ФОРМУВАННЯ АДАПТИВНИХ РЕАКЦІЙ У CERATODON PURPUREUS (HEDW.) BRID. ЗА УЧАСТІ ХЛОРОФІЛАЗИ ТА МЕТАБОЛІТІВ ОКСИДУ АЗОТУ
Анотація
Досліджено зміни активності хлорофілази та вмісту метаболітів оксиду азоту в адаптивних реакціях гаметофіту космополітного моху Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid. в умовах різного температурного режиму, водного дефіциту, високої інсоляції на відвалі шахти “Надія” Червоноградського гірничопромислового району Львівської області.
Встановлено, що в літні місяці на відвалах вугільних шахт створюються несприятливі умови для існування рослин унаслідок нестачі вологи, високої температури поверхні субстрату та інтенсивного освітлення. Унаслідок деградації фотосинтетичного апарату в стресових умовах техногенно порушених територій у хлоропластах C. purpureus вміст суми хлорофілів становив 294–413 мкг/г маси сухої речовини. У гаметофіті моху у локалітетах на терасі відвалу з інтенсивністю освітленням 100 тис. лк. визначено в 1,3 та 2,2 рази більшу активність хлорофілази, порівняно із основою (55 тис. лк) та вершиною (70 тис. лк) відповідно. Під впливом значного водного стресу, який індукували 10 % розчином поліетиленгліколю у середовищі вирощування C. purpureus, визначено зменшення як вмісту пігментів фотосинтезу, так і активності хлорофілази, порівняно з контролем. Найбільший вміст метаболітів оксиду азоту зафіксовано в умовах тераси відвалу, порівняно із вершиною та основою. Це, вочевидь, зумовлено їх нагромадженням під впливом значної інсоляції , температури і нестачі вологи, показники яких були у 1,5-2 рази більшими, ніж на інших ділянках мезорельєфу відвалу. Результати експериментальних досліджень впливу гіпо-, гіпертермічного та водного стресів свідчать про часові зміни вмісту метаболітів оксиду азоту в клітинах моху в післястресовий період. Збільшення вмісту NO2- у період пост-стресової реакції вказує на його важливу роль в адаптації гаметофіту моху під впливом стресових абіотичних чинників.
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
Bashutska U. B. Mikroklimatychni umovy porodnykh vidvaliv shakht Chervonohradskoho hirnychopromyslovoho raionu // Lisove hospodarstvo, lisova, paperova, derevoobrobna promyslovist. 2006. Vyp. 32. S. 48-51.
Beshlei S. V., Sokhanchak R. R., Baranov V. I. Zminy hidrotermichnoho rezhymu cubstrativ u zarostiakh kunychnyka nazemnoho (Calamagrostis epigeios (L.) Roth) na vidvalakh vuhilnykh shakht Chervonohradskoho hirnychopromyslovoho raionu // Nauk. zap. DPM. 2014. Vyp. 30. S. 137-142.
Boiko I., Lobachevska O. Minlyvist vmistu vodniu peroksydu ta vuhlevodiv u mokhiv iz riznoiu stiikistiu do vysushuvannia v umovakh dehidratatsii ta rehidratatsii // Visn. Lviv. un-tu. Ser. biol. 2016. Vyp. 71. S. 238-244.
Vasylyk Yu. V. Utvorennia oksydu azotu u roslyn ta yoho rol za dii stresovykh faktoriv // Biolohichni systemy. 2015. T. 7. Vyp. 1. S. 1-15.
Vasylyk Yu., Mosiichuk N. Vplyv nitroprusydu natriiu u systemi in vitro na pihmentnyi sklad, kontsentratsiiu karbonilnykh hrup bilkiv i antyoksydantnyi potentsial u lystkakh prorostkiv kukurudzy // Visn. Lviv. un-tu. Ser. biol. 2015. Vyp. 69. S. 65-73.
Voitovych O. M. Stres-indukovani zminy aktyvnosti NO oposeredkovanoi syhnalnoi systemy v prorostkakh Pisum sativum L. // Visn. Zaporizk. un-tu. 2009. № 2. S. 5-8.
Voitsekhivska O. V., Kapustian A. V., Kosyk O. I. ta in. Fiziolohiia roslyn. Praktykum. Lutsk: Teren, 2009. 420 s.
Havrylenko V. F., Ladyhyna M. E., Khandobyna L. M. Bolshoi praktykum po fyzyolohyy rastenyi. Fotosyntez. Dykhanye: uch. pos. M.: Vysshaia shkola, 1975. 392 s.
