Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование защитных систем у растений при действии ионов кадмия и ионизирующей радиации.

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Исследование защитных систем у растений при действии ионов кадмия и ионизирующей радиации."

О? ЧЕРШВЕЦЬКИЙ ДЕРЖЛВНИЙ УШВЕРСИТЕТ

Э 1м. ГО.ФЕДЬКОВЙЧЛ

%

> -ч: «о

На правах рукопису

БЛОШ1СО Марина Михайловна

Д0СЛ1ДЖБННЯ ЗАХИСНИХ СИСТЕМ У РОСЛИН ПРИ ДЙ ЮН1В КАДМ1Ю ТА ГОШЗУЮЧО! РДЩАЦИ

03.00.04 - бшх!м1я

Автореферат дисертацй на одобуття наукового ступеня кандидата 61олог1чних паук

Черв1вц1 - 1996

Дисертацкю е рукопис

Гобота шшоиаиа 11а кафедр! GioxiMiT i окопсримонтально! екологП . Чсртвецького держанного удшореитоту }м. Ю .Фодьконнча.

Науковий кергшшк: доктор бюлопчних. паук, профосор Марченко Ми хайл о Маркович

СЧИц<йн1 оиопоити: доктор (лолопчких паук, ггрофесор Мсщишен Ina» Федорович кандидат бюлопчних наук, доцент Бутлнцыгий 1яан Л1шсолайоиич

Нротдна устаиопа: Kiti'itci.Kiui lianiomuiuinii уптерен'тет ¡м.Тараса Шоичонка

Захист дисертацй вщбудетъея " 199« р.

о годи Iii па зас1данн! сцецгшНяовано! вчено!" ради Й 07.01.0.4 ггрц Ч"«5рн1вецькому державному yriiBepciiwri 1М..Ю.Фсдько1!ича (274012, м.Чери1вд1,. пул. Кодюбянського, 2).

3 • диссртацДсго моэкпа . ознайомитнея в ГнблттсиД ■ Чер1г!псцького державного утверситету 1м. Ю.Фо/п,копп'ш (274012, м.ЧершвдЬ вул. Л .У крат кн. 23),

Автореферат роз!сланий ^ _ 1990 р.

Вчёпий секретер спевдал1аовапо'1 вчено!

ради кандидат б!олопчних паук mjtf^z " Г-11ЛСоиши.<> к

ЗАГАЛЫ1А ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуялыпсть теми. Кожсн живий оргашзм, починнгопи з пяйпростшшх i пак!пчуючи 1тсокооргап!зопанпми, проявляв р!зну тутливтсть до дП фактор!/) зовшпшього середовшца. Huni гостро сто'1'ть проблема небезпечпнх концоптращ н пажких метал! и в оточуючому середовищ!. В результат! "металгпшго пресу" пом!тно зпижусться продуктивность росли», руГшуються природп! ф1тоценозн, зм1пюстьсл: асинпляцШний потеши ал ф!томаси, порушусться иормалышй пронос онтогенезу [Гуральчук, 1994].

Забруднення навколишнього середопшца рад1оактивни?,ди речовинами - один {з 1гайскладн!ших факгор!в дегридацй' бюсфери (Гродзппский, 1989]. Найнебезпечн1п1е еколопчне становище склалося в регионах, що зазнали забруднення вяасл1док Чорнобнльсько! anapii, до яких налетать i частила с!л Черп1пецько1 облает!.

Эрозум!ло, що виживання i перебування живих орган!зм!в в середовищ! можливе завдяки наявност! у них р1звоман1тних захиспих Систем i забвапечусться молекулярними та ф!з!олог!чпими мехатямами, nid можугь бути сгтециф!чшгми як для якогось одного виду рослетя, так i для ц!ло! таксояоппчно! груни того то шпгого piBHH [Antonovies, 1971].

Важлпвою захисною системою рослин 'Ъ система глутаттну [Meister, 1983], по^мальпе фуйкцшнувандя фермеит!в яко! не можливе без яаялност! в кл!тиц! в!дновленого глутат!ону, якиЙ е одним in основних cipKOBMloHiix компонент^ живих кл!тин.

Глутат!онова система працюе в напрямку захисту оргая1зму в!д згубпоГ д!Г продукт!в перо1ссидного окисления ' л!п!д1в, що утворюготься при pismix стресах, регулете оКиспо-в!дновп1 процосп,

знешкод;кус ксенобютнкн, виконуе рад1опротекторн! функца [Оепеке, 1989, Мещишен, 1991].

До систомм эахисту в!д ушкоджень внасл!док пороксидыого окисления лппд1в належать також фермоптн, що 1нактивують вшьн! рад икал и та перокспди: супероксиддисмутаза, катализа та р1зпоман1тм пероксндази. Ф1з1олог1чна аптиоксядантяа система забезпечуе тдтшшаиня окмслювалъного гомеостазу при дИ не т!льки у>ад1аци, а й багатьох 1нших екстремалышх агепт!в. Кр1м того, показано, що у р!зпих рослин споотер1гаютьс.ч певн! в!дм1нност1 в толерантност! до екзогевних фактор!в.

В зв'язку з внкладеним внвчення стану захлспих систем вищих кв!ткових рослин при ди 1он1в важких метал!в та рентгетвських промешв е досить актуалышм.

