Діелектрична проникність здатних до вітрифікації кріозахисних середовищ

  • О. О. Горобченко Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
  • Н. О. Шевченко Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
  • О. В. Ліпіна Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
  • О. Т. Ніколов Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
  • І. Б. Мусатова Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
Ключові слова: кріозахисні середовища, меристема, гліцерин, диметилсульфоксид, етиленгліколь, сахароза, НВЧ-діелектрометрія

Анотація

Метою роботи було визначення діелектричних характеристик і стану води у здатних до вітрифікації кріозахисних середовищах PVS2, 88%-й PVS3 та PVSN, до складу яких входять такі проникаючі кріопротектори як гліцерин, диметилсульфоксид, етиленгліколь та непроникаючий кріопротектор сахароза. Ці середовища широко використовуються при кріоконсервуванні меристем, ембріоїдів, калюсу, що дозволяє зберігати генетичні ресурси рослин в умовах рідкого азоту впродовж тривалого часу. Діелектричні характеристики зразків кріозахисних середовищ, їх дійсну ε′ і уявну ε′′ частини, вимірювали при температурі 20°C за допомогою НВЧ-діелектрометра резонаторного типу на частоті 9,2 ГГц. Величини статичної діелектричної проникності es середовищ на нижній ділянці області релаксації молекул води та частоти діелектричної релаксації молекул води fd розраховували з використанням рівнянь Дебая. Встановлено, що найменші значення діелектричних параметрів характерні 88%-му кріозахисному середовищу PVS3, до складу якого входять такі кріопротектори як гліцерин та сахароза. Це середовище має найбільшу здатність зв’язувати та впорядковувати воду. За даними визначення цитотоксичності та впливу низькотемпературного зберігання на життєздатність меристем картоплі, винограду та часнику усі досліджені кріозахисні середовища можна використовувати при розробці ефективних режимів кріоконсервування.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Ekologіchna bezpeka derzhavi: materіali Vseukr. nauk. konf. stud. і asp., 21-24 kvіtnja 2009 r., Kiїv / Nac. avіac. un-t. - K., 2009. - 232 s.

Krіozberіgannja zrazkіv genofondu chasniku / T.І. Vіcenja, T.V. Іvchenko, T.F. Stribul', N.O. Shevchenko // Genetichnі resursi roslin. – 2010. – № 8. – S. 200-208.

Baudot A. Glass-forming tendency in the system water – dimethil sulfoxide / A. Baudot, L. Algel, P. Boutron // Cryobiology. – 2000. – V. 41, N 1. – P. 151-158.

Fahy G.M. Principles of cryopreservation by vitrification / G.M. Fahy, B. Wowk // Methods Mol Biol. – 2015. – Vol. 1257. – P. 21-82.

Volk G.M., Walters C. Plant vitrification solution 2 lowers water content and alters freezing behavior in shoot tips during cryoprotection / G.M. Volk, C. Walters // Cryobiology. – 2006. – V. 52. – Р. 48-61.

Sakai A. Development of cryopreservation techniques / A. Sakai // Cryopreservation of tropical plant germplasm. Current research progress and application. JIRCAS, Tsukuba & IPGRI. – Rome, 2000. – P. 1–7.

Keller E.R.J. Сryopreservation of Allium sativum L (Garlic) / E.R.J. Keller // Biotechnology in Agriculture and Forestry. – 2002. – V. 50. – P. 37–47.

Stribul T.F. Optimizing method for potato meristem vitrification / T.F. Stribul, N.A. Shevchenko, L.F. Rozanov // Problems of Cryobiology.–2005.– Vol. 15, N4.– P. 657–654.

Shevchenko N.A. Integrity of grape and potato meristems using rapid freezing regimens / N.A. Shevchenko // Problems of Cryobiology. – 2004. – №4. – P. 30–33.

Best B.P. Cryoprotectant toxicity: facts, issues, and questions / B.P. Best // Rejuvenation Research. – 2015. – V. 18 (5). – P. 422-436.

Improved vitrification solutions based on the predictability of vitrification solution toxicity / G.M. Fahy, B. Wowk, J. Wu, S. Paynter // Cryobiology. – 2004. – Vol. 48, 1. – P. 22-35.

Development of alternative plant vitrification solutions in droplet-vitrification procedures /H.H. Kim, Y.G. Lee, D.J. Shin [et al.] // Cryo Letters. – 2009. – V. 30 (5). – P. 320-334.

Cryopreservation of asparagus (Asparagus officinalis L.) embryogenic suspension cells and subsequent plant regeneration by vitrification / S. Nishizawa, A. Sakai, Y. Amano, T. Matsuzawa // Plant Science. – 1993. – V. 91, Iss. 1. – P. 67-73.

Musatova I.B. Phase transitions and vitrification in protective media for cryopreservation of plant meristems / I.B. Musatova, N.O. Shevchenko // Biofizika zhivoj kletki – 2014. – T. 10. – P. 129-130.

Murashige T. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Skoog // Physiol. Plant. – 1962. – V. 15. – P. 473–497.

SVCh-dijelektrometrija biotehnologicheskih zhidkostej / T. A. Zhiljakova, O. A. Gorobchenko, O. T. Nikolov, G. V. Golubnichaja. — Kiev: Naukova dumka, 2015. — 112 s.

Sadek H. Conductance of KIO3 in glycerol-water mixtures / H. Sadek, A.M. Haber, F.X. Khalil // Electrochim. Acta. – 1969. – V. 14 (11). – P. 1089-1096.

Опубліковано
2016-10-21
Цитовано
Як цитувати
Горобченко, О. О., Шевченко, Н. О., Ліпіна, О. В., Ніколов, О. Т., & Мусатова, І. Б. (2016). Діелектрична проникність здатних до вітрифікації кріозахисних середовищ. Біофізичний вісник, 1(35), 28-33. https://doi.org/10.26565/2075-3810-2016-35-04
Розділ
Молекулярна біофізика