Пушкина Н.В., Мазец Ж.Э., Шутова А.Г., Карпович В.А.

НИУ «Институт ядерных проблем» БГУ

Белорусский государственный педагогический университет им. М.Танка

ГНУ «Центральный ботанический сада НАН Б»

Особенности реакции антиоксидантной системы лекарственных растений на воздействие слабого электромагнитного поля

Поиск новых путей увеличения производства сельскохозяйственной продукции является одной из главных задач биологических наук. Для достижения практически ценных результатов в этом направлении широкие возможности открывает использование в сельскохозяйственном производстве достижений физики и биофизики. Урожайность лекарственных культур в значительной степени зависит от посевных качеств семян. Поэтому, наряду с совершенствованием выращивания и уборки лекарственных культур большое внимание должно уделяться разработке и внедрению новых, экологически чистых способов воздействия, направленных на улучшение посевных качеств семян лекарственных растений и их урожайности.

В связи с этим целью данной работы являлось изучение влияния направленного воздействия электромагнитного поля сверхвысокочастотного диапазона (ЭМП СВЧ) на антиоксидантную систему растений Melissa officinalis (L.) и Leonurus cardiaca (L.). Семена исследуемых культур обрабатывались ЭМП СВЧ в различных режимах воздействия: Режим 1 (53,57–78,33 ГГц, время обработки 20 минут); Режим 2 (64,0–66,0 ГГц, время обработки 12 минут,) и Режим 3 (64,0 –66,0 ГГц, время обработки 8 минут). Обработка проводилась в «Институте ядерных проблем» БГУ. Далее в условиях вегетационных опытов оценивались такие показатели как активность компонентов антиоксидантной системы (АОС): пероксидазы, аскорбатпероксидазы и неферментативных антиоксидантов (каротиноидов) в листьях Melissa officinalis (L.) и Leonurus cardiaca (L.).

В результате проведенных исследований установлено, что активность пероксидазы у 54-дневных растений мелиссы лекарственной снижалась под действием ЭМП СВЧ режима 1 на 12,1% и 14,6% в сравнении с необработанными растениями. При использовании для обработки семян Режимов 2 и 3 активность пероксидазы возрастала по отношению к контролю (таблица 1). Активность аскорбатпероксидазы при воздействии ЭМП СВЧ снижалась под воздействием всех режимов обработки электромагнитным полем. Максимальная разница активности данного фермента в контрольных и опытных образцах наблюдалась при воздействии Режимом 2. Содержание каротиноидов в листьях возрастало при воздействии всеми режимами обработки по сравнению с контролем и было максимальным при обработке семян Режимом 3.

Таблица 1- Влияние ЭМП СВЧ на компоненты АОС в листьях Melissa officinalis (L.) на 54-ый день онтогенеза

№ п/п	Вариант опыта Показатели	Контроль	Режим 1	Режим 2	Режим 3
1.	Активность пероксидазы, Е\мл	36,0±1,0	23,9±4,6*	41,0±4,6*	44,6±4,8*
2.	Удельная активность пероксидазы, Е/мг белка	42,4±0,48	27,8±0,56*	58,6±0,88*	68,6±0,33*
3.	Активность аскорбат-пероксидазы, Е\мл	9923±3,5	4816±2*	2365±2,5*	4730±2,5*
4.	Удельная активность аскорбат пероксидазы, Е/мг белка	11674±3	5600±0,5*	3378±1*	7277±0,5*
5.	Концентрация белка, мг\мл	0,85±0,046	0,86±0,044*	0,70±0,018*	0,65±0,042*
6.	Содержание каротиноидов, мг/г сырой массы	0,846±0,032	1,226±0,048	1,246±0,022	1,458±0,033

* – различия с контролем достоверны при р<0.05.

В результате ЭМП СВЧ воздействия на семена Leonurus cardiaca (L.) отмечено снижение активности (удельной активности) пероксидазы под влиянием всех трех режимов (таблица 2), особенно существенное в случае Режимов 1 и 3. При анализе влияния ЭМП СВЧ-диапазона на аскорбатпероксидазную активность 45-дневных растений Leonurus cardiaca (L.) выявлено, что в результате воздействия активность АПО возрастала при всех режимах воздействия. Удельная активность аскорбатпероксидазы под влиянием Режима 3 снижалась в сравнении с контролем, а применение всех остальных режимов ЭМП приводило к повышению удельной активности данного фермента. Достоверное увеличение содержания каротиноидов в листьях L. cardiaca наблюдалось при обработке семян Режимом 3.

Таблица 2- Влияние ЭМП СВЧ на компоненты АОС в листьях Leonurus cardiaca (L.) на 45-ый день онтогенеза

№ п/п	Вариант опыта Показатели	Контроль	Режим 1	Режим 2	Режим 3
1	Активность пероксидазы, Е\мл	1,23±0,07	0,60±0,044*	0,60 ±0,052*	0,60±0,042*
2	Удельная активность пероксидазы, Е/мг белка	1,54±0,032	0,27±0047*	0,64±0,029*	0,24±0,044*
3	Активность аскорбат-пероксидазы, Е\мл	444,8±0,078	4355,1±0,025*	1303±0,036*	1183,7±0,076*
4	Удельная активность аскорбат пероксидазы, Е/мг белка	556±0,034	1979,1±0,065*	1386,1±0,087*	473,48±0,089*
5	Концентрация белка, мг\мл	0,8±0,016	2,2±0,034*	0,94±0,027*	2,5±0,116*
6	Содержание каротиноидов, мг/г сырой массы	2,1±0,22	2,5±0,03	2,3±0,4	3,0±0,28*

* – различия с контролем достоверны при р<0.05.

Таким образом, проведенные биохимические исследования выявили специфическую реакцию антиоксидантной системы Melissa officinalis и Leonurus cardiaca на предпосевную электромагнитную обработку семян.