Физиологические аспекты токсического действия Cu2+,Cd2+,Ni2+,Zn2+ на листья высших водных растений

• Автор: Малёва, Мария Георгиевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 144 с. : ил.

1.1. Поглощение и распределение тяжелых металлов в листьях гидрофитов

1.2. Токсичность тяжелых металлов и ответные реакции растений.

1.3. Основные механизмы защиты растений от действия

тяжелых металлов

Глава 2. Объекты и методы исследований.

Глава 3. Результаты и обсуждение.

3.1. Особенности ответных реакций погруженных и плавающих гидрофитов на действие Си , i .
3.1.1. Накопление тяжелых металлов и изменение фотосинтетических параметров гидрофитов
3.1.2. Распределение металлов по клеточным фракциям гидрофитов и роль белков в детоксикации ионов.

3.2. Действие возрастающих концентраций никеля на Е. i .

3.2.1. Аккумуляция i2 и состояние фотосинтезирующей и дыхательной системы в листьях Е. i
3.2.2. Влияние никеля на перекисное окисление липидов
и антиоксидантные реакции в листьях Е. i.
3.2.3. Роль белков в адаптации Е. i к повышенным концентрациям никеля
3.3. Развитие ответных реакций Е. i при кратковременном воздействии высокими концентрациями i2 2 и
3.3.1. Поглощение металлов во времени и их влияние на
фотосинтегическую функцию в листьях Е. i

.
.
.
3.3.2. Развитие перекисного окисления липидов и антиоксидантных реакций в листьях Е. i в течение суточной адаптации
к i2, 2 и
3.3.3. Распределение i2, 2 и 2 в клеточных фракциях Е. i и участие белков в детоксикации тяжелых металлов при кратковременной экспозиции
Заключение.
Выводы.
Библиографический список использованной литературы.
Приложение.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
I тяжелые металлы
АФК активные формы кислорода
КБН коэффициент биологического накопления
ПДК предельно допустимая концентрация
ЭТЦ электронтранспортная цепь
ФС I фотосистема I
ФС II фотосистема II
РБФ рибулозо1,5бисфосфат
РБФКО рибулозо1,5бисфосфат карбоксилазаоксигеназа
ФЕП фосфоенолпировиноградная кислота фосфоенолпируват
АДФ аденозиндифосфат
ДИК дезоксирибонуклеиновая кислота
мРНК матричная рибонуклеиновая кислота
супероксидный анионрадикал
НО гидроксильный радикал
Н гидропероксидный радикал
синглетный кислород
металл с переменной валентностью
ПОЛ перекисное окисление липидов
ТБК тиобарбитуровая кислота
НАДН никотинамидадениндинуклеотид восстановленный
НАДФН никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановленный
МТ металлотионеины
ФХ фитохелатины
БТШ белки теплового шока
АОС антиоксидантная система
СОД супероксиддисмутаза
КАТ катал аза
ГР глутатионредуктаза
ГБН глутатион восстановленный
ГБЭГ глутатион окисленный
ЭДТА этилендиаминтетраацетат
БОБ додецилсульфат натрия
ПВП поливинилпирролидон
ДТНБК 5.5дитиобис2нитробензойная кислота реактив Элмана
ПААГ полиакриламидный гель
НПФ небелковая полимерная фракция
НРФ небелковая растворимая фракция
РБ растворимые белки
МБ мембранносвязанные белки
НРТ небелковые растворимые тиолы
ВВЕДЕНИЕ


