С. Д. Атабаева*, А. Б. Жардамалиева, А. С. Нурмаханова, С. Ш. Асрандина, С. А. Шоинбекова, С. С. Кенжебаева, А. Ж. Бейсенова, Ж. Пахратдинова
жүктеу/скачать 68.5 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Влияние действия ионов кадмия на уровень ПОЛ и содержание хлорофилла у сортов пшеницы ( Triticum aestivum L .)
- Материалы и методы исследований
- Результаты и их обсуждение
- S . D . Atabaeva * , A.B. Zhardamalieva , A.S. Nurmahanova , S.S. Kenjebayeva , S . S .
- Effect of cadmium lipid peroxidation and chlorophyll content in wheat varieties ( Triticum aestivum L.)
- С.Д. Атабаева*, А.Б. Жардамалиева, А.С. Нурмаханова, С.Ш. Асрандина, С.А. Шоинбекова, С.С. Кенжебаева, А.Ж. Бейсенова, Ж. Пахратдинова
|
УДК 633.16:581.1/5:577.17 С.Д. Атабаева*, А.Б. Жардамалиева, А.С. Нурмаханова, С.Ш. Асрандина, С.А. Шоинбекова, С.С. Кенжебаева, А.Ж. Бейсенова, Ж. Пахратдинова Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г.Алматы, Казахстан E-mail: sauleat@yandex.ru Влияние действия ионов кадмия на уровень ПОЛ и содержание хлорофилла у сортов пшеницы (Triticum aestivum L.) Сорта пшеницы, контрастные по устойчивости (по предварительным исследованиям) к кадмию - Казахстанская-3, Казахстанская ранняя и Шагала были взяты для изучения уровня перекисного окисления липидов и содержания хлорофиллов. С увеличением концентрации ионов кадмия повышался уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) и снижалась концентрация хлорофиллов а и b. Уровень ПОЛ был выше у неустойчивого сорта Шагала по сравнению с устойчивыми. У устойчивых сортов Казахстанская-3 и Казахстанская ранняя содержание фотосинтетических пигментов в условиях загрязнения среды ионами кадмия было выше, чем у неустойчивого сорта Шагала. Данные биохимические и физиологические показатели можно применять в качестве маркеров для отбора устойчивых сортов растений к неблагоприятным условиям среды Ключевые слова: пшеница, кадмий, перекисное окисление липидов, хлорофилл, устойчивость. В результате промышленной деятельности в окрестностях больших городов и крупных металлургических комплексов Казахстана, большие площади загрязнены тяжелыми металлами. Постоянно растущие объемы отходов промышленного производства формируют новые техногенные ландшафты [1]. В значительной части растительных проб огородных культур содержание кадмия превышает ПДК в несколько раз [2]. Известно, что под действием тяжелых металлов снижается урожайность сельскохозяйственных культур [3-5]. В целях определения физиологических и биохимических маркеров на устойчивость к действию ионов кадмия были изучены уровень перекисного окисления липидов и содежание хлорофилла у сортов пшеницы, широко рйонированных в Казахстане. Материалы и методы исследований В качестве объектов исследований были взяты 3 сорта пшеницы Казахстанская-3, Казахстанская ранняя (по результатам предыдущих исследованй относительно устойчивые по ростовым параметрам) и Шагала (неустойчивый сорт). Растения выращивали 7 дней в растворах, содержащих различные концентрации Cd (в виде соли CdSO4): контроль; 