було викчеинн вплйву 1ов1в Метал1в (алюм1шк>, н1келю, кадм!ю, стронщго) та малйх доз 1он1зуючо1 рад1ац11 як автономно!, так 1 сум!сно1 1х дп, на бюх1м!чн1 1 морфолог!тн1 показники вищих мохових 1 вищих кв1ткових росл ив, як в лабораториях так 1 натурних умовах. В1дпов1дно до мети поставлено тала заедания:

- встапови.и р!вн! токсичное т! метал!в (алюм1тк>, н!келю, кадм!к>, итронцЬо) та !х м1н1малы!1 1 максималып концентрацП з

використанням модельно! система з протонемою моху ГипаНа

»

ЬувготпеМса Нейш.;

- з'ясувати валив 1он1в метал1в та характеру опром!неаня на морфолог1чн! параметра протонеми моху Р. Ьу^готеШса Нес1«г.;

- иивчлтн стан системи глутатИшу, при дИ 1он1в кадм!к> та малих доз 1он{ауючоТ рад1ац11 у проростках, корен я х та ростках дослОикуваних форм кукуру/зи;

- досл1дити активнкть фпрмпнту антиоксидангпо! систем и прп дп мал их доз опромшспня шбредиих та пОридних форм кукурудзи;

- пронести вивчснпя стяну слстоми глутатюпу та антноксн-даптно! спстеми досл1джуваннх форм кукурудзи в польог.их умовах.

Теорститпа 1__лрлкхкниа__икипси»_роботк; 1) отриман!

результата та IX узагальнепня допопшоють 1 розширюють уявлення про дйо одноразовнх та фракдш-.юваннх доз шшзуючоТ рад1ацН па ШолоНчн! об'екти; 2) вм!ст в1дновленого глутат!опу може слуяшти ноказником реакцН[-в1дпоп1д] р!зних за р1виом геторозиготиост1 рослип лише при дп одноразового опром1непня; 3) занропонована в дисертадО' модкф!кад1я методик визначення активностей глутат!он-З-трансферази, глутат1онпероксидази, супсрокснддисмутазн та пикету в!дповленого глутатнту на рослинвих об'сктах використовусться в робот! науково-досл!дних лаборатор!й, па лабораторному практпкумг для студентов кафедри бшх1мп 1 екснеримептально! екологИ Черп1вецького державлого ун1верситету.

Наукади_повнгша. Вперше встановлено, що з ус!х досл!д-

жуваних 61ох1м1чних показник1в специф1чгшм для опднкп чутлм-воста р1здих за ршнем гетерозиготност1 роеллн кукурудзи до внливу одноразового опромшеяпн с вм!ст в)дповлепого глутат!ону.

Протонему моху РииаНа Ьу^готеМса Не.'\у. викооистапо як бштест для окототссично! оцппш забоуднепост1 !оиами метал!в. Встановлено. що з у<пх дослщжуваяпх к>щп метал!в (алюмш1ю, н)келго, кадм1го, строиц1ю) найб1лып 1стотно на к!льк1сть 1 р!ст кл1тип хлорояеми внливали 1онп кадм1ю; опром1поппя одпоразовимп дозами призводпло до б!лып виражених зм1н, н!яс д1я в1дпов1диими фракгуонованнми дозами, нричому м!п1мальн1 досл}д:куваы1 дози ¡стотгНшо внливали на ризоТди, н!ж на, хлорояему моху.

11рдаж*Ш>Ш1^а_ШШ1МЯХ1ЛЛ_дп_аахисг. II Б1льш виражелий вшшв одноразового оиром1ненпя на шдмшу вЗд фрашЦонованого та па йвища токслчшстъ кадм1к» в ряду доыпджуваних метал1в (С(1>/.Ь= N¡> 8 г) виявлело па модельпш систем) з протонемою моху Рипаг1а Ь.увго«1с1г1са Hedw.

2. Пзпа чутлшнстъ < захисних систем в!дм)чепа у пбридних та 1нбредних форм и кукурудзи при дП 1он1зую<го1 радоацЦ, ноказником я ко! с ргвень вм!сту в!дповлепого глутат!ону.

Шябдсшй_ а шх я _ладковях_ Л£аулыих1Е._лш

34* 2+ 44

вяяасятьсала захист. Дослдакено вплип ¡отв А1 , N1 , М , 8г та одноразового 1 фракгЦонованого рентген1пського опром!нення на теми клггинного подалу Та 1нпп морфолопчн! показники протонем«' моху Рипапа ЬуеготеШса Нсйту.; за моди4>1ковавимн методиками назначено вм!ст Г8Н та актишпсть ферменмв ГП, Г-8-Т, СОД; проведено внвчеяня морфолойчних показник!в в лабораториях та натурних умовах.

Апробация рЫиуги. Результата роботи були викладев1 на М1зкяароднш науковш копферепцп "Навколишнс середовище 1 здоров* я" (Черн1вц1, 1993); М1жнародному симпоз1ум1 "Медико-екодоНчш проблеми охорони здоров'я в УкрашГ' (Чершшц, 1994); науковш конференпд! сп1вроб1тниюв та студент!в, присвяченш 120-р1ччю заснуванпя Черп1вецького ушверсятету (Чертвц!, 1995); 23-Ш конферекцИ ЕЕВ8 (Базель, 1995). Матер1али дииертанДТ «пробован 1 на заседаниях Чери1вецького в!дд1лепия Украшсысого иаукового б!ох1м1чного товариетва (1994, 1995).

