Биологические науки/4. Ресурсоведение и интродукция растений

Гаржа А.М., Алексєєва А.А.

Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, Україна

ФУНКЦІОНУВАННЯ АНТИОКСИДАНТНИХ ФЕРМЕНТІВ У ЛИСТКАХ ІНТРОДУКОВАНИХ СОРТІВ ТРОЯНД

Обмеженість видового складу аборигенної дендрофлори степової зони України вимагає збагачення асортименту декоративних насаджень новими видами та формами. Проте клімат Дніпропетровського регіону відрізняється холодною зимою і спекотним, сухим, тривалим літом (середньодобова температура найтеплішого місяця липня складає у південних районах 23-25 ºС, у північних – 21 ºС, абсолютний максимум температури 41 ºС), що не завжди сприяє росту та розвитку інтродуцентів, а іноді викликає їх загибель. Здатність інтродукованих рослин переносити посушливі умови часто має вирішальне значення при підборі декоративних видів для озеленення. Дерева та чагарники з Азії та Америки інтродукуються на території нашої області найчастіше. Особливу цінність представляють квітучі чагарникові рослини, до яких відносяться представники роду Rosa L. [1].

Метою нашої роботи було оцінити інтродукційну стійкість різних за географічним походженням сортів троянд на основі аналізу змін активності ферментів антиоксидантного захисту в умовах культури Ботанічного саду Дніпропетровського національного університету ім. Олеся Гончара.

Дослідження проведено на листках наступних сортів троянд, що входять до складу колекції ботанічного саду: Pierre de Ronsard (США, 1987), Queen Elizabeth (США, 1954), Cyclamen (Франція, 1959), The Prince (Великобританія, 1990), Cottage Rose (Великобританія, 1991), Rote Тischendorf (ГДР), Baby Masquerade (ГДР, 1955), Eulalia Berridge (ГДР) [2]. Листки троянд збирали у червні та жовтні 2015 року. Активність каталази (САТ) та бензидинової пероксидази (BPOD) визначали за [3]. Статистичну обробку результатів, отриманих у триразовій повторності, здійснено за допомогою пакета Microfoft Statistica 6.0. Розбіжності між вибірками вважали значущими при р ≤ 0,05.

Одним із найважливіших ферментів антиоксидантного захисту є каталаза, що каталізує реакцію перетворення пероксиду водню на воду та кисень. На відміну від пероксидаз, цей фермент не потребує відновленого субстрату для активності [4]. Нами було виявлено суттєве збільшення (на 50%) активності САТ з червня по жовтень у листках сортів The Prince та Rote Тischendorf (табл.). У листках інших досліджуваних сортів активація цього ензиму падала. Клітинні механізми дезактивації різних активних форм кисню можуть замінювати, доповнювати й дублювати один одного. Припускається, що недостатня активність будь-якої з ланок антиоксидантного захисту може призвести до активації іншої ланки [5].

Таблиця. Зміни активності каталази та пероксидази у листках різних сортів троянд за літньо-осінній період (Мeen ± SD)

сорт троянд місяць відбору	Pierre de Ronsard	Queen Elizabeth	Cyclamen	The Prince	Cottage Rose	Rote Тischendorf	Baby Masquerade	Eulalia Berridge
активність каталази, мМ Н2О2/г·хв
червень	2,622 ± 0,050	6,112 ± 0,123	5,243 ± 1,003	5,243 ± 1,112	6,117 ± 1,333	1,747 ± 0,500	5,244 ± 1,140	7,866 ± 1,360
жовтень	1,748 ± 0,009	7,865 ± 0,685	1,874 ± 0,211	7,866 ± 2,140	4,370 ± 0,870	2,622 ± 0,980	3,622 ± 1,325	5,613 ± 1,123
активність бензидинової пероксидази, опт. од/г·хв
червень	35,2 ± 1,111	20,8 ± 2,210	16,0 ± 1,369	23,84 ± 2,147	22,4 ± 2,321	22,4 ± 0,742	40,0 ± 3,050	54,44 ± 2,721
жовтень	38,4 ± 1,321	58,4 ± 2,456	16,8 ± 2,847	11,2 ± 1,030	24,0 ± 2,555	35,2 ± 2,210	51,2 ± 1,650	36,2 ± 1,360

Виявлено значне пониження активності BPOD у осінніх листках сорту Eulalia Berridge та The Prince у порівнянні з літніми (на 33% і 53% відповідно). Активність цього ензиму у листках Pierre de Ronsard та Cottage Rose була майже незмінною як у червні, так і у жовтні. У той час як активація BPOD листках сортів Rote Тischendorf, Cyclamen та Queen Elizabeth зросла з червня по жовтень на 57%, 130% та 180% відповідно. Відомо, що пероксидаза є чутливим ферментом до дії різних стресових факторів, у тому числі екологічних Підвищення активності BPOD можна розглядати, як захисну реакцію рослинного організму у відповідь на абіотичні стимули [6].

Таким чином високі температури та водний дефіцит обумовлюють пригнічення ферментативних систем у листках одних сортів троянд та активацію в інших. За рівнем активності окисно-відновних ферментів у листках представників роду Rosa рекомендується використання в системі озеленення населених пунктів Дніпропетровської області в першу чергу сорти Queen Elizabeth та Rote Тischendorf. Найменш стійкими, за отриманими результатами, виявилися сорти Cottage Rose та Eulalia Berridge.

Література:

1. Кохно М. А. Інтродукція деревних рослин в Україні: здобутки й перспективи/ М. А. Кохно // Інтродукція рослин. – 1999. – № 1. – С. 27-35.

2. Колекція рослин Ботанічного саду Дніпропетровського національного університету / В. Ф. Опанасенко та ін. – Д.: РВВ ДНУ, 2008. – 224 с.

3. Сучасні методи біохімічного аналізу рослин / Л. В. Шупранова, В. С. Більчук, Л. В. Богуславська та ін. – Д. : Вид-во ДНУ, 2011. – 80 с.

4. Половникова М. Г. Активность компонентов антиоксидантной защиты и полифенолоксидазы у газонных растений в онтогенезе в условиях городской среды /М. Г. Половникова, О. Л. Воскресенская // Физиология растений. – 2008. – Т. 55, № 5. – С. 777–785.

5. Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям экологических факторов в естественных условиях / Е. Л. Кордюм, К. М. Сытник, В. В. Бараненко, Н. А. Белявская, Д. А. Климчук, Е. М. Недуха – К. : Наук. думка, 2003. – 270 с.

6. Хромих Н.О. Вплив асоційованих з альтитудою схилу умов мікроклімату та освітленості на фізіолого-біохімічні процеси в листі дерев прибережного лісу/Н.О. Хромих, І.А. Іванько, І.М. Коваленко, Ю.В. Лихолат, А.А. Алексєєва // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія, екологія. – 2015. – 23, №2. – С. 177–182.