0,15 мM СdSO4; 0,3 мМ Cd SO4. Перекисное окисление липидов определяли по методу, основанному на учете количества малонового диальдегида, образующегося в результате реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) [6]. Содержание малонового диальдегида выражали в мкмолях/г сырой массы. Определение фотосинтетических пигментов проводили по методике Шлык [7]. Оптическую плотность измеряли с помощью спектрофотометра при длинах волн 665, 649 и 440,5 нм. Расчет содержания пигментов производили по формулам (формула Вернера): СА(мг/л) = 11,63хD665-2,39хD649; СВ(мг/л) = 20,11хD649-5,18хD665. Затем производили пересчет содержания пигментов на мг/г: А = CхV/Pх1000, где А – содержание пигментов, мг/г; С – концентрация хлорофилла, мг/л; V – объем вытяжки, мл; P - навеска, г
При действии низкой концентрации кадмия (0,15 мМ CdSO4) уровень ПОЛ увеличивался у сортов Казахстанская ранняя, Казахстанская -3 и Шагала на 5, 30 и 40%, соответственно (рисунок 1). При высокой концентрации кадмия (0,3 мМ CdSO4) уровень перекисного окисления липидов увеличивался: у сортов Казахстанская ранняя, Казахстанская-3 и Шагала на 7, 39 и 59%, соответственно. По степени повышения ПОЛ при действии 0,3 мМ CdSO4, сорта можно расположить следующим образом: Шагала (159) > Казахстанская-3 (139) > Казахстанская ранняя (107). Содержание хлорофиллов а и b в листьях сортов пшеницы в условиях действия ионов кадмия. Содержание хлорофилла а при низкой концентрации кадмия (0,15 мМ) в наибольшей степени снижалось у сорта Казахстанская ранняя (на 44%) (рисунок 2). У сортов Казахстанская-3 и Шагала данный показатель снижался на 29 и 27%, соответственно. 
Рисунок 1 - Влияние действия ионов кадмия на уровень перекисного оксиления липидов у сортов пшеницы При увеличении концентрации кадмия вдвое содержание хлорофилла а в наибольшей степени снижается у сортов Казахстанская ранняя и Шагала – на 34%. В наименьшей степени данный показатель снижается у сорта Казахстанская-3 – на 21% относительно контроля. По содержанию хлорофилла а сорта можно расположить следующим образом: Казахстанская-3 (79%) > Казахстанская ранняя (66%) = Шагала (66%). Содержание хлорофилла b при действии кадмия уменьшалось почти в той же степени, как и содержание хлорофилла а у всех исследуемых сортов пшеницы. При 0,15 мМ CdSO4 у сортов Казахстанская ранняя, Казахстанская-3 и Шагала содержание хлорофилла b снижалось на 35, 18 и 17% (рисунок 3). При высокой концентрации кадмия (0,3 мМ CdSO4) содержание хлорофилла b у сорта Казахстанская раннняя снизилось в наибольшей степени (на 45%). В наименьшей степени данный показатель снизился у сорта Казахстанская-3 – на 23%. По содержанию хлорофилла b при высокой концентрации кадмия сорта можно расположить следующим образом: Казахстанская-3 (77%) > Шагала (68%) > Казахстанская ранняя (65%). Содержание хлорофилла снижалось у разных видов растений при действии тяжелых металлов. Тяжелые металлы негативно действуют на синтез хлорофилла на уровне ферментов синтеза или снижают поглощение необходимых элементов для синтеза пигментов [12].