Публ1канЛ. Основний зм!ст дисертацШно! роботи тшкладейчтй в 8 наукових ирацях.

Структура 1 об'см роботи. Дисертавдя складаеться ¡л вступу, •>гляду л1терктури, методично! частинн, результат!в до<:л:л.'кснь та

íx обговорення, bhchobkíb i списку лггератури (243 джерела, з яких 131 - hiommhí). Робота викладсна на 173 стор1нках, мае 64 таблиц1 та 28 pncyuidn.

Метод» дослГджень Об'сити досл!джрпь та 1х характеристика. В робот! тест-об'гктом для внвчення впливу íohíb ' метал1в та характеру опром1непня (одпоразове та фракцДоновапе) обрали зелений мох

Fuñaría hyffrometrica Hedw. Для досл!дження фучкц1опупаппя

í

захисвих систем вищих kbItkobux рослин (антиокс.идантно! та сиггеми глутат1ону) при д11 екзогенннх фактор!в використовували р1зн{ за р1внем гетерозиготност! форм и кукурудзи, а саме: 1нбредн1 лЫ! кукурудзи 102, 346, 5П2 та пбрндн Шонер 3978, Г 0, Г 2.

1. Вивчення морфолог!чних показнишп протонеми моху Протонему моху вирощували в чашках Петр! на стерильному генеральному соредопипй Кнона И (Kofler, 1969) з додаванням 1 % сахарози i 0,8 % агару.

Метали вносили в по:киввс< середовнще перед стершпзащего у гшгляд1 розчнп1в солей: н?трату алюм1я1ю (4*10'9 - 2*1.0*3 М), ттрату кадмию (4*1010-2*10"s М), нитрату ншелю (8*10'т - 8*10"3 М), П1трату сгронщю (6*10"* - 2*10л М).

Одноразовв опрйшнепня спор проводили перед виыванням. ФракпДоновапомукВПлину додатково п1длягали i вегетуюч! дернинки vioxy. Опромшенн?т проводили рентгеи!вським д]агностичним апа-эатом 12JI6 з нотужыктга 1 Р/с. Одноразово спори опром1нювали юзами 2,6*10 4, 7,7*10'4, 1,3*10"3, 1,8*10"3 Кл/кг. В 1нпх1й ceplí штеоргтетовукалп фракцюновмН доли (2,6*10 * 4- 5,5*10"'), (2,б*10'4 1 l,3*10s), (7,7*10"" -f 1,3*10"3) Кл/кг. .

Спостереясеяня па проростанням спор i' ростом протонема проводили a rperho'i но шосту добу включпо з моменту nocisy спор та поживи в соредовище. Визиачали: довясину хлоронемнох i ризо1дально1 ниток, кл1тип хлоронемно! тштки i В1дгалужеиь першого (I) порядку, а також к1лыисть кл1тин i вадгалужснь першого порядку, вщсоток проросташш,

2. Вивчеппь ппливу екзогепних факторов па захиси! система 1нбредних та гШридних форм кукурудзи Вм1ст в!дновленого глутат1ону (Г8Н) 1 акгившсть досл1дясува-них фермент1в (глутат!он-8-траисфвразн, тлутат!ошпероксидази, су-псроксиддисмутази) визначали в дипам1ц1 через О, 12» 24, 30, 48, 60, 72 годики В1Д початку пророщування (0 годип) в проростках, коренях i етиольованих ростгсах кукурудзи в котролъних умовах та при дп екзогенних фактор!в. Дослцщ проводили в яабораторнпх умовах. Опромшення HaciaitH рвптгец) вським и променями проводили теля 12 годин проростання одноразового дозою 2,6*10'э Кл/кг. Для iauiol ccpii оксперимснт1в використовували 9*10'9 М розчин Cd(N03)2* 1Н20.

Rmict гпдяоилпного глутат!опу в росягчвих об'ектах визпачали TirrpaniiiniiM методом {Травина, 1965], результата виражали в мкМ вгдновленого глутатпону в 1 г сиро! маем.

Актит)н1сть ферментИв глутатюн-Б-трансфепази—i—ЕЛутатЮН-псррксндяаи визиачали за методами Мещишеиа (1989, 1985) i виражали в нМ в!дновленого глутат1опу в 1 мг б!лку за 1 хв. Bmi'ct б!лку визначали за методом Jloypl [Lowry, J958].

Актирует»» супр.ротггпгчшсмутази визначали методом Fried (1975), Naahikimi (1972) за ступеней шгШуванпя пр щ^еу в1дновлснля nirpo-силього тетрвзолио в ирисутност! НАДН. За

одиницю активное™ гтрнймали 60%-ие гальмуиання ироцеоу вЗдновлення BÍTpo-сипього тетраэол!ю за 1 хв ЬпсубацП. Активность ензиму виражали в одннйцях на 1 мг б^ку.

Отриман1 скспсрнмент&лып дап! обробляли методом варшцшно1 статистики [Маслов, 1978].

