ADAPTATION MECHANISMS TO CRUDE OIL POLLUTION IN THE MOSS BRYUM ARGENTEUM HEDW.

N. Ya. Kyyak, L. V. Bunyo


DOI: http://dx.doi.org/10.30970/sbi.0603.252

Abstract


Complex analysis of the morphological and physiological adaptive reactions of moss Bryum argenteum growing under the conditions of crude oil contamination has been carried out. It has been shown that plant resistance depended on the state of pigmental system. A increase in anthocians and carotenoids content under the conditions of oil contamination has been revealed. The mechanisms of physiological adaptation of B argenteum plants to water deficit induced by the crude oil contamination have been ana­lysed. High regeneration ability of B. argenteum bulbils under the conditions of water deficit was experimentally shown. A decrease in water potential and increase of osmotic protectors (sugars and proline) content in the plants cells of B. argenteum growing on crude oil polluted territory, have been demonstrated. An increase in general antioxidant activity of low-molecular antioxidants in the B. argenteum plants under the conditions of crude oil contamination has been established. The role of nonspecific physiological adaptation mechanisms in forming moss B. argenteum resistance to the influence of unfavorable factor is discussed.


Keywords


oil pollution, pigments, water potential, soluble sugars, proline, antioxidative activity, regenerative ability of bulbils, Bryum argenteum

References


1. Бессонова В.П. Вплив важких металів на пігментну систему листка. Укр. ботан. журнал, 1992; 49(2): 63-66.

2. Бойко М.Ф. Мохообразные в ценозах степной зоны Европы: монография. Херсон: Айлант, 1999: 160 с.

3. Голубець М. А., Козак І. І. Основні риси антропогенної дегресії біогеоценотичного покриву в Карпатському реґіоні. В кн.: Антропогенні зміни біогеоценотичного покриву в Карпатському реґіоні. За ред. М.А. Голубця. Київ: Наук. думка, 1994: 17-22.

4. Голубчиков М.Н. Выделение фенольных соединений из растительных материалов. М.: Наука, 1971. 107 с.

5. Григорюк И.А., Ткачев В.И., Савинский С.В., Мусиенко Н.Н. Современные методы исследований и оценки засухо- и жароустойчивости растений. Київ: Наук. світ, 2003. 139 с.

6. Демкив О. Т., Сытник К. М. Морфогенез архегониат. Киев: Наук. думка, 1985. 204 с.

7. Долгова Л. Г., Самойлова М. В. Вміст проліну як показник стійкості рослин-інтродуцентів роду Amelancheir Medic. Актуальні питання біології, екології та хімії. Електронне наукове видання. Запорізький національний університет. 2009; 1(3): 29-34.

8. Джура Н. Фізіологічні аспекти адаптації рослин Carex hirta L. до нафтового забруднення: автореф. дис. … канд. біол. наук: 03.00.12. Київ, 2007. 16 с.

9. Карпин О., Цвілинюк О., Терек О. та ін. Антиоксидантна активність і вміст поліфенолів у рослинах Carex hirta L. та Faba bona Medic. (Vicia faba L.) за дії нафтового забруднення. Біологічні студії / Studia Biologica, 2009; 3(2): 109-115.
https://doi.org/10.30970/sbi.0302.044

10. Карпин О. Л. Реакція антиоксидантної системи рослин Carex hirta та Faba bona Medic. (Vicia faba L.) в умовах нафтового забруднення: автореф. дис. ... канд. біол. наук: 03.00.12. Київ, 2010. 20 с.

11. Киреева Н.А., Кабиров Т.Р., Дубовик И.Е. Комплексное биотестирование нефтезагрязненных почв. Теоретическая и прикладная экология, 2007; 1: 65-69.

12. Кияк Н.Я. Особливості накопичення іонів свинцю та їх вплив на стан прооксидантно-антиоксидантної системи у пагонах водного моху Fontinalis antipyretica Hedw. Чорноморський ботан. журнал, 2007; 3(1): 56-64.
https://doi.org/10.14255/2308-9628/07.31/3

13. Кияк Н. Я., Баїк О. Л. Роль бріофітного покриву у ренатуралізації техногенних субстратів на території видобутку сірки. Вісник Львів. ун-ту. Сер. біол, 2012; 59: 114-121.

