Фізіологія рослин і генетика 2018, том 50, № 4, 322-330, doi: https://doi.org/10.15407/frg2018.04.322

ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДАМИ ІНФРАЧЕРВОНОЇ СПЕКТРОСКОПІЇ ВАЛЕНТНИХ І ДЕФОРМАЦІЙНИХ КОЛИВАНЬ ХІМІЧНИХ ЗВ'ЯЗКІВ У ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ГРУПАХ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК, ЩО МІСТЯТЬСЯ В ЗЕРНАХ ІНБРЕДНИХ ЛІНІЙ КУКУРУДЗИ

Раденович Ч.Н.1,2, Mаксимов Г.В.3, Шутова В.В.4, Деліч Н.С.1, Міленкович M.В.1, Павлович M.Д.5, Белянськи M.В.5

  1. Інститут кукурудзи «Земун Поле», Бєлград, Сербія
  2. Факультет фізичної хімії Бєлградського університету, Бєлград, Сербія
  3. Біологічний факультет Московського державного університету ім. М.В. Ломоносова, Москва, Росія
  4. Біологічний факультет Національного дослідного Мордовського державного університету ім. Н.П. Огарьова, Республіка Мордовія, Саранськ, Росія
  5. Інститут загальної та фізичної хімії, Лабораторія біохімії та біофізики, Бєлград, Сербія

У роботі розглянуто застосування методу інфрачервоної спектроскопії зерен елітних інбредних ліній кукурудзи ZPPL 186, ZPPL 225 і M1-3-3 Sdms з метою визначення структурних характеристик органічних сполук та їх нестійкого стану. Висунуто гіпотезу про необхідність вивчення різних численних спектральних смуг, недосліджених досі, що з'являються в різних формах (смуги низької інтенсивності, поодинокі або згруповані), пояснення природи і динаміки їх утворення. Такі спектральні смуги спостерігали в діапазоні хвиль 400—2925 см-1, вони спричинені різними типами коливань (валентних і деформаційних) органічних сполук: алкенів, ароматичних сполук, спиртів, простих ефірів, карбонових кислот, складних ефірів, амінів, амідів, алканів, нітросполук, кетонів, альдегідів, алкінів, нітрилів і фенолів. Отже, можна встановити не тільки структуру органічних сполук зерен досліджуваних інбредних ліній кукурудзи, а й вказати їх нестійкі, конформаційні та функціональні властивості. У роботі вперше акцентована важливість вивчення форми, кінетики та інтенсивності спектральних смуг, що виражають нестійкі процеси в біологічних системах і біоактивних органічних молекулах.

Ключові слова: Zea mays L., інбредні лінії кукурудзи, зерно, інфрачервоні спектри, спектральні смуги

Фізіологія рослин і генетика
2018, том 50, № 4, 322-330

Повний текст та додаткові матеріали

У вільному доступі: PDF  

Цитована література

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.