Основпий 3míct роботи 1. Внлив íohíb м стал in i репттНвських промешл на морфолог!чп1 ноказяики Fuñarla hygrometrlca Hedw. В рол! б!олог1чного 1нднкатора, який чутлино реагуе на неснриятлив! зм1гш серсдовшца i дозволяе вйвчати стан довк1лля, в багатьох досл!дженнях влкористовували листаний мох Fuñaría hygrornetrica Hedw. [Демк1в та iiittii, 1977, 1992J. В cepiï досл!джень вивчали .внлив наявност! íohíb металле в ггоживпому середошшй i одноразового та фратсцюиоваиого опром1нопня на морфолог! ud показники вегетуючих дершпюк фyпápiï вологом1рло1. '

Зпдно а поставлеиим завданням були встановлеш мЬпмальт копцентраци (як{ ne викяикали видимих морфологгч и и х. зм1н) доел1джуваних мот«Л1в: алгомтйо - 4*10"9 М; кадмпк» - 4*Ю"10 М; ткелю - 8*10"7 М; с'тронпДю - 6*10"® М, та максимальн! (як» нрлзводили до 100 %-го в1дглиранпя спор) концентрадИ: алюмШю -2*10'аМ; кадм!ю - 2*10 V; п!келю - 8*10"3М; стронгЦю - 2*10* М.

При iiopîBHflHHi вкливу piaHHX солей n'a К1льк1сть та довжину kjiíthh хлоронеми, як одного 1з найваяслив!тих показник!в, то в1дображае темп кл1тпвних под!л1в, з контрольнями величинами iioMÍ4»Ho, то в концентрац!! 4,0*10"® M з yclx досл!джучаних солей на дан} (Ьоказпики (Рис. 1) внливав лише н!трат кадм1го. Його д1я призводила як до зтеевшеняя юлькост! кл!тпя (на 19,1 %) па 5-у добу п дня виствання спор, так i до снов1пьненвя Гх росту (он

- \

□ юпиасть клгтин

□ ДОВЖИНЕ KTÍTMi

аз

?*с. 1. К'шьяеть i дсвжина ют,тин <nocoviw.n моху Furftria hygromatricA Herfw., вирощених на лож'иаЛзму середогиц^э додзваннам селей ттрэт® г тонцентра^х 10"s M {контропо прийнято за С%'|

а

14,6%), гдо, о свою пергу, вело до »мевшеяня легально/ дошкини клоронсми. При дп 1о1Йв лишня досл1дясувадих метал!в вадмишост) В1д контролю ив були достов1ри1ши (р > 0,05).

Шдсумовуючи отриман{ результати, можпа яазяачити, що яайбшьшу бюлогапну активность з у«х досЛ1Джуваннх метал1в

7роявилп юнн кадмно, найменнту - 1онн етротую. В одиакоаих

-в ' <онцентрагц1ях (4*10 М) мртал!0 в пожпвиому середовищ}

сарагстсриимг для вилнву тот'п алгошпхю е ямсишеиия йдсотку гроростанпя на 12,6%, гальмувйння росту хла[юпсг.пг яа 27,4% I пдгалужель I порядку на п'гкслю • гальмувяиня росту

:лоронеми (на 20,2 т ЙО, 1%) | стммулюггання росту рмзоеда ил 3, I ,обу гпсля вис!вання егтр яа иояшвпе сер>едошЩ{е (ля 50,1 г '7,0%); кад шт - аментення В!Дсотку щюрост&ипя на 16,8%, мслтетш довясиотг мтга на 21,5 %, I як иаслгдок, до ¡»к или лорономи па 39,6%, ктдгалужевь 1 порядку на ризо!д}п на

0,2%, змепшеппя тлькост? юйтия гга 1%, утворенпя Ш'алужснь I порядку па 39,3%; ст|тпгц к» - стимулгованпя творения ш'дгплужеяь I п&рядку ла I 5?х росту на 14,4%.

щмргстто бгл'ып внсоку тутлтгвтсть ризоЗДв до змш гсопцонтрацш етал1в в поживному середовннй на ггтдмшу в!д хлоропешт.

Отжс, токсична д1я мстал1в залежить в!д Гх природ 1Г та ;>нп;ептрацГг 1т срррд<т1т,?1т(т. Зя г тогсситаост! досл1д;?соя1

е.-али формують такт? ряд: кядасШ > йлгояйн!й=н1кель > стронции онцентрацТя ттрату кадмтга М и поживпому середойищ?

эияводила до згаеигггрггггтя' к!лькост! кл!тин на 5-у добу росту >ото1?емп.

ИиХодячи гг отрим-апих результат?» вгаступно! серп етгоичит >пт!п можчя сказатп, що Ггпгаг1а 1гу^гоше6тгса Ие»Ь"г, с

ГЛЮН'ГНО чутлгтптгм г>б'«7кт0йг. ОйрОШНГв'ЯНЯ СТГОр моху п'гх'д

вшиваниям одноразовою допою 1,3*10"4 1Сл/кг признодило до

о61льшсния }^лькг>ст1 ыдгалужень лершого порядку, год\ дк оа д!У

с

шлшх одиораяових та них фракщонованих доз 1х гальгасть не зм1кюпалась. Довжнна втдгалужень I порядку при дп 2,6*10"' 1 7,7*10"' Кл/кг та (7,7*10'4+ 1,3*10'3) Кл/кг мгшши за контрольиу, в шших випадках ¡стотио не ш дразня лась в!д контрольно! довжшш. Доза (7,7*10"' + 1,3*10'°) Кл/кг зиьчьшупала довлп'иу рнзоУда на 57,4, К),7, 18,0 та I <4,8 "о ия 3 - Л добу росту дернинок ш'дшхмдгю.

