CC BY
75
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ КАТАЛАЗЫ В ПОЧКАХ ДРЕВЕСНЫХ
РАСТЕНИЙ
К.И. Соколова, магистрант А.В. Конакова, магистрант С.В. Мухаметова, канд. с.-х. наук
Поволжский государственный технологический университет (Россия, г. Йошкар-Ола)
DOI: 10.24411/2500-1000-2019-11744
Аннотация. Представлено исследование по определению активности каталазы в почках древесных лиственных видов зеленой полосы улицы в центральной части города Йошкар-Олы. Выявлено, что изученный показатель в условиях города был выше, чем в Ботаническом саду-институте ПГТУ. Наибольшей активностью каталазы характеризовались почки Malus baccata, чей показатель втрое превышал значения Tilia cordata и Aesculus hippocastanum.
Ключевые слова: каталаза, фермент, жизнеспособность растений, устойчивость.
Насаждения урбанизированных территорий испытывают на себе постоянное отрицательное влияние техногенного загрязнения, поэтому с каждым годом все большее значение приобретает проблема изучения жизнеспособности древесных растений в городских условиях [1]. Одним из методов определения жизнеспособности и оценки приспособления растения к условиям существования является определение активности каталазы в тканях растения. С помощью него можно оценить физиологическое состояние растения, степень его повреждения неблагоприятными воздействиями, протекание процессов старения тканей и органов, завершение созревания и стратификации семян и др. [2].
Каталаза - двухкомпонентный фермент, состоящий из белка и соединенной с ним простетической группы, содержащей ге-матин. Относится к классу ферментов-оксиредуктаз. Роль каталазы в растениях заключается в том, что она разрушает ядовитую для клеток перекись водорода, накапливаемую в процессе жизнедеятельности, на воду и молекулярный кислород. По интенсивности и количеству выделяемого кислорода судят об активности каталазы. Она наиболее активна в молодых жизнеспособных тканях и органах растений. С возрастом тканей, а также при снижении их жизнеспособности, активность этого фермента закономерно падает. Данный
фермент ингибируется синильной кислотой, сероводородом, фторидами [2]. Повышение активности антиоксидантных ферментов приводит к усилению защиты растений от окислительного стресса и более высокой их устойчивости к абиотическим факторам городской среды [3].
Цель настоящей работы - определение активности каталазы в почках древесных растений в г. Йошкар-Оле.
Исследование проведено в ноябре 2019 года в рамках практического занятия по дисциплине «Урбомониторинг зеленых насаждений». Объектами исследования стали древесные растения зеленой полосы участка Ленинского проспекта у корпуса №1 Поволжского государственного технологического университета. Данная территория находится в центральной части города. Растения испытывают неблагоприятное воздействие автотранспорта. В качестве условного контроля были изучены растения в Дендрарии Ботанического сада-института ПГТУ, который находится на окраине города.
Были изучены следующие виды: липа мелколистная (Tilia cordata), яблоня ягодная (Malus baccata), конский каштан обыкновенный (Aesculus hippocastanum).
Определение активности каталазы в почках растений проводили газометрическим способом [2]. У каждого вида было подготовлено 3 образца почек массой
0,350 г (точная навеска) с помощью анали- ем песка и мела в 10 мл дистиллированной тических весов ВА-318554. Растительный воды (рис. 1). материал растирали в ступке с добавлени-
Рис. 1. Проведение исследования: а - подготовленные почки конского каштана, б -взвешивание образцов, в - растирание растительного материала
Полученную смесь вместе с фарфоро- ке и встряхивали в течение 1 мин. с мо-
вым тиглем с 2 мл перекиси водорода (3%) мента начала опускания уровня воды в из-
помещали в стеклянную склянку, которую мерительной бюретке (рис. 2). подсоединяли к газометрической установ-
Рис. 2 - Схема газометрической установки: 1- склянка, 2 - бюретка, 3 - переходник, 4 - сосуд с водой
По объему выделившегося за данное Результаты исследования приведены в
время кислорода, приведенному к 1 грам- таблице. му растительного материала, рассчитывали активность каталазы.
Таблица. Активность каталазы в почках древесных растений, мл О2 / (г • мин)
Наименование вида Проспект Ленина Контроль Критерий Стьюдента
Конский каштан обыкновенный 9,8 ± 0,38 5,4 ± 0,62 6,10
Липа мелколистная 9,2 ± 0,92 3,4 ± 0,56 5,32
Яблоня ягодная 32,1 ± 3,90 16,4 ± 3,94 2,83
Согласно полученным данным, наи- мый показатель втрое превышал осталь-большей активностью каталазы характери- ные виды. Исследуемые виды различались зовались почки яблони ягодной: изучае- между собой на статистически достовер-
ном уровне при а=0,05 (лишь различие как сильное нетипичное повышение может между липой и конским каштаном в кон- объясняться своеобразной защитной реак-трольном варианте было существенно при цией организма на неблагоприятные усло-а=0,10). вия среды [4]. Исходя из проведенного на-
Выявлено, что активность каталазы в ми исследования, можно отметить, что ха-почках всех обследованных растений в ус- рактер изменения активности каталазы ловиях города существенно выше, чем в специфичен и необходимы дальнейшее контроле. Известно, что небольшое повы- изучение динамики данного показателя в шение активности каталазы свидетельст- различных тканях и органах растений в вует об устойчивости растения, в то время течение вегетационного периода.
Библиографический список
1. Карасев, В.Н. Урбоэкология и мониторинг городских насаждений: учебное пособие / В.Н. Карасев, М.А. Карасева. - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2009. - 184 с.
2. Карасев, В.Н. Физиология растений: экспериментальные исследования: учебное пособие / В.Н. Карасев, М.А. Карасева. - Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2018. - 312 с.
3. Воскресенский, В.С. Изменение активности окислительно-восстановительных ферментов у древесных растений в условиях городской среды / В.С. Воскресенский,
A.Л. Воскресенская // Вестник Марийского государственного технического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. - 2011. - № 1. - С. 75-82.
4. Серебрякова, Н.Е. Диагностика жизнеспособности древесных растений г. Нижнекамска по активности фермента каталазы / Н.Е. Серебрякова, М.А. Карасева,
B.Н. Карасев, Ю.В. Граница // Российский журнал прикладной экологии. - 2015. - № 4 (4). - С. 39-43.
DETERMINATION OF CATALASE ACTIVITY IN BUDS OF WOODY PLANTS
K.I. Sokolova, Graduate Student
A.V. Konakova, Graduate Student
S.V. Mukhametova, Candidate of Agricultural Sciences
Volga State University of Technology
(Russia, Yoshkar-Ola)
Abstract. The study to determine the catalase activity in the buds of woody deciduous species in the street green strip in the central part of Yoshkar-Ola city is presented. The studied indicator in the conditions of the city was higher than in the Botanical garden-institute of VSUT. The buds of Malus baccata characterized by the greatest activity of catalase, whose index was three times higher than the values of Tilia cordata and Aesculus hippocastanum.
Keywords: catalase, enzyme, plant viability, resistance.
