Текст наукової статті на тему «Вплив ЦИАНОБАКТЕРИИ NOSTOC LINCKIA НА ПОКАЗНИКИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ РОСЛИН ЯЧМЕНЮ, вирощені в МОДЕЛЬНИХ ДОСЛІДАХ В ПРИСУТНОСТІ МЕТІЛФОСФОНОВОЙ КИСЛОТИ»
вплив ціанобактерій Nostoc linckia нА Показники
життєдіяльності рослин ячменю, вирощених в модельних дослідах в присутності метілфосфоновой кислоти
Вивчено вплив обробки насіння ціанобактерій Nostoc linckia (ЦБ) на показники життєдіяльності рослин ячменю, вирощених в присутності метілфосфоновой кислоти (0.5 і 1 мМ). Ціанобактеріальних обробка насіння індукувати процеси антиоксидантного захисту в рослинних клітинах. Відзначено гальмування процесів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) в коренях рослин, вирощених в присутності метілфосфоновой кислоти (МФК). Попередня інокуляція насіння ЦБ не знижувала негативної дії МФК на ріст коренів.
Чутливість листя до дії ЦБ і МФК була менше, ніж коренів. Обробка насіння ЦБ, поряд з накопиченням малонового діальдегіду (МДА), приводила до зростання вмісту каротиноїдів і антоціанів в листі, що свідчило про активацію окислювальних процесів в рослинних клітинах. МФК 1мМ викликала гальмування лінійного росту пагонів, ціанобактеріальних інокуляція насіння не знижується токсичної дії МФК.
Ключові слова: метілфосфоновая кислота, ячмінь, Nostoc linckia, перекисне окислення ліпідів, хлорофіли, каротиноїди, антоціани, ріст рослин.
Проблема забруднення метілфосфонатамі актуальна для регіонів, де їх використовують у господарській діяльності. Потенційними джерелами надходження метілфосфонатов є підприємства, провідні синтез даних сполук, а також об'єкти зі знищення фосфорорганічних речовин (пестицидів, фосфоровмісних отруйних речовин і т. Д.).
Метілфосфоновая кислота (МФК) - фосфор-органічна сполука, утворюється в результаті гідролізу фосфоровмісних отруйних речовин і є їх універсальним маркером. МФК стійка в природних умовах і зберігається в грунті десятиліттями [1]. Навіть в малих концентраціях МФК викликає порушення життєдіяльності рослин [2, 3], впливає на ґрунтову мікрофлору [4, 5]. Для МФК і її похідних - метілфосфонатов характерна наявність хімічно стабільною вуглець-Фос
Форн (С-Р) зв'язку, стійкої до хімічного гідролізу і теплового руйнування, а також до фотолизу [6].
Є відомості про здатність мікроорганізмів використовувати метілфосфонати як джерело фосфору [6]. Є організми, здатні розщеплювати С-Р зв'язок, до них відносяться про-каріотние мікроорганізми і деякі нижчі еукаріоти [5]. Показано, що ряд ціанобактерій стійкий до дії фосфорорганічних токсикантів [7].
Ціанобактерії (ЦБ) - найдавніша морфологічно різноманітна група грамнегативних прокаріотів, які володіють різноманітними фізіологічними особливостями [8], завдяки чому здатні адаптуватися до екстремальних умов. Не випадково в хімічно забруднених грунтах відзначений феномен ціанофітізаціі альго-ціано-бактеріальних комплексів [9, 10]. Доведено, що деякі види ЦБ не тільки стійкі до несприятливих умов, а й здатні при
цьому оптимізувати існування рослин, забезпечуючи їх доступними формами азоту і переводячи токсиканти в недоступні для коренів форми [11]. Дана здатність реалізується за рахунок фізіологічних особливостей ЦБ, а також за рахунок наявності бактерій-супутників, що сприяють цьому процесу [9, 12]. Цікаві ЦБ в якості потенційних деструкторів забруднювачів або як компонент в системі рослина-ЦБ-забруднене субстрат, що підвищує стійкість рослин до токсиканту.
Nostoc linckia - гетероцістная ЦБ, схильна до азотфіксації [8]. Для ЦБ N. linckia характерна висока сорбційна активність по відношенню до іонів міді та нікелю. Показано, що попередня обробка насіння гірчиці N. linckia приводила до посилення фіторемедіаціонних здібностей рослини, що проявилося в посиленому витягу іонів міді рослиною з грунту [13]. N. linckia надає рістстимулюючих ефект на рослини пшениці і має міколітічес-кою активністю щодо патогенних грибів Fusarium culmorum і Fusarium nivale [14]. Дані характеристики N. linckia вплинули на вибір об'єкта дослідження.
Мета роботи - вивчення впливу ЦБ N. linckia на показники життєдіяльності рослин ячменю, вирощених в модельних дослідах в присутності МФК.
Об'єктом дослідження були рослини ячменю сорту Новачок. Культура ЦБ для дослідів була взята з музею фототрофних мікроорганізмів кафедри біології рослин, селекції та насінництва, мікробіології Вятської ГСХА. Вік культури - 2.5 міс. титр - 4.6 х 107 кл. / мл.
Насіння ячменю пророщували в чашках Петрі на дистильованої воді в присутності ЦБ N. linckia і без них. Семісуточного проростки ячменю пересаджували в судини на водне середовище, в якості якої використовували живильний розчин Кнопа (контроль) і розчини МФК, приготовані на розчині Кнопа (0.5 мМ і 1 мМ).
Вивчали вплив обробки рослин ЦБ на функціональний статус рослин, вирощених в присутності МФК, по зміні лінійного росту органів рослини і за біохімічними показниками: інтенсивності перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), змістом пластідних пігментів і накопичення антоціанових пігментів.
Для вивчення впливу МФК на ростові процеси відбирали по 30 рослин кожного варіанту, поділяли по органам, вимірювали довжину коренів і пагонів.
Активність ПОЛ оцінювали фотометричним методом по накопиченню в клітинах одного з кінцевих продуктів цього процесу - малонового діальдегіду (МДА) (X = 532 нм) [15].
Вимірювання оптичної щільності розчинів проводили на спектрофотометрі Specol-1300 (Німеччина).
Для приготування розчинів використовували метілфосфоновую кислоту фірми Lancaster (Англія), що містить 98% діючої речовини.
Отримані дані обробляли з використанням стандартних статистичних методів [18] і пакету програм Excel. У таблицях наведені середні арифметичні величини і їх стандартне відхилення.
РЕЗУЛЬТАТИ І ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Вивчали вплив МФК на життєдіяльність рослин, які вирощували з инокуляцией і без інокуляції ЦБ.
ВПЛИВ ЦИАНОБАКТЕРИИ Nostoc ¡тсІа.