Вплив гербіцидної обробки на накопичення глутатіону,
аскорбінової кислоти та редукуючу активність у зерні сільськогосподарських
культур
Вивчення дії токсичних сполук на рослини є невід’ємною
частиною фундаментальних робіт про цілісну систему адаптивних реакцій
організмів на різні негативні фактори навколишнього середовища. Дослідження в
цій області мають велике значення для прогнозування впливу ксенобіотиків на
рослини та є основою пошуку шляхів зменшення їх негативного впливу на
сільськогосполарські культури та одержання екологічно чистої продукції. У
теперішній час особливу увагу приділяють проблемі гербіцидного забруднення.
Важливість даної проблеми обумовлена впливом ксенобіотиків не тільки на
бур’яни, але й на культурні рослини [1,2] . Застосування нових класів гербіцидів дозволяє
знизити їх норми витратів. У той же час недостатньо вивчено їх вплив на
метаболізм рослиннного організму. Серед чинників, які беруть участь у
детоксикації гербіцидів, визначають глутатіон та аскорбінову кислоту. Глутатіон
виконує в організмі різноманітні і дуже важливі функції: захищає від активних
кисневих з’єднать, відновлює і ізомеризує дисульфідні зв’язки, впливає на
активність глутатіон-залежних ферментів, бере участь у метаболізмі
ксенобіотиків, підвищує резистентність клітин до шкідливого впливу. Аскорбінова
кислота утворює самостійно окисно-відновну систему. Реакція перетворення
аскорбінової кислоти безпосередньо протікає з участю глутатіону. Метою роботи
було з’ясування впливу залишкових кількостей гербіцидів на нагромадження
глутатіону та аскорбінової кислоти в репродуктивних органах кукурудзи і пшениці.
Об’єктом дослідження було зерно гібриду кукурудзи
Дніпровський 284 МВ та пшениці сорту Лада, отримані у рослин, вирощених на фоні
гербіцидної обробки. Для опрацьовування посівів кукурудзи використовували
препарати трофі (2 л/га), діален С (2 л/га), лентагран комбі (4л/га), мерлін
(130 г/га), примекстра (4 л/га), а для пшениці - раундап (4 л/га), гродил
ультра (150 г/га), ковбой (180 мл/га),
2.4 Д (2 л/га), бюктрил Д (1.5 л/га), діален С (1.0 л/га). Визначення вмісту
глутатіону і аскорбінової кислоти проводили за методом [3]. Статистичну обробку
експериментальних даних проводили за загальноприйнятими методиками [4].
Результати дослідження вмісту глутатіону в зрілому
зерні кукурудзи, яку вирощували на тлі гербіцидної обробки посівів, свідчать
про достовірне зниження накопичення трипептиду від 13.0 до 36.0% у залежності
від варіанту досліду. При внесенні в грунт препарату трофі накопичення
глутатіону зменшувалось на 15.0% відносно контролю. Обробка посівів комплексним
препаратом діаленом С у фазі 3-5 листків викликала зниження кількості
глутатіону у 1.5 рази. Аналогічну дію викликав також препарат лентагран комбі.
Вирощування кукурудзи на тлі обробки посівів препаратом мерлін призводило до
зниження вмісту глутуатіону на 20.0-25.0% у порівнянні з контролем. При
застосуванні препарату примекстра спостерігали гальмування в накопиченні
трипептиду на 13.0%. При всіх варіантах обробки відмічалась така ж сама закономірність впливу ксенобіотиків на вміст
аскорбінової кислоти. Як свідчать отримані результати відносна редукуюча активність
зерна зменшувалась від 17.0 до 30%. Між редукуючою активністю і вмістом
аскорбінової кислоти зареєстрований позитивний кореляційний зв’язок.
Аналіз даних, отриманих по накопиченню аскорбінової
кислоти, свідчить про достовірне зниження вмісту цієї сполуки за впливу
залишкових кислькостей ксенобіотиків у зерні пшениці. У той же час
спрямованість нагромадження глутатіону мала іншу закономірність, ніж у зерні
кукурудзи, а саме: підвищення його рівня в 1.4-1.6 рази у порівнянні з
контролем. Зміна концентрацій аскорбінової кислоти корелювала з рівнем питомої
редукуючої активності зерна пшениці сорту Лада.
Таким чином, попередня обробка посівів кукурудзи
гербіцидами викликає достовірне зниження накопичення глутатіону, аскорбінової
кислоти та рівня редукуючої активності у зерні, що свідчить про включення цих
сполук у процеси захисту рослінних клітин від негативної дії ксенобіотиків.
Підвищення вмісту глутатіону та зниження накопичення аскорбінової кислоти в
зерні пшениці може бути наслідком
якісних та кількісних змін у глутатіон-залежній ферментній системі.
Зміни рівня накопичення досліджуваних сполук у зерні як кукурудзи, так і пшениці залежали від концентрації та сайту
молекулярної дії гербіциду.
Перелік літературних посилань
1.
Більчук В.С., Вінниченко О.М., Шупранова Л.В., Матюха Л.А.
Особливості антиоксидантного захисту пшениці при гербіцидному забрудненні //
Екологія кризових регіонів України. – Дніпропетровськ, 2001. – С. 50.
2.
Феденко В.С., Шемет С.А., Стружко В.С. Вплив ацетохлору на
нагромадження фенольних сполук у проростках кукурудзи // Физиология и биохимия культурных растений.
– 2004. – Т. 36, № 5. – С. 419-426.
3.
Практикум по физиологии растений / Под ред. Третьякова Н.И. – М.: Агропромиздат,
1990. – 368 с.
4.
Доспехов Д.А. Методика полевого опыта. –
М.: Колос, 1973. – 336 с.