Научная статья на тему 'Действие тяжелых металлов на рост и развитие растений люцерны ( меdiсаgо vаriа T. Martyn)'

Действие тяжелых металлов на рост и развитие растений люцерны ( меdiсаgо vаriа T. Martyn) Текст научной статьи по специальности «Физиология растений»

CC BY
1590
196
Поделиться
Ключевые слова
ЛЮЦЕРНА ИЗМЕНЧИВАЯ / ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ / РОСТ И РАЗВИТИЕ

Аннотация научной статьи по биологии, автор научной работы — Макарова Е. А., Солдатов С. А.

Изучено влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений люцерны ( Medicagovaria Т. Martyn ) разных сортов. Обнаружено, что тяжелые металлы ( медь, цинк, свинец ) влияют на соотношение свободной и связанной воды в растениях. Установлено влияниетяжелых металлов на содержание пролина и активность пероксидаз.

Похожие темы научных работ по биологии , автор научной работы — Макарова Е. А., Солдатов С. А.,

The effect of heavy metals on plant growth and development of alfalfa (Medicagovaria T. Martyn) of different varieties. It was found that heavy metals (copper, zinc, lead) affect the ratio of free and bound water in plants. Influence of heavy metals on content of proline and activity of peroxidases.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Действие тяжелых металлов на рост и развитие растений люцерны ( меdiсаgо vаriа T. Martyn)»

ИЗВЕСТИЯ

ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 29 2012

IZVESTIA

PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 29 2012

УДК 581.1

ДЕЙСТВИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ЛЮЦЕРНЫ

(MEDICAGO VARIA Т. MARTYN)

© Е. А. МАКАРОВА, С. А. СОЛДАТОВ Пензенский государственный педагогический университет им. В. Г. Белинского, кафедра ботаники, физиологии и биохимии растений e-mail: soldatov_sa@mail.ru

Макарова Е. А., Солдатов С. А. - Действие тяжелых металлов на рост и развитие растений люцерны (Medicago varia Т. Martyn)// Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2012. № 29. С. 62-68. - Изучено влияние тяжелых металлов на рост и развитие растений люцерны (Medicagovaria Т. Martyn)pa3Hbix сортов. Обнаружено, что тяжелые металлы (медь, цинк, свинец) влияют на соотношение свободной и связанной воды в растениях. Установлено влия-ниетяжелых металлов на содержание пролина и активность пероксидаз.

Ключевые слова: люцерна изменчивая, тяжелые металлы, рост и развитие.

Makarova E. A., Soldatov S. A. - Effects of heavy metals on plant growth and development of alfalfa (Medicago varia Т. Martyn) // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V.G. Belinskogo. 2012. № 29 P. 62-68. - The effect of heavy metals on plant growth and development of alfalfa (Medicagovaria T. Martyn) of different varieties. It was found that heavy metals (copper, zinc, lead) affect the ratio of free and bound water in plants. Influence of heavy metals on content of proline and activity of peroxidases.

Keywords: alfalfa volatile, heavy metals, growth and influence.

Возрастающее поступление в окружающую среду тяжелых металлов приводит к загрязнению почвы, которая является основным источником поступления избыточных количеств тяжелых металлов в растения. Аккумуляция тяжелых металлов приводит к снижению количества и качества урожая сельскохозяйственных растений и животноводческой продукции, а также росту заболеваемости населения и сокращению продолжительности жизни. Поэтому становится понятной необходимость тщательного изучения путей их поступления в почвы и растения, роли каждого элемента и их взаимодействия в животном и растительном организмах. Это весьма актуально в связи с тем, что токсическое действие тяжелых металлов сильно сказывается на культурных растениях, а в настоящее время их часто приходится культивировать в условиях загрязнения, особенно вблизи крупных городов. В связи с тем, что самоочищения почв практически не происходит или скорость его чрезвычайно низка, это создает большие проблемы для растениеводства. Многие культурные растения на начальных стадиях развития способны к большей металлоаккумуляции по сравнению с дикорастущими.