Zhuk I. V., Dmytriiev O. P., Lisova H. M. Vplyv koievoi kysloty ta donoru NO na Triticum aestivum L. za umov biotychnoho stresu // Faktory eksperymentalnoi evoliutsii orhanizmiv. 2019. T. 25. S. 225-230.
Ypatov V. S., Tarkhova T. N. Mykroklymat mokhovykh y lyshainykovykh synuzyi v sosniake zelenomoshno-lyshainykovom // ekolohyia. 1982. № 4. S. 27.
Karpets Yu. V. Vlyianye donora NO na soderzhanye pyhmentov v lystiakh, rost y produktyvnost yarovoi pshenytsy (Triticum aestivum L.) // Visn. Kharkiv. nats. ahrar. un-tu. Ser. biol. 2016. Vyp. 3(39). S. 48-56.
Karpets Yu. V., Kolupaiev Yu. Ye., Yastreb T. O. ta in. Rol aktyvnykh form kysniu ta azotu v indukuvanni teplostiikosti prorostkiv pshenytsi ekzohennym sirkovodnem // Dopovidi NAN Ukrainy. 2019. № 3. S. 89-97.
Karpinets L., Lobachevska O., Baranov V. Vplyv mokhiv na mikroklimatychni umovy edafotopiv porodnykh vidvaliv i yikhni adaptatsiini reaktsii // Biolohichni Studii / Studia Biologica. 2016. T. 10. № 3-4. S. 119-128. https://doi.org/10.30970/sbi.1003.494
Kyiak N. Fotosyntetychna aktyvnist briofitiv v umovakh zasolennia na terytorii khvostoskhovyshcha Stebnytskoho HKhP "Polimineral" // Visn. Lviv. un-tu. Ser. biol. 2018. Vyp. 79. S. 184-194.
Kyiak N. Ia., Khorkavtsiv Ya. D. Adaptatsiia briofitiv do vodnoho defitsytu na terytorii vidvalu v mistsiakh vydobutku sirky // Ukr. botan. zhurnal. 2015. T. 72. № 6. S. 566-573.
Kyiak N. Ia., Baik O. L., Kit N. A. Morfofiziolohichna adaptatsiia briofitiv do ekolohichnykh faktoriv na devastovanykh terytoriiakh vydobutku sirky // ScienceRise: Biological Science. 2017. Vyp. 5 (8). S. 33-38. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2017.113540
Kobyletska M. S., Korchynska O. S., Malenka U. S. Aktyvnist khlorofilazy u roslyn kukurudzy za dii kadmii khlorydu ta salitsylovoi kysloty // Nauk. visn. LNUVMBT imeni S.Z. Hzhytskoho. 2012. T. 14. № 2 (52). Ch. 2. S. 45-48.
Kolupaev Yu. E., Karpets V. E. Uchastye oksyda azota (NO) v transduktsyy syhnalov abyotycheskykh stressorov u rastenyi // Vestn. Kharkov. nats. ahrar. un-ta. Ser. byol. 2009. Vyp. 3 (18). S. 6-19.
Lakyn H. F. Byometryia. M.: Vysshaia shkola, 1990. 350 s.
Lobachevska O. V. Mokhopodibni porodnykh vidvaliv Chervonohradskoho hirnychopromyslovoho raionu // Chornomor. botan. zhurnal. 2012. T. 8. № 1. S. 67-76. https://doi.org/10.14255/2308-9628/12.81/7
Lobachevska O., Boiko I., Karpinets L. Fenotypna plastychnist mokhu Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid. v umovakh tekhnohenno transformovanoho seredovyshcha // Biolohichni studii / Studia Biologica. 2014. T. 8. № 3-4. S. 137-148. https://doi.org/10.30970/sbi.0803.368
Mokronosov A. T., Havrylenko V. F., Zhyhalova T. V. Fotosyntez. Fyzyoloho-ekolohycheskye y byokhymycheskye aspekty. M.: Akademyia, 2006. 448 s.
Musiienko M. M., Parshykova T. V., Slavnyi P. S. Spektrofotometrychni metody v praktytsi fiziolohii, biokhimii ta ekolohii roslyn. K.: Fitosotsiotsentr, 2001. 153 s.
