¹Лиштва В.В., ²Хромих Н.О., ¹Лихолат Ю.В.

Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара

¹Кафедра фізіології та інтродукції рослин.

² Науково-дослідний інститут біології

УЧАСТЬ ГЛУТАТІОН-ЗАЛЕЖНОЇ СИСТЕМИ ГАЗОННИХ РОСЛИН В АДАПТАЦІЇ ДО ЗАСОЛЕННЯ СЕРЕДОВИЩА

В останні роки все більший науковий і практичний інтерес викликають проблеми адаптації рослин до впливу абіотичних факторів, у тому числі до надлишкового засолення ґрунту, від якого потерпає понад 25% поверхні земної кулі [2]. Доведено, що головними причинами загибелі рослин при засоленні є порушення іонного гомеостазу і токсична дія солей, а також гіперосмотичний стрес [4]. За дії високих концентрацій хлориду та сульфату натрію у клітинах відбувається різкий зсув співвідношення іонів на користь натрію, що супроводжується інактивацією ферментів і порушенням метаболізму. Крім того, накопичення солей у зоні росту коренів знижує водний потенціал ґрунтового розчину , що ускладнює постачання води у корені [2].

Газоноутворюючі рослини складають невід’ємний компонент сучасних урбофітоценозів [3], тому виявлення трав’янистих видів та їх сумішей, стійких до забруднення середовища, є актуальним. Відомо, що стійкість рослин до шкідливих факторів довкілля значною мірою визначається функціонуванням ферментних систем [4]. Експериментальні дані свідчать, що глутатіон та ферменти його метаболізму активно залучаються до процесів захисту від стресового впливу біотичних та абіотичних чинників [1; 5], однак роль глутатіон-залежної системи у забезпеченні стійкості газонних трав до несприятливих чинників середовища не з’ясована.

Метою роботи було дослідження впливу натрій-хлоридного засолення на рівень активності глутатіон-пероксидази (ГПО) у газонних рослинах та виявлення зв’язку між активністю ферменту і стійкістю рослин до засолення.

Об’єктами дослідження були суміші №1 та №2 , до складу яких входили у різних кількостях райграс багаторічний (Lolium perenne L.), костриця червона (Festuca rubra L.), костриця очеретяна (Festuca arundinacea L.) та тонконіг лучний (Poa pratensis L.).

Установлено, що у коренях суміші №1 вплив засолення у найнижчій концентрації викликав зростання активності глутатіон-пероксидази на 30% від контролю (рис.), а збільшення вмісту солі у середовищі супроводжувалось відповідним збільшенням активності ферменту.

Рис. Вплив засолення на активність глутатіон-пероксидази (% до контролю)

у коренях трав’янистих рослин газонних сумішей №1 та №2

У коренях суміші №2 виявлено більш значний рівень активації ГПО під впливом засолення середовища: на 84% за дії 0,6% розчину NaCl, а за всіх інших концентрацій активність ферменту зростала більше, ніж у 2 рази.

У пагонах рослин обох газонних сумішей лише за максимального засолення відмічено перебільшення контрольного рівня активності глутатіон-пероксидази: на 12% у суміші №1 та на 36% у сіміші №2 (див. табл.).

Таблиця

Вплив засолення на активність глутатіон-пероксидази (нкат/г ваги)

у пагонах проростків газонних рослин

Вміст NaCl у сере- довищі	Газонна суміш №1			Газонна суміш №2
	Активність ГПО, нкат/г	р	До контролю, %	Активність ГПО, нкат/г	р	До контролю, %
(конт- роль)	22,745±0,547	-	-	23,565±0,879	-	-
0,4%	22,915±0,923	0,629	100,8	23,466±1,173	0,910	100,4
0,6%	15,829±0,617	0,001	69,6	20,571±2,286	0,119	88,0
0,8%	20,824±1,002	0,020	91,6	18,031±1,586	0,007	77,2
1,0%	25,380±0,657	0,023	111,6	31,776±0,853	0,003	136,0

Таким чином, зростання активності ГПО в 1,3-1,6 рази у коренях суміші №1 та в 1,8-2,4 рази у суміші №2 свідчило про важливу роль ферменту в адаптації газонних рослин до засолення. Більш високий рівень активності ГПО у коренях суміші №2 узгоджувався з більш інтенсивним ростом коренів і пагонів рослин цієї суміші. Результати роботи можуть бути використані при доборі видів трав’янистих рослин, стійких до засолення.

Література:

1. Козел Н.В., Шалыго Н.В. Антиоксидантная система листьев ячменя при фотоокислительном стрессе, индуцированном бенгальским розовым // Физиология растений. – 2009. – Т. 56, № 3. – С. 351-358.

2. Кузнецов Вл.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений: Учебник. Изд. 2-е. – М.: Высшая школа, 2006. – 742 с.

3. Лихолат Ю.В., Вінниченко О.М., Орлик Н.Г. Стійкість представників роду Agrostis L. в умовах забрудненого важкими металами середовища // Вісник Дніпропетровського нац. ун-ту. Серія Біологія. – 2004. – Вип. 17. – С. 83-86.

4. Мусієнко М.М. Фізіологія рослин: Підруч. – К.: Либідь, 2005.– 662 с.

5. Haluskova L., Valentovicova K., Huttova J.et al. Effect of abiotic stresses on glutathione peroxidase and glutathione S-transferase activity in barley root tips // Plant Physiology and Biochemistry. – 2009. V. 47, Is. 11-12. - P. 1069-1074.