Серьезную проблему в изучении роли тяжелых металлов представляет то, что многие тяжелые металлы в растениях выполняют функцию жизненно не-

обходимых микроэлементов. Поэтому, рассматривая вопросы токсичности тяжелых металлов, необходимо внимательно оценивать зависимость реакции растений от концентраций каждого металла и анализировать разные воздействия тяжелых металлов на дикорастущие и культурные растения.

Целью исследования было изучение действия тяжелых металлов на рост и развитие разных сортов люцерны изменчивой (Medicago varia Т. Martyn).

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объект исследования - люцерна изменчивая (Medicago varia Т. Martyn.), сортов «Муслима» и «Ка-мелия».При выборе объекта исследования учитывались биологические особенности и хозяйственная ценность растения.

В течение 10 дней проращивали семена и выращивали проростки люцерны изменчивой (Medicago varia Т. Martyn.) сортов «Муслима» и «Камелия» на дистиллированой воде (контроль) или растворах солей (опыт). Проростки выращивались при естественном освещении. Поливы осуществлялись по мере необходимости.

Тяжелые металлы вносили в питательную среду в форме солей (ZnSO4; CuSO4; Pb(NO3)2) в концентрациях 10-3-10-5мМ.

При характеристике ростовых процессов и развития растений проводили измерение длины побега и корня, фиксировали интенсивность развития побега и корневой системы у проростков люцерны изменчивой. Определяли сырую и сухую биомассу растений.

Интенсивность транспирации определяли весовым методом Иванова [2].

Содержание свободной и связанной воды определяли рефрактометрическим методом [2].

Активность перексидаз и полифенолоксидазы определяли по методу А. Н. Бояркина на спектрофотометре VarianCary 50 в приложении Kinetics при длине волны 590 нм [1].

Накопление в тканях свободного пролина оценивали по методу Batesetal. [4] на спектрофотометре УапапСагу 50 в приложении Advancedгeads при длине волны 540 нм (толуоловая вытяжка).

Результаты исследований были подвергнуты статистической обработке по общепризнанным методикам [3].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Нами была поставлена серия опытов по влиянию солей тяжелых металлов на рост и развитие проростков люцерны изменчивой. Используемые в опыте концентрации солей тяжелых металлов были подобраны в серии предварительных опытов. Результаты опытов представлены в таблицах 1-2.

Таблица 1

Влияние солей тяжелых металлов на рост и развитие проростков люцерны изменчивой (М ± т; п = 20; * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 по отношению к контролю).

Варианты опыта Камелия Муслима

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Высота растений, см. Длина корня, см. Высота растений, см. Длина корня, см.

Контроль 2,87±0,2 2,16±0,1 3,33±0,3 2,65±0,2

Концентрация CuSO, , 4 7 мМ. 10-3 3,32±0,3 2,35±0,2 2,91±0,3 2,56±0,2

10-5 2,84±0,2 2,55±0,2* 2,64±0,2* 2,59±0,2

* « , « So ш яя° 2 оае« 10-3 3,03±0,3 2,88±0,2** 3,25±0,3 3,16±0,3

10-5 3,20±0,3 2,68±0,2** 2,74±0,2* 2,76±0,2

* « « Я о „• яя° S о « № 10-3 2,86±0,2 3,33±0,3*** 2,91±0,2 2,30±0,1

10-5 2,83±0,2 2,07±0,1 2,91±0,2 2,24±0,1*

Таблица 2

Влияние солей тяжелых металлов на накопление биомассы у проростков люцерны изменчивой (М ± т; п = 20; * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 по отношению к контролю).

Камелия Муслима

Варианты опыта Сырая масса 10 растений, г. Сухая масса 10 растений, г. Сырая масса 10 растений, г. Сухая масса 10 растений, г.