Майдео ый доопджучаш мал! одноразов! та фракц!окопан 1 дозн рад1ацД1 суттспо не лшшвали як па шльк!сть, так 1 на довжину кл!тин, лише однорвзова доза 1,8*10"3 Кл/кг дещо стимулювала темп кштилного под!лу (па 12 %). Дола 1,3*10"3 Кл/кг призводила до г'нльшопня В1дгалужспь першого' порядку; мт!мальн1 досл!джувап! дози опром!нення, як одноразов! так 1 фракпДонован!, сгпмулювали р!ст ризодав протягом вс .ого експерименту. Отже, одноразове опромшепня спор нризводить до б!лып значних ям1н, ня в!дмшу в!д фракцкжованого.

2. Стан системи глутаиону рослнн кукурудзи при дп 104111 кадмпо

Ваз'уютисъ на результатах, отримаинх в дослЦах з протопеМою моху Гипагш ЬуеготеМса 11е(1\*г., для сери експеримснт!в не /вявчонню вплнву !он!в металЗв па систему глутатюну (нктишпеп глутат!он-8-траясферази та вм1ст шднорлопого глутаттпу) о(>раш штрат кадмпо.

Одвдш 1з основних завдапь дано'1 роботи було вивчогшк рнлим) :!он!в кадм!к> на актившеть захисно! системи глутатижу, а самс вм1сту в!дновленого глутат!ону, актившеть глутатЫчпалеппш? фермент1в (зокрема глутоМоп-Э-траясферазн) в проростках. «»»очи» та етиольовапих ростках досл1джунаних форм кукуруд:т.

Результати експеримcuria показали, хцо першими зреагували на гплш» ioHiB хсадм!го зростанпям активност! ферменту проростки пбрнду Г 2 па 12 год i Jiiaii 102 па 36 год, у ncix шших форм шк активное^ спостер!галн на СО год з початку пророгцування пас}пня.

У 3Mini aKniBitocri глутатгон-З-трапсферази в корепях 1 72-годипплх ростках scix дослгджулаинх форм кукурудзи При дН ioniB кадм!ю певних закономерностей не cnocTepiranil.

Водночас з визпачепйям активное^ ферменту глутаткш-S-трансферази внзиачали i вм!ст Ыдновленого глутат1опу, як ключевого елеменгу досл!д;купапо'1 захисно! г истом и [Alscher, 1989, Meister, 1983], осте1льки глутат!оятраиСфёрази - родина мульти-фулкщональгтх б!лкш, як! вйкористовуготь ГЯН для метабшйяму г!дрофобпих речовин [Колесниченко, 1989].

Визначаючи bmIct FSH в проростках кукурудзи, вирощеннх на 9*109 М розчии! штрату кадмно, лише в штервал! 60-72 год я!дм1чено зменшенпя вм!сту даяого показника у досл!джувйних лпмй 102 i 346 та г!брид!в ГОонер i Г 0; у г!бриду Г 2 - переважапня над контрольпими значениями; у л1нИ 602 в!дм1нностей В1Д контролю но виявлепо. У ггбрмдних форм на 60 год э початку цророщуванпя нас1ппя при. зроеталш активност! глутатшп-Й-трансферази в!дм!чено змепшення вм!сту в!дйовленого глутат!опу.

В досладжуваних корепях як л!н!йних, так i г!бридвих фирм кукурудзи певпрх закономерностей в зшн! вМсту FSH не знайдеяо.

Отже, пбридн! форми кукурудзи, на в!дм!ну в!д л1нНшт1х, реагують взасмопов'язаними зм1нами активност! глутат!ол Р трансф.ерази 1 вм1сту в1диовленого глутат!ону па 60 год проростяяпя.

З.Влгггв одноразового реытгсп>вського ояролпнення на стан

захж'.лих сщгам кукурудзи в лабораториях умовах В . подальших досл^дженнях шшчяли вллив одноразового опро\пнення на иктишп'сть фермент!» глутат!онпероксидази, суисрокснддпсмутази та пм1ст тдиовлвного глутатшну, як одного з цайважлив1ших ендогеиних ант'покеидантш.

Шдсумовуючи рсаультати сксперимеыт1в по визчаченню вм1сту

-3

Г8Н п!сля одноразового опромшення дозою 2,6*10 Кл/кг на нром1жку часу 48-60 год у проростках 1 коренях лш1штх форм в!дм!чепо зменшсння його вм!сту. Через 72 год, з початку пророщування наспит, в проростках, кореиях 1 ростках лшгйнлх форм в1дм1нност1 вм!сту гаН в1д коптрольннх зггачень були в1рог!дними. 3 досл1дженнх Пбридних форм лише в проростках I • ростках гЗбриду ГПонер в дей пер)од н1дм1чено незначне змоншеняя копцоктрацЯ ГБН в!диосно контролю (Рис.. 2, 3).

Поряд .з цим яизнаЧали актйвн!сть глутат1онпсроксида-эи $ встановпли, пдо в ус!х досл1дясуланих частппах рослнн шбредних та Йбрнднпд форм кук^рудяи на всьому домпджуваному цромпкку часу всяких закон ом1ряостсн омш актпвност! ферменту не виявлено.