14. Копач І.В. Екологічні проблеми на Бориславському нафтовому родовищі: тези доп. міжнар. наук.-техн. наради (Київ, 1998). Київ. 1998: 9.

15. Коровецька Г.В. Адаптація рослин Faba bona Medic. (Vicia faba L.) та Carex hirta L. до дефіциту вологи в умовах нафтового забруднення ґрунту: автореф. дис. ... канд. біол. наук: 03.00.12. Київ, 2010. 20 с.

16. Лапина Г.П., Чернавская Н.М., Литвиновский М.Е., Сазанова С.В. Влияние нефти на пигментный состав сосны обыкновенной - Pinus sylvestris. Электронный научный журнал "Исследовано в России", 2007; 53: 28-36.

17. Лобачевська О.В. Вміст вільного проліну та активність антиоксидантного захисту за стресових умов. Чорноморський ботан. журнал, 2008; 4(2): 230-236.
https://doi.org/10.14255/2308-9628/08.42/10

18. Мазунина Л.Е. Особенности анатомии и морфологии растений в условиях нефтяного загрязнения. Материалы докладов XV Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов". М.: Изд-во МГУ, 2008: 86-88.

19. Масленников П.В., Бородей А.В. Антоцианины как тест на нефтяное загрязнение. В кн.: Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга. 11 Междунар. симпозиум по биоиндикаторам (Сыктывкар, декабрь 2001 г.). Сыктывкар, 2001: 124-125.

20. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии. Москва: Изд-во МГУ, 1989. 304 с.

21. Немерс Д.А. Методы биомониторинга. Москва: Высшая школа, 1991. 276 с.

22. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. Москва: Колос, 1976. 129 с.

23. Приступа І. В., Шалімов І. В., Романчук Т. В. Динамика вмісту фотосинтезуючих пігментів як фітоіндикаційний показник у представників р. Juniperus, що зростають в умовах промислового міста південного сходу України. В кн.: Питання біоіндикації та екології. Запоріжжя: ЗНУ. 2009; 1: 23-30.

24. Рабик І.В., Данилків І.С., Щербаченко О.І. Структура і динаміка бріофітних угруповань на девастованих землях Львівщини (на прикладі відвалу гірничо-хімічного підприємства «Сірка»). Вісник Львів. ун-ту. Сер. біол, 2010; 53: 58-66.

25. Станецька Д.М., Коваль І.В., Джуренко Н.І. та ін. Вплив високотемпературного стресу на пігментний комплекс видів роду Solidago L. в репродуктивний період. Вісник Ужгород. ун-ту. Сер. Біол, 2011; 30: 192-196.

26. Степаньян О.В., Воскобойников Г.М. Влияние нефти и нефтепродуктов на морфофункциональные особенности морских макроводорослей. Биология моря, 2006; 32 (4): 241-248.

27. Цайтлер М.Й. Заростання ділянок, забруднених нафтопродуктами (на прикладі Бориславського нафтового родовища). В кн.: Дослідження, охорона та збагачення біорозмаїття. Львів: УкрДЛТУ, 1999: 151-154.

28. Цайтлер М.Й. Видовий склад угруповань, що формуються як результат заростання територій, забруднених нафтопродуктами. В кн.: Наукові основи збереження біотичної різноманітності. Матеріали першої наук. конф. молодих учених м. Львова (м. Львів, лютий, 1998 р.). Львів, 2000: 101-105.

29. Abhijit Dey A., Nath De J. Antioxidative Potential of Bryophytes: Stress Tolerance and Commercial Perspectives: A Review. Pharmacologia, 2012; 3(6): 1246-1258.
https://doi.org/10.5567/pharmacologia.2012.151.159

30. Adedapo A., Jimoh F., Afolayan A., Masika P. Antioxidant activities and phenolic contents of the methanol extracts of the stems of Acokanthera oppositifolia and Adenia gummifera. Complementary and Alternative Medicine, 2008; 8(54): 246-254.
https://doi.org/10.1186/1472-6882-8-54
PMid:18817535 PMCid:PMC2566552