Контроль 0,3388 ±0,017 0,0126 ±0,006 0,3191 ±0,016 0,0114 ±0,005

Я К , ЩЯ о „• * »3 10-3 0,3098 ±0,010* 0,0135 ±0,006 0,2739 ±0,011*** 0,0117 ±0,005

10-5 0,3351 ±0,016 0,0141 ±0,007** 0,3108 ±0,015 0,0119 ±0,005

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Концентрация ZnSO, , 4 мМ. 10-3 0,2920 ±0,012*** 0,0120 ±0,006 0,3170 ±0,016 0,0122 ±0,005

10-5 0,3398 ±0,017 0,0135 ±0,006 0,2846 ±0,012*** 0,0136 ±0,006*

я * >•) § £5* л 10-3 0,3390 ±0,017 0,0133 ±0,006 0,3084 ±0,015 0,0140 ±0,007**

10-5 0,3248 ±0,016 0,0135 ±0,006 0,3330 ±0,017 0,0126 ±0,005

Было установлено, что при концентрации сульфата меди в среде выращивания 10-5мМ происходило стимулирование роста корней у растений сорта «Камелия». При этом те же концентрации сульфата меди у растений сорта «Муслима» вызывали ингибирование роста побега на 20,7 % по сравнению с контролем.

Добавление в среду выращивания сульфата цинка приводило к стимулированию роста корней по сравнению с контролем на 24,1-33,3 % у растений сорта «Камелия». Отмечалось также стимулирование роста побега, но различия носили недостоверный характер. У растений сорта «Муслима» 2п804 в концентрации 10-5мМ вызывал замедление роста побега на 17,7 % по сравнению с контролем.

Добавление в среду выращивания нитрата свинца стимулировало рост корней у растений сорта «Камелия» (концентрация РЬ(М03)2 10-3мМ) и ингибировало у растений сорта «Муслима» (концентрация РЬ(М03)2 10-5мМ).

Более лабильным к действию факторов внешней среды оказался сорт «Муслима». Сорт «Камелия» оказался более стабильным к действию тяжелых металлов.

Таким образом, можно сделать предварительные выводы о том, что растения сорта «Камелия» в большинстве вариантов опыта положительно реагировали на присутствие в среде выращивания солей тяжелых металлов. Более сильное воздействие тяжелые металлы оказывали на ростовые процессы в корнях растений. Отмечалось также стимулирование роста побега, но различия носили недостоверный характер. Вероятно, использованные в опытах концентрации солей тяжелых металлов были низкими.

Таблица 3

Влияние солей тяжелых металлов на содержание воды в проростках люцерны изменчивой (М ± т; п = 20; * - р<0,05; *** - р<0,001 по отношению к контролю).

Камелия Муслима

Варианты опыта Общее содержание воды, г в 10 раст. Содержание свободной воды, % к массе раст. Содержание связанной воды, % к массе раст. Общее содержание воды, г в 10 раст. Содержание свободной воды, % к массе раст. Содержание связанной воды, % к массе раст.

Контроль 0,3262 ±0,016 64,53 31,75 0,3077 ±0,015 46,50 49,93

Концентрация Си804, мМ. 10-3 0,2963 ±0,015 *** 72,86 *** 22,78 *** 0,2622 ±0,013 *** 64,00 *** 31,73 ***

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

10-5 0,3210 ±0,016 72,17 *** 23,62 *** 0,2989 ±0,014 46,65 49,52

Концентрация 2п804 , мМ. 10-3 0,2800 ±0,014 *** 64,60 31,29 0,3048 ±0,015 55,13 *** 41,02 ***

10-5 0,3263 ±0,016 61,12 34,91 0,2710 ±0,015 * 53,72 *** 41,50 ***

я « Ні § л 10-3 0,3257 ±0,016 61,12 34,96 0,2942 ±0,014 85,2 *** 10,26 ***

10-5 0,3113 50,90 44,94 0,3204 80,5 15,72

±0,015 *** *** ±0,016 *** ***

У растений сорта «Муслима» изменения носили не однозначный характер. В некоторых вариантах опыта наблюдалось ингибирование роста побега (Си804 и 2п804 в концентрации 10-5мМ).

