Долгова Л.Г.

Дніпропетровський національний університет

Активність пероксидази в листках як показник стійкості бузків, інтродукованих в степову зону України

В степовій зоні України культивуються більше 20 видів [5] інтродукованих бузків, які не всі знайшли належне розповсюдження в озелененні, тому розширення видового різноманіття в зеленому будівництві є завданням актуальним. Однак широке видове використання бузків лімітується їх пристосованістю до умов регіону, тому метою нашої роботи було використання показників активності пероксидази в листках бузків в фазах їх росту і розвитку для визначення їх стійкості до умов широкого регіону.

Пероксидаза є неспецифічним універсальним ферментом з широким спектром дії. Вона приймає участь в окислювально-відновлювальних реакціях фотосинтезу, в процесах дихання[2,15], метаболізмі білків і регулювання процесів росту [18], детоксикації перекису водню, катаболізмі фенольних сполук [3], в утворенні супероксидного радикалу О2¯ , руйнуванні високо активного радикалу ОН¯ в реакціях з Н2О2[10]. Фермент приймає участь в утворенні фітоімунітету [1,6], в лігніфікації клітинних оболонок [4]. Окремі молекулярні форми пероксидази виконують нітратредуктазну функцію [11,13].

На активність пероксидази впливають абіотичні та біотичні фактори. Так, під впливом високих концентрацій сечовини, яка накопичується в клітинах при охолодженні і якій притаманна кріопротекторна дія [7], активність пероксидази підвищується і забезпечує нормальні метаболічні процеси в рослинах за стресових умов [9,12].

Пероксидаза – фермент термостабільний [14]. У рослин, стійких до низьких температур, активність пероксидази підвищується, а у менш зимостійких залишається без змін або зменшується, тому деякі автори [9] рекомендують використовувати пероксидазу як маркер зимостійкості рослин. Всі наведені відомості вказують на значну функціональну роль цього ферменту в життєдіяльності рослин в екстремальних умовах, що дає підставу назвати пероксидазу „аварійним” ферментом [17] і признати актуальними дослідження його активності у рослин при адаптації їх в нових екологічних умовах.

Об’єктами дослідження були представники роду Siringa L.:

S. vulgaris L. (Південно-Східна Європа), S. oblata Lindl. (Китай, провінції Хейлунзян,Гирин), S. persica L. (Іран, Афганістан), S. jossikaeae Jacq. (Українські Карпати, Трансільванія), S. reflexa C.K. Shneid. (Центральний, Південний Китай), S. junnanensis Franch.(Китай, провінції Юньнань, Сичуань).

Бузки характеризуються за екологічними вимогами як вибагливі до якості ґрунту, світлолюбні, відносно зимостійкі рослини. Деякі види можуть зростати у напівзатінку, але декоративність їх при цьому зменшується. Більшість бузків є нестійкими до посушливих умов і відносяться до мезофітів; в той же час бузки не переносять надмірної вологості(за винятком S. jossikaeae) [5] .

Слід зауважити, що S. vulgaris внаслідок довготривалої культури впродовж близько 300років добре акліматизувалася, і ми використовуємо її як контрольний вид в інтродукційних дослідженнях.

Вивчення ритміки сезонного росту і розвитку рослин проводили за загальноприйнятою методикою фенологічних спостережень в модифікації І.О.Зайцевої [8]два рази на тиждень протягом періоду вегетації.

Активність пероксидази визначали фото колориметричним методом з використанням субстрату гваяколу [16].

Одержані нами результати показують, що найбільш активна пероксидаза виявлена в фазі активного росту у S. jossikaeae, S. reflexa, S. junnanensis: відповідно 50,48, 41,51 і 67,56 мкмоль гваякола/1г∙ хв [ табл.1]. В подальшому в фазах вторинного росту і початку фізіологічного спокою спостерігалось зниження активності ферменту у S. jossikaeae до 41,19–38,45 і S. reflexa 26,13-25,28 мкмоль гваякола/ 1г˙хв.; в листках S.junnanensis у цей же період ми відзначали підвищену активність пероксидази (79,05 – 98,42 мкмоль гваякола/ 1г˙хв.).

Щодо активності пероксидази у листках S. oblata та S. persica, то показники її були за значеннями близькими до активності ферменту в листах бузку звичайного [табл.1].

Таблиця 1.

Активність пероксидази в листках бузків в фазах сезонного росту і розвитку мкмоль гваякола/ 1г˙хв.

