Вміст хлорофілу та міцшсть зв’язку хлорофілу з білком у деяких представників роду Acer L. в умовах Придніпров’я Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 581.2

I. В. Сенчишина Днтропетровський нацюнальний ушверситет

BMICT ХЛОРОФ1ЛУ ТА МЩШСТЬ ЗВ'ЯЗКУ ХЛОРОФ1ЛУ 3 БЫКОМ У ДЕЯКИХ ПРЕДСТАВНИК1В РОДУ ACER L. В УМОВАХ ПРИДНГПРОВ'Я

Вивчено динаипку вмкту хлорофьпу та мщшсть зв'язку хлорофшу з б ¡л ком у представни-Kie роду Acer L. в умовах дп" газопод1бних забрудшвач1в. З'ясовано, що шгментний комплекс розглянутих вид1в клену досить спйкий до дп промислових полютан-пв та виявляе неспециф!ч-ний характер реакцн на промислов1 викиди.

The chlorophyll maintenance dynamics and strength of connection chlorophyll with albumen of representatives of genus Acer L. in conditions air pollutants action has been studied. It has been determined that pigmental complex of considered species of maples is sufficiently stable to the air pollutants action and reveal nonspecific character of the reaction to the air pollutants.

Вступ

В останнш час забруднення оточуючого середовища е важливим зовшшшм фактором, до якого рослини еволюцшно не пристосовань Забруднення середовища суттево впливае на "fx зрют та розвиток, стан природних та культурних фггоценоз1в не тшыш в локальному, але i в региональному i глобальному масштабах [6].

Придшпров'я характеризуеться високою штенсившстю взаемодп виробницгва i природних комплекс1в i вщноситься до групи perioHie Украши з найбшьш пору-шеним станом навколишнього середовища. Тому широке використання клешв в озелененш Придшпров'я ускладнюеться необхщшстю пристосування i'x не ттьки до несприятливих природно-шпматичних умов ¡снування, але й до негативного впливу техногенно забрудненого середовища.

Для оцшки та прогнозу подальшого стану деревостоГв у 30Hi впливу крупного промислового виробниитва необхщна рання д1агностика порушення життед1яльно-CTi деревних рослин, яю були шддаш ди газових токсикаштв. Встановлено, що по-шкодження в першу чергу проявляеться на ф1зюлого-бюх1м!чному piBHi, noTiM роз-повсюджуеться на ультраструктурний та шптинний, i лише теля цього розвива-ються видим! ознаки пошкодження - хлорози та некрози тканин листа, опад листя, гальмування зрюту [10].

Асимшяцшш органи, яю мають широко розвинену поверхнють обм1ну з ото-чуючим повггрям, поглинають та осаджують з атмосфери найбшьшу кшькють до-MiujoK та вщповщно бшьше шших оргашв мають змши та пошкодження [7]. XiMi4-Hi забрудшвачц потрапляючи з атмосфери в листки рослин, локагпзуються, насам-перед, у хлоропластах [9]. Шгментний комплекс рослинного оргашзму належить до числа систем, яю вщр1зняються чуттевютю до м1нливих умов середовища. Хлоро-фш - основний функщональний ланцюг фотосинтезуючих систем листа. Вмют хлорофшу визначаеться балансом його утворення та знищення. Також вм!ст хлоро-фшв е одним з 6ioxiMi4HHX показншав реакцн рослин на змшу фактор1в зовншь нього середовища, ступеня i'x адаптаци до нових еколопчних умов [1;3;7;11;14].

3 огляду на все вищеозначене метою нашоУ пращ було дослщження BMicTy хлорофшу та мщносп зв'язку хлороф1лу з бшком у деяких видш клешв в умовах Придшпров'я.

