Динамика активности пероксидазы в побегах лиственницы сибирской в техногенных условиях
Шухаренко А.Л., Карасева М.А., Шабалина Н.И.
(МарГТУ, г.Йошкар-Ола, РФ)
Растения способны поглощать разнообразные вредные газы из атмосферы: сернистый ангидрид, хлор, фтор, окислы азота, аммиак и т.д. токсиканты могут накапливаться в листьях, а также перемещаться в стебли и корни. Благодаря способности растений поглощать вредные газы зеленые насаждения вдоль автострад и вблизи промышленных предприятий играют важную санитарно-гигиеническую роль, осуществляя очистку атмосферы от загрязнений.
При изучении газопоглотительной способности растений возникает вопрос о природе регуляторных физиологических систем, обеспечивающих адаптацию растений к действию газов. Основные функции в регуляторной деятельности клетки выполняют ферментативные системы. Не подлежит сомнению огромное значение некоторых оксидаз, обеспечивающих нормальный ход окислительно-восстановительных процессов при различного вида неблагоприятных воздействиях. Эти факторы способны осуществлять функции активаторов кислорода. Так пероксидаза, рассматриваемая нами, катализирует окисление полифенолов и некоторых ароматических аминов при помощи кислорода, перекиси водорода или органических перекисей. Пероксидаза образует с перекисью водорода комплексное соединение, в результате чего перекись активируется и приобретает способность действовать как акцептор водорода.
Нами были проведены исследования по измерению активности пероксидазы в коре молодых (1-5 года жизни) побегов лиственницы сибирской, взятых в учебно-опытном лесхозе (зона 1), с центральной магистрали города (зона 2), из промышленной зоны (зона 3). Эксперимент проведен дважды, в марте и в апреле. Активность фермента определяли по методу Бояркина (1968 г), который основан на изменении времени за которое опытный раствор достигает определенной оптической плотности. В качестве субстрата использовали бензидин, в результате окисления которого образуется соединение синего цвета. Активность пероксидазы рассчитали как изменение оптической плотности за 1 сек. на 1 грамм сырой массы. Рассчитывали активность по формуле:
где Е – экстинция (оптическая плотность);
d – толщина слоя жидкости (толщина кюветы), см;
t – время изменения окраски раствора, с;
а – отношение количества жидкости взятой для приготовления вытяжки, мл, к массе навески, г;
с – степень постоянного разведения жидкости в реакционной смеси;
в – степень дополнительного разведения жидкости в реакционной смеси.
Результаты мы выразили графически.
Из графиков видно, что в техногенных условиях фермент ведет себя по-разному. В зоне 3, например, его активность всегда ниже почти в два раза, чем в зоне 2, хотя загрязнения в зоне 3 выше. Но в обеих загрязненных зонах активность фермента выше, чем на контроле.
В литературе имеются данные, опубликованные М.М. Рачковской и Л.О. Ким из Кемеровского университета. При изучении динамики активности пероксидазы некоторых древесных растений под действием смеси газов низких, средних и высоких концентраций, которые соответственно характерны для зон слабой, умеренной и повышенной загазованности они выявили интересную закономерность. Незначительное увеличение концентрации газов вызвало повышение активности фермента в 2,2-2,3 раза по сравнению с контролем. Средние концентрации вызвали резкое снижение активности пероксидазы с последующим повышением при дальнейшем увеличении концентрации.
Вероятно, этим объясняется понижение активности фермента в промышленной зоне по сравнению с зоной более слабых загрязнений.
Таким образом, целесообразно использовать изменение активности пероксидазы в коре молодых побегов лиственницы сибирской в качестве индикатора техногенных факторов только при минимальных загрязнениях окружающей среды, то есть необходимо знать условия произрастания насаждений.