Высокие концентрации сульфата меди (10-3мМ) в среде выращивания снижали сырую биомассу растений на 8,6-14,6% по сравнению с контролем. При этом сухая биомасса возрастала, но изменения носили недостоверный характер. Более низкие концентрации сульфата меди (10-5мМ) достоверно увеличивали сухую массу (растения сорта «Камелия»).

Полученные данные позволяли предположить, что присутствие в среде выращивания сульфата меди влияло на водный обмен в растениях люцерны. При этом возрастала масса сухого вещества, и снижалось общее содержание воды в растениях.

При добавлении в среду выращивания сульфата цинка снижалась сырая биомасса растений (на 10,813,8%) и незначительно возрастала сухая биомасса (на 19,3%) по сравнению с контролем.

Таким образом, соединения меди и цинка у проростков люцерны изменчивой влияли на накопление биомассы сходным образом. Происходило снижение сырой биомассы растений и некоторое повышение сухой биомассы. При этом реакцию нельзя назвать сортоспецифичной, так как сходные изменения происходили и у сорта «Камелия» и у сорта «Муслима».

Добавление в среду выращивания нитрата свинца практически не повлияло на сырую и сухую биомассы растений люцерны. В некоторых вариантах опыта (10-3мМ, сорт «Муслима») сухая биомасса возрастала на 22,8% по сравнению с контролем.

Следующим шагом в наших исследованиях стало определение общего содержания воды, а также содержания свободной и связанной воды в проростках люцерны изменчивой. Результаты опытов представлены в таблице 3.

Добавление сульфата меди в среду выращивания в концентрации 10-3мМ приводило к снижению содержания воды на 9,2-14,8% по сравнению с контролем. Это наблюдалось и у сорта «Камелия», и у сорта «Муслима». Одновременно со снижением содержания воды происходило ее перераспределение. Увеличивалась доля свободной воды, и уменьшалось содержание связанной воды.

Наличие в среде выращивания сульфата цинка снижало содержание воды в опытных растениях по сравнению с контролем на 11,9-14,2 %. При этом так же происходило увеличение содержания свободной воды и снижение содержания связанной воды.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Наличие в среде выращивания нитрата свинца не снижало общего содержания воды в растениях. У растений сорта «Муслима» происходило резкое увеличение доли свободной воды (на 73,1-83,2% по сравнению с контролем) и одновременное снижение доли связанной воды.

Регуляция водного режима растений осуществляется комплексом взаимосвязанных внешних и внутренних факторов. В условиях наличия достаточного количества влаги в окружающей среде и отсутствии неблагоприятных внешних воздействий решающую роль в регуляции водного тока растений играет транспирация.

В своей работе мы провели измерение интенсивности транспирации у растений люцерны изменчивой разных сортов. Результаты опытов представлены на рисунке 1.

н

контроль Си804(10-С'и$СМ(10-гп804(10-ги804(10- N>(N03)2 №(N03)2 ЗмМ) 5мМ) ЗмМ) 5мМ) (10-3 мМ) (10-5 мМ)

0 Камелия а Муслима

Рис. 1. Влияние солей тяжелых металлов на интенсивность транспирации у растений люцерны изменчивой.

По результатам опытов можно сделать вывод о том, что присутствие в среде выращивания солей тяжелых металлов - меди, цинка и свинца - в диапазоне концентраций 10-3мМ - 10-5мМ увеличивало интенсивность транспирации на 21,6-98,3% по сравнению с контролем.

Таким образом, в опытных вариантах происходило увеличение поступления воды в растения за счет усиления интенсивности транспирации. Этот факт объясняет увеличение доли свободной воды у опытных растений по сравнению с контрольными.

Тот факт, что обнаруженная реакция растений на присутствие солей тяжелых металлов не зависела от вида тяжелого металла, позволяет отнести ее к неспецифическим реакциям. Клетка в ответ на возбуждающее воздействие, прежде всего, прибегает к апробированным при нормальной жизнедеятельности

средствам. Первичная реакция на воздействие стрессора направлена на предотвращение повреждений клеток организма, а потому является универсальной, что проявляется в мобилизации неспецифических защитных реакций, стоящих «на страже жизни» и участвующих в формировании адаптивных реакций растений, способствующих повышению их устойчивости к изменяющимся условиям среды.

