Екстракт нагідок 0,01%	29,2±0,38	3,64*	28,2±0,11	12,97*	9,7±0, 19	7,54*
t теоретичне		3,18		3,18		3,18

* - суттєво на 5% -ному рівні

Аналіз елементів структури урожаю свідчить, що в середньому за роки досліджень при протруюванні фундазолом суттєво збільшувалась продуктивна кущистість та кількість рослин на 1 м^{2 (}табл.6). Екстракт обліпихи позитивно впливав на продуктивну кущистість, кількість рослин на 1 м² та кількість зернин у колосі, а нагідок - на продуктивну кущистість та озерненість колосу.

Таблиця 6

Вплив екзогенного застосування лектинвмісних екстрактів на елементи структури урожаю ячменю сорту Одеський-115 (1997-1999 рр.)

Варіанти обробки насіння	Кількість рослин на м2, шт.	Продуктив- на кущис-тість, шт	Довжина колосу, см	Кількість зернин у колосі, шт	Маса 1000 зернин, г.
Вода (контроль)	328,34±0.25	1,49±0.03	6,73±0.06	14,33±0.09	37,43±0.18
Фундазол 3 кг/т	348,35±0.63*	1,58±0.01*	6,89±0.05	14,91±0.12	38,29±0.11
Екстракт обліпихи 0.01%	348,32±1.38*	1,60±0.01*	7,43±0.08	15,67±0.05*	38,30±0.02
Екстракт цмину 0.01%	326,34±0.85	1,54±0.01	7,54±0.05	15,70±0.04*	37,73±0.13
Екстракт нагідок 0.01%	336,33±0.50	1,58±0.01*	7,55±0.04	15,73±0.12*	38,30±0.14
НІР0,05	12.41	0.06	1.15	1.27	1,38

Корелятивні відношення та шляховий аналіз ознак продуктивності свідчить про значний вплив на урожайність несприятливих агрометеорологічних умов під час веґетації. На фоні несприятливої дії абіотичних факторів урожайність ячменю визначалася, головним чином, кількістю зернин у колосі й значно менше - кількістю рослин на 1 м² та продуктивною кущистістю. Фактор ураженості летючою сажкою у сприятливі роки для розвитку хвороби здатний суттєво вплинути на продуктивність ячменю.

Виробниче впровадження результатів досліджень проводилося в 2007-2008 рр. у СФГ "Агро-стиль” Зіньківського району Полтавської області. В 2007 році насіння ячменю ярого сорту Вакула, а в 2008 році - сорту Джерзей обробляли лектинвмісними екстрактами обліпихи крушиновидної та нагідок лікарських у концентрації 0,01%.

Обробка лектинвмісними екстрактами була ефективною в усі роки впровадження. При цьому на сорті Вакула за дії лектинвмісного екстракту обліпихи крушиновидної ураження знизилося на 73,3%, а нагідок лікарських - 53,3%. Аналогічні дані були отримані в 2008 році на сорті Джерзей: при обробці екстрактом обліпихи зниження становило 66,6%, а екстрактів нагідків - 55,6%.

Завдяки даному агроекологічному заходу на сорті Вакула в 2007 році приріст урожайності становив 2,2 ц/га (лектинвмісний екстракт нагідок) та 2,8 ц/га (лектинвмісний екстракт обліпихи). Сорт Джерзей виявився більш чутливим до дії екстрактів. При обробці екстрактом обліпихи було додатково одержано 4,4 ц/га, а нагідок лікарських - 2,5 ц/га. Розрахунок економічної ефективності підтверджує доцільність впровадження розробок у виробництво.

У шостому розділі - "Технологічні аспекти виділення біологічно активних компонентів з відходів лікарської сировини" встановлено, що відходи фармацевтичного виробництва містять лектини.

Біоконверсія відходів дозволяє винайти нові джерела добрив і біологічно активних речовин (Гармаш С. М., 2007). Саме тому нашу увагу привернули фармацевтичні підприємства, які переробляють лікарську сировину й виготовляють олію, настоянки, медичні препарати. Після цього залишаються відходи, які підприємства більше не використовують.

Проведені дослідження доводять, що обліпиховий шрот (залишається після приготування олії), відходи трави звіробою та суцвіть нагідок містять у собі достатню кількість активних речовин, що виділяються і мають фунґістатичну та стимулюючу активність, тотожну до речовин сухої сировини.

У лабораторних умовах розроблені екологічно безпечні технологічні схеми отримання лектинів та лектинвмісних екстрактів, які дають можливість ефективно використовувати відходи фармацевтичної промисловості. Вони включають насичуюче екстраґування, концентрацію та сушку методом ліофілізації. Промислове отримання можливо налагодити на одному з хіміко-фармацевтичних заводів чи фабрик, де виробляють ліофілізовані препарати для ветеринарії, медицини, сільського господарства тощо.