П. Колесников выдающийся отечественный лесовед и эколог к летию со дня рождения Екатеринбург, , Экологические проблемы промышленных регионов Екатеринбург, , Экология промышленного региона и экологическое образование Нижний Тагил, VII и IX молодежных конференциях Актуальные проблемы биологии и экологии Сыктывкар, , VII молодежной конференции ботаников в СанктПетербурге СанктПетербург, , конференциях молодых ученых Биосфера и человечество Екатеринбург, , Проблемы глобальной и региональной экологии Екатеринбург, , Экологические механизмы динамики и устойчивости биоты Екатеринбург, , Экология в меняющемся мире Екатеринбург, . Публикации По материалам диссертации опубликовано работ, в том числе 3 статьи в центральных российских научных журналах. Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 2 страницах машинописного текста, содержит 3 таблицы и рисунков. Библиография представлена 2 работами, в числе которых иностранных. Благодарности выражаю искреннюю благодарность моему научному руководителю Г. Ф. Некрасовой за огромную помощь в работе, консультации и постоянную поддержку сотрудникам и преподавателям кафедры физиологии и биохимии растений Уральского госуниверситета за помощь на разных этапах выполнения диссертации. Выражаю благодарность Э. Х. Ахуновой, сотруднику лаборатории популяционной экотоксикологии ИЭРиЖ УрО РАН, за помощь в определении содержания тяжелых металлов в растительных образцах методом атомноабсорбционной спектроскопии. Хочу выразить личную признательность профессору К. Стржалке, а также сотрудникам и преподавателям кафедры физиологии фотосинтеза Ягиеллонского Университета г. Краков за помощь в освоении новых современных методов исследования. Глава 1. Поглощение и распределение тяжелых металлов в листьях гидрофитов Тяжелые металлы относятся к числу наиболее опасных химических загрязняющих веществ. Избыточное поступление металлов в водные экосистемы в результате антропогенного прессинга часто приводит к необратимым изменениям и нарушениям жизненно важных функций у большинства организмов. Высшие водные растения являются неотъемлемыми компонентами многих гидрофитоценозов и шрают существенную роль в очистке водоемов от поллютантов . В связи с этим проблема адаптации гидрофитов к действию ТМ становится все более актуальной. К ТМ условно относят химические элементы с атомной массой свыше , обладающие свойствами металлов и металлоидов ,С. По классификации Рсймерса ,С. РЬ, Си, Ъъ, , Сб, Со, БЬ, 5п, Вц В ряде работ к ним добавляют Р1, , У, Ре, Аи, Мп цит. С. . Не все ТМ представляют одинаковую опасность для гидрофитов. В литературе неоднократно приводились ряды металлов по степени их токсичности для растений 2,С. С.3. КабатаПендиас и Пендиас ,С. Ь, Си, , РЬ, Со, Сб, , Ве и 8п. Токсичность ТМ, выявленная для гидробионтов, изменяется в ряду i цит. Обнаружено, что степень токсичности элемента различна для каждого типа эксперимента, но хорошо коррелирует с электроотрицательностью двухвалентных ионов, произведением растворимости сульфидов, устойчивостью хелатов и биологической доступностью 2,С. Литературные данные свидетельствуют о высокой аккумулятивной способности высших водных растений . Анатомоморфологическое строение особенно у гидатофитов редукция покровных, механических тканей, проводящей системы растений увеличение площади ассимилирующих органов за счет рассечения листьев на узкие нитевидные доли роголистник, пузырчатка или их уплощения листья погруженных рдестов увеличивают поверхность контакта с водной средой и, следовательно, обеспечивают большую возможность поглощения 1,С. С.2,С. Концентрация ТМ в тканях гидрофитов может в сотни Ре, тысячи Н, Си, Сс1, 1 и даже сотни тысяч раз Тп, Мп превышать их содержание в воде 1,С. Водные растения обладают неодинаковой способностью к аккумуляции ТМ, т. КБН коэффициенты биологического накопления. КБН это отношение содержания металлов в тканях растений к их концентрации в окружающей среде. Литературные данные о значениях КБН у гидрофитов в основном касаются природных местообитаний и весьма противоречивы ,С Вероятно, это связано с тем, что в естественных гидроценозах аккумуляция ТМ водными растениями зависит от многих факторов и в первую очередь определяется биологической доступностью металла 2,С. С Согласно Кадукину и др.