BioScience Blog – Научный Биологический блог

Типичным проявлением токсического действия тяжелых металлов в отношении растений принято считать угнетение ростовых процессов, усиление свободнорадикального окисления и липопероксидации, нарушение процессов фотосинтеза и снижение содержания фотосинтетических пигментов. В то же время имеются данные, показывающие, что в некоторых дозах тяжелые металлы могут оказывать положительное влияние на состояние гомеостаза растений. В связи с этим целью работы явилось изучение действия сульфата кадмия в широком диапазоне доз на ряд физиолого-биохимических показателей проростков пшеницы мягкой {TriticumaestivumL.) (интенсивность липопероксидации, рост корневой системы и побега, содержание фотосинтетических пигментов). Растения 8 опытных групп выращивали в течение 7 дней на растворах сульфата кадмия в концентрации от 6,25×10"5 до 0,80×10"2 %. Каждая последующая концентрация соли была больше предыдущей в 2 раза. Растения контрольной группы выращивали на дистиллированной воде. На 8-е сутки эксперимента определяли максимальную длину корневой системы, длину побегов, а также интенсивность липопероксидации (по содержанию малонового диальдегида -МДА) и уровень хлорофиллов А, В и каротиноидов. Сульфат кадмия в области относительно низких концентраций (6,25×10"5 – 0,50×10"3 %) не влиял на интенсивность липопероксидации, а при возрастании концентрации до 0,10×10"2 % уменьшал содержание МДА у проростков на 25% по отношению к контролю (р<0,05). Дальнейшее увеличение концентрации сульфата кадмия до 0,20×10"2 % приводило к нормализации уровня липопероксидации (р>0,05 по отношению к контролю). И, наконец, в наиболее высоких концентрациях (0,40×10"2 – 0,80×10"2 %) сульфат кадмия вызывал значительное увеличение интенсивности перекисного окисления липидов (уровень МДА увеличивался более, чем в 2 раза по отношению к контролю – р<0,05). В области наиболее высоких концентраций (0,20×10"2 – 0,80×10"2 %) сульфат кадмия вызывал существенное угнетение ростовых процессов у пшеницы, как корневой системы, так и побега (более чем в 2 раза по отношению к контролю; р<0,05). Влияния же остальных исследованных концентраций соли кадмия на рост пшеницы выявлено не было. Сульфат кадмия оказывал сходное действие на уровень хлорофиллов А, В и каротиноидов. В области относительно низких концентрация соли (6,25х10~5 – 0,10х10~2 %) отмечалось снижение содержания всех фотосинтетических пигментов (хлорофилла А – до 50% по сравнению с контролем; хлорофилла В – до 60%; каротиноидов – до 40%; р<0,05). В области наиболее высоких концентраций (0,20×10" – 0,80×10"2 %) уровень всех исследованных пигментов, напротив, нормализовался (р>0,05). Таким образом, изменение уровня липопероксидации и пигментов при действии сульфата кадмия в широком диапазоне концентраций имело немонотонный характер, в отличие от процессов роста корневой системы и побега пшеницы. Следует отметить наибольшую устойчивость содержания хлорофиллов и каротиноидов к токсическому эффекту кадмия. Возможно, что для выживания растения в экстремальных условиях наибольшее значение имеет поддержание процесса фотосинтеза, как основного источника энергии для растительного организма.