Висновки

У дисертації науково обґрунтовані теоретичні й експериментальні дослідження, що забезпечили істотний внесок у розвиток прикладного використання лектинів із метою вирощування екологічно безпечної сільськогосподарської продукції.

1. Встановлено, що хімічно чисті рослинні лектини мають виражену біологічну активність, яка характеризується направленістю дії та специфічністю. Поряд з відомим тестом на гемаґлютинацію, для оцінки біологічної активності лектинів розроблений простий і чутливий метод біотестування (спосіб захищено патентом України № 13551), який доцільно використовувати в дослідах.

2. Серед представників вітчизняної флори виявлені рослини, які характеризуються лектиновою активністю та комплексом біологічно активних речовин. Проведені дослідження свідчать, що бузина чорна, обліпиха крушиновидна, нагідки лікарські, цмин пісковий стимулювали біотест, а шавлія лікарська, звіробій звичайний, суниці лісові, парило звичайне - пригнічували тест-систему в усіх розведеннях.

3. Оцінка нативних екстрактів рослин, лектинів, виділених з екстрактів і екстрактів без лектинів у системі біотестів дозволила встановити три типи біологічної активності. Перший тип - лектиновий, коли активність екстрактів визначається лектинами. Другий тип - нелектиновий, визначається небілковою фракцією. Третій тип - змішаний, є результатом взаємодії лектинів з іншими складовими екстракту. Біотестування на паростках крес-салату дає достовірну інформацію стосовно величини та напряму дії лектинів у складі екстракту.

4. Вивчення проростання теліоспор летючої сажки ячменю на середовищах з нативними екстрактами, лектинами, виділеними з екстрактів та екстрактами без лектинів, свідчить про те, що:

лектини звіробою звичайного (Hypericum perforatum L.) в усіх розведеннях інґібували проростання теліоспор на - 13,9%…-64,6% до контролю;

нативні екстракти нагідок лікарських (Calendula officinalis L.) та обліпихи крушиновидної (Hippophae rhamnoides L.) ґальмували проростання теліоспор летючої сажки ячменю на - 32,2%…-70,9% та - 28,8%…-98,8% відповідно;

екстракти без лектинів переважно викликали незначне інґібування в розведеннях 1% - 0,01% із наступним стимулюванням проростання теліоспор. З-поміж рослин, що вивчалися, цмин пісковий показав стійкий іняібуючий ефект у всіх концентраціях (-10,5% …-41,6%).

5. Розроблений новий спосіб оцінки рослинних екстрактів, який дозволяє без проведення спеціальних польових досліджень, у лабораторних умовах прогнозувати ефективність дії екстрактів щодо зниження шкідливості летючої сажки зернових. Спосіб захищено патентом України № 13550.

6. Порівняльний аналіз сприйнятливого до летючої сажки сорту ячменю Добробут та стійкого сорту Паллідум 107 показав, що рівень активності лектинів стійкого сорту вище, ніж сприйнятливого впродовж усього етапу формування зернівки. При штучному зараженні сортів летючою сажкою у нестійкого сорту збільшується активність лектинів, що, напевне, пов'язано з відповідною реакцією організму на проникнення інфекції.

7. Лектинвмісні екстракти специфічно впливали на розвиток зернових культур впродовж онтогенезу. На розвиток паростків пшениці позитивно впливали екстракти деревію майже звичайного, цмину піскового та обліпихи крушиновидної; на овес та ячмінь - цмину піскового та обліпихи крушиновидної; на жито - екстракти всіх культур.

8. Обробка інфікованого насіння ячменю нативними екстрактами в концентраціях 0,1 - 0,0001% достовірно пригнічували розвиток летючої сажки на 1,6% … 11,9%. Однак їх дія поступалась обробітку фундазолом (на 22% у порівнянні з контролем). Застосування екстрактів обліпихи крушиновидної і нагідок лікарських позитивно вплинуло на продуктивність ячменю (+5,33% … +11,96%) за рахунок зниження ураженості хворобою та збільшення кількості рослин на одиниці площі.

9. Екзогенне застосування лектинвмісних екстрактів нагідок лікарських і обліпихи крушиновидної перед сівбою ячменю (обробка насіння) у концентрації 0,01% позитивно впливало на зниження ураженості посівів (1,5% - контроль; 0.2% -0,3% - досліди), підвищуючи урожайність культури на 2,5…3,0 ц/га. Шляховий аналіз свідчить, що приріст досягався головним чином за рахунок поліпшення фітопатологічного стану агрофітоценозу, кількості насінин у колосі, а також кількості рослин на 1 м² і продуктивної кущистості.

