CC BY
15
АКТИВНОСТЬ КАТАЛАЗЫ В ПОЧКАХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ НАБЕРЕЖНОЙ ЙОШКАР-ОЛЫ
Л.В. Косарева, магистрант С.В. Мухаметова, канд. с.-х. наук Ю.В. Граница, канд. с.-х. наук
Поволжский государственный технологический университет (Россия, г. Йошкар-Ола)
DOI: 10.24411/2500-1000-2020-10004
Аннотация. Приведены результаты исследования по определению активности ката-лазы в почках древесных растений, произрастающих на набережной реки Малая Кокшага в черте г. Йошкар-Олы. К наиболее устойчивым видам отнесены Aesculus hippocastanum, Crataegus sanguinea и Prunus maackii. Растения Crataegus almaatensis и Acer platanoides 'Royal Red' характеризовались нетипично высокой активностью каталазы, что требует дальнейшего изучения динамики показателя.
Ключевые слова: каталаза, фермент, жизнеспособность, насаждения набережной.
Особая роль в городских экосистемах отведена зеленым насаждениям, которые существенно повышают их устойчивость, выполняют санитарно-гигиенические и ландшафтообразующие функции, препятствуют ухудшению экологической обстановки [1].
Каталаза относится к классу ферментов - оксиредуктаз. Это двухкомпонентный фермент, состоящий из белка и соединенной с ним простетической группы, содержащей гематин. Наиболее активна катала-за в молодых жизнеспособных тканях и органах растений. С возрастом тканей, а также при снижении их жизнеспособности, активность данного фермента закономерно снижается. Изменение качества и активности окислительно-
восстановительного фермента каталазы может служить определенным показателем реакции растительного организма на неблагоприятные факторы окружающей среды и для оценки приспособления растений к условиям существования [2]. От активности антиоксидантной системы растений в целом зависит их устойчивость к стрессорам [3].
Цель работы - определение активности каталазы в почках древесных растений, произрастающих на набережной г. Йошкар-Олы.
Город Йошкар-Ола относится к городам с умеренной степенью загрязнения атмо-
сферы, что позволяет определять показатели активности фермента, свойственные биологическим особенностям изучаемых древесных видов [2]. Ранее нами были изучены физико-химические свойства почвы изучаемых участков [4].
Исследование проведено в ноябре 2019 года. Растения расположены на набережной реки Малая Кокшага в черте г. Йошкар-Олы на следующих участках: 1 - набережная Амстердам у памятника А.С. Пушкину и Онегину; 2 -итальянский сквер (парк Медичи), 3 - Старая набережная у магазина «Семейный». Объектами исследований стали следующие древесные растения: Aesculus hippocastanum L. (участок 1), клен остролистный (Acer platanoides L.), сорта 'Princeton Gold' и 'Royal Red' (участок 2), Crataegus sanguinea Pall. (участок 1), Crataegus almaatensis Pojark (участок 3), Prunus maackii Rupr. (участок 2). В качестве условного контроля были изучены растения в Дендрарии Ботанического сада-института ПГТУ, который находится на окраине города. Определение активности каталазы в почках растений проводили газометрическим способом в 3 повторностях [5, 6]. Статистический анализ полученных экспериментальных данных проводился с использованием пакета анализа данных MS Office Excel.
В таблице приведены показатели активности каталазы почек изученных растений.
Таблица. Активность каталазы в почках древесных растений, мл О2 / (г • мин)
Наименование растения Набережная р. Малая Кокшага Контроль Критерий Стьюдента
Acer platanoides 'Princeton Gold' 5,9 ± 1,63 13,3 ± 2,16 2,74*
Acer platanoides 'Royal Red' 26,9 ± 5,65 2,25*
Aesculus hippocastanum 3,7 ± 0,79 5,4 ± 0,62 1,69
Crataegus sanguinea 30,1 ± 3,20 27,1 ± 2,18 0,77
Crataegus almaatensis 41,9 ± 6,99 18,3 ± 2,14 3,23*
Prunus maackii 17,2 ± 1,85 11,4 ± 3,99 1,32
Примечание: * - различие статистически достоверно при а=0,05, ** - то же при а=0,10
У растений Aesculus hippocastanum, Crataegus sanguínea и Prunus maackii на набережной и в Ботаническом саду-институте не выявлено существенного различия активности изучаемого фермента, хотя и отмечено некоторое превышение средних значений показателя у растений части видов на набережной. Известно, что небольшое повышение активности катала-зы свидетельствует об устойчивости растения, в то время как сильное нетипичное повышение может объясняться своеобразной защитной реакцией организма на неблагоприятные условия среды [2]. Так, в почках Crataegus almaatensis установлено статистически значимое различие показателя у растений на набережной по сравнению с контролем, что может быть как нетипичным, так и свидетельствовать об их более высокой жизнеспособности, поскольку на набережной более освещенные условия произрастания и более молодые растения.
