Таран О. Ю., Лихолат Ю. В., Хромих Н. О.*

Дніпропетровський національний університет ім.. Олеся Гончара,

кафедра фізіології та інтродукції рослин

НДІ біології ДНУ*

Динаміка вмісту відновленого глутатіону у коренях проростків кукурудзи за дії іонів нікелю

Рослини агро- та урбоценозів, які позбавлені змоги уникнути контакту з полютантами, зазнають дії багатьох чинників, серед яких важкі метали належать до найбільш шкодочинних. За таких екологічних умов рослинні організми мобілізують наявні засоби знешкодження токсикантів та відновлення клітинного гомеостазу (3, 4). Важливою ланкою захисту рослинної клітини від негативного впливу важких металів є антиоксидантна система глутатіону та ферментів його циклу (1, 6), внаслідок функціонування яких відбувається припинення кисеньзалежних вільнорадикальних реакцій, що здатні призвести до пошкодження клітини (7). Реакцію вказаної системи ферментів на вплив іонів нікелю досліджено фрагментарно (4), тоді як нікель вважається одним з найбільш токсичних важких металів (5), типові симптоми його дії: хлороз, некроз, зупинка росту коренів, деформація частин рослин.. Ми мали на меті вивчення динаміки вмісту відновленого глутатіону у коренях проростків кукурудзи на початку онтогенезу у середовищі з різними концентраціями іонів нікелю. Досліджені проростки кукурудзи (Zea mays L.) гібриду Бєлозерський 295 СВ, які після 2 діб пророщування на дистильованій воді при 26º С переносили у розчини нітрату нікелю з концентраціями 0,05, 0,5 та 1,0 мМ. Визначення вмісту відновленого глутатіону проводили за (2) у коренях проростків, які відбирали на 1, 3, 5, 7, 9 та 11 доби пророщування. За концентрації іонів нікелю 0,05 мМ (рис. а) виявлено помітне (від 4 до 35 % відносно контролю) зростання вмісту трипептиду протягом усього експерименту. Іони нікелю у концентрації 0,5 мМ (рис. б) призводили до менш значного зростання вмісту глутатіону у коренях (від 2 до 18 % відносно контролю) протягом експерименту, а на 11 добу спостереження показник був Рис. Динаміка вмісту відновленого глутатіону (нМ/г сирої тканини) у коренях проростків кукурудзи гібриду Бєлозерський 295 СВ за дії іонів нікелю у різних концентраціях: а – 0,05 мМ; б – 0,5 мМ; в – 1,0 мМ.

навіть нижчим за контрольний рівень (на 5,1 %). За концентрації іонів 1,0 мМ (рис. в) відмічено зростання вмісту глутатіону від 5 до 18 % відносно контролю. Максимальний вміст глутатіону за низьких концентрацій нікелю виявлено на 5 добу (на 35 % за 0,05 мМ та на 18 % - 0,5 мМ), тоді як за високої концентрації –на 7 та 9 доби (відповідно на 18 та 17 % відносно контролю). Різниця може бути обумовлена тим, що за високої концентрації іонів нікелю інгібування росту клітин коренів було більш інтенсивним, через що підвищення вмісту захисних компонентів забрало більше часу. Зростання вмісту глутатіону відмічено при концентраціях іонів 0,05 та 1,0 мМ вже на 1 добу (відповідно на 15 та 12 % від контролю) та на 2 добу при концентрації 0,5 мМ ( на 15 %), що можна пояснити відсутністю для іонів нікелю бар’єрів при проникненні усередину клітин коренів (3). Таким чином, динаміка змін вмісту глутатіону у коренях проростків за дії різних концентрацій іонів нікелю вказує на наявність специфіки впливу токсиканту у залежності від його концентрації у середовищі пророщування.

ЛІТЕРАТУРА

1. Войчик М. Физиологические и ультраструктурные ответы растений арабидопсиса на избыток меди и изменение уровня восстановленного глутатиона /М. Войчик, Б. Павликовская-Павлега, А. Тукиендорф // Физиология растений. – 2009. – Т. 56, № 6. – С. 906-916.

2. Методы оценки устойчивости растений к стрессовым факторам. Руководство для большого спецпрактикума по фозиологии и биохимии растений. – Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2007. – 27 с.

3. Серегин И. В. Токсическое действие и распределение никеля в корнях кукурузы /и,в, Серегин, А.Д. Кожевникова, Е.М. Казюмина, В.Б. Иванов //Физиология растений. – 2003. – Т. 50, № 5. – С. 793-800.

4. Сищиков Д. В. Глутатіонзалежна антиоксидантна система проростків гороху та кукурудзи за дії сполук нікелю/Д.В. Сищиков, В.М. Гришко //Укр.. біохім. журнал. – 2003. – Т. 75, № 4. – С. 131-138.

5. Твердохліб Н. О. Реакція меристем них клітин коренів проростків кукурудзи на дію іонів нікелю/Н.О. Твердохліб, Л.В. Богуславська //Мат. між нар. конф. молодих учених “Актуальні проблеми ботаніки та екології”. – Ялта, 2010. – С. 296-297.

6. Breckle S.-W. Growth under Stress: Heavy Metals // Plant Roots: The Hidden Half / Eds Waisel Y., Eshel A., Kafkafi. U. New York: Marcel Dekker, 1991. P. 351–373.

7. Noctor G. Glutathione: biosynthesis, metabolism and relationship to stress tolerance explored in transformed plants /Arasi A.C.M., Jounin L.//J. Exp. Botany/ - 1998. – 49, N 321. – P. 623-647.