АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Ответные биохимические реакции исследуемых растений береговой линии водоёмов г. Тюмени на неблагоприятные факторы

Читайте также:
  1. Bollinger Bands (BB, линии Боллинджера)
  2. I. Естественная смерть в мире растений
  3. I. Психологические факторы низкой надежности персонала
  4. А) Ресурсные факторы
  5. Анализ прибыли и рентабельности, факторы, влияющие на их величину.
  6. Анатомия и Физиология Растений
  7. Антропогенные источники загрязнения водных объектов г. Тюмени
  8. Б 2 Понятие профессиональной деструкции. Факторы, влияющие.
  9. Бербанковские методы выведения растений
  10. Биологические факторы
  11. Биологические факторы разрушения документов
  12. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РИСКА

Из литературы известно (Барабой, 1991), что накопление тяжелых металлов проявляется как стресс-реакция, приводящая к нарушениям клеточной мембраны и формированию продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ).

В большинстве изучаемых растений береговой линии исследуемых водоёмов (табл. 2) диеновых конъюгатов содержалось меньше, чем в растениях береговой линии пр. Южный, который был выбран объектом сравнения. Видимо антиоксидантная система защиты изучаемых растений активно нейтрализует свободные радикалы, которые появились в ходе действия антропогенного загрязнения.

 

Таблица 2 – Содержание продуктов перекисного окисления в изучаемых растениях из исследуемых районов в 2012 году

Водоёмы Подорожник Клевер Ситник Рогоз Стрелолист
Содержание диеновых конъюгатов, усл. ед./мл раствора
пр. Южный 19,92±0,99 19,95±2,09 20,12±0,81 22,47±1,57 24,88±0,46
пр. Кристальные родники 22,33±0,35* 18,78±0,66* 17,84±0,83 – 18,87±2,37*
пр. Лесной 8,63±1,92* 13,81±1,39* 17,11±1,80 26,44±0,69* 9,90±1,61*
пр. Утиный 13,70±0,15* 12,84±1,63* 17,29±1,55 18,55±2,02*  
оз. Алебашево 14,12±1,73* 16,44±1,52* 11,82±1,65* 23,78±0,75* 14,26±1,79*
оз. Круглое 17,48±0,003* 13,90±0,31* 22,06±0,97 – –
оз. Оброчное 14,62±2,65 6,71±0,32* 18,37±0,98 21,05±1,02* 12,48±0,94*
Содержание оснований Шиффа, усл. ед./мг навески
пр. Южный 1,37±0,07 1,86±0,15 1,22±0,17 0,81±0,11 1,07±0,12
пр. Кристальные родники 0,44±0,05* 0,45±0,01* 0,18±0,01* – 0,51±0,07*
пр. Лесной 0,73±0,14* 0,63±0,11* 0,49±0,08* 0,70±0,17* 0,50±0,09*
пр. Утиный 0,87±0,06* 1,30±0,15* 0,51±0,04* 0,65±0,09* –
оз. Алебашево 0,63±0,05* 0,64±0,08* 0,71±0,05* 0,37±0,04* 0,50±0,002*
                 

Примечание: *-статистически значимые различия с контролем (пр. Южный), при Р<0,05; – – отсутствовал растительный материал для анализа.

 

Содержание диеновых конъюгатов (табл. 2) было выше в подорожнике из береговой зоны пр. Кристальные родники и рогозе из прибрежно-водной зоны пр. Лесного и оз. Алебашево, вероятно, это свидетельствует о высокой концентрации свободных радикалов и активации процесса ПОЛ.

Содержание оснований Шиффа ниже (табл. 2) во всех изучаемых растениях по сравнению с концентрацией в растениях пр. Южный, что, вероятно связано с работой защитных механизмов растений.

В стрессовых условиях растениями используется большее количество органических веществ. Большая роль в накоплении органических веществ принадлежит фотосинтетической системе. Она компенсирует стрессовое состояние растений, увеличивая общую концентрацию пигментов фотосинтеза у большинства изучаемых растений.

За период 2010-2012 гг. среди изучаемых видов растений следует выделить рогоз и ситник, как растения, обладающие наибольшей продуктивностью органического вещества. Меньше всего за период исследования органического вещества образовали – стрелолист и подорожник, что вызвано видовыми особенностями и большей чувствительностью к антропогенному загрязнению (табл. 3).