Сорта Acer platanoides «Princeton Gold» и «Royal Red» в Дендрарии Ботанического сада-института отсутствуют, поэтому их сравнивали с сортом 'Crimson King'. Уста-
новлено существенное различие растении обоих сортов от контроля, причем активность каталазы у 'Princeton Gold' была ниже, а у «Royal Red» - выше, чем контрольное значение. У деревьев в Итальянском сквере отмечены такие патологии, как бактериальная водянка, опухоли (раковые образования), мозаика (мозаичная расцветка пораженных листовых пластинок), морозные трещины, повреждение тлеИ, флаго-образная крона. Можно предположить, что в данном случае нетипичное повышение активности каталазы в почках растении «Royal Red» обусловлено защитнои реак-циеи на неблагоприятные условия среды. Таким образом, оба сорта характеризуются сниженной жизнеспособностью. Данное предположение требует дальнеишеи проверки.
Таким образом, характер изменения активности каталазы специфичен и необходимо дальнейшее исследование динамики данного показателя в различных тканях и органах растений в течение вегетационного периода. К наиболее устойчивым видам отнесены Aesculus hippocastanum, Crataegus sanguinea и Prunus maackii.
Библиографический список
1. Жакова, С.Н. Экологический мониторинг зеленых насаждений и урбанозёмов некоторых скверов и парков г. Перми / С.Н. Жакова, Э.Ф. Сатаев // Пермский аграрный вестник. - 2017. - №3 (19). - С. 4-9.
2. Серебрякова, Н.Е. Диагностика жизнеспособности древесных растений г. Нижнекамска по активности фермента каталазы / Н.Е. Серебрякова, М.А. Карасева, В.Н. Карасев, Ю.В. Граница // Российский журнал прикладной экологии. - 2015. - №4 (4). - С. 39-43.
3. Косовская, М.А. Анализ активности антиоксидантных ферментов древесных растений в условиях локального воздействия эксгалатов на примере г. Севастополя / М.А. Косовская, Т.К. Хренова, Ю.Ю. Климова // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность - 2017. - С. 670-678.
4. Косарева, Л.В. Физико-химические свойства почвы на территории озеленения набережной города Йошкар-Олы / Л.В. Косарева, И.И. Митякова, Ю.В. Граница // Новые гори-
зонты: Мат-лы VI Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию БГТУ (21 марта 2019 г., г. Брянск). - Брянск: Изд-во БГТУ, 2019. - С. 662-666.
5. Карасев, В.Н. Физиология растений: уч. пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. -304 с.
6. Соколова, К.И. Определение активности каталазы в почках древесных растений / К.И. Соколова, А.В. Конакова, С.В. Мухаметова // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2019. - №11-2 (38). - С. 22-24.
CATALASE ACTIVITY IN WOODY PLANTS BUDS OF YOSHKAR-OLA
WATERFRONT
L.V. Kosareva, Graduate Student S.V. Mukhametova, Candidate of Agricultural Sciences Y.V. Granitsa, Candidate of Agricultural Sciences Volga State University of Technology (Russia, Yoshkar-Ola)
Abstract. This article presents the study results to determine the catalase activity in the buds of woody plants growing on the waterfront of the Malaya Kokshaga River in the city Yoshkar-Ola limits. The most stable species are Aesculus hippocastanum, Crataegus sanguinea and Prunus maackii. Plants of Crataegus almaatensis and Acer platanoides 'Royal Red' were characterized by atypically high catalase activity, which requires further study of the indicator dynamics.
Keywords: catalase, enzyme, viability, waterfront planting.