Pat. 41003 A Ukraina, MPK 7 G01N33/48, 33/52. Sposib vyznachennia oksydu azotu / Polyvoda S.N., Cherepok O.O., Voitovych O.V., zaiavnyk ta patentovlasnyk Zaporizkyi derzhavnyi medychnyi universytet № 2000127587; zaiav. 27.12.2000; opubl. 15.08.2001, Biul. № 7.
Pochynok Kh. N. Metody byokhymycheskoho analyza rastenyi. K.: Nauk. dumka, 1976. 231 s.
Sokhanchak R., Lobachevska O., Beshlei S. Sezonni zminy u pihmentnomu kompleksi mokhu Campylopus introflexus (Hedw.) Brid. na vershyni vidvalu shakhty "Nadiia" // Visn. Lviv. un-tu. Ser. biol. 2013. Vyp. 62. S. 180-187.
Stanetska D. M., Koval I. V., Dzhurenko N. I. ta in. Vplyv vysokotemperaturnoho stresu na pihmentnyi kompleks vydiv rodu Solidago L. v reproduktyvnyi period // Nauk. visn. Uzhhorod. un-tu. Ser. biol. 2011. Vyp. 30. C. 192-196.
Fomishyna R. M. Syvash O. O., Zakharova T. O. ta in. Rol khlorofilazy v adaptatsii roslyn do umov osvitlennia // Ukr. botan. zhurnal. 2009. Vyp. 66. № 1. S. 94-102.
Bajguz A. Nitric Oxide: Role in Plants Under Abiotic Stress // Physiological Mechanisms and Adaptation Strategies in Plants Under Changing Environment. 2014. Vol. 2. Р. 137-159. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-8600-8_5
Corpas F., González-Gordo S., Cañas A. et al. Nitric oxide and hydrogen sulfide in plants: which comes first? // J. Exp. Bot. 2019. Vol. 70. Issue 17. P. 4391-4404. https://doi.org/10.1093/jxb/erz031
Datir S., Singh N., Joshi I. Effect of NaCl-Induced Salinity Stress on Growth, Osmolytes and Enzyme Activities in Wheat Genotypes // B. Environ. Contam. Tox. 2020. Vol. 104. P. 351-357. https://doi.org/10.1007/s00128-020-02795-z
Gupta K. J., Mur L. A. J., Wany A. et al. The role of nitrite and nitric oxide under low oxygen conditions in plants // New Phytol. 2020. Vol. 225. Issue 3. P. 1143-1151. https://doi.org/10.1111/nph.15969
Guschina I. A., Harwood J. L., Smith M. et. al. Abscisic acid modifies the changes in lipids brought about by water stress in the moss Atrichum androgynum // New Phytol. 2002. Vol. 156. P. 255-264. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2002.00517.x
Gutbrod K., Romer J., Dörmann P. Phytol metabolism in plants // Prog. Lipid Res. 2019. Vol. 74. P. 1-17. https://doi.org/10.1016/j.plipres.2019.01.002
Medina-Andrеs R., Solano-Peralta A., Saucedo-Vаzquez J. P. et al. The Nitric Oxide production in the moss Physcomitrella patens is mediated by nitrate reductase // PLoS ONE. 2015. Vol. 10. N 3. P. 1-15. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0119400
Neill S. Desikan R., Clarke A. et al. Hydrogen peroxide and nitric oxide as signalling molecules in plants // J. Exp. Bot. 2002. Vol. 53. N 372. P. 1237-1247. https://doi.org/10.1093/jxb/53.372.1237
Praveen A., Pandey A., Gupta M. Nitric oxide alters nitrogen metabolism and PIN gene expressions by playing protective role in arsenic challenged Brassica juncea L. // Ecotox. Environ. Safe. 2019. Vol. 176. P. 95-107. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.03.054
Sharma A., Soares C., Sousa B. et al. Nitric oxide - mediated regulation of oxidative stress in plants under metal stress: a review on molecular and biochemical aspects // Physiol. Plant. 2020. Vol. 168. N 2. P. 1-51.
Siddiqui M., Al-Whaibi M., Basalah M. Role of nitric oxide in tolerance of plants to abiotic stress // Protoplasma. 2011. Vol. 248. Р. 447-455. https://doi.org/10.1007/s00709-010-0206-9
Suyun S., Gang W., Yading W. et al. Protective effect of nitric oxide against oxidative stress under ultraviolet-B radiation // Nitric Oxide. 2005. Vol. 13. Issue 1. P. 1-9. https://doi.org/10.1016/j.niox.2005.04.006
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2020.83.11
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
