Бец К.М.¹, Хромих Н. О.², Пупченко Г.А. ²

Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара

¹Кафедра фізіології та інтродукції рослин

² Науково-дослідний інститут біології

ВПЛИВ ГІПЕРТЕРМІЇ НА ВМІСТ ВІДНОВЛЕНОГО ГЛУТАТІОНУ В ОРГАНАХ КВІТКОВИХ РОСЛИН

В умовах мінливого кліматичного режиму рослинні організми зазнають несприятливого впливу різких коливань температури середовища, що спричинює розвиток окислювального стресу у рослинних клітинах [3], уповільнює ріст і розвиток, знижує продуктивність, погіршує декоративні якості рослин [4]. У штучно створених фітоценозах квіткові рослини посідають важливе місце, тому їх стійкість до умов зростання, зокрема, до високої температури, необхідно враховувати при доборі видового складу. Пристосування рослинних організмів до впливу несприятливих чинників на клітинному рівні реалізується шляхом змін перебігу фізіолого-біохімічних процесів у бік інтенсивнішого функціонування захисних систем [2]. Одна з ефективних ланок метаболічного захисту – глутатіонова система, активність якої індукується у відповідь на вплив різноманітних стресорів і визначається вмістом відновленого глутатіону (GSH) у рослинних клітинах [2-4].

Метою роботи було виявлення динаміки змін вмісту відновленого глутатіону за різних термінів впливу гіпертермії у стеблах та листках інтродукованих видів квіткових газонних рослин. Об’єктами дослідження були види квіткових газонних рослин з родини Айстрових: арктотіс стехасолистий (Arctotis stoechadifolia Berg.) та чорнобривці прямостоячі (Tagetes erecta). Перший вид походить з Південної Африки, вважається багаторічною рослиною, проте може вирощуватися як однорічна. Чорнобривці прямостоячі – однорічна трав'яниста рослина походженням з Центральної Америки. Насіння висівали у зволожений ґрунт у вегетаційних посудинах, пророщували протягом 30 діб за кімнатної температури. Згідно умов експерименту проростки піддавали дії високої температури (42˚ С) у термостатованій шафі протягом 1 та 3 годин.

Установлено, що за контрольних умов вміст GSH у стеблах арктотісу на 11% перебільшував показник для листків (рис. 1).

Рис. 1 Вплив гіпертермії на вміст GSH (нМ/г маси) у рослин арктотісу

У листках арктотісу пул GSH зростав відносно контролю на 21,5% після 1 години дії гіпертермії та на 42% після 3 годин впливу, що вказує на активацію процесів як біосинтезу GSH, так і відновлення окислених молекул глутатіону. У стеблах рослин виявлено зниження вмісту GSH на 10,1% від контролю протягом усього терміну дії гіпертермії.

З’ясовано, що у стеблах чорнобривців (рис. 2) за контрольних умов пул відновленого глутатіону перебільшував показник для листків у 2,3 рази.

Рис. 2. Вплив гіпертермії на вміст GSH (нМ/г маси) у рослин чорнобривців

Вплив гіпертермії протягом 1 години спричинив зростання вмісту GSH у рослин чорнобривців, проте нерівнозначне: на 92,8% у листках й усього на 3,5% у стеблах. Після 3 годин впливу високої температури рівень вмісту GSH у листках перебільшував контроль на 76,9%, тоді як у стеблах знижувався на 12,8%, що свідчить про уповільнення у листках рослин процесів накопичення GSH за тривалої дії гіпертермії. У стеблах рослин також виявлено низьку здатність до підтримки пулу GSH за тривалого впливу гіпертермії.

Таким чином, за дії гіпертермії в обох видів тільки у листках виявлено здатність до суттєвої активації процесів накопичення відновленого глутатіону. У листках арктотісу зростання пулу GSH відмічено протягом усього експерименту, тоді як у листках чорнобривців довготривалий вплив гіпертермії спричинював зниження показника. Тобто, у рослин арктотісу виявлено більш високу здатність до підтримки пулу GSH за тривалої дії гіпертермії, що згідно літературних джерел [1; 4] може вказувати на більш високу потенційну стійкість рослин до несприятливих температурних умов.

1. Долгова Л. Г., Самойлова М.В. Вміст глутатіону відновленого як показник стійкості рослин-інтродуцентів роду Amelancheir (Rosaceae) // Вісник Дніпропетровського національного університету. Біологія. Екологія. – 2009. Вип. 17. Т. 2. С. 41-45.

2. Колупаев Е.Ю., Карпец Ю.В. Формирование адаптивных реакций растений на действие абиотических стрессоров. – К.: Основа, 2010. – 352 с.

3. Babar A.M., Hahn E.-J., Pack K.-Y. Effects of temperature on oxidative stress defense system, lipid peroxidation, and lipoxigenase activity in Phalaenopsis // Plant Phys. Biochem. – 2005. V. 43, №3. P. 213-223.

4. Ma Y.-H., Ma F.-W., Zhang J.-K., Li M.-J., Wang Y.-H., Liang D. Effects of high temperature on activities and gene expression of enzymes involved in ascorbate-glutathione cycle in apple leaves // Plant Science. – 2008. V. 175, №6. P. 761-766.