Митькова І.В.¹, Хромих Н. О.², Вінниченко О.М.¹

Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара

¹Кафедра фізіології та інтродукції рослин

² Науково-дослідний інститут біології

ОСОБЛИВОСТІ НАКОПИЧЕННЯ ГЛУТАТІОНУ У БРУНЬКАХ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН ЗА ВПЛИВУ ПОЛЮТАНТІВ

Деревні рослини урбоценозів зростають за умов хронічного впливу полютантів, тому є важливими біоіндикаційними об’єктами, оскільки дозволяють проводити довгострокові дослідження у місцях екологічної небезпеки [1; 4]. Для техногенно навантажених регіонів Придніпров’я характерна наявність підприємств хімічного і металургійного профілів та транзитних транспортних магістралей. За таких умов у довкілля з промисловими викидами потрапляють чисельні токсиканти, які належать до різних хімічних класів і створюють комплексне забруднення середовища.

Адаптація рослин до антропогенного забруднення потребує участі захисних механізмів на різних рівнях організації, на клітинному рівні вона реалізується шляхом активації фізіолого-біохімічних процесів [2]. До ефективних ланок метаболічного захисту належить глутатіонова система, активність якої визначається вмістом відновленого глутатіону (GSH) у рослинних клітинах й індукується впливом різноманітних чинників [3].

Оцінка функціонального стану деревних рослин потребує дослідження всіх етапів онтогенезу, проте на сьогодні майже не вивчено вплив полютантів на вегетативні бруньки дерев, хоча показано, що за умов урбоценозів у бруньках тополі накопичуються важкі метали та зростає кількість хромосомних аберацій [4].

Метою роботи було з’ясування закономірностей впливу полютантів на вміст відновленого глутатіону у вегетативних бруньках деревних рослин міських фітоценозів. Для дослідження обрано поширені у фітоценозах міста Енергодар деревні види береза повисла (Bétula péndula L.) та тополя чорна (Populus nigra L.). Бруньки відбирали у стані спокою у фітоценозах з різним типом забруднення: на набережній (1 – умовний контроль), на узбіччі автомагістралі (2), у зоні дії викидів ТЕС (3) та поблизу АЕС (4).

Установлено, що у бруньках тополі з усіх забруднених ділянок вміст відновленого глутатіону був суттєво нижчим за контрольний рівень (рис. 1).

Рис. 1. Вміст GSH (мкг/г сирої маси) у бруньках тополі з урбофітоценозів:

1 – контроль, 2 – узбіччя магістралі, 3 – поблизу ТЕС, 4 – поблизу АЕС

За дії вихлопів автотранспорту зниження вмісту відновленого глутатіону у бруньках тополі становило 37,1% проти контролю, за дії викидів ТЕС – 49,3%, а поблизу АЕС – майже 80% від контрольного рівня. Тобто, найбільший рівень зниження вмісту відновленого глутатіону у бруньках тополі виявлено у зоні поблизу АЕС.

У вегетативних бруньках берези вміст відновленого глутатіону за контрольних умов набагато (у 2,2 рази) перебільшував показник, виявлений для бруньок тополі (рис. 2).

Вплив забрудненого середовища, незалежно від типу забруднення, змінював вміст відновленого глутатіону у бруньках берези несуттєво. Установлено, що за дії автомобільних вихлопів вміст GSH знижувався порівняно з контролем усього на 5,3%, за дії викидів ТЕС майже не змінювався, тоді як у зоні поблизу АЕС вміст відновленого глутатіону у бруньках берези навіть зростав на 7,9% від контрольного рівня.

Рис. 2. Вміст GSH (мкг/г сирої маси) у бруньках берези з урбофітоценозів:

1 – контроль, 2 – узбіччя магістралі, 3 – поблизу ТЕС, 4 – поблизу АЕС

Таким чином, установлено видові особливості змін вмісту відновленого глутатіону у бруньках рослин та їх залежність від складу полютантів у різних фітоценозах міста. Більш суттєве зниження вмісту GSH у бруньках тополі, ніж берези може, згідно даних літератури [3], вказувати на більшу адаптивну здатність рослин берези до умов забруднених екотопів. Отримані результати можуть бути використані у біомоніторингу стану середовища.

1. Бессонова, В. П. Методи фітоіндикації в оцінці екологічного стану довкілля: Навч. посібник /В.П. Бессонова. – Запоріжжя: ЗДУ, 2001. – 196 с.

2. Ramel F., Sulmon C., Serra A.-A., Gouesbet G., Couee I. Xenobiotic sensing and signaling in higher plants // J. Exp. Botany. 2012. Vol. 63, №11. P. 3999–4014.

3. Schmieden U., Schneider S., Wild A. Glutathione status and glutathione reductase activity in spruce needles of healthy and damaged trees at two mountain sites // Environmental Pollution. 1993. Vol. 82, № 3. P. 239–244.

4. Sluchyk L. An estimation of the urban system’s mutagenic background using Populus berolinensis Dipp. // Visnik of L’viv Univ. Biology series. 2005. Vol. 39. P. 66–70.