Активность ферментов в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов

В результате поступления ТМ в клетку происходит активация механизмов устойчивости к данному фактору и включение различных систем защиты, которые характерны для адаптации растений к другим факторам среды (Wu et al., 2003). В частности, ТМ стимулируют образование в клетках активных форм кислорода, вызывающих окислительное повреждение липидов, белков и нуклеиновых кислот и нарушение клеточного метаболизма (Кузнецов, Дмитриева, 2005). При окислительном стрессе увеличивается активность антиоксидантных ферментов - каталазы, пероксидаз, полифенолоксидаз, глутатионредуктазы, которые нейтрализуют свободные радикалы и пероксиды (Шевякова и др., 2003; Балахнина и др., 2005). Ввиду этого, активация антиоксидантных ферментов является важнейшим неспецифическим механизмом защиты растений от окислительной деструкции, возникающей под влиянием различных по своей природе стрессоров. Кроме того, активация пероксидазы в присутствии ТМ приводит к развитию процессов суберинизации и лигнификации, что также способствует повышению устойчивости к стресс-факторам различной природы (Кузнецов, Дмитриева, 2006).

Определение активности каталазы в урбанизированной почве под посевами овса посевного, загрязненного свинцом, показывает, что если без посевов активность снижается, то под посевами выравнивается (рис.15).

активность каталазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Рис. 15. Активность каталазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Восстановление перекисного окисления в загрязненной почве под посевами овса связано с тем, что в ризосфере растения отмечается рост численности и функциональной активности микроорганизмов, что ведет к выделению большого количества каталазы в почву в стадию кущения.

Процентное соотношение без посевов в обеих дозах снижается: при 40 мг/кг почвы на 21%, при 60 мг/кг - 24%. Тогда как с посевом активность выравнивался и ее снижение составляет в обоих вариантах 11% (рис. 15.1).

процент снижения активности каталазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Рис. 15.1. Процент снижения активности каталазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Отмечается умеренное повышение активности пероксидазы как с посевом, так и без посевов овса посевного (рис. 16).

активность пероксидазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Рис. 16. Активность пероксидазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Как сказано выше, повышение активности пероксидазы связано с накоплением перекиси водорода в почве, загрязненной ТМ, которая стимулирует повышение активности пероксидазы, так как перекись водорода является одним из составляющих реакции пероксидазы (Плешакова и др., 2010; Новоселова и др., 2014). В рис. 16.1 приводится процент повышения активности, из которого видно, что без посевов при концентрации 40 мг/кг почвы оно составляет 15%, при 60 мг/кг - 21%. С посевом активность незначительно увеличивается и составляет при 40 мг/кг почвы - 9%, при 60 мг/кг - 15%.

процент повышения активности пероксидазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Рис. 16.1. Процент повышения активности пероксидазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Посев овса посевного меняет направленность протекания биохимических процессов с участием полифенолоксидазы при всей дозе концентрации в эксперименте. Активность фермента в контроле с посевом ниже по сравнению вариантом опыта без посева, однако, при попадании загрязнителя в почву овес посевной стимулирует на незначительную величину увеличение активности полифенолоксидазы при концентрации 40 и 60 мг/кг почвы по сравнению с контролем (рис. 17).

активность полифенолоксидазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Рис. 17. Активность полифенолоксидазы в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Предполагается, что в корневой системе овса посевного образуется среда способствующая понижению воздействия Pb на ферментативную активность почв или же часть токсиканта ввиду своей подвижности мигрирует из почвенной среды в растения, и это способствует уменьшению содержания Pb в почве.

процент снижения активности полифенолоксидазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Рис. 17.1. Процент снижения активности полифенолоксидазы в урбаназеме, загрязненном различными концентрациями свинца под посевами овса посевного

Процент снижения полифенолоксидазы без посевов при концентрации 40 мг/кг почвы составляет 10%, при 60 мг/кг - 11%, под посевами активность при 40 мг/кг почвы - 3%, при 60 мг/кг - 6% (рис. 17.1).

Таким образом, нами установлено, что активность каталазы в загрязненной почве выше, чем в почве с посевами.

Активность пероксидазы в обоих вариантах имела тенденцию к повышению. Полифенолоксидаза также увеличивает свою активность под посевами овса посевного по сравнению с почвой без посевов.

Похожие статьи




Активность ферментов в урбанизированной почве, загрязненной различными концентрациями свинца под посевами овса посевного - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов

Предыдущая | Следующая