Содержание аскорбиновой кислоты и активности пероксидазы в комнатных растениях

В заключительный период в связи с обострением экологического кризиса, связанного с повышением антропогенного загрязнения окружающей среды, важное роль приобретает изучение комплексного воздействия антропогенных факторов на растительные организмы. По этой причине одной из более важных трудностей нынешней экологической физиологии растений считается изучение структурного и функционального разнообразия растений. В условиях комнатной среды защитные адаптационные механизмы растений обеспечивают не просто выживание организма, а направлены на реализацию онтогенетической программы при длительном воздействии загрязняющего фактора. Онтогенетическое положение можно анализировать как узловой момент формирования растений, отличающийся отличительными чертами морфогенеза и некоторыми соотношениями новообразования и отмирания; в настоящий период выявлено также специфика физиолого-биохимических процессов у особей разной жизненности [1].

В таком случае же время, работ, в которых бы рассматривались характерные черты физиологических действий в различных стадиях онтогенеза растений при комнатной среде, очень мало, хотя без физиологической оценки отдельных стадий онтогенеза нельзя в абсолютной грани показать себе общую картину протекания процессов роста и формирования растений в целом и построения структуры популяции

Цель работы: опытным путем установить содержание аскорбиновой кислоты и пероксидазы в отдельных видах комнатных растений.

Предмет исследования: аскорбиновая кислота, пероксидаза.

Объект исследования: комнатные растения.

Для исполнения установленной цели необходимо было найти решение следующих задач:

• - проанализировать и изучить научную, популярную, учебную литературу по данному вопросу;

• - изучить строение и физико-химические качества аскорбиновой кислоты и пероксидазы;

• - проанализировать воздействие пероксидазы и аскорбиновой кислоты на растение, его биологическую роль;

• - исследовать способы количественного определения аскорбиновой кислоты и пероксидазы;

• - ознакомиться с методикой выполнения опыта;

• -    и экспериментально определить содержание аскорбиновой кислоты и пероксидазы;

• - проанализировать полученные результаты, и узнать в каких растениях содержится максимальное количество пероксидазы и аскорбиновой кислоты;

Выполняя эту работу, были применены следующие методы исследования:

• • теоретические методы: получение и исследование информации по данной теме с использованием разных литературных источников;

• •    эмпирические методы: наблюдение, сравнение, эксперимент;

• •    метод химического анализа

• •    титриметрический анализ

• •    методы измерения: отмерять определённый объём жидкости, проводить взвешивание;

• •    приготовление растворов установленной концентрации,растворение;

Адаптация растений к неблагоприятным условиям окружающей среды - важная проблема физиологии растений. Она затрагивает не только дикорастущих растений, но и комнатных форм, которые имеют все шансы быть генетическим материалом для формирования высокопродуктивных растений, устойчивых к стрессам. Сложные химические движения регулярно протекают в клетках растений и животных. Они регулируются ферментами -белковыми веществами, являющимися катализаторами химических взаимодействий.

Одним из окислительных ферментов считается пероксидаза, которая присутствует во многих живых тканях, так как окисление лежит в основе процессов дыхания. Для окисления органических элементов пероксидазы «добывают» кислород из пероксидов. Вещества медленно окисляются и без ферментов, но они ускоряют реакцию во много тыс. раз. Окисление лежит в основе действий дыхания и имеет очень значительную роль.

Ферменты — обычно белковые молекулы или молекулы РНК или их сложные комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические взаимодействия в живых системах. Являясь конституционно важным, данный белок принимает участие в разных биохимических реакциях [1]. Значимость пероксидазы высока при окислительном стрессе, её активность и изоформный состав сильно зависит с влияния множества внешних условий. Она принимает участие в ответе на раневой стресс, реагирует на поедание растения насекомыми-вредителями.

Пероксидаза - окислительный фермент, присутствующий в большей степени в растениях; его кроме того возможно обнаружить в лейкоцитах крови и в молоке.

При исследовании комнатных растений на пероксидазу, я использовала спектрометрическую методику установления активности пероксидазы [2].

Наблюдалось изменение окраски, что говорит о присутствие фермента в данных комнатных растениях. Из полученных сведений заметно, что активность пероксидазы проявляется наибольшее количество в Толстянке (лат. Crássula). (Таблица 1). У исследуемых растений были определены оптимальные значения активности и термо устойчивости растворимой пероксидазы (рис1).

■ Ряд 2

■ Ряд 1

Рисунок 1: Диаграмма активности пероксидазы в исследуемых

комнатных растениях.

Изменения в количестве молекулярных форм пероксидазы, по всей вероятности, обеспечивают устойчивость этих растений к воздействию в целом комплекса факторов внешней среды.

	Вид растения	Активность пероксидазы, ед. акт.
	Толстянка   (лат.	0,0005

	Crássula )
	Сансевиерия трехплостная      (лат. Sansevieria trifasciata )	0,0020
	НСР 05	0,0001

Таблица 1. Активность пероксидазы в комнатных растениях

Таким образом, фермент пероксидаза содержится абсолютно во всех растениях и обладает разной активностью.

Особый интерес представляет аскорбиновая кислота. Она является полифункциональным соединением, так же регулирует активность ферментов, участвует в клеточном делении и растяжении, и в процессах увеличения, вегетативной и репродуктивной дифференциации, в водном обмене, в процессах фотосинтеза, дыхания. [3]

Под воздействием ряда условий (засухи, высоких и низких температур, УФ лучей, инфекций и других) увеличивается внутриклеточное образование активных форм кислорода, большие дозы которого могут привести к смерти организма, вызывая повреждение ДНК, белков, липидов, инактивацию ферментов, нарушение проницаемости мембран. Иными словами, это приводит к возникновению окислительного стресса.

Растения обладают разными эффективными системами защиты от окислительного стресса и разрушительного действия постоянно возникающих в них форм кислорода. Эти организмы, как правило, характеризуются высоким содержанием таких антиоксидантов, как аскорбиновая кислота, атокоферол, глютатион, каротиноиды, флавоны, полифенольные соединения и другие [1].

Токсичные кислородные радикалы устраняют и некоторые ферменты, такие как пероксидаза.

Биологическая роль аскорбиновой кислоты связана с участием в окислительно-восстановительных процессах в организме растения и входит в состав ряда сложных ферментов, обусловливающих процессы клеточного дыхания. Количественное содержание аскорбиновой кислоты определяли по ГОСТ 24556-89 [4]. Математическую обработку материалов провели с применением статистического пакета «Statistica 6.0»

Сравнение количеств аскорбиновой кислоты в комнатных растений выявило значительное колебание данного показателя. (табл. 2) В ходе нашего эксперимента, можно сделать вывод что наибольшее количество аскорбиновой кислоты содержится в Сансевиерии трехполостной (лат.Sansevieria trifasciata), наименьшее в Элодеи канадской (лат. Elodea canadénsis ) Вероятно, что различная степень расходования аскорбиновой кислоты в вегетативных органах растений под влиянием окружающей среды обусловлена разной чувствительностью видов и их онтогенетических групп, разной токсичностью вредных агентов. Поскольку аскорбиновая кислота является ингибитором свободно радикального окисления, то при действии загрязнителей увеличивается её расходование в инактивацию свободных радикалов.

Таким образом, как неустойчивые виды, к которым относится вид Элодея Канадская (лат. Elodea canadénsis), быстрее впитывают поллютанты и накапливают их до критического уровня, то у них наиболее четко проявляется результат снижения содержания аскорбиновой кислоты. Известно, что имеется корреляция между устойчивостью растений к негативным факторам среды и уровнем и направленностью окислительно- восстановительных процессов.

3,5

2,5

1,5

0,5

■ Ряд 1

■ Ряд 2

■ Ряд 3

■ Ряд 4

Сансевиерия    Чайная роза     Пеларгония       Эладея

Рисунок 2: Диаграмма зависимости содержания аскорбиновойкислоты в комнатных растениях.

Поэтому возможно предположить, что более высокий уровень восстановительных процессов– один из факторов большей устойчивости растений к негативным факторам среды.

	Исследуемый вид	Содержание аскорбиновой кислоты (мг)
	Сансевиерия трехполостная     (лат. Sansevieria trifasciata )	3,52
	Чайная     Роза (лат. Rosa Tea )	3,20
	Пеларгония (лат. Pelargonium )	1,60
	Элодея канадская (лат. Elodéa canadénsis )	1,40

НСР 05

0,50

Таблица 2 Содержание аскорбиновой кислоты в комнатных растениях.

Исследование информации о аскорбиновой кислоте и о пероксидазе в литературных источниках и в ресурсах Интернет позволило придти к выводу, что аскорбиновая кислота и пероксидаза представляют в организме растения фундаментальную биохимическую и физиологическую значимость. В ходе спектрометрического определения содержания аскорбиновой кислоты и пероксидазы в комнатных растениях различное. И зависит от видового многообразия. На основании полученных данных исследования, можно сделать заключение, что содержание аскорбиновой кислоты преобладает в растении – Сансевиерии трехполостной (лат.Sansevieria trifasciata), кроме того активность пероксидазы наиболее высока в этом же виде растения. Таким образом, аскорбиновая кислота и пероксидаза принимает участие в формировании устойчивости растений, произрастающих в комнатных условиях.