Екологія/6. Екологічний моніторинг

К.б.н. Филипчук Т.В., Григоряк А.Г.

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Україна

Вміст проліну як показник стійкості газоноутворюючих трав до кислотних опадів

У результаті різкого загострення екологічної кризи у світі проблема стресостійкості стає однією з головних у сучасній екології. Це обумовлює необхiднiсть вивчення впливу складових глобальної екологічної кризи на стан живих організмів, зокрема рослин. У процесі адаптації рослин до стресових абіотичних впливів важлива роль належить проліну, вміст якого багаторазово зростає в умовах посухи, засолення, дії низьких і високих температур, впливу кислотних опадів, інших стресових факторів, які ініціюють зниження водного потенціалу клітинного соку [1, 2, 4]. Щодо кислотних опадів відомо [3], що стійкі до кислотності види рослин реагують пониженням фізіологічних функцій, тоді як чутливі – підвищенням цих функцій.

Мета роботи – дослідити вміст проліну в зеленій масі газоноутворюючих трав на градієнті рН–концентрації кислотного дощу.

Дослідження проводилися з використанням штучних екосистем – мікрокосмів, які виготовляли із п’ятилiтрових пластикових ємностей [4]. Насіння газоноутворюючих трав Lolium perenne L., Dactylis glomerata L. та Phlеum pratеnsе L. висаджували по п’ятдесят насінин. Експеримент проводили у спеціально обладнаній культиваційній кімнаті при вологості повітря 60 %, температурі 22-25 ºС та інтенсивності освітлення 1000-1500 лк. Світловий період тривав 16 год., темновий − 8, що приблизно відповідає тривалості дня липня у помірних широтах. Штучний кислотний дощ готували додаванням до дистиляту сульфатної та нітратної концентрованих кислот до встановлення потрібного значення рН (2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4), яке контролювали за допомогою рН-метра. Протягом експерименту контрольні мікрокосми поливали дистильованою водою по 50 мл двiчi на тиждень, дослiднi – iмiтованим кислотним дощем з відповідним pH у такій самій кiлькостi і з такою ж частотою. Вміст проліну у надземній рослинній масі визначали за методикою [4].

З літератури відомо [3, 5], що між рівнем акумуляції проліну та стійкістю рослин до стресів існує тісний взаємозв’язок: розрізняють дію у фазі помірного стресу, коли ця амінокислота нагромаджується в межах фізіологічної норми, і в фазі незворотних пошкоджень, коли її кількість може досягати токсичного порогу. В результаті адаптації рослин вміст внутрішньоклітинного проліну зменшується.

Під час експерименту у досліджуваного виду Lolium perenne L. за дії кислотного дощу з рН=2 виявлено помірний стрес, тобто підвищення вмісту проліну в межах фізіологічної норми (табл.). Натомість, вплив кислотного дощу з рН=2,5; 3; 3,5; 4 викликає достовірне порівняно з контролем зменшення вмісту проліну на 36; 39; 60 і 41 % відповідно.

Таблиця

Вміст проліну у зеленій масі злакових трав на 7-й день вирощування у мікрокосмі, ммоль проліну/г сирої маси

	Lolium perenne L.	Dactylis glomerata L.	Phleum prаtensе L.
Контроль	0,118±0,008	0,110±0,011	0,069±0,006
рН=4	0,070±0,009*	0,035±0,004*	0,073±0,009
рН=3,5	0,047±0,004*	0,035±0,003*	0,075±0,007
рН=3	0,072±0,009*	0,035±0,003*	0,088±0,010
рН=2,5	0,075±0,009*	0,050±0,006*	0,093±0,007*
рН=2	0,132±0,014	0,050±0,007*	0,097±0,009*

Примітка: * - значення достовірне порівняно з контролем при р <0,05

У зеленій масі Dactylis glomerata L. за дії всіх рН–концентрацій кислотного дощу спостерігається зменшення вмісту проліну: при рН=4,0; 3,5; 3,0 на 68 % порівняно з контролем; при рН=2,0 і 2,5 – на 55 %. (рис.). Зниження вмісту проліну за дії вказаних рH-концентрацій є ознакою стійкості цих двох видів до кислотності середовища. Вміст проліну в зеленій масі Phleum prаtensе L., навпаки, суттєво підвищується при дії кислотного дощу з рН 2,0 і 2,5 відповідно на 40 % та 37 %, що є свідченням прояву чутливості даного виду до досліджуваного чинника.

Отже, абсолютну стійкість до кислотних опадів виявляє Dactylis glomerata L., у якого зафіксовано зниження проліну на градації всіх досліджуваних pH-концентрацій. Lolium perenne L. володіє високою стійкістю до кислотності опадів за виключенням максимальної pH-концентрації (рН=2). Натомість Phleum prаtense L., навпаки – є чутливим до кислотності видом.

Література

1. Лобачевська О.В. Вміст вільного проліну та активність антиоксидантного захисту у мохоподібних за стресових умов /О.В. Лобачевська // Чорноморський ботанічний журнал. – T.4, №2. – C. 167-174.

2. Майор П. С. Взаємозв’язок мiж вмiстом вiльного пролiну, розчинних цукрiв та обводненiстю тканин у рослинах озимої пшеницi протягом осiнньо-зимового перiоду / П.С. Майор // Физиология и биохимия культ. растений. – 2010. – № 4. – С. 369-375.

3. Колупаєв Ю. Е. Стресові реакції рослин (молекулярно-клітинний рівень) / Ю. Е. Колупаєв. – Харків : Харків. держ. аграр. ун-т., 2001. – 173 с.

4. Руденко С.С. Штучні системи в екології: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / Руденко С.С., Костишин С.С., Ситнікова І.О. – Чернівці : Рута, 2006. – 200 с.

5. Майор П.С. Зміни вмісту вільного проліну у рослинах озимої пшениці протягом осінньо-зимового періоду / П.С. Майор, В.П. Захарова, Л.Г. Великожон // Физиология и биохимия культ. растений. – 2009. – 41, № 5. – С. 371-383.