© CeHHHiiiHHa I. B„ 2005

BicHHK ^mnponeTpoBctKoro yHiBepcHTeTy. Eionorn, eKonoria. Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Seria Biologia, ekologia Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, ecology. Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol. 2005. 13(1). ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online www.ecology.dp.ua

Об'екти та методи дослщження

Як об'екти дослщжень використаш 4 види роду Acer L.\ клен псевдоплатано-вий, чи яв1р (Acer pseudoplatanus L.\ та клен гостролистий (Acer platanoides L.), яю е аборигенами дендрофлори Украти [9], види - клен ср1блистий (Acer sacchari-пит L.) i клен ясенелистий (Acer negundo L.) ~ штродуценти з атлантичного району ГИвшчжн Америки [5]. Види клешв, яю розглядаються нами як контрльш, ростуть у Боташчному саду Днтропетровського нащонального ушверситету (умовно чиста зона). Види клешв, яю розглядаються нами як дослщш, ростуть в умовах проми-слово-забрудненого середовища, де основними викидами е д i оксид азоту (460 тонн на рк), окис вуглецю (230 тонн на рк), Ырчистий анпдрид (170 тонн на рк) (за даними CEC Бабушкшського району MicTa Днепропетровска).

Кшькюний bmíct хлорофшу визначали екстрагуванням у 85% ацетон! [12], ви-значення míuiioctí зв'язку хлорофшу з бшком проводили за методом Годнева i Оси-noBoí [15]. Статистичну обробку проводили за Рокицьким [13]. Дослщження проводили у трикратнш послщовностк Показники вмюту хлорофшу та мщнють зв'язку хлорофшу з бшком у клен i в вивчалися у сезоннш динамвд з травня по вересень, коли рослини знаходилися у фаз1 росту (активного та прихованого).

Результата та íx обговорення

Розглядаючи bwmíhhoctí по вивчаемим показникам м1ж аборигенними видами клен i в та ¡нтродуцентами можна зробити висновок, що змши вм]'сту хлорофшу у представниюв роду Acer L. коливаються протягом вегетацшного перюду (табл. 1). Однак у контрольних i дослщних аборигенних вщцв - клена псевдоплатанового та гостролистого - загальна кшькють хлорофшу мае тенденщю до зменшення з травня по вересень (з 0,508 та 0,553 до 0,390 та 0,413 мг у клена псевдоплатанового, вщпо-вщно у контрольних та дослщних вид i в, з 0,621 та 0,560 до 0,545 та 0,555мг у клена гостролистого) на вщм1ну вщ ¡нтродуцента - клену ср1блистого (контрольного ва-piaHTa) та ясенелистого, у котрих кшьюсть хлорофшу а+Ь незначно зростае (з 412 до 0,494 мг у контрольного клена ср1блистого та з 0,307 та 0,279 до 0,400 та 0,283 мг у клена ясенелистого, вщповщно у контрольних та дослщних вщнв). Зростання загального хлорофшу в штродуцеттв можна розглядати як «захисну фазу гальму-вання», протягом яко'1 вщбуваеться штенсивне поновлення юптинних структур, в тому числ! й хлорофшу [7]. Тобто tí фактори, що для штродуцеьшв е стресовими, для аборигенних вид!в такими не являються.

Загалом у аборигешв, клешв псевдоплатанового та гостролистого, cnocTepira-еться дещо вищий фон вмюту шгменту, шж у ¡нтродуценп'в. Це вказуе на íx крашу пристосованють до умов навколишнього середовища [4].

Дослщження впливу аеротехногенних забруднювач1в на динамжу хлорофшу в листях клен|'в показало, що не юнуе hítkoí законом¡рност! в знижeннi чи пщвищен-hí загального вмюту хлорофшу та вмюту хлороф!лу a i b. ЗД1 змши коливаються протягом вегетацшного перюду, змшюючись або в бк зростання, або в 6ík знижен-ня (табл 1). В середньому вщмшностей м1ж контрольними та дослщними вар!анта-ми стосовно кшькот загального хлорофшу не виявлено, окр1м клена псевдоплатанового, у котрого контрольний вар1ант мае бшьшу юлъюсть хлороф!лу а+Ь (0,355 до 0,305 мг). По окремш кшькосп хлорофЫв а та b вщмшностей не виявлено. Про-те у bcíx вид1в клешв спостершаеться знижена кшькють хлорофшу а в пор1внянш з хлорофшом Ь, що свщчить про бшьшу стшюсть хлорофшу b до Д11 газопод1бних забруднювач1в [2]. Тобто характер порушень шгментних комплексе пщ д\ею газо-под|'бних токсикантов не е строго специф]чною вщповщною реакщею рослин, а по-

246 Вюник Днiпропетровського унiверситету. Бiологiя, еколопя.

Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Seriä Biología, ekologiä Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, ecology.

Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol.

2005. 13(1).

ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online www.ecology.dp.ua

тбнин 3i змшами, яш обумовлеш р1зними стресовими д1ями (природного похо-дження). При цьому слабка непошкоджуюча д1я несприятливого фактора звичайно е наслщком новоутворення хлорофьту, а пошкоджуюча - гальмування синтезу i зруйнування шгмешчв [3].

Таблиця 1

Вмкт хлорофшу у листках клешв (мг)

Вид Мюяць Хлорофш а+Ь t/t0,05 Хлорофш а Хлорофш b t/to,05

1 2 1 2 1 2

Acer pseudo-platanus L. травень 0,508± 0,010 0,553+ 0,005 0,94 0,240± 0,009 0,262± 0,005 0,268± 0,010 0,291± 0,005 0,47

червень 0,504+ 0,007 0,471 + 0,002 1,04 0,239± 0,007 0,223± 0,002 0,265± 0,007 0,248+ 0,002 0,52

липень 0,553± 0,005 0,482± 0,008 1,28 0,253± 0,005 0,228+ 0,007 0,300+ 0,006 0,254+ 0,008 0,64

серпень 0,519± 0,005 0,479+ 0,003 1,58 0,246+ 0,005 0,227+ 0,003 0,273± 0,005 0,252± 0,003 0,79

вересень 0,390± 0,008 0,413+ 0,010 0,41 0,185+ 0,008 0,195± 0,009 0,205+ 0,008 0,218± 0,011 0,20

A.platanoides L. травень 0,621± 0,002 0,560+ 0,007 2,06 0,294± 0,002 0,265+ 0,006 0,327± 0,002 0,295± 0,007 1,03

червень 0,623+ 0,006 0,623± 0,007 0 0,295± 0,005 0,295+ 0,007 0,328+ 0,006 0,328± 0,007 0

липень 0,510+ 0,009 0,613+ 0,007 2,05 0,241+ 0,009 0,290± 0,007 0,269± 0,010 0,323± 0,007 1,03

серпень 0,545± 0,007 0,555± 0,006 0,25 0,258± 0,007 0,263+ 0,005 0,287± 0,008 0,292± 0,006 0,13

вересень 0,545± 0,008 0,505+ 0,004 1,07 0,258+ 0,007 0,23 9± 0,004 0,287+ 0,008 0,266± 0,004 0,54

A.saccharinum L. травень 0,412± 0,007 0,485+ 0,003 2,25 0,195+ 0,006 0,229+ 0,003 0,217+ 0,007 0,256+ 0,004 1,13

червень 0,392+ 0003 0,442+ 0,005 2,01 0,185± 0,003 0,209± 0,004 0,207+ 0,004 0,233+ 0,005 1,01

липень 0,496+ 0,004 0,487+ 0,007 ' 0,26 0,235+ 0,004 0,230+ 0,007. 0,261+ 0,004 0,257± 0,008 0,13

серпень 0,346± 0,009 0,475+ 0,003 3,25 0,164+ 0,008 0,225+ 0,003 0,182+ 0,009 0,250+ 0,003 1,63

вересень 0,494± 0,005 0,416+ 0,007 2,07 0,234+ 0,005 0,197± 0,007 0,260± 0,005 0,219+ 0,008 1,04

