Активность каталазы в почках древесных растений набережной Йошкар-Олы

Особая роль в городских экосистемах отведена зеленым насаждениям, которые существенно повышают их устойчивость, выполняют санитарно-гигиенические и ландшафтообразующие функции, препятствуют ухудшению экологической обстановки [1].

Каталаза относится к классу ферментов – оксиредуктаз. Это двухкомпонентный фермент, состоящий из белка и соединенной с ним простетической группы, содержащей гематин. Наиболее активна каталаза в молодых жизнеспособных тканях и органах растений. С возрастом тканей, а также при снижении их жизнеспособности, активность данного фермента закономерно снижается. Изменение качества и активности               окислительно восстановительного фермента каталазы может служить определенным показателем реакции растительного организма на неблагоприятные факторы окружающей среды и для оценки приспособления растений к условиям существования [2]. От активности антиоксидантной системы растений в целом зависит их устойчивость к стрессорам [3].

Цель работы – определение активности каталазы в почках древесных растений, произрастающих    на    набережной г. Йошкар-Олы.

Город Йошкар-Ола относится к городам с умеренной степенью загрязнения атмо- сферы, что позволяет определять показатели активности фермента, свойственные биологическим особенностям изучаемых древесных видов [2]. Ранее нами были изучены физико-химические свойства почвы изучаемых участков [4].

Исследование проведено в ноябре 2019 года. Растения расположены на набережной реки Малая Кокшага в черте г. Йошкар-Олы на следующих участках: 1 – набережная Амстердам у памятника А.С. Пушкину и Онегину; 2 –итальянский сквер (парк Медичи), 3 – Старая набережная у магазина «Семейный». Объектами исследований стали следующие древесные растения: Aesculus hippocastanum L. (участок 1), клен остролистный (Acer platanoides L.), сорта 'Princeton Gold' и 'Royal Red' (участок 2), Crataegus sanguinea Pall. (участок 1), Crataegus almaatensis Pojark (участок 3), Prunus maackii Rupr. (участок 2). В качестве условного контроля были изучены растения в Дендрарии Ботанического сада-института ПГТУ, который находится на окраине города. Определение активности каталазы в почках растений проводили газометрическим способом в 3 повторностях [5, 6]. Статистический анализ полученных экспериментальных данных проводился с использованием пакета анализа данных MS Office Excel.

В таблице приведены показатели активности каталазы почек изученных растений.

Таблица. Активность каталазы в почках древесных растений, мл О2 / (г · мин)

Примечание: * – различие статистически достоверно при α=0,05, ** – то же при α=0,10

У растений Aesculus hippocastanum, Crataegus sanguinea и Prunus maackii на набережной и в Ботаническом саду-институте не выявлено существенного различия активности изучаемого фермента, хотя и отмечено некоторое превышение средних значений показателя у растений части видов на набережной. Известно, что небольшое повышение активности каталазы свидетельствует об устойчивости растения, в то время как сильное нетипичное повышение может объясняться своеобразной защитной реакцией организма на неблагоприятные условия среды [2]. Так, в почках Crataegus almaatensis установлено статистически значимое различие показателя у растений на набережной по сравнению с контролем, что может быть как нетипичным, так и свидетельствовать об их более высокой жизнеспособности, поскольку на набережной более освещенные условия произрастания и более молодые растения.

Сорта Acer platanoides «Princeton Gold» и «Royal Red» в Дендрарии Ботанического сада-института отсутствуют, поэтому их сравнивали с сортом 'Crimson King'. Уста- новлено существенное различие растений обоих сортов от контроля, причем активность каталазы у 'Princeton Gold' была ниже, а у «Royal Red» – выше, чем контрольное значение. У деревьев в Итальянском сквере отмечены такие патологии, как бактериальная водянка, опухоли (раковые образования), мозаика (мозаичная расцветка пораженных листовых пластинок), морозные трещины, повреждение тлей, флагообразная крона. Можно предположить, что в данном случае нетипичное повышение активности каталазы в почках растений «Royal Red» обусловлено защитной реакцией на неблагоприятные условия среды. Таким образом, оба сорта характеризуются сниженной жизнеспособностью. Данное предположение требует дальнейшей проверки.

Таким образом, характер изменения активности каталазы специфичен и необходимо дальнейшее исследование динамики данного показателя в различных тканях и органах растений в течение вегетационного периода. К наиболее устойчивым видам отнесены Aesculus hippocastanum, Crataegus sanguinea и Prunus maackii.