БИОХИМИЧЕСКАЯ ОТВЕТНАЯ РЕАКЦИЯ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (BETULA PENDULA) НА НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ
DOI:
https://doi.org/10.24852/2411-7374.2023.3.56.64Ключевые слова:
тяжелые металлы, береза повислая, перекисное окисление липидов, антиоксиданты, пигменты фотосинтезаАннотация
Цель работы ‒ поиск взаимосвязи между биохимическими показателями березы повислой (Betula pendula L.) и накоплением тяжелых металлов в г. Тюмени. Пробы почв и растений были отобраны в условно-чистом районе, вблизи промышленных предприятий и транспортных узлов города. Содержание металлов в почвах и растениях определяли методом атомно-эмиссионной спектроскопии, биохимические показатели (продукты перекисного окисления липидов, содержание пигментов фотосинтеза, флавоноидов и активность каталазы) ‒ фотометрически. Накопление металлов почвами убывало относительно контроля в ряду: Cd>Pb>Cr>Ni>Zn>Cu>Fe>Co>Mn. Аккумуляция металлов в листьях березы убывала относительно контроля в ряду: Pb>Cr>Fe>Co>Cu>Ni>Zn>Mn>Cd. Загрязнение городской среды приводило к росту окислительных процессов в клетках березы, что сопровождалось снижением содержания флавоноидов и активности каталазы. Увеличение содержания хлорофилла и каротиноидов в листьях березы стало главным адаптационным механизмом к накоплению металлов, а изменение активности каталазы оказалось наиболее чувствительной ответной реакцией. Выявлены положительные корреляции между содержанием металлов и концентрацией продуктов перекисного окисления липидов и пигментов фотосинтеза. Содержание флавоноидов и активность каталазы отрицательно коррелировали с содержанием металлов в березе и почве. Согласно результатам факторного анализа степень влияния металлов на биохимические показатели убывала в ряду: Zn ≈ Cu > Cr > Ni ≈ Co ≈ Pb ≈ Cd > Fe ≈ Mn
Библиографические ссылки
Ahverdi D.S. Vliyanie tyazhelyh metallov na perekisnoe okislenie lipidov v vegetativnyh organah i semenah ovsa posevnogo (Avena sativa L.) [Heavy metals impact on lipid peroxidation in vegetative organs and seeds of the culticated oat (Avena sativa L.) // Mezhdunarodnyj zhurnal fundamental'nyh i prikladnyh issledovanij. 2020. No 4. P. 36‒42. doi: 10.17513/mjpfi.13052.
Velikanova N.A., Slivkin A.I., Gaponov S.P. Izuchenie nakopleniya flavonoidov travoj gorca ptich'ego, sobrannogo v raznyh s ekologicheskoj tochki zreniya rajonah goroda Voronezha i ego okrestnostej [Investigation of flavonoids content in knot-grass from areas of Voronezh with different ecological situation] // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Himiya. Biologiya. Farmaciya. 2013. No 1. P. 181‒185.
Voskresenskij V.S., Voskresenskaja O.L. Izmenenie aktivnosti okislitel'no-vosstanovitel'nyh fermentov u drevesnyh rastenij v uslovijah gorodskoj sredy [Redox enzymes activity changes in woody plants in the urban environment] // Vestnik MarGTU. 2011. No 1. P. 75‒82.
Koroljuk M.A., Ivanova L.I., Majorova N.O., Tokarev V.E. Metod opredelenija aktivnosti katalazy [Method for catalase activity determination] // Laboratornoe delo. 1988. No 1. P. 16.
Kushnareva O.P., Perekrestova E.N. Vlijanie razlichnyh koncentracij solej medi i svinca na soderzhanie hlorofilla i soderzhanie ugleroda v list'jah rastenij [The impact of various copper and lead salts concentration on chlorophyll and carbon content in plant leaves] // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2015. No 10. P. 294–297.
Maslennikov P.V. Reakcija antioksidantnoj sistemy chiny primorskoj na dejstvie ionov kadmija [The response of seaside rank antioxidant systems to cadmium] // Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk. 2013. No 11. P. 67‒70.