В данном случае происходило усиление метаболизма, так как интенсивность физиологических процессов, в том числе и темпов роста, зависит в первую очередь от содержания свободной воды.

Имеется прямая корреляция между содержанием связанной воды и устойчивостью растений против неблагоприятных внешних условий. Так как в наших опытах было обнаружено снижение доли связанной воды при выращивании растений в растворах солей

тяжелых металлов, то можно предположить, что в данном случае устойчивость вырабатывается путем усиления физиологических процессов и метаболизма целого растения.

Совокупность такого рода реакций называется акклимацией. Это изменения, которые позволяют приспосабливаться растениям к новым стрессовым условиям; они затрагивают изменения в экспрессии генов, метаболизме, физиологических функциях и гомеостазе. В процессе акклимации растение приобретает устойчивость к действию стрессора. Акклима-ция происходит при жизни организма и не наследуется. Вместе с тем она осуществляется на основе тех возможностей, которые заложены в генотипе, т. е. в пределах нормы реакции - наследственно обусловленной амплитуды возможных изменений в реализации генотипа. Примером акклимации растений является закаливание.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

В своей работе мы определили интенсивность дыхания у 10-ти дневных проростков люцерны изменчивой. Результаты исследований представлены в таблице 4.

Таблица 4

Влияние солей тяжелых металлов на интенсивность дыхания у проростков люцерны изменчивой (М ± т; п = 20; ** - р<0,01; *** - р<0,001 по отношению к контролю).

Варианты опыта Интенсивность дыхания, мг СО2 с 1 г за 1 ч

Камелия Муслима

Контроль 0,44±0,02 0,86±0,09

1 , (Я а О з § 3 й Я 103 0,64±0,05*** 0,32±0,03***

105 0,58±0,04*** 0,26±0,02***

1 , я &о * к 3 я й Я 103 0,22±0,02*** 0,36±0,03***

105 0,58±0,04*** 0,4±0,04***

1 ^ Л Г? а О * И Я я 103 0,26±0,02*** 0,3±0,03***

105 0,36±0,03** 0,62±0,05**

У растений сорта «Муслима» во всех вариантах опыта интенсивность дыхания снижалась.

Снижение дыхания отмечалось и у растений сорта «Камелия» при добавлении в среду выращивания нитрата свинца (10-3мМ - 10-5мМ) и сульфата цинка (10-3мМ). Присутствие в среде выращивания сульфата меди (103мМ - 10-5мМ) на 31,8-45,5 % усиливало интенсивность дыхания у опытных растений по сравнению с контролем.

Вероятно, адаптация растений люцерны изменчивой к стрессу осуществлялась на фоне снижения интенсивности дыхания.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Система антиоксидантной защиты многокомпонентна. Она включает не только антиоксидантные ферменты, но и другие соединения органической природы, такие, например, как пролин - один из универсальных совместимых осмолитов. Он накапливается при стрессе, обладает выраженными антиоксидантны-ми свойствами, проявляя при этом и осмопротектор-ный эффект. Предполагается, что пролин является одним из компонентов стресс - реакции, первой стадии адаптации. В это время проявляется его протекторный эффект. Пролин взаимодействует с макромолекулами, стабилизируя их интактнуюгидрационную сферу. Это предотвращает инактивацию белков, сохраняет их пространственную структуру и биологическую активность. Все это также способствует сохранению целостности структуры мембран.

Результаты влияния тяжелых металлов на содержание пролина в растениях люцерны изменчивой представлены в таблице 5.

Практически во всех вариантах опыта присутствие в среде выращивания солей тяжелых металлов приводило к увеличению содержания пролина в растениях люцерны изменчивой.

Вероятно, таким образом, происходило формирование механизмов резистентности (выносливости) у растений люцерны изменчивой.Посредством этих механизмов растения, не избегая действия стрессора, переживают стрессовые условия.

