Вивчено вплив солей важких металів і умов міського середовища на активність поліфенолоксідази хвої їли блакитний і зеленої маси картоплі.

Анотація наукової статті з біотехнологій в медицині, автор наукової роботи - Шубіна Анна Геннадіївна, Синютин Світлана Євгенівна, Попова (Бірюкова) Катерина Дмитрівна


POLYPHENOLOXIDASE ACTIVITY IN NEEDLES OF FUR-TREE BLUE (PICEA PUNGENS) AND POTATO (SOL

Influence of salts of heavy metals and conditions of the city environment on polyphenol oxidases activity of a fur-tree blue needles and green mass of potato is studied.


Область наук:

  • Біотехнології в медицині

  • Рік видавництва: 2012


    Журнал: Вісник російських університетів. Математика


    Наукова стаття на тему 'Активність поліфенолоксідази в хвої ялини блакитної (Picea pungens) і картоплі (solаnum tuberоsum) як фіотіндікаціонний маркер стану навколишнього середовища'

    Текст наукової роботи на тему «Активність поліфенолоксідази в хвої ялини блакитної (Picea pungens) і картоплі (solаnum tuberоsum) як фіотіндікаціонний маркер стану навколишнього середовища»

    ?УДК 577.1

    Активну поліфенолоксідазу У хвої їли ГОЛУБОЙ (PICEA PUNGENS) і картоплю (SOLАNUM TUBERОSUM) ЯК ФІОТІНДІКАЦІОННИЙ МАРКЕР

    СТАНУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

    © А.Г. Шубіна, С.Є. Синютин, Е.Д. Попова (Бірюкова)

    Ключові слова: ялина блакитна (Picea pungens); картопля (Solanum tuberosum); поліфенолоксидаза; фітоіндикація; стан навколишнього середовища.

    Вивчено вплив солей важких металів і умов міського середовища на активність поліфенолоксідази хвої їли блакитний і зеленої маси картоплі.

    В умовах антропогенного впливу на навколишнє середовище одним з актуальних питань є дослідження механізмів адаптації рослин [1]. Відомо, що атмосферні викиди від підприємств і автотранспорту [2] надають на них негативний вплив шляхом збільшення активності поліфенолок-сідази (ПФО). ПФО - медьсодержащий (0,2-0,3%) фермент класу оксидоредуктаз, локалізований, головним чином, в цитоплазмі. Цей ензим бере участь в диханні рослинних клітин шляхом зворотного окислення поліфенолів (проміжна система перенесення водню від субстрату до кисню), що негативно позначається на інтенсивності фотосинтезу [3-5].

    Активність ПФО зростає при механічних пошкодженнях рослин, дії низьких температур, кристалізації води при заморожуванні і т. Д. Розвиток стресовій ситуації супроводжується накопиченням в тканинах і рідинах організму прооксидантів, супер-оксидного аніон-радикала, радикалів ОН і АЛЕ2, перекису водню і т. п. Активація освіти перекису водню та інших форм активного кисню в момент шкідливого впливу - захисна реакція [6]. Однак занадто високі концентрації Н2О2 та інших перекисних сполук призводять до незворотної деструкції клітинних мембран і інших структур клітини. Тому в рослинному організмі є ряд ферментів, які утилізують Н2О2, в т. Ч. І ПФО.

    Антропогенне забруднення середовища призводить до збільшення вмісту ПФО, яка бере участь в регуляції метаболізму в ході онтогенезу і допомагає їм пристосуватися до постійно мінливих і / або несприятливих умов навколишнього середовища. Більш висока активність ПФО сприяє знешкодженню антропогенних забруднювачів. Це дозволяє зберегти окислювальний обмін на певному стабільному рівні і призводить до збільшення адаптаційних можливостей рослинного організму [5].

    Мета даної роботи полягала у вивченні впливу на активність ПФО солей важких металів (об'єкт дослідження - картопля (Solanum tuberosum)) і умов міського середовища (об'єкт дослідження -

    хвоя їли блакитний (Picea pungens), що росте в м Тамбові).

    Бульби картоплі висаджували в грунт. Їх полив виробляли водою, 2% -ним розчином сульфату міді і ацетату свинцю, талою водою, отриманої зі снігу, зібраного на вулицях м Тамбова. Для дослідження використовували зелені частини картоплі.

    Відбір хвої проводили в липні і серпні 2010 р в точках, зазначених у табл. 1.

    Активність ПФО визначали спектрофотометрично в кінетичному режимі (спектрофотометр СФ-2000) при довжині хвилі 420 нм за методом [7-8], фіксуючи значення швидкості реакції окислення ферментом пірокатехіна за 120 с (і, хв-1.). На перших етапах гомогенізації тканини додавали поліамід в співвідношенні між навішуванням сирої хвої і поліаміду 1: 0,5 [8]. Ферментну витяжку отримували шляхом екстрагування в 1/15 М фосфатний буферний розчин (рН = 7,4) [8].

    При поливі картоплі талою водою, розчинами солей свинцю і міді зазначалося пригнічення росту проростків (рис. 1а).

