В работе рассмотрено применение метода инфракрасной спектроскопии зерен элитных инбредных линий кукурузы ZPPL 186, ZPPL 225 и M1-3-3 Sdms с целью определения структурных характеристик органических соединений и их неустойчивого состояния. Выдвинута гипотеза о необходимости изучения различных многочисленных спектральных полос, неисследованных до сих пор, появляющихся в различных формах (полосы низкой интенсивности, одиночные или сгруппированные), объяснения природы и динамики их образования. Такие спектральные полосы наблюдались в диапазоне волн 400—2925 см—1, они вызваны различными типами колебаний (валентных и деформационных) органических соединений: алкенов, ароматических соединений, спиртов, простых эфиров, карбоновых кислот, сложных эфиров, аминов, амидов, алканов, нитросоединений, кетонов, альдегидов, алкинов, нитрилов и фенолов. Таким образом, можно установить не только структуру органических соединений зерен наблюдаемых инбредных линий кукурузы, но также указать их неустойчивые, конформационные и функциональные свойства. В работе впервые акцентирована важность изучения формы, кинетики и интенсивности спектральных полос, выражающих неустойчивые процессы в биологических системах и биоактивных органических молекулах.
Ключевые слова: Zea mays L., инбредные линии кукурузы, зерно, инфракрасные спектры, спектральные полосы
Полный текст и дополнительные материалы
В свободном доступе: PDFЦитированная литература
1. Vasiliev, A.V., Grinenko, E.V., Shchukin, A.O. & Fedulina, T.G. (2007). Infrared spectroscopy of organic and natural compounds. SPb: SPb. Gos. Lesotech. Acad. [in Russian].
2. Sverdlov, L.M., Kovner, M.A. & Krainov, E.P. (1970). Vibrational spectra of polyatomic molecules. Moskva: Nauka [in Russian].
3. Tarasevich, B.N. (2012). IR spectra of the main classes of organic compounds. Moskva: Izd. MGU [in Russian].
4. Krimm, S. & Bandekar, J. (1986). Vibrational spectroscopy and conformation of peptides, polipeptides and proteins. Advances in Protein Chemistry, 38, pp. 181-364. https://doi.org/10.1016/S0065-3233(08)60528-8
5. Ribnikar, S. (1985). Infracrvena i ramanska spektroskopija. In: Fizickohemijske metode (pp. 251-266). Beograd: Rad.
6. Radenoviж, И., Jeremiж, M., Maximov, G.V., Filipoviж, M., Trifunoviж, B.V. & Miљoviж, M.M. (1994). Moguжnost koriљжenja ramanske spektroskopije u proucavanju otpornosti inbred linija kukuruza prema uslovima stresa. Savremena poljoprivreda, 42, No. 1-2, pp. 5-19.
7. Radenoviж, И., Jeremiж, M., Maximov, G.V., Miљoviж, M.M. & Trifunoviж, B.V. (1994). Resonance Raman spectra of carotenoids in the maize seed tissue — a new approach in studies on effects of temperatures and other environmental factors on the state of vital functions. J. of Sci. Agricul. Res., 55, No. 4, pp. 33-47.
8. Radenoviж, И., Jeremiж, M., Maximov, G.V., Miљoviж, M.N., Selakoviж, D. & Trifunoviж, B.V. (1995). Rezonantni ramanski spektri semena kukuruza i njihova primena u proucavanju ħivotnih funkcija. In: Oplemenjivanje, proizvodnja i iskoriљжavanje kukuruza — 50 godina Instituta za kukuruz Zemun Polje (pp. 291-296). Beograd: Institut za kukuruz Zemun Polje.
9. Radenoviж, И., Jeremiж, M., Maximov, G.V., Miљoviж, M.N. & Selakoviж, D. (1998). Resonance Raman spectra of carotenoides in the maize kernel — a contribution to the evaluation of the kernels resistance to the temperature and the chemical composition of soil. Proc. Nat. Sci., Matica Srpska, Novi Sad, 95, pp. 41-50.
10. Radenoviж, И.N., Maksimov, G.V. & Grodzinskij, D.M. (2015). Identification of Organic Molecules in Kernels of Maize Inbred Lines Displayed with Infrared Spectra. Fisiol. rast. genet., 47, No. 1, pp. 15-24.
11. Radenovich, Ch., Maksimov, G.V., Tutyaev, E.V., Shutova, V.V., Delich, N., Chamdzhia, Z., Pavlov, J. & Jovanovic, J. (2016). Identification of organic compounds in corn hybrids (Zea mays L.) of Serbian breeding using infrared spectra. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya, 51, No. 5, pp. 645-653 [in Russian].
12. Radenovich, Ch., Maksimov, G.V., Tyutyaev, E.V., Shutova, V.V., Delich, N., Chamdziya, Z., Pavlov, Yo. & Jovanovich, Zh. (2016). Identification of characteristic organic molecules in kernels of maize (Zea mays L.) hybrid grain using infrared spectroscopy. Agricult. Biol., 51, No. 5, pp. 645-653. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.645eng
13. Macura, S. & Radenoviж, И. (2016). In order to acquire better knowledge on a biological system, besides the genome and proteome it is necessary to know its metabolome, i.e. concentrations of all metabolites and their interactions. Written correspondence, Mayo Clinic, Rochester and Maize Research Institute, Zemun Polje, Belgrade and vice versa.
14. Kols, O.R., Maksimov, G.V. & Radenovich, Ch.N. (1993). Biophysics of rhythmic excitation. MGU, Moskva [in Russian].
15. Radenoviж, И. (1998). Savremena biofizika. 5. Transportni procesi kroz membranu (pp. 1-90). Beograd: Velarta.
16. Radenoviж, И., Markoviж, D. & Veljoviж-Jovanoviж, S. (2001). Savremena biofizika. 7. Biomembrane: struktura, dinamika i funkcija (pp. 1-100). Beograd: Velarta.
17. Vollhardt, P.C. & Schore, N.E. (1996). Organic Chemistry. N.Y.: W.H. Freeman and Company.
18. White, P.J. & Johnson, L.A. (2003). Corn: Chemistry and Technology. Minnesota: American Association of Cereal Chemists.
19. Amir, R.M., Anjum, F.M., Khan, M.I., Khan, M.R., Pasha, I. & Nadeem, M. (2013). Application of Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy for the identification of wheat. J. Food Sci. Technol., 50, pp. 1018-1023. https://doi.org/10.1007/s13197-011-0424-y
20. Jackson, M. & Mantsch, H.H. (2006). Infrared spectroscopy, ex vivo tissue analysis. In: Biomedical Spectroscopy (pp. 131-156). Encyclopedia of Analytical Chemistry, John Wiley & Sons Ltd. https://doi.org/10.1002/9780470027318.a0107
21. Chalmers, J.M. (2002). Mid-infrared Spectroscopy: Anomalies, Artifacts and Common Errors in Using Vibrational Spectroscopy Techniques. In: Handbook of Vibrational Spectroscopy, John Wiley & Sons Ltd.
22. Yu, P., McKinnon, J.J., Christensen, C.R. & Christensen, D.A. (2004). Imaging Molecular Chemistry of Pioneer. Corn J. Agric. Food Chem., 52, pp. 7345-7352. https://doi.org/10.1021/jf049291b
23. Skoog, D.A., Holler, F.J. & Crouch, S.R. (2007). Principles of Instrumental Analysis. Belmont: Thomson Higher Education, USA.