10. В умовах виробництва обробка насіння ячменю ярого лектинвмісними екстрактами обліпихи крушиновидної та нагідок лікарських знизила ураження посівів летючою сажкою на 53,5% - 73,3% і підвищило продуктивність культури на 2,2 ц/га - 4,4 ц/га.

Рекомендації виробництву

1. Відходи фармацевтичної промисловості лікарських рослин звіробою звичайного, обліпихи крушиновидної, нагідок лікарських та калини звичайної містять лектини. В лабораторних умовах розроблено екологічно безпечні технологічні схеми отримання лектинів та лектинвмісних екстрактів у препаративних формах (ліофілізат), що дає можливість ефективно використовувати відходи фармацевтичної промисловості. Окремі елементи технології запатентовані (патент України № 13552).

2. На підставі проведених досліджень вважаємо за доцільне рекомендувати агровиробничим підприємствам різних форм власності з метою поліпшення екологічного та фітопатогенного стану агроценозів, отримання екологічно безпечної продукції, підвищення ефективності виробництва передпосівну обробку насіння ячменю проводити лектинвмісними екстрактами. При цьому найбільша ефективність забезпечується при застосуванні 0,01% -них екстрактів обліпихи крушиновидної (Hippophoe rhamnoides L.) та нагідок лікарських (Calendula officinalis L.) з розрахунку 10 л на 1 тонну насіння.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Статті у наукових фахових виданнях

1. Поспелова А.Д. Оценка биологической активности лектинов и лектинсодержащих растительных экстрактов /А.Д. Поспєлова // Вісник Полтавського держ. с. - г. інституту. - 1998. - №1. - С.41-43.

2. Писаренко В.М. Вплив рослинних екстрактів і їх компонентів на проростання теліоспор летючої сажки ярого ячменю (Ustilago nuda (Jens.) Kell. et Sw.) / В.М. Писаренко, Г.Д. Поспєлова // Вісник Полтавського держ. с. - г. інституту. - 1999. - №6. - С.30-32. (Особистий внесок: апробована методика вивчення проростання теліоспор, проведений аналіз отриманих даних, сформульовані висновки).

3. Писаренко В.М. Вплив обробки ураженого насіння лектинмісткими екстрактами на шкодочинність летючої сажки та продуктивність ячменю / В.М. Писаренко, Г.Д. Поспєлова, С.В. Поспєлов // Вісник Полтавського держ. с. - г. інституту. - 2000. - №2. - С.4-6. (Особистий внесок: проведені польові досліди, статистичний аналіз результатів, сформульовані висновки).

4. Поспєлов С.В. Основні напрямки й підсумки досліджень біології лектинів у Полтавському державному сільськогосподарському інституті /С.В. Поспєлов, В.М. Самородов, Г.Д. Поспєлова // Вісник Полтавського держ. с. - г. інституту. - 2001. - №4. - С.42-47. (Особистий внесок: проведено узагальнення експериментальних та літературних даних).

5. Поспєлова Г.Д. Біоконверсія відходів фармацевтичного виробництва для потреб фітофармакології / Г.Д. Поспєлова // Вісник Полтавської держ. аграрної академії. - 2003. - №6. - С.24-27.

Деклараційні патенти

6. Патент № 13550 України МПК А01G 7/00 Спосіб попередньої оцінки ефективності зниження шкодочинності летючої сажки фітоекстрактом на зернових культурах / Г.Д. Поспєлова, В.М. Писаренко, С.В. Поспєлов - 200507634; Заявл.01.08.2005; Опубл.17.04.2006, Бюл. № 4. (Особистий внесок: дала теоретичне обґрунтування і підтвердила їх дослідами).

7. Патент № 13551 України МПК G01N 33/48, A01C 1/00 Застосування біотестування для оцінки біологічної активності лектинів та лектинвмісних екстрактів / Г.Д. Поспєлова, С.В. Поспєлов - 200507653; Заявл.1.08.2005; Опубл.17.04.2006, Бюл. №4. (Особистий внесок: теоретично обґрунтувала і провела лабораторні дослідження).

8. Патент № 13552 України МПК А61К 36/00 Спосіб одержання лектину / С.В. Поспєлов, Г.Д. Поспєлова - 20050761 Заявл.1.08.2005; Опубл.17.04.2006, Бюл. №4 (Особистий внесок: теоретично обґрунтувала і провела лабораторні дослідження).

Статті в інших виданнях

9. Поспєлова Г.Д. Відходи фармацевтичного виробництва - джерело екологічно безпечних засобів фітофармакології / Г.Д. Поспєлова, С.В. Поспєлов // Экология плюс. - 2007. - №3. - С.6-9.

