Россихіна Г.С.

Науково-дослідний інститут біології Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара

СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗНА АКТИВНІСТЬ РІЗНИХ ЗА СТІЙКІСТЮ ЛІНІЙ КУКУРУДЗИ ПРИ КОМБІНОВАНІЙ ДІЇ ГЕРБІЦИДУ 2,4-Д АМІННА СІЛЬ ТА ГРУНТОВОЇ ПОСУХИ

З’ясування механізмів реакції рослин на зміну оточуючого середовища, зокрема, при інтенсивній хімізації сільського господарства та різкому коливанні метеорологічних умов з тенденцією до аридизації клімату, набуває все більшого значення. З літературних джерел відомо, що під дією гербіцидних препаратів та посухи в рослинному організмі відбувається ряд фізіолого-біохімічних змін [1-6], що призводять до підвищення інтенсивності вільнорадикальних процесів [3-6]. У відповідь на це спостерігається стимуляція активності ферментативної антиоксидатної системи захисту, ключовим ферментом якої є супероксиддисмутаза (СОД). Вона єдина каталізує реакцію дисмутації супероксидного аніон радикалу до (О^–•₂) до О₂ та Н₂О₂, регулюючи тим самим внутріклітинну концентрацію вільних радикалів кисню. З урахуванням важливості ролі супероксиддисмутази в механізмі адаптації рослин до різних видів стресу нами вивчена активність СОД в корінні та листках різних за стійкістю ліній кукурудзи при комбінованій дії посухи та гербіциду 2,4-Д амінна сіль.

Об’єктом досліджень були рослини кукурудзи: посухостійкої ДК 517 та непосухостійкої лінії ДК 424, які вирощували в пластикових посудинах на чорноземі звичайному. В фазу 3 листків кукурудзу обробляли ауксиноподібним препаратом 2,4-Д амінна сіль в концентраціїї 1,03•10^-2 моль/л (максимально наближеній до концентрацій, що використовуються в сільському господарстві) після чого припиняли полив на 4 доби (наставала 30% грунтова посуха). За такої вологості ґрунту дослідні рослини витримували 3, 7, 10 діб, а контрольні продовжували вирощувати за 60% ПВ до закінчення експерименту. Аналіз СОД згідно [7] здійснювали на 3-, 7-, та 10-у добу дії посухи (30% ПВ) та на 2-добу після відновлення поливу.

Аналіз отриманих даних показав, що в листках і корінні посухостійкої лінії ДК 517 протягом експерименту активність СОД перевищувала контроль в 1,3 і 1,1 рази (3 добова посуха), в 1,4 і 1,2 рази (7 добова) та в 1,3 і 1,1 рази (10 добова). При сумісному впливі зневоднення та ксенобіотика цей показник збільшувався відповідно в 1,5; 1,6; 1,45 рази в листках та в1,2; 1,3; 1,2 рази в корінні. Протилежна тенденція зафіксована в реакції рослин кукурудзи непосухостійкої лінії ДК 424. Супероксиддисмутазна активність була достовірно знижена відносно контролю в листках і корінні в 1,5 і 1,3 рази (3-добове 30% зневоднення), в 1,6 і 1,4 рази (7-10 добове зневоднення). При комбінації посухи та препарату 2,4-Д амінна сіль цей показник знижувався сильніше в 2,1 і 1,33 рази (на 3 добу), в 2,3 і 1,42 рази (7 добу), в 2,43 і 1,44 рази (10 добу). Визначення активності ферменту через дві доби після поновлення поливу показало його стабілізацію, близьку до рівня контролю у ДК 517 та достовірне інгібування у ДК 424 (рис. 1).

Рис. Супероксиддисмутазна активність рослин кукурудзи: 1, 2, 3 – 3, 7, 10-доба дії посухи відповідно; 4 – 2 доба поновлення поливу; -◊- контроль; -□- посуха; -∆- 2,4-Д амінна сіль; -Í- 2,4-Д амінна сіль+посуха.

Таким чином, при порівнянні різних за стійкістю ліній кукурудзи нами була виявлена суттєва різниця в їх реакції на стрес за участю супероксиддисмутази. Помірне підвищення рівня ферментативної активності у рослин посухостійкої лінії ДК протягом експерименту і наближення її до контрольного рівня в післястресовий період, ймовірно за все носить захисно-адаптивне значення в пристосуванні даних організмів до комбінування посухи й 2,4-Д амінної солі. Тоді як у непосухостійкої лінії ДК 424 зафіксоване достовірне інгібування супероксиддисмутазної активності на всіх етапах досліду ймовірніше за все є наслідком утворення надлишкової кількості пероксиду водню, виснаження СОД й зсуву прооксидантної-антиоксидантної рівноваги в бік інтенсифікації процесів ліпопероксидації.

Література:

1. Вінниченко О.М. Захисні механізми рослин за дії гербіцидів // Наукові записки Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. В. Гнатюка. Серія – біологія. – 2002. – №3 (18). – С. 90–92.

2. Григорюк І.П., Михальський М.Ф., Серга О.І. Біоенергетичні аспекти стійкості рослин до посухи // Физиология и биохимия культурных растений. – 2003. – Т. 35, № 6. – С. 494–504.

3. Калашников Ю.Е., Закржевский Д.А., Балахнина Т.И. и др. Действие почвенной засухи и переувлажнения на активацию кислорода и систему защиты от окислительной деструкции в корнях ячменя // Физиология растений. – 1992. – Т. 39, № 2. – С. 263–269.

4. Мордерер Е.Ю. Избирательная фитотоксичность гербицидов. – Київ.: Логос, 2001. – 240 с.

5. Нижник Т.П., Григорюк І.П., Михальська Л.М. Інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів і активність антиоксидантних ферментів у листках картоплі за дії посухи та полістимуліну К // Український біохімічний журнал. – 2004. – Т. 76, № 1. – С. 130–135.

6. Россихіна Г.С., Вінниченко О.М. Вплив гербіцидної обробки на ліпопероксидацію і системи її регулювання в зерні кукурудзи // Вісник Львівського університету . Біологія. – 2004. – Вип.. 37. – С. 227–231.

7. Чевари С., Чаба И., Секей Й. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах // Лабораторное дело. – 1985. – №11. – С. 678-681.