CC BY
21
Вкник Дшпропетровського ушверситету. Бiолоriя. Еколопя. - 2011. - Вип. 19, т. 2. - С. 132-135. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology. Ecology. - 2011. - Vol. 19, N 2. - P. 132-135.
УДК 581.5+581.1
О. Г. Фшмошхша1, Ю. В. Лихолат2
1 Юровоградський нацюнальний mexniHHm ynieepcumem 2Днтропетровський нацюнальний ynieepcumem iM. Олеся Гончара
СТ1ЙК1СТЬ РОСЛИН ШДТОПЛЮВАНИХ ТЕРИТОР1Й В УМОВАХ ПОСУХИ У м. К1РОВОГРАД
Установлено особливосп активностi фермен™ антиоксидантного комплексу (каталази, пер-оксидази, супероксиддисмутази), а також вмiсту малонового дiальдегiду в листках деревних i тра'янистих рослин. За даними показниками проаналiзовано п'ять вцщв. Виявлено стiйкi до не-сприятливих умов навколишнього середовища види, яю можна рекомендувати для створення фгго-ценоз1в в умовах значного коливання ртия грунтових вод.
Е. Г. Филимонихина1, Ю. В. Лихолат2
1 Кировоградский национальный технический университет 2Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара
УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ ПОДТАПЛИВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ В УСЛОВИЯХ ЗАСУХИ В г. КИРОВОГРАД
Определены особенности активности ферментов антиоксидантного комплекса (каталазы, пероксидазы, супероксиддисмутазы), а также содержание малонового диальдегида в листьях древесных и травянистых растений. По данным показателям проанализированы пять видов. Определены устойчивые к неблагоприятным условиям окружающей среды виды, которые можно рекомендовать для создания фитоценозов в условиях значительного колебания уровня грунтовых вод.
O. G. Filimonikhina1, Y. V. Lykholat2
Kirovograd National Technical University 2Oles' Honchar Dnipropetrovsk National University
RESISTANCE OF PLANTS IN UNDERFLOODING TERRITORIES DURING DROUGHTS IN KIROVOGRAD TOWN
Characteristics of enzymes activity of the antioxidant complex (catalase, peroxidase, superoxide dismutase) as well as the content of malondialdehyde (MDA) in leaves of woody and herbaceous plants are presented. Five plant species were studied. It was determined the resistant species to adverse environmental conditions. They can be recommended for artificial plantations for the areas of significant fluctuations in groundwater levels.
Вступ
Останшми роками в Укрш'ш збертаеться небезпечна тенденщя випереджального розвитку процешв шдтоплення, особливо у центральних i швденних областях [13]. Одним з альтернативних шляхiв виршення проблеми шдтоплення може стати бюлопчний дренаж - пониження рiвня грунтових вод шляхом трансшрування вологи через баrаторiчнi дерева [9]. Через специф^ клiматичних умов степового реriону
© О. Г. Фшмошхша, Ю. В. Лихолат, 2011 132
необхщно видшити види рослин, стiйкi до погодних умов, яю будуть толерантными до коливання рiвня грунтових вод i витримувати як значне обводнення грунту, так i посуху [10; 14]. Досягти бажаного результату можна шляхом створення фiтоценозiв. Деревт рослини забезпечать дренування грунтiв, штенсивне витрачання вологи шляхом трансшрацп, затримання кронами опадiв, трав'янистi - довше зберiгають вологу у грунт пiд час посухи. В умовах як посухи, так i шдтоплення в органах рослин утворюеться надлишкова кшьюсть активних форм кисню, а це викликае посилення вiльнорадикальних процешв [2; 3]. Сталiсть швидкостi цих процесiв шдтримуеться ан-тиоксидантними системами, до яких належать захиснi ферменти, так! як супероксид-дисмутаза (СОД), каталаза (КАТ) та пероксидаза (ПК), що iнактивують довгоюнукт iнтермедiати кисневого метаболiзму - Н2О2 та О2~ [1].
Враховуючи те, що у доступнш лiтературi [13; 15; 16] для визначення стшкост рослин на шдтоплюваних територiях у перюд посухи за показниками прооксидантно-антиоксидантно! рiвноваги придiляегься незначна увага, мета дано! роботи - на основ! дослщжень активносп фермеипв антиоксидантного комплексу та вмюту малонового даальдегвду (МДА) у листках рослин видшити найпридаттш! види для створення стшких фгтоценоз!в на шдтоплюваних територ!ях.
