Биологические науки (2.Структурная ботаника и биохимия растений)

Заморуєва Л.Ф.

НДІ біології Дніпропетровського національного університету ім.О.Гончара

КОМПОНЕНТНИЙ СКЛАД ВІЛЬНИХ ЖИРНИХ КИСЛОТ

В ЗЕРНІ КУКУРУДЗИ ПРИ ПРОРОСТАННІ ЗА ДІЇ

ГЕРБІЦИДУ ТРОФІ ТА ПІДВИЩЕНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ

В умовах зростання пестицидного навантаження на агроекосистеми

поряд з процесами потепління клімату великого значення набуває вивчення дії цих факторів на фізіолого-біохімічні процеси на ранніх етапах розвитку рослин, ступінь їх враження з метою дослідження пристосувальних реакцій у рослин до негативного впливу токсикантів. До несприятливих умов зростання рослини пристосовуються за рахунок численних адаптаційних механізмів. Чим більше механізмів адаптації використовується рослиною одночасно на самих різних рівнях, тим більш стійкий організм до дії окремих інгредієнтів або їх комплексів [1]. Ліпіди є сполуками адаптації при компенсації рослинами несприятливих дій навколишнього середовища, це – захисні речовини, які забезпечують енергетичний потенціал зерна при проростанні, а також є важливими компонентами біомембран [2].

Вивчали вплив хлорорганічного гербіциду трофі (1,25 – 10 мг/л), підвищеної температури (+42^oС, 5, 9, 24 год.) та їх сумісної дії на показники ліпідного метаболізму у зерні 6 – 8 добових проростків гібрида кукурудзи Любава 297 МВ (середньоранній), а також дію гербіциду трофі (5 – 20 мг/л) та підвищеної температури (+47^oС, 5, 7, 24 год.) на вміст та обмін ліпідів у зерні 5 – 8 добових ростків гібридів кукурудзи ЗПТК 196 (ранньостиглий) та Кадр 267 МВ (середньоранній). Виявлено на тлі пригнічення росту паростків усіх гібридів кукурудзи зміни в складі ліпідів, а саме вмісту загальних ліпідів, активності ферментів ліпідного обміну ліпаз, компонентного складу вільних жирних кислот (ВЖК) як за дії окремо гербіциду та температури, так і при їх сумісній дії. Вміст загальних ліпідів у проростаючому насінні кукурудзи гібриду Любава 297 МВ був значно редукован за дії гербіциду трофі, температури та їх спільному впливі (від 12% до 62%). При більш довготривалій дії температури редукція вмісту загальних ліпідів була значно менше вже від 12% до 25%, що говорить про те, що рослина частково адаптується до несприятливих умов зростання. У проростаючому зерні гібридів кукурудзи Кадр 267 МВ та ЗПТК 196 виявлено, що якщо за дії однієї температури вміст загальних ліпідів було підвищено, як адаптивна реакція рослин на дію стресу, то під впливом гербіциду, де виявлено залежність від дози гербіциду вміст ліпідів було знижено (від 15% до 27%), а при сумісній дії гербіциду та температури вміст загальних ліпідів було значно знижено (гібрид Кадр 267 МВ) (на 15% – 45%) та при більш тривалому впливі температури. Активність ферментів ліпідного обміну ліпаз була підвищена у трьох гібридів кукурудзи (у 2 – 4 рази), як за дії окремих факторів, так і при їх спільній дії, що свідчило про активацію розщеплення жирів за дії комплексу факторів. Виявлено зміни та перерозподіл фракційного складу ліпідів у проростаючому зерні, при цьому вміст фосфоліпідів здебільшого було підвищено у трьох гібридів при окремій та комплексній дії факторів, як адаптивна та захисна реакція рослин кукурудзи, лише в окремих випадках у гібридів Кадр 267 МВ та ЗПТК 196 спостерігалось зниження фракції фосфоліпідів при комплексній дії високих концентрацій гербіциду трофі та підвищеної температури, що могло свідчити про ймовірне ушкодження біомембран рослинних клітин за дії негативних факторів. Вміст вільних жирних кислот було підвищено за дії гербіцидів в усіх гібридах кукурудзи на ранніх етапах проростання рослини, але на вплив температури та її сумісної дії з гербіцидом реакція була різна, так у гібрида Любава 297 МВ спостерігалась редукція вмісту ВЖК за дії температури, але її підвищення при сумісній дії двох факторів. У гібридів кукурудзи Кадр 267 МВ та ЗПТК 196 навпаки – підвищення вмісту фракції ВЖК за дії окремо температури та спільній дії з гербіцидом у більшості варіантів, лише високі концентрації гербіциду трофі у комплексі з тривалим впливом температури (24 год.) приводили до зниження вмісту ВЖК у зерні кукурудзи. Фракція ВЖК приймає участь у реакціях перекисного окиснення ліпідів, її зниження на ранніх етапах розвитку рослин при дії негативних факторів свідчить про активацію цих процесів. Знайдено, що за дії температури у гібридів Кадр 267 МВ та Любава 297 МВ відбувалось зниження співвідношення ненасичених та насичених ВЖК, а значить і вмісту ненасичених ВЖК, особливо при довготривалій дії температури, що свідчило про негативний вплив підвищеної температури на розвиток рослин вже на ранніх етапах проростання зерна. При чому виявлено, що вміст пальмітинової та стеаринової кислот зростав при дії довготривалої температури у всіх трьох гібридів, а вміст олеїнової кислоти значно знижувався у гібридів кукурудзи Кадр 267 МВ та Любава 297 МВ. Під впливом гербіциду трофі навпаки у гібрида ЗПТК 196 та Кадр 267 МВ відбувалось зниження вмісту ненасичених ВЖК, а у гібрида Любава 297 МВ значне підвищення їх вмісту, особливо при високих концентраціях гербіциду (10 мг/л) на 10% – 13%. Ці зміни проходили за рахунок підвищення вмісту олеїнової кислоти, та зниження лінолевої та ліноленової кислот. Комбінована дія гербіциду трофі та підвищеної температури приводила до зниження співвідношення ненасичених та насичених ВЖК у всіх гібридів при малих концентраціях гербіциду та недовготривалій дії температурі (5 год.), тоді як при більш тривалому впливі температури (7,24 год.) у гібридів ЗПТК 196 та Любава 297 МВ вміст ненасичених ВЖК зростав, що свідчило про адаптивні можливості стійких гібридів – підвищувати вміст ненасичених компонентів ВЖК. Зміни у фракційному складі ліпідів та ВЖК виявляли здатність рослинного організму до активації адаптивних процесів за дії стрес- факторів і дозволяли виявляти більш стійкі генотипи сільськогосподарських культур.

Література

1. Федке К. Биохимия и физиология действия гербицидов: Пер с англ. Н.М.Жирмунской; Под ред. и предисл. Ю.А.Баскакова.–М.: Агропромиздат, 1985. – 223 с.

2. Таран Н. Ю. Адаптаційні зміни ліпідних компонетів мембран хлоропластів за дії на рослини факторів довкілля // Укр. біохім. журнал. – 2000. – Т.72, №1. – С. 21 – 31.