Рисунок 2 - Влияние ионов кадмия на содержание хлорофилла а в листьях пшеницы 
Рисунок 3 - Cодержание хлорофилла b в листьях пшеницы при действии ионов кадмия Таким образом, в результате исследований можно заключить, что при действии кадмия повышается уровень перекисного окисления липидов и содержание хлорофиллов снижается. Степень снижения содержания фотосинтетических пигментов и повышения ПОЛ корреллирует со степенью устойчивости растений. Литература 1 Тасекеев М. Биоремедиация токсичных промышленных отходов // Промышленность Казахстана. – 2004. – № 5 (26). – С. 59-63. 2 Панин М.С. Влияние техногенных факторов и агрохимической деятельности человека на содержание и миграцию тяжелых металлов в системе “почва-растение” // Сборник материалов научно-техн. конф. «Состояние и рациональное использование почв республики Казахстана». – Алматы, 1998. – С. 76-79. 3 Cho U., Seo N. Oxidative stress in Arabidopsis thaliana exposed to cadmium is due to hydrogen peroxide accumulation // Plant Science. – 2004. – Vol.168. – P.113-120. 4 Dixit V., Pandey V., Shymar R. Differential antioxidative responses to cadmium in roots and leaves of pea (Pisum sativum L. cv.Azad) // J.Exp.Bot. – 2001. – Vol. 52. – P. 1101-1109. 5 Серегин И.В., Иванов В.Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения // Физиология растений. – 2001. – Т. 48. – С. 606-630. 6 Мерзляк М.Н., Погосян С.И., Юфарова С.Г. Использование 2-тиобарбитуровой кислоты в исследованиях ПОЛ в тканях растений // Науч. Докл. Высш. школы. Биол. науки. – 1978. – № 9. – С. 86-94. 7 Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев. В кн. Биохимические методы в физиологии растений / под ред. О.А. Павлиновой. - М.: Наука, 1971. – C.154-170. 8 Курганова Л.И., Веселов А.П., Гончарова Т.А. Перекисное окисление липидов и аниоксидантная система защиты в хлоропластах при тепловом шоке // Физиология растений. – 1997. – Т. 44. – С. 725-730. 9 Elstner E.F., Wagner G.A., Schultz W. Activated oxygen in green plants in relation to stress situations // Curr. Top. Plant Biochem. Physiol. – 1988. – Vol. 7. – P. 159-187.
11 Verma R., Shekhawar G.S., Sharma F., Mehta S.K., Sharma V. 2008. Cadmium induced oxidative stress and changes in soluble and ionically bound cell wall peroxidase activities in roots of seedling and 3-4 leaf stage plants of Brassica juncea (L.) czern // |Plant Cell Reports. - Vol. 27. - P.1261-1269. 12 Lanaras T., Moustakas M., Symeonidis L., Diomantoglou S., Karataglis S. Plant metal content, growth responses and some photosynthetic measurements of field-cultivated wheat growing on ore bodies enriched in Cu // Physiologia Plantarum. - 1996. - Vol. 88. - P. 307-314.
С.Д. Атабаева*, А.Б. Жардамалиева, А.С. Нурмаханова, С.Ш. Асрандина, С.А. Шоинбекова, С.С. Кенжебаева, А.Ж. Бейсенова, Ж. Пахратдинова БиДАЙ СОРТТАРЫНДАҒЫ (Triticum aestivum L.) ХЛОРОФИЛЛ құрамы ЖӘНЕ ЛИПИДТЕРДІҢ АСҚЫН ТОТЫҒУЫ ДЕҢГЕЙІНЕ КАДМИЙ ИОНДАРЫНЫҢ ӘСЕРІ Кадмий иондарына төзімді бидайдың – Казахстанская-3, Казахстанская раняя және Шағала сорттарындағы хлорофилл құрамы және липидтердің асқын тотығының деңгейіндегі өзгерістерге зерттеулер жүргізілді. Кадмий иондарының жоғары концентрациясында липидтердің асқын тотығу (ЛАТ) деңгейі жоғарлап, ал а және b хлорофилл мөлшері төмендеген. Төзімді сорттармен салыстырғанда Шағала төзімсіз сортындағы липидтердің асқын тотығының деңгейі жоғары екендігін көрсетті. Сонымен кадмий иондарымен ластанған ортада төзімсіз Шағала сортына қарағанда төзімділік көрсеткен Казахстанская-3 және Казахстанская раняя сорттарының фотосинтетикалық пигменттер құрамы жоғары деңгейде болды. Қолайсыз ортадағы төзімді өсімдік сорттарын іріктеу үшін анықталған биохимиялық және физиологиялық көрсеткіштерді маркерлер сапасы ретінде қабылдауға болады. Кілтті сөздер: бидай, кадмий, липидтердің асқын тотығы, хлорофилл, төзімділік. жүктеу/скачать 68.5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