Матерiал i методи дослiджень
Зразки дослщжуваного матер!алу вщбирали у 2010 рощ тд час рекордно! посухи у рослин, що зростали на територ!ях, як! шдтоплюються. При вщбор! дослщжуваного матер!алу керувалися трансшрацшною здатнютю деревних рослин та декоратившстю трав'янистих. Це представники трав'яних i деревних рослин: Dactylis glomerata L. (гряс-тиця зб!рна), Polygonum aviculare L. (спориш звичайний), Achillea millefolium L. (дере-вш звичайний), Salix fragilis L. (верба ламка), Acer negundo L. (клен ясенелистий), як! зростали на шдтоплюваних територ!ях м. Юровоград. Умовним контролем слугували рослини, що зростали в найзволожешшому район! Озерно! балки. 1нш! шдтоплюваш райони в умовах посухи - ¡з пом!рним зволоженням.
Показники антиоксидантного стресу та антиоксидантно! системи визначали у листках дослщжуваних рослин. Вмют ТБК-активних речовин визначали методом, в основу якого покладено визначення концентрацл забарвленого комплексу, який утворюеться в результат! реакцп МДА з двома молекулами ТБК у кислому середовищг Кшьюсть МДА у рослиннш тканин! виражали в нмоль/г наважки [6].
Актившсть СОД (КФ 1.15.1.11) визначали за ступенем шпбування вщновлення нпросинього тетразолда (НСТ) за присутносп шкотинамщадешндинуклеотиду (НАДН) та феназинметасульфату (ФМС) за методикою Чевар! та Переслепно! [7; 11]. 1нтенсившсть забарвлення вим!рювали при довжиш хвил! 540 нм. Актившсть виража-ли в умовних одиницях/г наважки.
Активнють каталази (КФ 1.11.1.6) визначали титриметричним методом за Плеш-ковим [8], заснованим на урахуванш кшькосп розкладеного перекису водню шд д!ею ферментного препарату. Актившсть каталази виражали в ммоль Н2О2/г наважкихв. Актившсть бензидин-пероксидази (КФ 1.11.1.7) визначали методом Боярина [5], заснованим на визначенш швидкосп окиснення бензидину до утворення продукту окис-нення синього кольору. Актившсть пероксидази виражали в умовн. од./г наважкихв.
Результати та 'ix обговорення
Acer negundo L. (клен ясенелистий) - мезофгт. Сильшшого оксидативного стресу зазнае даний вид у район! Ковашвка, про що свщчить накопичення ТБК продукпв.
При незначному збшьшенш ТБК-продукпв (в 1,2 раза) актившсть СОД збiльшуeгься у 2,1 раза, що свiдчигь про досить велику стiйкiсть виду до стрес-факторiв. Висока активнiсть каталази та пероксидази у рослин Озерно! балки, можливо, свiдчить про пiдвищений вмют перекису водню, що виникае при дезактивацп активних форм кисню супероксиддисмутазою.
Dactylis glomerata L. (грястиця збiрна) - мезофгт. Показники окислювального стресу вищi у рослин району Озерно! балки, про що свщчить вмiст ТБК-продукпв i активнiсть пероксидази. Рослини ж району Ковашвка мають високу актившсть СОД за нижчих показникiв рiвня ТБК-продуктiв i активностi пероксидази, що доводить гарну пристосованiсть виду до умов даного району.
Polygonum aviculare L. (спориш звичайний) - мезофгт. Найбiльшоrо стресу вид зазнае в райош Ковалiвка (за вмiстом ТБК-продукпв). При збiльшеннi концентрацп ТБК-продуктiв в 1,5 раза актившсть СОД зростае в 1,7 раза. Показники рослин у районах Озерна балка та Кущiвка вiроriдно не в^^зняються. Вища актившсть СОД у рослин з Озерно! балки свщчить про гарну пристосованють виду до умов даного району.
Achillea millefolium L. (деревш звичайний) - ксерофп. 1ндекси окислювального стресу вищi у рослин району Озерно! балки. Накопичення ТБК-продукпв викликае активацiю пероксидази. У райош Кущiвка з помiрним зволоженням спостер^аеться у 1,4 раза менша концентрацiя ТБК-продуктiв i менша актившсть пероксидази.
Salix fragilis L. (верба ламка) - пгрофгт. Бiльшоrо оксидативного стресу зазнае даний вид на Лелеювщ. При збiльшеннi вмiсту ТБК-продукпв в 1,3 раза актившсть СОД зростае в 1,75 раза, також значно шдвищуеться актившсть пероксидази (у 1,76 раза), що свщчить про стшкють рослин до ди стресу [4].
