Regulation of physiological aging processes during long-term potato reproduction | Регуляция процессов физиологического старения при длительном репродуцировании картофеля

Английский. The potato degradation and physiological aging processes are accompanied by accumulation of the reactive oxygen species (ROS) and increase in the activity of redox enzymes. The aim of the research was to study changes in the activity of the peroxidase enzyme in tubers (sprouts) and leaves of potato plants during long-term potato reproduction using specific geroprotectors (Skulachev's ions). For the investigations, in 2017 the material of 'Zhukovsky Ranny' and 'Krepysh' varieties was used, which had been reproduced since 2008 in the experimental field of the All-Russian Research Institute of Potato Breeding (Moscow region) on the sod-podzol sabulous soil. After nine years of application of SkQ1preparation (Skulachev's ions), there was observed the stable reduction of peroxidase activity, utilizing ROS, 1.4–2.3 times in eyes and sprouts of potato tubers of 'Zhukovsky Ranny' and 1.1–1.7 times – of 'Krepysh'. The peroxidase activity in the leaves of potato plants, reproduced with the use of geroprotectors, was significantly lower than in the control: 1.6–1.9 times the day after spraying the plantings in the phase of budding and the beginning of flowering and 1.2–2.2 times at the stage of the death of the tops in 40 days after treatment of plantings with SkQ1. The noted differences corresponded to the prolongation of the vegetation period for the material, cultivated with the use of regular treatments with Skulachev's ions, observed in the experiment. The assessment of changes in the activity of peroxidase in tubers (sprouts) and leaves of potato in the ninth year of reproduction allows to make a conclusion about the possibility of regulation of the accumulation processes of reactive oxygen species (ROS) in cells and physiological aging of the material by using biologically active substances with geroprotective properties (Skulachev's ions).

Русский. Процессы вырождения и физиологического старения картофеля сопровождаются накоплением в клетках активных форм кислорода (АФК) и увеличением активности окислительно-восстановительных ферментов. Цель исследований – изучение изменения активности фермента пероксидазы в клубнях (ростках) и листьях растений картофеля при длительном репродуцировании материала с использованием специфических геропротекторов (ионов Скулачева). Для проведения исследований в 2017 г. использовали материал сортов Жуковский ранний и Крепыш, репродуцируемый с 2008 г. в Московской области на дерново-подзолистой супесчаной по механическому составу почве. После 9 лет применения препарата SkQ1 (ионы Скулачева) наблюдали стабильное снижение активности пероксидазы, утилизирующей АФК, в глазках и ростках клубней картофеля сорта Жуковский ранний – в 1,4…2,3 раза, сорта Крепыш – в 1,1…1,7 раза. Активность пероксидазы в листьях растений картофеля, репродуцируемого с использованием геропротекторов, была достоверно ниже, чем в контроле: в 1,6…1,9 раза на следующий день после опрыскивания посадок в период бутонизации – начала цветения и в 1,2…2,2 раза на стадии отмирания ботвы через 40 суток после обработки посадок препаратом SkQ1. Отмеченные различия соответствовали наблюдаемой в опыте пролонгации вегетационного периода для материала, культивируемого с регулярными обработками ионами Скулачева. Проведенная оценка изменения активности пероксидазы в клубнях (ростках) и листьях картофеля на девятый год репродуцирования позволяет сделать вывод о возможности регуляции процессов накопления АФК в клетках и физиологического старения материала путем применения биологически активных веществ, обладающих геропротекторными свойствами (ионов Скулачева).