Таблица 5

Влияние солей тяжелых металлов на содержание пролина у проростков люцерны изменчивой

(М ± т; п = 20; * - р<0,05; *** - р<0,001 по отношению к контролю).

Варианты опыта Содержание пролина, мг/г сырого веса

Камелия Муслима

Контроль 0,027±0,01 0,078±0,02

Концентрация Си804 , мМ. 103 0,473±0,04*** 0,073±0,02

105 0,272±0,03*** 0,274±0,03***

Концентрация 2п804 , мМ. 103 0,187±0,02*** 0,117±0,02*

105 0,037±0,01 0,235±0,03***

1 ^ Л Г? а О * й я я 103 0,022±0,01 0,344±0,04***

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

105 0,208±0,02*** 0,280±0,03***

Снижение содержания связанной воды в клетках может привести кразличного рода нарушениям в структуре и функциях биополимеров, в частности может происходить денатурация белков и подавляться их ферментативная активность, может изменяться структура липидного бислоя мембран и нарушаться их целостность.

В данном случае осморегуляция может осуществляться за счет накопления в клетках низкомолекулярных веществ. Например, в цитоплазме синтезируются осмолиты.Примером осмолитов является аминокислота пролин.

Общая функция осмолитов - участие в процессе осморегуляции. Осмолиты выполняют также и защитную функцию - протекторную. Осмолиты сохраняют гидратные оболочки биополимеров. В отличие от №+ и С1осмолиты, не проникают через гидратную оболочку и не вступают в контакт с белком, но создают препятствие для разрушения ионами гидратной оболочки белка и его денатурацию.

Таким образом, можно предположить, что защитные механизмы, формирующиеся в ходе аккли-мации у растений люцерны изменчивой, включали перераспределение доли свободной и связанной воды с одновременным увеличением содержания пролина.

В основе механизмов действия неблагоприятных факторов среды лежит окислительный стресс, проявляющийся в усилении образования активированных форм кислорода.

Считают, что вследствие этого изменяется активность ряда ферментов, таких как пероксидазы и полифенолоксидаза.

В целях выявления возможных механизмов влияния солей тяжелых металлов на активность перокси-даз и полифенолоксидазы была поставлена серия опытов с растениями люцерны изменчивой. Результаты представлены в таблицах 6 и 7.

В ходе опытов было установлено, что присутствие солей тяжелых металлов в среде выращивания вызывает противоположные эффекты у растений люцерны изменчивой разных сортов в отношении перок-сидаз. Так активность пероксидаз возрастала на 14,363,3 % по сравнению с контролем. Это свидетельствует об увеличении в клетках перекисных соединений, что, несомненно, указывает на наличие стрессора в среде выращивания.

У растений сорта «Муслима» активность перок-сидаз наоборот снижалась по сравнению с контролем на 17,9-50,5 %.

С чем связан столь противоположный эффект на данный момент времени объяснить сложно. Требуется провести более детальные исследования. Следует лишь упомянуть, что пероксидазы представляют собой целую группу ферментов, объединенных под общим названием. Мы же определяли общую перокси-дазную активность.

Присутствие в среде выращивания солей тяжелых металлов не изменяло активность полифено-локсидазы ни у растений сорта «Камелия», ни у растений сорта «Муслима» по сравнению с контролем.

Таблица 6

Влияние солей тяжелых металлов на активность пероксидаз у проростков люцерны изменчивой (М ± т; п = 20; * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 по отношению к контролю).

Варианты опыта Активность пероксидаз

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Камелия Муслима

Контроль 4,9±0,2 9,5±0,6

Концентрация Си804 , мМ. 103 6,8±0,4*** 4,7±0,5***

105 6,3±0,4*** 5,2±0,5***

Концентрация 2п804 , мМ. 103 5,2±0,3 7,1±0,6***

105 8,0±0,5*** 5,3±0,4***

1 ^ л Г? а О * ‘2. § ц 103 7,7±0,5*** 7,5±0,6***

105 5,6±0,4* 7,8±0,6**

Таблица 7

Влияние солей тяжелых металлов на активность полифенолоксидазы у проростков люцерны изменчивой (М ± т; п = 20).

