Активность каталазы в почках и коре древесных растений

Роль зеленых насаждений в современных городских условиях очень важна. Помимо обогащения воздуха кислородом, растениям также присущи пылезащитная, фитонцидная, шумопоглощающая, климатообразующая, эстетическая и др. функции. Также хорошо известны бактерицидные свойства некоторых древесных растений. Городские зеленые насаждения являются эффективным средством экологической защиты, создают более комфортную среду для человека. Однако растительность, наряду с животным миром, является наиболее чувствительным ландшафтным компонентом, они первыми улавливают изменения среды и реагируют на них деградацией. На растительность негативно влияют нарушения водно-воздушного режима почвы, засорение отходами всех видов и т.д. [1]. В связи с этим определение жизнеспособности растений в городских условиях является актуальным.

Одним из методов определения жизнеспособности растения является определение активности каталазы в тканях растения. С помощью него можно оценить физиологическое состояние растения, степень его повреждения неблагоприятными воздействиями и др. Каталаза - фермент класса оксиредуктаз, значение в растениях - разрушение токсичной перекиси водоро- да, накапливаемой в клетках в процессе жизнедеятельности. По интенсивности и количеству выделяемого в результате реакции кислорода судят об активности каталазы. Наиболее активна каталаза в молодых жизнеспособных тканях и органах растений, а с возрастом тканей и при снижении жизнеспособности ее активность уменьшается. Данный фермент ингибируется также синильной кислотой, сероводородом, фторидами [2]. 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 [3]. Также отмечается, что повышение активности антиоксидантных ферментов приводит к усилению защиты растений от окислительного стресса и более высокой их устойчивости к абиотическим факторам городской среды [4].

Цель данного исследования - определение активности каталазы в почках и коре лиственных древесных растений в г. Йошкар-Оле.

Исследование проводилось в ноябре 2020 года на практическом занятии по дисциплине «Урбомониторинг зеленых насаждений». Объекты исследования - ли- ственные древесные растения участка зеленой полосы Ленинского проспекта у корпуса № 1 Поволжского государственного технологического университета. Данная территория находится в центре города. В качестве условного контроля были изучены растения в Дендрарии Ботанического сада-института ПГТУ, который находится на окраине города. Изучены следующие виды: конский каштан обыкновенный (Aesculus hippocastanum), липа мелколистная (Tilia cordata), яблоня ягодная (Malus baccata) [5].

Определение активности каталазы в почках и коре однолетних побегов расте- ний было произведено газометрическим способом [2]. У каждого вида было подготовлено 4–5 навесок растительного материала с помощью аналитических весов. Их растирали в ступке с добавлением песка и мела в 10 мл дистиллированной воды. Полученную смесь вместе с 2 мл перекиси водорода (3%) в фарфоровом тигле помещали в стеклянную склянку, которую подсоединяли к газометрической установке и встряхивали в течение 1 мин. с момента начала опускания уровня воды в измерительной бюретке (рис.).

Рис. Подготовка растительного материала

Полученные результаты исследования приведены в таблице.

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

Среди изученных видов растений наибольшей активностью каталазы характеризовались почки и кора яблони: значения изучаемого показателя данного вида в несколько раз превышали значения двух других видов. У конского каштана и липы активность каталазы в коре больше, чем в почках, а у яблони, напротив, наибольшая активность фермента выявлена в почках. Различие статистически достоверно у всех видов.

В городских условиях у конского каштана активность каталазы, как в почках, так и в коре, существенно превышала активность фермента в контроле. Аналогичная закономерность прослежена и в почках липы. В коре однолетних побегов липы, а также в почках и коре яблони существенных различий между городскими и контрольными условиями не выявлено.

По сравнению с данными подобного исследования почек растений в 2019 году [5], значения показателей аналогичны. Исключение составили контрольные цифры конского каштана и яблони.

Таким образом, изучена активность фермента каталаза в почках и коре однолетних побегов трех видов древесных растений в различных условиях. В дальнейшем изучение динамики данного показателя в органах и тканях древесных растений будет продолжено.