Биологические науки (2.Структурная ботаника и биохимия растений)

Вінниченко О.М., Заморуєва Л.Ф.

Науково-дослідний Інститут біології Дніпропетровського національного університету ім. О. Гончара

ВПЛИВ ГЕРБІЦИДНОГО ФОНУ ТА ПІДВИЩЕНОЇ ТЕМПЕРАТУРИ НА СКЛАД ЛІПІДІВ та активність ферментів ліпідного обміну У ПРОРОСТКАХ КУКУРУДЗИ НА РАННІХ ЕТАПАХ РОЗВИТКУ РОСЛИН

Поширене використання гербіцидів для обробки грунтів та сільськогосподарських рослин в умовах потепління клімату та посухи спричиняє негативний вплив на ріст і розвиток рослин, що зумовлює необхідність вивчення дії цих факторів на метаболічні процеси культурних рослин вже на ранніх етапах їх розвитку.

Досліджено дію гербіциду трофі (1,25 - 10 мг/л), підвищеної температури (+42⁰С; 5, 9, 24 год) та їх сумісної дії на показники ліпідного обміну та ферменти ліпідного метаболізму ліпази у 6-8-добових проростках середньораннього гібриду кукурудзи Любава 297 МВ. Виділення сумарних ліпідів проводили по модифікованій методиці Блайя-Дайєра [1]. Тонкошарову хроматографію загальних ліпідів, їх розділення на основні фракції з кількісним денситометруванням ліпідних фракцій та визначення активності ферментів ліпаз проводили по [2]. Компонентний склад вільних жирних кислот визначали методом газорідинної хроматографії на хроматографі “Хром – 5” (Чехія) при програмуванні температури від 150⁰С до 270⁰С по [3].

У зерні кукурудзи при проростанні виявлено редукцію вмісту загальних ліпідів як за дії гербіциду трофі, підвищеної температури, так і при їх комплексному впливі від 12 до 62%, особливо суттєве – при високій концентрації гербіциду (10 мг/л) та його сумісній дії з підвищеною температурою (табл.1).На більш пізніх етапах рослини частково адаптуються до дії стрес-факторів і редукція вмісту сумарних ліпідів у проростаючому зерні за дії вивчених стрес-факторів була вже – на 12-25%.

Таблиця 1. – Вплив гербіциду трофі та підвищеної температури на вміст загальних ліпідів у зерні кукурудзи гібриду Любава 297 МВ (7 доба розвитку)

Зразок, вид обробки	Вміст загальних ліпідів відносно:
	ваги, %	контролю,%
Контроль (Н2О), +20^оС трофі – 1,25 мг/л трофі – 2,5 мг/л трофі – 5 мг/л трофі – 10 мг/л контроль, +42^оС, 5 год. трофі – 1,25 мг/л, +42^оС, 5 год трофі – 2,5 мг/л, +42^оС, 5 год трофі 5 мг/л, +42^оС, 5 год. трофі 10 мг/л, +42^оС, 5 год. контроль, +42^оС, 9 год. трофі –1,25 мг/л, + 42^оС, 9 год трофі – 2,5 мг/л, +42^оС, 9 год трофі – 5 мг/л, +42^оС, 9 год. трофі – 10 мг/л,+42^оС, 9 год. контроль, +42^оС, 24 год. трофі –1,25 мг/л, +42^оС, 24 год трофі – 5 мг/л, +42^оС, 24 год. трофі – 10 мг/л,+42^оС, 24 год.	4,0 2,5 4,0 2,5 3,0 2,0 2,5 2,5 2,5 1,5 1,5 2,0 3,0 2,0 3,5 3,0 3,5 3,0 3,5	100 63 100 63 75 50 63 63 63 38 38 50 75 50 88 75 88 75 88
Примітка. Похибка вибірки не перевищує 5% від середніх даних

При цьому активність ферментів ліпідного обміну ліпаз – було підвищено (від 20 до 85%), особливо при більш довготривалому впливі температури та його сумісній дії з гербіцидом, що свідчило про активацію адаптивних процесів ліпідного обміну за дії стрес-факторів. Знайдено зміни фракційного складу загальних ліпідів, а саме – підвищення у більшості вмісту полярних фосфоліпідів, які є складовими біомембран, як за дії окремих факторів, так і при їх комплексній дії; та підвищення вмісту вільних жирних кислот під впливом гербіциду, але зниження їх вмісту за дії підвищеної температури та сумісній дії гербіциду та температури. Підвищення вмісту фосфоліпідів може також свідчити про адаптаційні зміни у рослинному організмі як на організменному, так і на мембранному рівнях за дії комплексу факторів. Зростання рівня вільних жирних кислот є результатом активації адаптивних процесів у рослин, а зниження їх рівня може свідчити про більш інтенсивне їх включення у процеси перекисного окиснення ліпідів, що відбувається при комплексній дії гербіциду та підвищення температури. Виявлено зростання співвідношення ненасичених та насичених вільних жирних кислот за дії окремо гербіциду, особливо при його високій концентрації (10 мг/л) на 10-13% та комплексної дії гербіциду та більш довготривалому впливі підвищеної температури (1 доба) на 12-21%, що свідчило про адаптивні можливості стійкого гібриду – підвищувати вміст ненасичених компонентів вільних жирних кислот. Дія окремо підвищеної температури приводила до зниження цього співвідношення, а значить, і ненасичених жирних кислот, на 9-14%, що свідчило про негативний вплив підвищеної температури на ріст і розвиток рослин вже на ранніх етапах проростання зерна. У цілому дослідження показали, що простий модифікований середньоранній гібрид Любава 297 МВ, який є досить стійким, в умовах використання гербіцидної обробки посівів та потепління клімату і підвищення середньомісячної температури середовища в процесі онтогенезу знижує свої адаптаційні та захисні функції за дії високих доз гербіциду і підвищеної температури.

Література.

1. Кейтс М. Техника липидологии. – М.: Мир, 1975. – 320 с.

2. Методы биохимического исследования растений / Под ред. А. И. Ермакова. –

Л.- 1987. – С. 493 – 497.

3. Винниченко А.Н., Штеменко Н.И., Заморуева Л.Ф. и др. Жирные кислоты поверхностных липидов зерна кукурузы обычных и высоколизиновых форм // Химия природных соединений. – 1990. – № 3. – С.262 – 264.