В результат! доыпдженпя активности суперокснддисмутаэи -одного 1з фермепт!в автиоксидантно1 систем и в проростках опромгнетшя л!тйних та пбридних форм кукурудзи значт змнш п!дпов1дио до контролю в!дм1чено в 1птервал1 24-60 год. Однак на 72 год лише у проростках лшП' 346 активность ферменту була вищою в!д контрольно!. ,

Огже, з ус!х досл1джуваивх 61ох1м1чних показнпюв (актив-и1еть глутат1онперокпидази, супероксиддисмутази, пмпст в!дновле-ного глутат!ону) лише вм!ст ГЭН е показником в^дноЫд! р&них »а

лмя 102 (проросток) лмй 102 (кормь) пмя346 (Проросток) ладя 345 (корть)

лЫя 502 (проросток) лмя$02

во час, години П -3

Рис.2.. Вмют ГЗН о дсслщжуаани* лмях кукурудзи, апроммеиих дезою 2,3*10 Кл/кг (контроль прийнято за 0%}.

' т в1ропднз В!ДМ1нн1сть зад контролю

—*- лбрцдгг

(проросток) — пбрид Г 2

(KapiHbj

час, години

Рис. 3. Bmîct TSH S дослщжуааних пбридах куку^З/дэи, опромЫених дозою 2,6*10" Кл/кг (чонтроль прийнято за С%)

eiporiAHa вщмГннють вщ контролю

р!внем гетерооиготпост! форм кукурудаи на ©днорааопе рентгев1вське онромшення.

4. Вивчспил морфолоичних показ 1шк1и досл1джупапих форм кукурудаи при ди готпп кадмпо 1 одноразового опромшенпя В екепернментах «начали масу нроростк!», кореша 1 роетмв, а такозк довжнпу остаитх двох у 1пбредннх та пбрвдпнх фор« к-укурудзи оа да 9*10 5 М розчшгу п1трату тсадмйо та одноразового рентгец1всысого опром!нення дозою 2,0*10"3 Кл/кг.

Пор)вняпши мае и проросттс1в, корен!в га роеттав ус1х досл!джувяпт1х форм, лирощепих на розчип! нитрату кадмЬо та опроктено! групп з в1диов1дннмп показниками контрольно! групп, яе в1л,М1ЧС1и) ¡иропдних в1дм1нносгсн в!д контролю.

При иоршнянш должини корен 1): 1 ростк5в роелил контрольно! груш? 1 вирощегшх на ропчиш штрпту кадмно тьчыш у рослин лшН 502 ! Нбриду Г О вщ.вдтене на 48 год деягее сповыьненяя росту !'г)Д !еино1 часгини (р < 0,05).

Концентрация 9*Ю'9 , М штрпту кадыло в поживпому соредотшц па 72 год росту взропдно гальмувала р!ст ргаоГд)"в протонемн моху, тод)'- як у гапло!дпих рослйп кукурудзи (як ".нш'шнх так 1 пбридпнх форм) дана концептращл пе прияводила чмнш дов:тсини корешв та росткш (р > 0,05).

Однорапопа дола 1,8*10"3 Кл/кг стпмулювала ргст рнзо1да I хдоронемн моху Рила па НуйгошеЧгка Пейту. До вплпву одпорапоно! дозн Я,0*10 п Кл/тсг дкплоТдгп рослипп кукурудаи проявляли р>зпу чутли»1сть: у 1нбр<?дпих форм (л!н1я 102 та 502) сностер1гяли ст!'мулк).р.ян!ь'! росту ГСОриШП Та росттпв, у г!брИДПИХ форм гго НИМ в1р'(Нлиих. »«¡дмшностен тд контролю не бул»> (Ри«. 1).

[О Одновмове I

I оярм/мвмия ] | (ГЦДЗчМм» чгетик»),

; О Одноразово | | опром'мвиия

I чзстинв) ;

' О Нарзг кадмяо ,

| (П1Д29миэ "астина)

) О Н'|ТрЗТ Ч-ЗД№1С ; {»¡'¿у-Э-.-нг.

\ частинз;

ст>

Л-г.4 Довжииа надаемно.'га гадземноГ частии протонеми моху та рослин кукурудзи (на 72 -од; одноразовому ретгеншсьхсму опромЫе^н! та »ирскЦ!-««** на сорвдевиии з штратем кздм«с

|5'''0"Ь-М) (контроле лрийнято за 0%)

Огже. ¡.они кадмию не приэнодять до видимих морфолопчних 1М1н.як у лнШ'тих, так i у гпбридяих форм кукурудзй, тод! як до щ одноразового' рент!-ешпсъкого опромшеннн, як б)льш складного [»актору илливу, па втдмшу вщ 1итоКснкацЦ иажкимн металами, чбридтп формл проявляют^ бЬльшу стШк1сть.

5. Полъот дослтдження

В ггольоиих досл1дах визначалн 6ioxiMi4iii i морфолопчш юказпшш шбредних та гШридних форм кукурудзй Bcix екснери-лепталытих груп. Викорж-товувили т! ;к форми кукурудзй, що i для табораторннх досл1д!ке,ни.