31. Arnon D. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenol oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiol, 1949; 24: 1-15.
https://doi.org/10.1104/pp.24.1.1
PMid:16654194 PMCid:PMC437905

32. Bates L., Waldren R., Teare I. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 1973; 39: 205-207.
https://doi.org/10.1007/BF00018060

33. Brand-Williams W., Cuvelier M. E., Berset C. Use of free radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensm. Wiss. Technol, 1995; 28: 25-30.
https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5

34. Bewley J.D. Physiological aspects of desiccation tolerance. Annual of Review Plant Physiology, 1979; 30: 195-238.
https://doi.org/10.1146/annurev.pp.30.060179.001211

35. During H.J. Life strategies of bryophytes: A preliminary review. Lindbergia, 1976; 5: 2-18.

36. Foyer C.H., Harbinson J. Relationships between antioxidant metabolism and carotenoids in the regulation of photosynthesis. The photochemistry of carotenoids. Eds. Frank H.A., Young A.J., Cordell R.J. Dordrext: Kluwer Acad. Publ., 1999: 305-325.
https://doi.org/10.1007/0-306-48209-6_17

37. Glime J.M. Bryophyte Ecology. Volume 1. Physiological Ecology. 2007. E-book sponsored by Michigan Technological University and the International Association of Bryologists. Accessed on March 2008 at http://www.bryoecol.mtu.edu/.

38. Hoekstra F. A., Golovina E. A., Buitink J. Mechanisms of plant desiccation tolerance. Trends Plant Sci, 2001; 6: 431-438.
https://doi.org/10.1016/S1360-1385(01)02052-0

39. Jules E.S., Shaw A.J. Adaptation to metal-contaminated soils in populations of the moss, Ceratodon purpureus: vegetative growth and reproductive expression. American Journ. of Botany, 1994; 81: 791-797.
https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1994.tb15516.x

40. Korovetska Н., Tsvilуnjuk O., Terek O. Evaluation of crude oil contaminated soil on the content of proline and soluble sugars in sedge (Carex hirta L.) plant. Біологічні Студії / Studia Biologica, 2009; 3(2): 115-122.
https://doi.org/10.30970/sbi.0302.043

41. Kusk K.O. Effects of crude oil and aromatic hydrocarbons on the photosynthesis of three species of Acrosiphonia grown in the laboratory. Bot. Mar, 2002; 23(9): 587-593.

42. Panda S.K. Heavy metal phytotoxicity induces oxidative stress in moss, Taxithelium sp. Curr. Sci, 2000; 84: 631-663.

43. Phillips J.R., Oliver M.J., Bartels D. Molecular genetics of desiccation tolerant systems. In: Desiccation and Survival in Plants: Drying Without Dying. Eds. Black M., Pritchard H.W. 2002. Wallingford: CABI Publishing. 341 p.

44. Proctor M.C.F. Water-relations parameters of some bryophytes evaluated by thermocouple psychrometry. Journ. of Bryology, 1999; 21: 269-277.
https://doi.org/10.1179/jbr.1999.21.4.263

45. Proctor M.C.F. Patterns of desiccation tolerance and recovery in ryophytes. Plant Growth Regulation, 2001; 35: 147-156.
https://doi.org/10.1023/A:1014429720821

46. Seel W. E., Hendry G. A. F., Lee J.A. The combined effects of desiccation and irradiance on mosses from xeric and hydric habitats. J. Exper. Bot, 1992; 43: 1023-1030.
https://doi.org/10.1093/jxb/43.8.1023

47. Skotnicki, M.L., Mackenzie, A.M., Ninham, J.A. Selkirk P.M. High levels of genetic variability in the moss Ceratodon purpureus from continental Antarctica, subantarctic Heard and Macquarie Islands and Australasia. Polar Biology, 2004; 27: 687-698.
https://doi.org/10.1007/s00300-004-0640-2

48. Walters C., Farrant J.M., Pammenter N.W. Berjak P. Desiccation stress and damage. In: Desiccation and Plant Survival. Ed. Black M. and Pritchard H. W. Wallingford: CABI Publishing, 2002. 291 p.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2012 Studia biologica

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.