Вид рослин	Фази росту та розвитку
	Активний ріст	Вторинний ріст	Фізіологічний спокій
S. vulgaris	34,08 ± 0,47	39,13 ± 0,42	31,98 ± 0,17
S. oblata	32,54 ± 0,37	20,80 ± 0,12	35,40 ± 0,43
S. persica	26,79 ± 0,16	32,07 ± 0,17	39,95 ± 0,31
S. jossikaeae	50,48 ± 0,34	41,19 ± 0,55	38,45 ± 0,57
S. reflexa	40,51 ± 0,45	26,13 ± 0,46	25,28 ± 0,66
S. junnanensis	67,56 ± 0,27	79,05 ± 0,41	98,42 ± 1,43

Слід відзначити , що у всіх досліджуваних видів бузків існують досить невеликі розбіжності в активності пероксидази. Винятком є S. junnanensis, показники якого значно перебільшують рівень активності інших видів і складають 198,2%, 202,1% і 307,7% у різних фазах розвитку до активності ферменту в листках S. vulgaris- виду, який є досить стійким і широко розповсюдженим в Україні, і в тому числі в степовій зоні. Підвищений рівень активності пероксидази свідчить про високу інтенсивність захисних реакцій і тканинах листя S. junnanensis, тобто про недостатню адаптованість метаболічних процесів.

Таким чином, за результатами досліджень пероксидазної активності інтродукованих в степову зону бузків, визначена зворотна залежність активності ферменту і ступеня адаптованості метаболізму. Більш високий ступінь пристосовані за цим показником мають види, які показали в умовах району інтродукції відносно високу життєдіяльність і походять з південної Європи, Центрального та Північного Китаю і середньої Азії- S. vulgaris, S. oblata, S. reflexa, S. persica, що є підставою для рекомендації їх для озеленення територій різного призначення в умовах степової зони. Досить низький ступінь адаптації ми спостерігали у більш вологолюбних і теплолюбних S. jossikaeae, S. junnanensis, що дозволяє використовувати їх в зеленому будівництві тільки при певних умовах забезпечення вологою.

Список літератури:

1. Аверьянов А.А. Активные формы кислорода и иммунитета растений//Успехи совр. биохимии. – 1991. -Т. 111.-Вып.5.-С.722-735.

2. Андреева В.А.Фермент Пероксидаза. М.,1988. - 130с.

3. Барабой В.А. Биологическое действие растительных фенольных соединений. - К.,1976.-260с.

4. Барская Е.И. Изменения хлоропластов и вызревание побегов в связи с морозоустойчивостью древесных растений. М.:Наука,1967.- 189с.

5. Горб В.К. Сирени на Украине. К.: Наукова думка,1989.- 160с.

6. Гринева Г.М. Регуляция метаболизм у растений при недостатке кислорода. М.: Наука,1975.- С. 145.

7. Дузу П. Криобиохимия. М., 1980.- 240с.

8. Зайцева І. О. Дослідження феноритміки деревних рослин. Дніпропетровськ: вид-во Дніпроп. Ун-ту,2003.

9. Капустян А.В. Фермент пероксидаза – універсальний маркер зимостійкості рослин //Інтродукція рослин,2000,№1.- С. 152-154.

10. Минибаева Ф.В., Гордон Л.Х. Продукция и активность внеклеточной пероксидазы в растительных тканях при стрессе //Физиология растений, 2003.- Т.50,№ 3. – С. 459-465.

11. Овчаренко Г.А., Иванова М.М., Худякова Г.М. Взаимодействие нитратредуктазы, выделенной из листьев горчицы, с пероксидазой //Физиология растений,1985.- Т. 32. –Вып.5. – С.922-926.

12. Олейникова Т.М., Волкова А.М., Пушина Р.Н. Действие высокой температуры на изоферментный состав и активность изоэнзимов пероксидазы листьев пшеницы //Физиология и биохимия культурных растений , 1979. – Т.11,№ 2. – С. 113-117

13. Пейве Я.В., Иванова Н.Н., Дробышева Н.И. Нитратвосстанавливающая активность растительной пероксидазы //Физиология растений, 1972. – Т. 19. – Вып.2. – С.340-346.

14. Петрова И.В., Колоша О.И., Мишустина П.С., Сухарева И.В. Множественность форм ферментов и ее модификация у озимой пшеницы в период ее адаптации к низким температурам //Физиология и биохимия культурных растений, 1985.- Т. 17, № 4.- С. 361-365.

15. Петровская-Баранова Т.П. Физиология адаптации и интродукции растений. – М.: Наука, 1983.- 183с.

16. Починок Х.Н. Методы биохимического анализа растений. К.: Наукова думка, 1976.- 186 с.

17. Савич И.М. Пероксидазы – стрессовые белки растений //Успехи совр. Биологии, 1989. – Т. 107. – Вып.3. –С.406-417.

18. Садвакасова Г.Г., Кунаева Р.М. Некоторые физико-химические и физиологические свойства пероксидазы растений //Физиология и биохимия кулинарных растений,1987. –Т.19, № 2. –С. 107-119.