A.negundo L. травень 0,307± 0,002 0,279± 0,006 1 0,145+ 0,002 0,132± 0,006 0,162+ 0,002 0,147± 0.007 0,50

червень 0,317+ 0,006 0,321+ 0,005 0,12 0,150+ 0,006 0,152± 0,005 0,167+ 0,006 0,169+ 0,005 0,06

липень 0,435+ 0,006 0,350+ 0,006 2,28 0,206± 0,006 0,166± 0,006 0,229+ 0,007 0,184± 0,007 1,14

серпень 0,318± 0,006 0,292+ 0,008 0,61 0,151± 0,006 0,138± 0,007 0,167± 0,008 0,154+ 0,008 0,31

вересень 0,400± 0,006 0,283± 0,005 3,31 0,198+ 0,006 0,134± 0,005 0,202+ 0,007 0,149+ 0,005 1,66

1 - контрольш види клешв, 2 - дослщш види клешв

BicHHK ^HinponeTpoBCLKoro yHiBepcHTeTy. Eionoria, eKonoria.

Visnik Dnrpropetrovs'kogo universitetu. Seria Biologia, ekologia 247

Visnyk of Dnepropetrovsk University. Biology, ecology. Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol. 2005. 13(1). ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online www.ecology.dp.ua

Хлорофш у пластидах знаходиться в тюному зв'язку з бшком. Без бшково-лшоТдного комплексу молекули хлорофшу е нестшкими I розпадаються. Диочим початком у цьому процеа можуть виступати несприятлив1 фактори, у тому чиаи й забруднення атмосфери [3; 7].

Дослщження мщносп хлорофшу з бшком у клешв показало, що даний показ-ник зменшуеться з травня по вересень у вшх вид1в клешв на вщмшу вщ клену ясе-нелистного (з 28,7 та 29,76 до 9,81 та 20,07% у клена псевдоплатанового контрольного та дослщного виду, з 17,77 та 63,31 до 9,38 та 20,24% у клена гостролистого, з 69,15 та 81,74 до 32,36 та 29,41% у клена ср1блистого) (табл. 2). У клена ясенелис-того вщбуваеться незначне шдвшцення мщност1 зв'язку хлорофшу з бшком з травня по вересень (з 7,89 та 23,82 до 13,91 та 30,31% у контрольного та дослщого виду вщповщно). Даний показник вище у дослщних вщив, шж у контрольних в щи в (в середньому: 20,22 до 17,59 у клена псевдоплатанового, 32,94 до 13,22 у клена гостролистого, 58,08 до 46,58 у клена ср1блистого, 24,13 до 11,56 у клена ясенелистого). Виходячи з думки деяких автор1в [14], можна зробити висновок, що клени, яю зро-стають на територЛ' промислового забруднення, е пристосованими до цих умов.

Таблица 2

Мщнкть зв'язку хлорофшу з бшком (%)