Варианты опыта Активность полифенолоксидазы

Камелия Муслима

Контроль 0,5047±0,025 0,5077±0,031

1 , Я а о о 05 О ы И я 103 0,5060±0,028 0,5064±0,028

105 0,5051+0,025 0,5016±0,025

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Концентрация 2пБ04 , мМ. 103 0,5070±0,030 0,5024±0,025

105 0,5050±0,025 0,5042±0,025

1 ^ а о" ££ * ‘2. я ц 103 0,5050±0,025 0,5021±0,025

105 0,5026±0,021 0,5028±0,025

Отмечается низкая активность полифенолоксидазы во всех вариантах опыта, что, возможно, связано с возрастом растений, которые брались для анализа (10-ти дневные проростки). В литературе есть сведения, что

активность полифенолоксидазы возрастает с возрастом растений. Не стоит также забывать о том, что по-лифенолоксидаза - это медьсодержащий фермент, поэтому наличие ионов меди в среде выращивания в определенных концентрациях может не оказывать негативного эффекта на растения.

ВЫВОДЫ

1. Растения сорта «Камелия» в большинстве вариантов опыта положительно реагировали на присутствие в среде выращивания солей тяжелых металлов (ZnSO4; CuSO4; Pb(NO3)2) в концентрациях 10-3-10-5мМ. Более сильное воздействие тяжелые металлы оказывали на ростовые процессы в корнях растений. У растений сорта «Муслима» в некоторых вариантах опыта наблюдалось ингибирование роста побега (CuSO4 и ZnSO4 в концентрации 10-5мМ).

2. Соединения меди и цинка сходным образом влияли на накопление биомассы у проростков люцерны. Происходило снижение сырой биомассы растений и некоторое повышение сухой биомассы. Добавление в среду выращивания нитрата свинца практически не повлияло на сырую и сухую биомассы растений люцерны.

3. Добавление сульфата меди в среду выращивания в концентрации 10-3мМ приводило к снижению содержания воды на 9,2-14,8% по сравнению с контролем. При этом увеличивалась доля свободной воды, и уменьшалось содержание связанной воды.

4. Наличие в среде выращивания сульфата цинка снижало содержание воды в опытных растениях по сравнению с контролем на 11,9-14,2%. При этом происходило увеличение содержания свободной воды и снижение содержания связанной воды.

5. Наличие в среде выращивания нитрата свинца не снижало общего содержания воды в растениях.

У растений сорта «Муслима» происходило резкое увеличение доли свободной воды (на 73,1-83,2% по сравнению с контролем) и одновременное снижение доли связанной воды.

6. В опытных вариантах происходило увеличение поступления воды в растения за счет усиления интенсивности транспирации.

7. Во всех вариантах опыта присутствие в среде выращивания солей тяжелых металлов приводило к увеличению содержания пролина в растениях люцерны изменчивой.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

8. Адаптация растений люцерны изменчивой к стрессу осуществлялась на фоне снижения интенсивности дыхания.

9. Активность пероксидаз возрастала на 14,363,3% по сравнению с контролем у растений сорта «Камелия». У растений сорта «Муслима» активность пероксидаз снижалась по сравнению с контролем на 17,9-50,5%.

10. Присутствие в среде выращивания солей тяжелых металлов не изменяло активность полифено-локсидазы у растений люцерны разных сортов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бояркин А. Н. Быстрый метод определения активности пероксидазы (модифицированный) // Биохимия. 1951. Т. 16. Вып. 4. С. 352-357.

2. Третьяков Н. Н., Карнаухова Т. В., Паничкин Л. А. Практикум по физиологии растений. М.: Агропромиз-дат, 1990. 271 с.

3. Шмидт В. М. Математические методы в ботанике: Учеб.пособие. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. 288 с.

4. Bates L. S., Waldren R. P., Teare I. D. Rapid determination of free proline for water-stress // Plant Soil., 1973. V. 39. Р. 205-207.