Матеріали конференцій і тези доповідей

10. Поспєлов С.В. Алелопатична дія лектинмістких екстрактів лікарських рослин /С.В. Поспєлов, Г.Д. Поспєлова // Четверті Каришинські читання: Полтава, 1997 р.: збірник статей Всеукр. міжвузівська науково-методична конф., - Полтава, 1997. - С.38-40.

11. Поспєлова Г.Д. Вплив обробітку насіння біологічно-активними речовинами на розвиток і врожайність гороху та фітосанітарний стан посівів /Г.Д. Поспєлова // Актуальні проблеми природничих наук: Полтава, 1997 р.: збірник наукових праць молодих учених Полтавського державного с. - г. інституту - Полтава. - Т. 19, 1997. - С.91-94.

12. Поспєлова Г.Д. Оцінка активності лектинів та лектинмістких екстрактів методом біотестування. / Г.Д. Поспєлова // П'яті Каришинські читання: Полтава, 1998 р.: тези доп. - Полтава, 1998. - С.41-43.

13. Поспелов С.В. Накопление лектинов в процессе формирования зерна ячменя при поражении пыльной головней. / С.В. Поспелов, А.Д. Поспелова // Вивчення онтогенезу рослин природних і культурних флор у ботанічних заходах і дендропарках: Полтава, 2000 р.: матеріали міжнародної наукової конф. - Полтава, 2000. - С.247-249.

14. Поспєлова Г.Д. Використання відходів фармацевтичної промисловості в системі захисту сільськогосподарських культур. // Екологічні проблеми регіону: суть і шляхи вирішення, Полтава, 25-26 листопада 1999 р.: матер. наук. - практ. конфер. - Полтава, 2000. - С.109-112.

15. Поспєлова Г. Відходи формацевтичного виробництва як сировинна база для отримання лектинів / Г. Поспєлова, С. Поспєлов // Біорізноманіття: сучасний стан, проблеми та перспективи розвитку: Всеукр. науково-практ. конфер. Полтава, 28-29 жовтня 2004 р.: збірник матер. - Полтава, 2004. - С.70-71.

16. Поспєлова Г.Д. Шляховий аналіз біологічної активності екстрактів лікарських рослин та їх складових /Г.Д. Поспєлова // Агроекологічні проблеми сьогодення та шляхи їх вирішення, Полтава, 2005 р.: тези доп. - Полтава, 2005. - С.33-34.

17. Поспєлова Г.Д., Біологічна активність лектиновмісних екстрактів лікарських рослин / Г.Д. Поспєлова, С.В. Поспєлов // Проблеми підвищення адаптивного потенціалу системи рослинництва в зв'язку зі змінами клімату, Біла Церква, 26-28 лютого 2008 р.: тези доп. - Біла Церква, 2008. - С.68.

Анотація

Поспєлова Г.Д. Еколого-біологічна роль лектинів при формуванні біотичних взаємозв'язків в агроценозах Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Дніпропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 2009.

Дисертація присвячена розробці нових екологічних підходів щодо екзогенного застосування лектинів та лектинвмісних екстрактів з метою зниження ураженості хворобами та підвищення продуктивності сільськогосподарських культур.

Встановлено, що хімічно чисті лектини та лектинвмісні екстракти рослинного походження мають широкий спектр біологічної дії. В залежності від концентрації вони пригнічують або стимулюють біотести. З-поміж багатьох рослин флори України виявлені рослини, які характеризуються наявністю лектинів та комплексу біологічно активних речовин. Серед них: бузина чорна, обліпиха крушиновидна, нагідки лікарські, цмин пісковий, шавлія лікарська, звіробій звичайний, суниці лісові, парило звичайне.

Нативні екстракти рослин здатні інґібувати проростання теліоспор летючої сажки ячменю. При цьому активність екстрактів залежить передусім від наявності в них лектинів. На цьому було засноване наступне вивчення ефективності лектинвмісних екстрактів для екзогенного застосування з метою зниження ураженості ячменю летючою сажкою.

Передпосівна обробка насіння ячменю рослинними біологічно активними екстрактами обліпихи крушиновидної та нагідок лікарських знизила ураженість посівів ячменю летючою сажкою на 53,5% - 73,3%, підвищивши продуктивність культури на 2,2 - 4,4 ц/га.

Відходи переробки лікарської сировини на фармацевтичних підприємствах містять лектини й є їх джерелом. Розроблені екологічно безпечні технологічні схеми отримання лектинів і лектинвмісних екстрактів у препаративних формах.

Ключові слова: лектини, лектинвмісні екстракти, біотести, летюча сажка ячменю Ustilago nuda, теліоспори, ячмінь ярий, зернові агроценози.

Аннотация

Поспелова А.Д. Эколого-биологическая роль лектинов в процессе формирования биотических взаимосвязей в агроценозах Лесостепи Украины. - Рукопись.