Вид Мюяць Хлоро< >1л а+Ь f405

контроль ДОСЛЩ

Acer pseudoplatanus L. травень 28,70+0,7 29,76±76 0,26

червень 16,69±0,4 19,69+0,5 1,06

липень 16,48±0,7 16,06+0,5 0,11

серпень 16,27±0,5 15,50±0,2 0,31

вересень 9,81±0,6 20,07+0,3 3,50

A.platanoides L. травень 17,77±0,8 63,31±0,6 10,68

червень 13,32±0,9 43,33+0,5 6,94

липень 13,66+0,8 33,64±0,4 5,24

серпень 11,98±0,4 22,10+0,5 3,83

вересень 9,38+0,3 20,24+0,8 2,86

A.sacckarinum L. травень 69,05+0,6 81,74+0,9 2,86

червень 51,93+0,8 73,10+0,5 5,25

липень 44,30±0,6 58,42+0,5 4,43

серпень 35,27±0,4 47,74+0,3 6,32

вересень 32,36+0,6 29,41+0,4 0,98

A.negundo L. травень 7,89+0,6 23,82±0,5 4,52

червень 6,47±0,6 14,67+0,6 2,28

липень 18,34+0,5 37,47+0,7 5,08

серпень 11,19+0,4 13,75+0,3 1,26

вересень 13,91±0,5 30,31±0,6 5,01

Таким чином, дослщження шгментного комплексу асимшяцшного апарата деяких представниюв родини Acer L. показало, що в цшому вш досить стшкий до Д11 промислових полютант!в та виявляе неспециф^чний характер реакцп на промислов1 викиди. Аборигенш види клешв демонструють пщвищений BMicr загального хлорофшу на вщм!ну вщ штродуценпв, що е ознакою кращо'1 пристосованосп до умов Придншров'я.

74R

u В1сник Дншропетровського ун1верситету. Бюлопя, еколопя.

Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Seria Biologia, ekologia Visnyk of Dnepropetrovsk University. Biology, ecology. Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol. 2005. 13(1). ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online www.ecology.dp.ua

Senchishina I. V.

Chlorophyll maintenance and strenght of connection chlorophyll with albumen of représentatives of genus Acer L. in conditions of Pridniprovja

Б1блм)гра4нчт посилання

1. Бессонова В. П. Цитофизиологические эффекты воздействия тяжелых металлов на рост и развитие растений. - Запорожье: Изд-во Запорожского гос. ун-та, 1999.

2. Бессонова В. П. Семенное возобновление древесных растений и промышленные пол-лютанты (S02 и N02) / В. П. Бессонова, Т. И. Юсыпова. - Запорожье: Запорожский государственный ун-т, 2001.

3. Гетко Н. В. Растения в техногенной среде. Структура и функция ассимиляционного аппарата. - Минск: Наука и техника, 1989.

4. Долгова JI. Г. Содержание зеленых пигментов в листьях чубушников// Матер1али Все-украшсько'1 науково-практично!' конференци "Ф1зюлопя рослин та еколопя" (Дшпро-петровськ, 23-24 квит 2003 р.). - Днепропетровск, 2003. - С. 32-33.

5. Древесные растения в природе и культуре / Под ред. П. И. Лапина. - М.: Наука, 1983.

6. Духовский Г. Реакция растений на комплексное воздействие природных и антропогенных факторов / Г. Духовский, Р. Юкнис, А. Бразайтите, И. Жукаускайте // Физиология растений. - 2003. - Т. 50, №2. - С. 165-173.

7. Илькун Г. М. Газоустойчивость растений. - К.: Наукова думка, 1971.

в. Кохно Н. А. Клены Украины. - К.: Наукова думка, 1982.

9. Литвинова Л. И. Зеленые насаждения и охрана окружающей среды / JI. И. Литвинова, Ф. М. Левон. - К.: Здоров'я, 1986.

10. Мальхотра С. С. Биохимическое и физиологическое действие приоритетных загрязняющих веществ / С. С. Мальхотра, А. А. Хан // Загрязнение воздуха и жизнь растений. -Л., 1988.-С. 141-190.

11. Николаевский В. С. Биологические основы газоустойчивости растений. - Новосибирск: Наука, 1979.

12. Практикум по физиологии растений / Под ред. H. Н. Третьякова. - М.: Агропромиздат, 1990.

13. Рокицкий П. Ф. Биологическая статистика. - Минск: Высшая школа, 1967.

14. Сидорович Е. А. Устойчивость интродуцированных растений к газообразным соединениям серы в условиях Белоруссии / Е. А. Сидорович, Н. В. Гетко. - Минск: Наука и техника, 1979.

15. ФЫолопя рослин: Практикум / О. В. Брайон, В. Г. Чикаленко, П. С. Славний та ш. - К.: Вища школа, 1995.

Надшгила до редколеги 20.03.05

BicHHK ^HinponeTpoBCLKoro ymBepcnreTy. Eionoria, eKonoria. 249

Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Sena Biologia, ekologia Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, ecology. Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol. 2005. 13(1). ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online www.ecology.dp.ua