Физиология растений и генетика 2017, том 49, № 5, 444-451, doi: https://doi.org/10.15407/frg2017.05.444

ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ПРОЦЕССЫ ПЕРОКСИДНОГО ОКИСЛЕНИЯ И СОСТАВ ЛИПИДНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ КУТИКУЛЫ ЛИСТЬЕВ ДРЕВЕСНЫ

Гришко В.Н., Зубровская О.Н.

  • Криворожский ботанический сад Национальной академии наук Украины

На протяжении морфогенеза листьев изучено действие тяжелых металлов на динамику процессов пероксидации и содержания компонентов поверхностного слоя кутикулы листьев древесных растений. Установлено, что в условиях промышленного загрязнения в листьях Populus italica при самом высоком фитоэкстракционном потенциале незначительно активизировались (в 1,7 раза) свободнорадикальные процессы, а также увеличивалось суммарное количество поверхностных липидов кутикулы, тог­да как их гетерогенность уменьшалась, что можно рассматривать как адаптивные реакции вида. Это обусловливает его высокую физиологическую устойчивость в условиях чрезмерного промышленного загрязнения. В органах ассимиляции Betula pendula при низкой аккумуляции тяжелых металлов содержание ТБК-активных продуктов возрастало более чем в 2,7 раза, а количество поверхностных липидов уменьшалось, что указывает на низкую способность вида адаптироваться к измененным условиям окружающей среды. Однако на фоне снижения количества фосфолипидов и диглицеридов уровень гетерогенности липидных соединений в листьях В. pendula повышался за счет фракций свободных жирных кислот и стеринов, которые, вероятно, использовались для стабилизации кутикулярного слоя в условиях загрязнения.

Ключевые слова: woody plants, heavy metals, TBA-active products, lipids, adaptation

Физиология растений и генетика
2017, том 49, № 5, 444-451

Полный текст и дополнительные материалы

В свободном доступе: PDF  

Цитированная литература

1. Berzenina O.V., Shtemenko N.I. & Shepelenko, V.M. (2002). Methods of investigation of surface lipids of plants. Visnyk Dnipropetrovskogo universitetu. Biolohiia, ekolohiia, 1(10), pp. 104-108 [in Ukrainian].

2. Buharina, I.L., Zhuravleva, A.N. & Bolyishova, O.G. (2012). Urban plantings: the environmental aspect. Izhevsk: Izd-vo Udmurtskiy universitet [in Russian].

3. Vetchinnikova, L.V., Kuznetsova, T.Yu. & Titov, A.F. (2013). Features of the accumulation of heavy metals in the leaves of woody plants in urban areas in the North. Trudyi Karelskogo nauchnogo tsentra RAN, No. 3, pp. 68-73 [in Russian].

4. Gryshko, V.M. & Piskova, O.M. (2014). Features of accumulation of heavy metals in leaves of tree plants with aerogenic contamination of ecotopes. Introduktsiya roslyn, No. 1(61), pp. 93-100 [in Ukrainian].

5. Gryshko, V.M., Syschykov, D.V. & Piskova, O.M. (2012). Heavy metals: input into soils, plant translocation and environmental hazards. Donetsk: Donbass [in Ukrainian].

6. Dospekhov, B.A. (1985). Field Experience Method. Moskow: Agropromizdat [in Russian].

7. Erofeeva, E.A. & Naumova, M.M. (2010). Interrelation of physiological and morphological indicators of a birch leaf plate hanging with the content of heavy metals in it. Vestnyk Nizhegorodskogo universiteta im. N.I. Lobachevskogo, No. 1, pp. 140-143 [in Russian].

8. Ylin, V.B. & Stepanova, M.D. (1979). Relative indicators of pollution in the soil-plant system. Pochvovedenie, No.11, pp. 61-67 [in Russian].

9. Keyts, M. (1975). Lipidology Technique. Per. from English. Moskow: Mir [in Russian].

10. Kopylova, L.V. (2012). The accumulation of heavy metals in woody plants in the urban areas of Eastern Transbaikalia (Unpublished or Kandidat thesis). Ulan-Ude [in Russian].

11. Guidelines for the determination of heavy metals in soils of farmland and plant products. (1989). Moskow [in Russian].

12. Morgun, V.V. (2009). Preface. Fiziologiya roslyn: problemy ta perspektyvy rozvytku. Kyiv: Logos, Vol. 2, pp. 7-11 [in Ukrainian].

13. Musienko, M.M., Parshykova, T.V. & Slavniy, P.S. (2001). Spectrophotometric methods in the practice of physiology, biochemistry and plant ecology. Kyiv: Fitosotsiotsentr [in Ukrainian].

14. Smirnov, O.E. & Taran, N.Yu. (2013). Phytotoxic effects of aluminum and mechanisms of alumina resistance of higher plants. Plant physiology and genetics, 45(4), pp. 281-289 [in Ukrainian].

15. Taran, N.Yu., Okanenko, O.A. & Batsmanova, L.M. (2009). The role of sulfochinovazyldiacylglycerol in adaptive reactions of Triticum aestivum L. on oxidation stress. Fiziologiya roslyn: problemy ta perspektyvy rozvytku. Kyiv: Logos, Vol. 2, pp. 233-238 [in Ukrainian].

16. Chupahina, G.N., Maslennikov, P.V. & Maltseva, E.Yu. (2011). Antioxidant status of plants in conditions of cadmium contamination of the urban environment. Vestnik Baltiyskogo federalnogo universiteta im. I. Kanta, Iss. 7, pp. 16-23 [in Russian].

17. Buschhaus, Ch. & Jetter, R. (2011). Composition differences between epicuticular and intracuticular wax substructures: How do plants seal their epidermal surfaces? J. Exp. Bot., 62, No. Moskow 3, 841-853. https://doi.org/10.1093/jxb/erq366

18. Emamverdian, A., Ding, Y., Mokhberdoran, F. & Xie, Y. (2015). Heavy metal stress and some mechanisms of plant defense response. The Scientific World J., Article ID 756120, 18 p. https://doi.org/10.1155/2015/756120

19. Greenderg, Ch.S. & Gaddock, Rh.R. (1982). Rapid single step membrane proteine assay. Clin. Chem., 28, No. 7, pp. 1726-1728.

20. Joo, J.H., Wang, S., Chen, J.G., Jones, A.M. & Fedoroff, N.V. (2005). Different signaling and cell death roles of heterotrimeric G protein a and b subunits in the Arabidopsis oxidative stress response to ozone. Plant Cell., No. 17, pp. 957-970. https://doi.org/10.1105/tpc.104.029603

21. Petrova, S., Yurukova, L. & Velcheva, I. (2014). Possibilities of using deciduous tree species in trace element biomonitoring in an urban area (Plovdiv, Bulgaria). Atmospheric Pollution Research, 5, pp. 196-202. https://doi.org/10.5094/APR.2014.024

22. Sebestiani ,L., Francini, A., Romeo, S. & Ariani, A. (2014). Heavy metals stress on poplar: molecular and anatomical modifications. Approaches to Plant Stress and Their Management. Ed.: R.K. Gaur, P. Sharma. Springer India, pp. 267-279. https://doi.org/10.1007/978-81-322-1620-9_15

23. Yang, Z. & Chu, C. (2011). Towards understanding plant response to heavy metal stress. Abiotic Stress in Plants. Mechanisms and Adaptations, 180 (2), pp. 59-78. https://doi.org/10.5772/24204