Результата 2-pi'rHiix польових <зкснеримент1в показали, що 1ергд1г0с1ппп одноразово рентгешпське оггромшеиня пасшня ¡икллкало в!рог)Д]п гишш piano! направлено«! вм!сту ЛУН в тетках 18-добопих рослин кукурудзй, актшш!сть ГЦ i СОД у ■)брнд1п i лшш, в1диов1дно, не В1др1знялась гпроНдпо в!д контролю.

При йеродпос1вн1й обробцд розчином кадмЬо та в поеднапШ дп | опромИгеиням тидхилеиПя активное™ Г-S-T у Bcix форм в5д

!ОИТр<^ПО Пу.П П piilHKMU.

На Aoiruimy яадземдо] чаетини 18-добовпх роелнн опромшепня (!яло отимулюгоче, iotnt кадмпо не проявляли однозначно? дГ», т<>Д1 1к при cyMicnifi /ш кадмпо та от'ромшенпя - вЦмшаостей мд го'ггрольинх пяачет» не було.

ГЬ'сля »исаджтпш онромШепого нас1нпЯ нри зборг урожаю leisfi н* законом1рностей в л Mini мася початк!в не виявлеяо, при дп :адм1й литке у пбриду llionrp в!дм)чено п1дв1тщенпя Ух еередггьоТ •таен, тод! лк у рослип 3 групп лише у л1яЛ 102 спостср1гяпц ■ меншеянн уасн ночатктв.

Ни«iiobjiM •

1. Дослъгжсяй мотал» в б»<т;с1п для оцнтки ix окоп окспшннп ф"рмують такий ряд: кадмш > алгомшш \.шель > строи».н: Кондеитрашя 9*10"в М niтрату клдмйо и иожквному «оредоиао. зм.^ншувала кьты-асть клпчш на 5-у до-jy росту протонеми мох Fuuaria hygroniftricii Hedw.

2. Серед одиоразових (2,6*104, 7,7*10"4, 1,3*10"'\ 1,8*10 Кл/кг) i фракн.юпошших ((2,0*10"' f 5,i)*Hrl), (2,6*1 (Г4 1 0 3; (7,7*10"4 + 1,3*10'3) Кл/кг) доз ренттпвського опр^м1««ння лнш при д!Г одпоразово1 дози 1,8*10"3 Кл/кг спостерН'алн В1рог1днс :;бии шенпя довжини хлороппми моху F. hygromctrica Hedw. ) тальком кл1тил на &-у добу росту протонеми.

3. V проростках кукурудзи, пирощеиих па 9,0*10 М розчни Гмтра^у кадмпо, пстапоплсио ciporwic зростанин активное™ глут« тюп-В-трапсфсрази лад коптрольшши пеличипами. у лшшинх фор] через 30 i 60 год а початку пророщуиання насшпя,41 а у ri6pit;u лише <; на 60 ' год. У проростках лшшпнх. форм вфопди перевищення вм!сту FSH в1дм1че1Ю ¡ГбЬплп раппг годили онтопЛтз (12, 24, 60 год) на в!дм)ну в!д пбридпих форм (-18 i 72 год).

4. Чутлив1сть захисних систем до д.п одноразового penyri н1вського опром!псяня дозою 2,6*10"3 Кл/кг у Нбриднпх та i^iöpcv пих форм кукурудзн ркша. Серед yeix пнвчепнх бшхЬпчних кока;

iinikib (активн1сть 111, СОД, bmict FSH) лише «mier Млмоилочог глутат1ону у 72-годинних ети'льоваиих мроропках, кпрг-ии* ростках пбридних форм кукурудзи в1ропдно не шдр'зиявдя ni контролю. '

б. ПередпоЫвна обробка нясшнн досл'мженпх форм иуну рудзи ' 0,1 мМ розчивом н!трату кядм'ио, «днора '•■"»ок* /(o;wi 7,7*10"3 Кл/кг та Ix сумела д5я викликпли Ыронди) ич'нж.питш

>отей Г-В-Т, ТО, СОД « вмкту ГВЦ в листках. 1Э-добоиих роолин, 5 нроявляючи при цьому иеВиих закопом1рлостей. При сум!сн!й д!1 »ачииу ттрату кадм1ю та одноразового опромшоинм довжина гдземвсп частипи 18-добов'пх рослпи як {нбредних., так I г1брпдних орм но в'др1зцялась в.'д контролышх величин.

Список онублшованнх праць темою дисертацЦ Блошко М.М., Лалрш Т.В., Юркоьа О.Д. Бм1ст гндповленого глутат!ону та окремих ферм wit! п глутат1опово1" систем и в кукурудз!/ / Теаи дол. МЪкн. наук. копф. "Павколишпе серсдовище i здоров'я". - Чершвц!.- 1993.- C.12J,. Оплачко Л.Т., Лукашук О.Б., Платонова A.A., Блошгсо М.М. Вивчення (чолог1чио1 дП деяких региональных тслссп'канмв в модельнШ с истом! з протонемою моху Funaria hygroroetrica' lledw.// Теп и доп. Mijkh. наук. копф. "Навколншне середовище i здоров'я". -ЧершвпД.- 1993.- С.161.

Блошко М.М., Юркова О.Д., Стефаник В.В. Дт у-опром5нення на морфолоплш показгтки Нротшгешг моху Funaria hygronictrica hc(]\v.// matepiajui сими. "Медико-еколопчн! нроблеми

охорони здоров'я и Vicpaftri". - Чсршвць- 1994.- С.14-15. Oplachk'o L., Bloihko М. and Marclienko М. Study of biological effect of Tiietai and low done of irradiation// Abstracts of 23rd Meeting of the Federation of European Biochemical Societies, 1995, Basel, Switzerland. - 1905.- P. 154.