 

Таблица 3 – Содержание органического вещества в изучаемых растениях береговой линии исследуемых водоёмов в 2012 году, %

Водоёмы Подорожник Клевер Ситник Рогоз Стрелолист
пр. Южный 85,33±0,97 88,01±0,55 92,61±0,56 90,92±0,85 88,02±0,75
пр. Кристальные родники 82,92±0,52 86,25±1,26 88,63±0,81* – 84,23±0,96*
пр. Лесной 84,61±0,70 87,08±0,91 90,91±0,57 89,90±1,01 86,34±0,80
пр. Утиный 84,31±1,21 88,77±0,46 91,06±0,69 89,18±0,76 –
оз. Алебашево 86,14±0,90 86,31±0,65 – 88,85±0,88 83,95±0,56*
оз. Круглое 85,46±0,79 87,59±0,89 89,84±1,28 – –
оз. Оброчное 82,83±0,91 87,21±0,73 – 89,73±0,87 84,44±0,95*

Примечание: *-статистически значимые различия с контролем (пр. Южный), при Р<0,05; – – отсутствовал растительный материал для анализа.

Результаты исследований показали, что растения береговой линии исследуемых водоёмов по-разному реагируют на те или иные воздействия. В береговых растениях доля защитного пигмента по отношению к зеленым пигментам выше, чем в прибрежно-водных растениях. Отчасти это вызвано средой обитания в береговой зоне, а также повышенным антропогенным воздействием.

Выявлена высокая концентрация хлорофилла a и каротиноидов (рис. 1) в подорожнике всех исследуемых водоёмов по отношению к содержанию пигментов в подорожнике береговой зоны пруда Южного (P<0,05). Количество хлорофилла b в подорожнике с берегов пр. Утиного и исследуемых озёр выше, чем в подорожнике пруда Южного (P<0,05). В прибрежно-водной зоне большинства исследуемых водоёмов ситник содержит повышенное количество пигментов фотосинтеза (ПФ), относительно концентрации ПФ в ситнике пр. Южного (P<0,05). Вероятно, пигментная система фотосинтеза в этих растениях испытывает высокую антропогенную нагрузку, не успевая компенсировать её негативное влияние.

Определенный вклад на накопление органических веществ вносит повышение концентрации пигментов фотосинтеза. Вероятно увеличение органических веществ и пигментов фотосинтеза, связано с необходимостью активизации систем биохимической защиты растений, в частности, низкомолекулярных антиоксидантов, к числу которых относится аскорбиновая кислота, которая выступает в роли восстановителя, донора и акцептора водорода.

а б

Рисунок 1 – Содержание пигментов фотосинтеза в листьях подорожника (а) и ситника (б) из исследуемых районов, в мг/100 г

Примечание: * - статистически достоверные различия с пр. Южным (P<0,05)

 

Клевер, подорожник и ситник береговых линий изучаемых водоёмов сильнее реагирует на загрязнение среды обитания, что отражается увеличением аскорбиновой кислоты (табл. 4).

 

Таблица 4 – Содержание аскорбиновой кислоты в растениях береговых и

прибрежно-водных зон водоёмов г. Тюмени в 2012 году, в мкг/г навески

Водоёмы Подорожник Клевер Ситник Рогоз Стрелолист
Южный 0,81±0,02 3,14±0,07 1,16±0,002 6,87±0,25 3,84±0,13
Кристальные родники 1,18±0,05* 2,18±0,001* 1,35±0,006* – 1,83±0,15*
Лесной 0,73±0,03* 3,07±0,02 2,24±0,002* 2,26±0,005* 2,90±0,17*
Утиный 0,70±0,04* 2,33±0,002* 2,42±0,004* 1,23±0,001* –
Алебашево 0,96±0,03* 4,21±0,0004* – 4,10±0,002* 2,03±0,002*
Круглое 0,69±0,07 3,38±0,005* 1,69±0,002* – –
Оброчное 0,86±0,003* 2,53±0,001* – 1,85±0,002* 1,33±0,003*

Примечание: * - статистически достоверные различия с пр. Южным (P<0,05); – – отсутствовал растительный материал для анализа.

 

Растения береговой линии наиболее загрязненных водоёмов (пр. Кристальные родники, озёра Алебашево и Круглое) накапливают больше аскорбиновой кислоты, чем растения тех водоёмов (пр. Лесной), которые испытывают меньшее антропогенное воздействие. В прибрежно-водной растительности (рогозе и стрелолисте) содержалось аскорбиновой кислоты меньше, чем в береговой, что, вероятно, связано с меньшей интенсивностью работы системы антиоксидантной защиты клеток.

Другим низкомолекулярным антиоксидантом являются флавоноиды. Они являются веществами с легкоподвижным атомом водорода, способные перехватывать свободные радикалы. Растения с высокими концентрациями флавоноидов (табл. 5), чаще встречаются в береговых линиях пр. Кристальные родники (клевер, стрелолист) и оз. Круглое (подорожник, ситник). Большая концентрация флавоноидов обнаружена в стрелолисте (оз. Алебашево, пр. Утиный), клевере (оз. Оброчное) и ситнике (пр. Лесной). Меньшие концентрации флавоноидов показаны в растениях береговых линий прудов Утиный (клевер) и Лесной (подорожник, рогоз), оз. Алебашево (клевер, подорожник, рогоз).

