Сравнительный анализ устойчивости двух сортов ярового рапса (Brassica napus L.) к действию высоких концентраций цинка | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 4 (16).

Сравнительный анализ устойчивости двух сортов ярового рапса (Brassica napus L.) к действию высоких концентраций цинка

Оценена способность растений двух сортов рапса (Вестар и Подмосковный) накапливать ионы цинка и аккумулировать надземную биомассу на фоне действия различных концентраций (100, 250 и 500 мкМ) солей цинка. Установлено, что растения исследованных сортов рапса обладают выраженной способностью к аккумуляции цинка в надземных органах без значительного снижения накопления биомассы и изменения уровня свободного пролина в растениях. Обнаружены высокая устойчивость растений рапса данных сортов к избыточному содержанию ионов цинка в среде и проявление их фиторемедиационного потенциала.

Comparative analysis of the stabilityof two types of spring rape (Brassica napus L.) to the action of the ions zinc.pdf ВведениеРастения, перспективные для использования в целях фиторемедиации, должны обладать высокой устойчивостью к тяжелым металлам, способностью к их гипераккумуляции и развитию большой надземной биомассы в стрессорных условиях [1, 2]. В этой связи большой интерес представляют растения рода Brassica. Цель работы заключалась в том, чтобы оценить способность растений двух сортов рапса (Вестар и Подмосковный) накапливать ионы цинка и аккумулировать надземную биомассу на фоне действия различных концентраций соли цинка.Материалы и методики исследованияСемена растений по 50-70 шт. высевали на поверхность влажного перлита в пластмассовые кюветы (40×30×8 см) с отверстиями на дне, после чего растения выращивали в водной культуре в камере фитотрона в контролируемых условиях. Содержание свободного пролина в растениях определяли с помощью кислого нингидринового реактива [3]. Определение содержанияцинка в тканях растений проводили по методу Голубкиной [4]. При определении оводненности, содержания пролина и металлов использовали среднюю выборку всех листьев варианта, не считая семядольных. Все опыты проводили в трехкратной биологической повторности. Статистическая обработка данных проведена с помощью программы Excel. Результаты представлены в виде средних арифметических и ошибки репрезентативности среднего квадратического отклонения. Результаты исследования и обсуждениеСодержание ионов цинка в листьях рапса в контрольных растениях составляло 60,7 мкг цинка/г сухой массы листьев сорта Вестар и 53,85 мкг цинка/г сорта Подмосковный (табл. 1). При внесении в среду солей цинка в концентрации 100 мкМ через 7 дней экспозиции количество металла в листьях превышало контроль в 1,9 и 4 раза, а через 15 дней - в 2,1 и 2,8 раза соответственно. Присутствие в среде 250 мкМ ZnSO4 приводило к превышению контрольных показателей содержания Zn в 2,6 и 6,3 раза через 7 дней и в 2,5 и 5,5 раза через 15 дней. После 7 дней действия 500 мкМ ZnSO4 содержание ионов цинка в растениях превышало контроль в 3,5 и 11,5 раза, а после 15 дней - более чем в 5 раз у обоих сортов.Т а б л и ц а 1Содержание ионов цинка в листьях рапса, мкг/г сухой массыВариантВестар (7 дней)Подмосковный (7 дней)Вестар (15 дней)Подмосковный (15 дней)Контроль33,218,1660,753,85100 мкМ ZnSO458,283,97131,5151,59250 мкМ ZnSO486,7111,1158,5291,78500 мкМ ZnSO4187,9209,53350,35319,6Значительная аккумуляция ионов цинка в листьях рапса практически не влияла на уровень свободного пролина в тканях. Как видно из данных табл. 2, 7-15-дневное воздействие растворов ZnSO4 на растения в концентрациях 100, 250 и 500 мкМ обнаруживало лишь слабое увеличение содержания свободного пролина в листьях (табл. 2).Т а б л и ц а 2Влияние сульфата цинка на аккумуляцию пролина в растениях рапса, мкмоль/г сухой массыВариантВестар (7 дней)Подмосковный (7 дней)Вестар (15 дней)Подмосковный (15 дней)Контроль8,2±087,3±0,612,1±1,211,2±1,2100 мкМ ZnSO412,2±1,211,8±1,213,4±1,312,3±1,3При этом оба сравниваемых сорта рапса практически не отличались способностью аккумулировать пролин в ответ на действие избыточных концентраций солей цинка в среде.Несмотря на то что растения рапса накапливали достаточно много ионов цинка при его избыточном содержании в среде, ингибирующий эффект солей цинка на накопление биомассы был выражен незначительно. При максимальной концентрации сульфата цинка (500 мкМ) в среде торможение аккумуляции биомассы растений не превышало 20%, что говорит о довольно высокой устойчивости исследуемых сортов растений рапса. ЗаключениеТаким образом, растения рапса сортов Вестар и Подмосковный обладают выраженной способностью к аккумуляции ионов цинка в надземных органах без значительного снижения аккумуляции биомассы. Эти данные свидетельствуют о довольно высокой устойчивости растений рапса данных сортов к избыточному содержанию солей цинка в среде и об их достаточно высоком фиторемедиационном потенциале.

Ключевые слова

phytoremediation, prolin, zinc, Brassica, фиторемедиация, пролин, цинк, Brassica napus

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Холодова Валентина ПавловнаИнститут физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН (г. Москва)кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологических и молекулярных механизмов адаптацииv-pkholodova@ippras.ru
Мараей Мухаммед МукбельРоссийский университет дружбы народов (г. Москва)аспирант кафедры ботаники, физиологии растений и агробиотехнологии аграрного факультетаmareemohammed@yahoo.com
Ралдугина Галина НиколаевнаИнститут физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН (г. Москва)кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологических и молекулярных механизмов адаптацииmareemohammed@yahoo.com
Всего: 3

Ссылки

Голубкина Н.А. Флуорометрический метод определения селена // Журнал аналитической химии. 1995. Т. 50. С. 492-497.
Bates L.S., Waldren R.P., Teare I.D. Rapid determination of free proline for water-stress studies // Plant and Soil. 1973. Vol. 39. P. 205-207.
Иванова Е.М., Холодова В.П., Кузнецов Вл.В. Биологические эффекты высоких концентраций солей меди и цинка и характер их взаимодействия в растениях рапса // Физиология растений. 2010. № 6. С. 864-873.
Kholodova V., Volkov K., Kuznetsov Vl. Plants under Heavy Metal Stress in Saline Environments // Soil Heavy Metals. Ser. Soil Biology. 19, Heidelberg, Dordrecht. London ; New York : Springer-Verlag, 2010. Р. 163-183.
 Сравнительный анализ  устойчивости двух сортов ярового рапса (<i>Brassica napus </i>L.) к действию высоких  концентраций цинка | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 4 (16).

Сравнительный анализ устойчивости двух сортов ярового рапса (Brassica napus L.) к действию высоких концентраций цинка | Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. 2011. № 4 (16).

Полнотекстовая версия