Блошко M.M., Марчспко М.М. Валив екзогенних факторов па picT i розинток рослин// M:ir?>pnunr наук. копф. викладач^в, cniapoOiTirnKiB та студентов, присвячено? 120-pi44K» заснування Чершвецького ун1верситету, Т. 3, 1995 р., Черптгц.- 1995.- С. б.'

го

6. Блошко М.М., Марченко М.М. Д!я мали.х доз рентгетвоьког* • випром1нювання па морфолоНчш нокаэншси прогонами мохз

Fuñaría hyffrometrica Ho.clw. // Физиология и биохими* культурных растений.- 1995.- Лй 5-6. - С. 406-408.

7. Блошко М.М., Кучсряшш М.В. Стан глутат1опово1 системи за дг íouíb кадм1ю та етонпо у рослин кукурудзи, р!зиих зг генотипом// Матер1али симпозиуму "Синтез, скепериментальн« вивчоння та кл!н1тно застосунання четпертшших амон1есия сполук". - 4epHÍBHÍ.- 1995.- С. 7.

8. Марченко М.М., Блошко М.М., Костищип С.С. ДЦя малих доз у-опромшення на стаи глутатшпоно! системи кукурудзи (Zea maye L.),/./ Укр. биохим журя.- 1996.- Т. 68, №2. - С.94-98.

Блошко М.М. Исследование защитных систем у растений при действии ионов кадмия и ионизирующей радиации. Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по стадиальности 03.00.04 - биохимия. Черновицкий государственный университет им. Ю.Федьковича, Черновцы, 1996 год.

Защищается 8 научных работ, которые содержат результаты :>кснериментальЛ,)х исследовании. Представлены комплексные гседедовииня влияния ионов металлов (алюминия, никеля, кадмия, стропция), а также одноразовых (2,6*1Ó~4, 7,7*10"*, 1,3*10"\ 1,8*Í0"3 Кл/кг) и фракционированных ((2,6*10"'+ 5,5*104), (2,в*10"4 + 1,3*10"3), (7,7*10л + 1,3*10"3) Кл/кг) малых доз рентгеновского облучения на морфологические показатели протонемы мха Fimaria hyífrotiietrica Hedw. Установлено, что наиболее .шачительпос влияние на количество клеток' (5-е сутки роста) хлоронем?д

з

оказывали ионы кадмия и одноразовое облучение п дозе 1,8*10' Кп/кг.

z\

"Изучено влиянии ионон гсадмни и одноразового ; знтгеновского облучения на защитные системы (глутатмоновую и СОД) И покоторые морфологические показатели инбррдных и гибридных форм кукурузы. Действие ионов кадмия привело к достоверным изменениям активности глутатион-Я-тряпсферазы и содержания восстановленного глутатиона не проявляя зависимости от уровня гетерозиготности растений кукурузы. Среди исследованных Зиохямических показателей при одноразовом облучении дозой 2,6*10"3 Кл/кг (активность глутатиоперокадазы, суиероксиддисму-газы, содержание восстановленного глутатпопа) только у гибридных

г

1>орм содержание rSII п 72-часовмх лтиоляровапных проростках и тостках не отличалось от контроля.

Магуна M. Blosdiko. Investigation of planl. protective зуя'.ешя vnder inflxierice of cadmium ншэ and ioni/.hig irradiation.

A dissertation submitted for tlie dcgree of Candidate of îioîogical Sciences, «penialization 03.00.04 - Bionlinmjstry, Chernivtsi '.taie University, Chernivtsi, 1990,

EightiRcjentifie publications are del'ended, eontaimng the résulte f expérimental roscarcli, presentint» cottiplex investigations ou tlie iHucnce of nictal ions (aluminium, nickel, cadmium, strontium), ichidiriR siw;le (2,f>ï 10 \ 7,7*10"\ 1..TW3, 1;8*10"3 Kl/kg) and ractionated {(2.6*10*4 5,5*10'4), (2,6*10-' 4- i,3*10"3), (7,7*10 4 + ,3*10'3} Kl/kg) small doses of x-ray irradiation on moss protonema unaria hygroiuetrica Hedw. morpîiologlcal indexes.

Cadmium ions and single irradiation in the dose of 1,8*10"3 ,1/kp hâve proved to influence most conslderaMy on the quantlty of doronruin ct'Us (after 120 heurs of growth).

The influence of cadmium ions and single x-ray irradiation on protective (glutathione and SOD) system and some morphological indexes of inbred and hybrid Zea mays L. forms has been studied. The action of cadmium ions has led to the true changes in activity of giutathione-S-transferase and the content of reduced glutathione

irrespectively of the level of heterozygosis of Zea mays (L-).

Among t4e analysed biochemical indexes under single 2,6*10"3 Kl/kg Irradiation doses (glutathione-peroxidase activity, superoxide dismutase, the content of reduced glutathione), the content of GSH in 72-hour etiolated sprouts did not differ from control solely in hybrid forms.

KjimoBi слова: кукурудза, протонема моху, важю мстили рентгапвське опром)яення, ввдювлгний глутаэтоп.