Більчук В.С., Россихіна-Галича Г.С., Вінниченко О.М., Збруєва Є.В.

НДІ біології Дніпропетровського національного університету ім. Олеся Гончара

СТІЙКІСТЬ POPULUS NIGRA L. ДО ДІЇ АЕРОГЕННИХ ЗАБРУДНЮВАЧІВ АВТОТРАНСПОРТУ

Серед екологічних проблем особливо важливими є дослідження реакцій рослин на токсичну дію ксенобіотиків, джерелом яких є викиди автотранспорту [4, 5]. Оскільки автомагістраль розташована всюди і не має санітарно-захисної зони і умов, необхідних для утилізації чи знешкодження вихлопних газів, то особливо важливою є наукова оцінка теперішнього і майбутнього стану рослинності в сфері впливу магістрального профілю. Однією з реакцій на несприятливі умови є інтенсифікація пероксидного окислення ліпідів біомембран, що викликається підвищеною продукції активних форм кисню, що може призводити при сильних впливах до значних порушень внутріклітинного гомеостазу [1]. Обмеження процесів пероксидації та підтримка структурно-функціонального стану мембранних ліпідів відбувається за рахунок роботи антиоксидантної системи захисту, ключову роль де відіграє супероксиддисмутаза (СОД) [2].

Вивченню СОД приділяється велика увага, оскільки їй належить важлива роль на захисті клітин і тканин від окисної деструкції супероксидними радикалами [6]. З цієї причини СОД є первинною ланкою захисту від ушкоджень, обриваючи окислення клітинних макромолекул ще на стадії ініціювання. Відомості про зміни функціонування СОД, спрямовані на ослаблення дії окиснювального стресу за дії викидів автотранспорту досить обмежені [3, 4]. Зокрема залишається нез’ясованою роль СОД в адаптаційних процесах інших деревних порід, які використовують в зелених насадженнях. Тому нами було досліджено участь СОД в адаптаційних процесах вегетативних органів тополі чорної в онтогенезі за впливу викидів автотранспорту.

Об’єкт дослідження – вегетативні органи дерев тополі чорної (Populus nigra L.), які зростали вздовж автотраси Донецьк-Київ, яка проходить через п.г.т. Петропавлівка та контрольної ділянки. Активність СОД визначали за [7, 8]. Відбір матеріалу проводили в основні фази онтогенезу (активний ріст, вторинний ріст, початок фізіологічного спокою).

Як свідчать результати даної роботи в ході онтогенезу в вегетативних органах Populus nigra L. спостерігається широке варіювання значень активності супероксиддисмутази (див. табл. 1). Різке підвищення рівня СОД в середині липня в порівнянні з початком фенологічного циклу в 1,8 рази очевидно пов’язано з різною інтенсивністю росту тополі в міжфазний період. Зниження показника ферментативної активності співпадає з кінцем вегетаційного періоду. При цьому величина активності супероксиддисмутази, яка становить 25,8 умовн.од./хв·г наважки, співпадає з рівнем СОД в період бутонізації і початку цвітіння. Дія антропогенних викидів призводила до посилення активності ферменту в 1,5 рази в фазу початку росту пагонів і цвітіння. В період вторинного росту рівень активності ферменту в 2,1 рази перевищує цей показник характерний для початкового фенотипічного циклу, і в 1,7 рази вище ніж у контрольних зразках.

Таблиця 1

Активність супероксиддисмутази листків рослин Populus nigra L., що зростають на територіях з різним забрудненням, умовн.од./хв·г наважки

Варіант	Х±mx	t критическое двухстороннее	P(T<=t) двухстороннее	% до контролю
розпускання бруньок (травень)
Чиста зона	22,1±0,3	–	–	100,00
Автотраса	32,7±0,4	2,8	0,001	147,96
активний ріст пагонів та цвітіння (червень)
Чиста зона	28,8±0,4	–	–	100,00
Автотраса	44,6±0,3	4,3	0,036	154,54
вторинний (прихований) ріст пагонів (липень)
Чиста зона	40,2±1,8	–	–	100,00
Автотраса	69,4±0,1	4,3	0,004	172,80
початок фізіологічного спокою (серпень)
Чиста зона	25,8±0,2	–	–	100,00
Автотраса	35,59±0,5	4,3	0,003	137,61

В кінці серпня, по закінченню вегетаційного період для рослин тополі чорної в умовах забруднення середовища спостерігали зниження активності СОД в порівнянні з іншими фенофазами, але її рівень перевищував контрольні зразки в 1,4 рази.

Одним з механізмів адаптації тополі чорної до викидів автомобільного транспорту є підвищення активності СОД на всіх етапах фенотипічних циклів, що забезпечує не тільки виживання а й реалізацію онтогенетичної програми при тривалій дії стрес-факторів.

Таким чином, встановлено, що за дії викидів автотранспорту, які індукують окиснювальний стрес, відбувається активація СОД в листках тополі чорної в процесі онтогенезу. Підвищений в 1,4 – 1,8 раз рівень активності супероксиддимутази свідчить про стійкість тополі чорної до аерополютантів. Максимальні значення активності СОД зафіксовані в період інтенсивного росту Populus nigra L. контрольних та дослідних рослин в умовах техногенного забруднення.

Література

1. Барабой В. А., Сутковой Д. А. Окислительно-антиоксидантный гомеостаз в норме и при паталогии – К.: Наукова думка, 1997. – 420 с.

2. Бараненко В. В. Супероксиддисмутаза в клетках растений // Цитология. − 2006. − Т. 48, №6. − С. 465−474.

3. Взаимодействие растений с техногенно-загрязненной средой: монография / И. И. Коршиков, В. С. Котов, И. П. Михеенко и др. – К.: Наукова думка, 1995. – 190 с.

4. Коршиков И. И., Виноградова Е. Н. Изменение физиолого-биохимических показателей листьев деревьев, различаючихся по устойчивости к выхлопным газам деревьев Acer platanoides L. и Acer pseudoplatanoides L. в насаждениях вдоль автомагистрали // Промышленная ботаника. – 2005. – Вып.5. – С. 75–84.

5. Лук’янчук Н. Г. Вплив автомобільного транспорту на паркові фітоценози м. Львова // Науковий вісник. Серія Лісове та садово-паркове господарство. − 2007. − Вип. 17.7. − С. 71−75.

6. Соколовська-Сергієнко О. Г., Кірізій Д. А. Інтенсивність фотосинтезу та активність супероксиддисмутази хлоропластів прапорцевих листків пшениці в період наливання зерна // Физиология и биохимия культурных растений. − 2010. − Т. 42. − С. 67−71.

7. Переслегина, И. А. Активность антиоксидантных ферментов слюны здоровых детей // Лабораторное дело. – 1989. – №11. – С. 20–23.

8. Сучасні методи біохімічного аналізу рослин: навчальний посібник / Шупранова Л.В., Більчук В.С., Богуславська Л.В, Россихіна Г.С., Вінниченко О.М. – Д.: ДНУ, 2011 – 80 с.