Коміренко С.М., Більчук В.С.

НДІ біології Дніпропетровського національного університета

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.