 

Таблица 5 – Содержание флавоноидов в растениях береговых и прибрежно-водных зон водоёмов г. Тюмени, в мг/100г навески

Водоёмы Подорожник Клевер Ситник Рогоз Стрелолист
Южный 0,83±0,008 1,84±0,01 1,65±0,05 2,90±0,17 0,64±0,02
Кристальные родники 0,41±0,02* 2,40±0,02* 1,74±0,04 – 1,19±0,03*
Лесной 0,54±0,05* 1,84±0,02 2,00±0,02* 1,00±0,005* 0,61±0,07
Утиный 0,81±0,05 0,78±0,03* 1,75±0,06 2,57±0,10 0,98±0,02*
Алебашево 0,75±0,02* 1,64±0,05* – 1,68±0,003* 0,95±0,005*
Круглое 1,15±0,03* 1,79±0,04 2,04±0,05* – –
Оброчное 0,82±0,02 2,14±0,07* – – 0,62±0,01

Примечание: * - статистически достоверные различия с пр. Южным (P<0,05); – – отсутствовал растительный материал для анализа.

 

Одним из универсальных соединений стресс-реакции у высших растений является пролин, который способен “тушить“ синглетный кислород (1 O2) и гидроксил радикал (OH˚). Высокое содержание свободного пролина (табл. 6) обнаружено в подорожнике (береговые зоны прудов Кристальные родники, Утиный, озёр Алебашево и Оброчное), клевере и рогозе (береговая линия пр. Лесной), стрелолисте (прибрежно-водная зона оз. Оброчное).

Низкие концентрации свободного пролина встречаются в растениях береговых линий прудов Лесной (в подорожнике, ситнике, стрелолисте) и Кристальные родники (в клевере, ситнике), озёр Алебашево (в рогозе) и Оброчное (в клевере), пруда Утиный (в клевере, ситнике), озера Круглое (в подорожнике, ситнике).

Береговая растительность более активно отвечает (накопление свободного пролина выше) на комплекс неблагоприятных факторов, по сравнению с прибрежно-водными растениями. Наряду с низкомолекулярными антиоксидантами в нейтрализации свободных радикалов в клетке работают ферментные системы, в частности каталазная система нейтрализации перекиси водорода.

 

Таблица 6 – Содержание свободного пролина в растениях береговых и прибрежно-водных зон водоёмов г. Тюмени, в мкмоль/г

Водоёмы Клевер Подорожник Ситник Рогоз Стрелолист
Южный 24,07± 0,34 32,83±0,16 44,03±2,27 27,91±0,12 29,17±0,94
Кристальные родники 21,24±0,01* 105,33±14,86* 22,75±0,06* – 115,60±33,54
Лесной 29,92±1,16* 17,78±1,15* 25,54±0,50* 49,27±1,45* 26,39±0,18
Утиный 22,87±0,04* 242,80±28,05* 33,59±0,22* 25,97±0,63* –
Алебашево 25,76±1,29 128,83±21,54 – 21,36±0,02* –
Круглое 23,45±0,12 31,70±0,18* 33,37±1,65* – –
Оброчное 21,23±0,13* 45,90±5,84* – – 100,18±23,17*

Примечание: * - статистически достоверные различия с пр. Южным (P<0,05); – – отсутствовал растительный материал для анализа.

 

Анализ активности каталазы показал (табл. 7), что она выше в подорожнике и стрелолисте береговых зон исследуемых водоёмов. Изменение активности каталазы отмечено в изучаемых растениях береговых линий прудов Кристальные родники, Утиный, озера Оброчное. Вероятно, береговые линии этих водоёмов наиболее загрязнены. Каталазная активность снизилась у изучаемых видов растений береговых линий озёр Оброчное и Алебашево, так как, вероятно, водоёмы подвержены хроническому антропогенному загрязнению.

 

Таблица 7 – Активность каталазы в растениях береговых и прибрежно-водных зон водоёмов г. Тюмени, в млмоль/с

Водоёмы Клевер Подорожник Ситник Рогоз Стрелолист
Южный 0,084±0,02 0,171±0,004 0,122±0,03 0,098±0,01 0,130±0,01
Кристальные родники 0,029±0,01 0,002±0,01* 0,249±0,04* – 0,234±0,01*
Лесной 0,060±0,01 0,044±0,01* 0,059±0,01 0,084±0,01 0,242±0,01*
Утиный 0,063±0,01 0,139±0,01* 0,135±0,02 0,138±0,01* 0,221±0,01*
Алебашево 0,049±0,01 0,070±0,01* – 0,096±0,01 0,089±0,01*
Круглое 0,024±0,01* 0,217±0,01* 0,169±0,01 – –
Оброчное 0,032±0,01 0,032±0,01* – 0,030±0,01* 0,039±0,01*

Примечание: * - статистически достоверные различия с пр. Южным (P<0,05); – – отсутствовал растительный материал для анализа.


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)