RD 52.18.191‒2018. Massovaja dolja kislotorastvorimyh form metallov v probah pochv, gruntov i donnyh otlozhenij. Metodika izmerenij metodom atomno-absorbcionnoj spektrometrii [The acid-soluble metal form in soils and sediments. The procedure for atomic-absoprtion spectroscopy determinatipn].
RD 52.18.289-90. Metodika vypolnenija izmerenij massovoj doli podvizhnyh form metallov (medi, svinca, cinka, nikelja, kadmija, kobal'ta, hroma, marganca) v probah pochvy atomno-absorbcionnym analizom [The procedure for metals (Cu, Pb, Zn, Ni, Cd, Co, Cr, Mn) mobile forms determination in soils by atomic absorption spectroscopy].
Titov A.F., Kaznina N.M., Talanova V.V. Tyazhelye metally i rasteniya [Heavy metals and plants] Petrozavodsk: Karel'skij nauchnyj centr RAN, 2014. 194 p.
Tret'yakov N.N. Fiziologiya i biohimiya sel'skohozyajstvennyh rastenij [Physiology and biochemistry of agricultural plants]. Moscow: Kolos, 1998. 639 p.
Chupahina G.N., Maslennikov P.V., Mal'ceva E.Ju., Frolov E.M., Besserezhnova M.I. Antioksidantnyj status rastenij v uslovijah zagrjaznenija kadmiem gorodskoj sredy [Antioxidant status of plants in conditions of urban environmental pollution by cadmium] // Vestnik Baltijskogo federal'nogo universiteta im. I. Kanta. 2011. No 7. P. 16—23.
Shvedova A.A., Polyanskii,N.B. Metod opredeleniya konechnyh produktov perekisnogo okisleniya lipidov v tkanyah – fluoresciruyushchih shiffovyh osnovanij [Method of Schiff bases determination in tissues] // Research of synthetic and natural antioxidants in vitro and in vivo. Moscow: Nauka, 1992. P. 72‒73.
Shulgin I.A., Nichiporovich A.A. Raschet soderzhaniya pigmentov s pomoshch'yu nomogramm [Calculation of pigments content using nomograms] // Hlorofill. Minsk: Nauka i tekhnika, 1974. P. 127‒136.
Arif N., Yadav V., Singh S., Singh S., Ahmad P., Mishra R.K., Sharma S., Tripathi D.K., Dubey N.K., Chauhan D.K. Assessment of antioxidant potential of plants in response to heavy metals // Plant response to xenobiotics. 2016. P. 97‒125. doi: 10.1007/978-981-10-2860-1_5.
Barsova N., Yakimenko O., Tolpeshta I., Motuzova G. Current state and dynamics of heavy metal soil pollution in Russian Federation – a review // Environmental pollution. 2019. Vol. 249. P. 200‒207. doi: 10.1016/j.envpol.2019.03.020.
Doganlar Z.B., Doganlar O., Erdogan S., Onal Y. Heavy metal pollution and physiological changes in the leaves of some shrub, palm and tree species in urban areas of Adana, Turkey // Chemical speciation & bioavailability. 2015. Vol. 24 (2). P. 65‒79. doi: 10.3184/095422912X13338055043100.
Maleki M., Ghorbanpour M., Kariman K. Physiological and antioxidative responses of medicinal plants exposed to heavy metal stress // Plant gene. 2017. Vol. 11. P. 247‒254. doi: /10.1016/j.plgene.2017.04.006.
Rai P.K. Biodiversity of roadside plants and their response to air pollution in an Indo-Burma hotspot region: implications for urban ecosystem restoration // Journal of Asia-Pacific biodiversity. 2015. Vol. 9(1). P. 47‒55. doi: 10.1016/j.japb.2015.10.011.
Wansha M., Bini C., Fontana S., Wansha A., Zilioli D. Toxicity assessment of contaminated soils from a mining area in Northeast Italy by using lipid peroxidation assay // Journal of geochemical exploration. 2012. Vol. 113. P. 112‒117. doi: 10.1016/j.gexplo.2011.09.008
Zwolak A., Sarzynska M., Szpyrka E., Stawarczyk K. Sources of soil pollution by heavy metals and their accumulation in vegetables: a review // Water, air and soil pollution. 2019. Vol. 230. P. 164‒175. doi: 10.1007/s11270-019-4221-y.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