Установлен особливостi змiни активносп антиоксидантних ферменгiв дають можливiсть стверджувати доцiльнiсть визначення !х активностi при вiдборi стiйкоrо асортименту рослин для озеленення теригорiй, що пiдтоплюються.
Висновки
У рослин, яю зростали в менш вологих умовах, бiльший вмют ТБК-продукпв i бiльша активнiсть ферменпв антиоксидантного комплексу супероксиддисмутази та пероксидази у вегетативних органах. Це свщчить про процеси адаптацi! рослин пщтоплюваних територiй до умов посухи. Можна припустити, що рослини, яю визнача-ються вищою активнiстю антиоксидантних ферменгiв, стiйкiшi порiвняно з рослинами з меншою активнiстю. Опйюшими до стрес-фактс^в в умовах посухи на пщтоплюваних теригс^ях виявилися Acer negundo L., Salix fragilis L., Polygonum aviculare L.
Ыблюграфнчш посилання
1. Бараненко В. В. Супероксиддисмутаза в клетках растений // Цитология. - 2006. - Т. 48. -С. 465-474.
2. Долгова Л. Г. Активность пероксидазы - показатель устойчивости растений-интродуцентов в условиях степной зоны Украины // Вюник Дншропетр. ун-ту. Бюлопя. Еколопя. - 2004. -Вип. 12, т. 1. - С. 38-41.
3. Курганова Л. Н. Перекисное окисление липидов - одна из возможных компонент быстрой реакции на стресс // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - № 6. - С. 76-78.
4. Мерзляк М. Н. Активированный кислород и жизнедеятельность растений // Соросовский образовательный журнал. - 1999. - № 9. - С. 20-26.
5. Методы биохимического исследования растений / Под ред. А. И. Ермакова. - 3-е изд. - Л. : Агропромиздат, 1987. - 430 с.
6. Мусаенко М. М. Спектрофотометричт методи в практищ фЫологи, бюхши та екологи рос-лин / М. М. Муаенко, Т. В. Паршикова, П. С. Славний. - К. : Фггосоцюцентр, 2001. - 200 с.
7. Переслегина И. А. Активность антиоксидантных ферментов слюны здоровых детей // Лабораторное дело. - 1989. - № 11. - С. 20-23.
8. Плешков Б. П. Практикум по биохимии растений. - М. : Колос, 1968. - 183 с.
9. Традиционные знания в области землепользования в странах Центральной Азии / Под ред. Г. Б. Бектуровой, О. А. Романовой. - Алматы : S-Принт, 2007. - 104 с.
10. Фшмошхша О. Г. Формування стшких фпоценояв з метою зменшення в1ропдносп проце-с!в тдтоплення // Наук. зап. Ужгород. нац. ун-ту. Сер!я Бюлопя. - 2010. - Вип. 10, ч. 2. -С. 175-180.
11. Чевари С. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах / С. Чевари, И. Чаба, Й. Секей // Лабораторное дело. -1985. - № 11. - С. 678-681.
12. Яковлев С. О. Просторово-часовий розвиток щдтоплення земель у мютах та селищах мкько-го типу Укра!ни як головний фактор техногенезу !х геолопчного середовища / £. О. Яковлев, С. П. 1ванюта // Нацюнальна безпека: Украгнський вимр. - К. : 1ПНБ РНБОУ, 2008. - № 1. -С. 112-118.
13. Dynamics of organic acid occurrence under flooding stress in the rhizospheie of three plant species from the water fluctuation zone of the Three Gorges Reservoir, P. R. China / C. M. Schreiber, B. Zeng, V. M. Temperton et al. // Plant and Soil. - 2011. - Vol. 344, N 1-2. - P. 111-129.
14. Lykholat U. V. Possibile ways of using of phytocenosis against underflooding in the towns of Central Ukraine at the example of Kirovohrad / U. V. Lykholat, O. H. Filimonikhina // Vedeske Prumysl Evropskeho kontinentu - 2010. Мaterialy VI Mezynarodni vedesko-prakticka konferense. -Praha : Edication and Science, 2010. - Dil. 20. - S. 20-25.
15. Physiological responses of black willow (Salix nigra) cuttings to a range of soil moisture regimes // S. Li, S. R. Pezeshki, S. Goodwin, F. D. Shields // Photosynthetica. - 2004. - Vol. 42, N 4. - P. 585-590.
16. Visser E. J. W. Voesenek Acclimation to soil flooding - sensing and signal-transduction / E. J. W. Visser, A. C. J. Laurentius // Plant and Soil. - 2004. - Vol. 274, N 1-2. - P. 197-214.
Надтшла доредколегп 03.09.2011