    Пригнічення росту картоплі корелювало з підвищенням активності ПФО при поливі талою водою, що, в умовах проведеного експерименту, свідчить про забруднення снігу в межах міста іонами важких металів (рис. 1б).

    Таблиця 1

    Точки відбору хвої їли блакитний

    № точки Місце відбору матеріалу

    1 зупинка «Динамо» (вул. Радянська, д. 2)

    2 зупинка «Районна»

    3 зупинка «Пігмент» (вул. Монтажників, д. 1)

    4 вул. Мічурінська, д. 112

    5 проїзд Енергетиків, д. 7

    6 Привокзальна площа, буд. 1

    7 перетин вулиць Радянської та Московської

    h, см 25 20 15 10 5

    и

    12 3 4

    і, хв 0,6

    0,4

    0,2

    0

    I

    12 3 4

    Мал. 1. Залежність висоти картоплі (^ см) (а) та активності ПФО (і, хв. ') (Б) від умов вирощування. Полив: 1 - вода; 2 - тала вода; 3 - 2% -ний З ^ 04; 4 - 2% -ний (СН3СОО) 2РЬ

    і, хв '0006 -Ґ

    0,004

    0,002

    I

    [L.

    ее

    ее

    ее ї Г1-ПЦ-

    1 2 3 4 5 6 7

    точки відбору матеріалу дослідження

    Мал. 2. Активність ПФО (і, хв-1) хвої їли блакитний в липні (I) і серпні (II) 2010 р.

    Згідно з експериментальними даними (рис. 2), в червні і серпні 2010 р найбільша активність ПФО зафіксована в хвої блакитних ялин, що ростуть в точках № 2 і 4. Це дозволяє зробити висновок, що в червні і серпні 2010 р в районах зупинок «Районна »(Тамбов-4) і« Пігмент »відзначалася несприятлива екологічна обстановка в порівнянні з іншими розглянутими точками р Тамбова, обраними для відбору проб досліджуваного біоіндікаціонних матеріалу.

    Таким чином, одним з механізмів адаптації рослин до екологічного стану навколишнього середовища є зміна активності (або утримання) ряду ферментативних і неферментативних компонентів антиоксидантного захисту і ПФО на всіх етапах онтогенетичного розвитку. Метод фітоіндикації є перспективним напрямком при дослідженнях екологічної спрямованості.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Бендер О.Г., Зотикова А.П., Велісевіч С.Н. Особливості водного обміну і стану пігментного комплексу хвої кедра сибірського (PINUS SIBIRICA DU TOUR) в горах Північно-Східного Алтаю // Укр. Томськ. держ. ун-ту. Біологія. 2009. № 3 (7). С. 63-72.

    2. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Екологічні дії автомобільних двигунів на навколишнє середовище // Підсумки науки і техніки. М .: ВІНІТІ, 1993. 238 с.

    3. Артамонов В.І. Рослини і чистота природного середовища. М .: Наука, 1986. 172 с.

    4. Lichtenthaler N.K. Chlorophylls and carotenoids - pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in enzymology / ed. S.P. Colowick, N.O. Kaplan. San Diego: Acad. Press, 1987. V. 148. P. 350-382.

    5. Половникова М.Г., Воскресенська О.Л. Активність компонентів антиоксидантного захисту і поліфенолоксідази у газонних рослин в онтогенезі в умовах міського середовища // Фізіологія рослин. 2008. Т. 55. № 5. С. 777-785.

    6. Inzu D., van Montague M. Oxidative Stress in Plants // Curr. Opin. Biotechnol. 1995. V. 6. P. 153-158.

    7. Єрмаков А.І., Арасімовіч В.В., Ярош Н.П. [И др.] Методи біохімічного дослідження рослин. Л .: Агропромиздат, 1987. С. 4344.

    8. Чупахіна Г.Н. Фізіологічні і біохімічні методи аналізу рослин. Калиниград, 2000. 59 с.

    Надійшла до редакції 16 листопада 2011 р.

    Shubina A.G., Sinyutina S.E., Popova (Biryukova) E.D. POLYPHENOLOXIDASE ACTIVITY IN NEEDLES OF FUR-TREE BLUE (PICEA PUNGENS) AND POTATO (SOLANUM TUBERUSUM) AS PHYTOINDICATION MARKER OF ENVIRONMENT STATE

    Influence of salts of heavy metals and conditions of the city environment on polyphenol oxidases activity of a fur-tree blue needles and green mass of potato is studied.

    Key words: fur-tree blue (Picea pungens); potato (Solanum tuberosum); polyphenol oxidase; phytoindication; state of environment.

    б

    а

    ї

    ї

    0


    Ключові слова: ЕЛЬ БЛАКИТНА (PICEA PUNGENS) /КАРТОПЛЯ (SOLANUM TUBEROSUM) /поліфенолоксидаза /фітоіндикація /СТАН НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА /FUR-TREE BLUE (PICEA PUNGENS) /POTATO (SOLANUM TUBEROSUM) /POLYPHENOL OXIDASE /PHYTOINDICATION /STATE OF ENVIRONMENT

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити