Влияние тяжелых металлов и тидиазурона на интенсивность перекисного окисления липидов в растениях пшеницы

Тяжелые металлы (ТМ), среди которых особо значимы Си, Ni, Zn, РЬ, играют в жизни растений как положительную, так и отрицательную роль [1; 5L В работах [2; 5] указывается на способность ТМ изменять состояние клеточных мембран. Известно также свойство тяжелых металлов индуцировать окислительный стресс и повреждение клеточных мембран, о степени которого можно судить по накоплению малонового диальдегида (МДА) [1; 6 — 7]. Загрязнение окружающей среды ТМ выступает важным внешним фактором, к которому растения эволюционно не приспособлены. Проникая в избытке в растительный организм, тяжелые металлы затрудняют ход метаболлических процессов, подавляют развитие, снижают продуктивность. Также они накапливаются в припо верхностном слое почвы, что приводит к нарушению ее плодородия и ухудшению качества растениеводческой продукции [1].

В настоящее время разрабатываются различные способы нейтрализации вредного для растений воздействия тяжелых металлов [5]. Все больший интерес представляют биологически активные вещества — регуляторы роста, которые применяются в качестве защиты и повышения устойчивости растений к биотическим и абиотическим факторам [5 — 6].

В работе мы исследовали действие ионов ТМ и синтетического регулятора роста тидиазурона на интенсивность перекисного окисления металлов (ПОЛ) в листьях пшеницы. Семена пшеницы (Triticum aestwum L.) помещали в слабый раствор КМпО₄ для обеззараживания, затем промывали дистиллиро-

ванной водой. Часть семян замачивали в течение 8 ч в дистиллированной воде, часть — в регуляторе роста тидиазуронс (10 нМ). В эксперименте использовали 1 мМ или 10 мкМ растворы CuSO4 х 5Н2О, NiSO, х 7Н2О, ZnSO4 х 7Н2О или Ро(ХО3)2. Контролем служили растения, выращенные на дистиллированной воде. Опыты проводили в водной культуре в факторостатных условиях (освещенность 2 000 лк, температура 28 °C, фотопериод 12 ч). На 7-е сутки спектрофотометрическим методом определяли интенсивность ПОЛ в листьях пшеницы, которое оценивали по накоплению продукта окисления — малонового диальдегида [3].

Как показали измерения, при экспозиции на 1 мМ и 10 мкМ ионов Си2+ концентрация МДА в листьях пшеницы возрастала по отношению к контролю па 213 и 82 % соответственно, на 1 мМ и 10 мкМ растворах ионов Ni2+ — на 70 и 37 %, на 8 % — на фоне 1 мМ ионов Zn2+ (рис.). У растений, семена которых были обработаны регулятором роста тидиазуроном, содержание МДА в ряде случаев также превышало контроль: на 127 % при 1мМ ионов меди, на 38 % — при 10 мкМ ионов цинка. При сравнении накопления МДА в листьях растений, обработанных ти-диазуроном, с контрольными видно, что в присутствии регулятора роста концентрация МДА снижалась. На фоне иоиов Си2* при концентрации 1 мМ интенсивность ПОЛ снижалась па 86 %, а при 10 мкМ — на 109 % по сравнению с необработанными растениями и на 27 % по сравнению с водным контролем. Концентрация МДА на фоне суб-леталыюй концентрации иоиов никеля была на 77 % меньше, чем в варианте без регулятора роста, и составляла 1,33 МкМ/гр/что на 7 % ниже контрольных показаний, а при экспозиции на физиологической концентрации (10 мкМ) — на 64 % ниже необработанных и на 27 % ниже водного контроля. При экспозиции растений на 1 мМ ионов цинка отмечали снижение концентрации МДА на 23 и 15 % по отношению к необработанным и контрольным растениям соответственно. При действии ионов свинца в присутствии тидиазурона концентрация МДА на фоне сублетальной концентрации снижалась на 7 %, а при физиологической — на 15 %.

Рис.

Влияние ТМ и тидиазурона на интенсивность ПОЛ в листьях пшеницы

Итак, в данном исследовании показано, что образование малонового диальдсгида в листьях пшеницы существенно зависело от металла и его концентрации в среде. Максимальную интенсивность перекисного окисле ния липидов вызывают ионы меди, а минимальную — ионы свинца. Тидиазурон наиболее эффективно снижал концентрацию МДА на фоне ионов Си2+ и Ni2+ и был практически бесполезен па фоне ионов Zn2+ и РЬ2+.

Поступила 21.01.11.