Изучение механизма токсического действия цинка на фотосинтетические реакции растений

• Автор: Пигулевская, Тамара Константиновна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Глава I. Некоторые вопросы токсического действия тяжелых металлов на растения

1.1. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. .

1.2. Влияние высоких концентраций тяжелых металлов на растения

Глава 2. Фотосинтез

2.1. Современные представления о строении электронтранспортной цепи фотосинтеза

2.2. Лабильность электронтранспортнрй цепи фотосинтеза . .

ЭКСЕЕРШЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 3. Объект и методы исследования

3.1. Постановка вегетационных опытов.
3.2. Определение металлов
3.3. Определение пигментов.
3.4. Интенсивность фотосинтеза и включение С в низкомолекулярные продукты фотосинтеза.
3.5. Выделение хлоропластов и определение фотохимической активности
3.6. Определение фотосинтетического фосфорилированкя .
3.7. Определение содержания цитохромов и изучение фотоиндуцированных изменений поглощения суспензии хлоропластов
3.8. Изучение содержания ферредоксина и пластоцианина методом электрофореза в полиакриламидном геле.
Глава 4. Результаты и их обсуждение
4.1. Влияние цинка на общее состояние растений .
4.2. Влияние избытка цинка на содержание хлорофилла. .
4.3. Содержание железа и цинка в органах растений и в хлоропластах.
4.4. Характеристика функционирования электронтранспортной цепи фотосинтеза
4.4.1. Фотохимическая активность изолированных хлоропластов
с различными электронакцепторными системами
4.4.2. Сравнительное изучение обмепа кислорода и фотовосстановления НАДФ хлоропластами гороха и овса
4.4.3. Обмен кислорода и фотовосстановленкя НАДФ хлоропластами растений овса, выращенными при различном снабжении цинком и железом
4.5. Изучение участия медь и железосодержащих перносчи
ков в работе ЭТЦ.
4.5.1. Действие пластоцианина на реакцию фотовосстановления НАДФ изолированными хлоропластами овса.
4.5.2. Действие медь и железо хелатирующих агентов на скорость транспорта электронов.
4.5.3. Содержание пластоцианина и ферредоксина в листьях растений овса.
4.6. Цитохромные компоненты ЭТЦ.
4.6.1. Содержание цитохромов .
4.6.2. Фотоиндуцированные изменения поглощения цитохромов. . ПО
4.6.3. Изучение фотоипдуцировашшх изменений поглощения цитохромов с учетом вклада Р0
4.6.4. Использование модифицированной методики для изучения редокссостояния цитохромов в хлоропластах овса. . .
4.7. Фотосинтетическое фосфорилирование
4.8. Интенсивность фотосинтеза и метаболизм углерода. . .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


, , И другие образуют комплексы , , , ivi, , , . , , , возможно тиоловыми группами белков iii, , . Однако устойчивость к металлам является узкоспецифичной,т. ТОЛЬКО К конкретному элементу , vi, . К кобальту И никелю V, , . При значительном накоплении металлов в корнях, когда прекращает действие защитный барьер на границе кореньстебель, начинает повышаться концентрация металлов в надземных органах и появляются внешние признаки их токсического действия. Внешние признаки повреждений в зависимости от специфики металлов, вида растений, а также в зависимости от окружающих условий различны. Так, Ковда и др. Ковда и др. Для кадмиевой токсичности характерно накопление фиолетового пигмента в листьях И черешках у соевого боба Роу . Высокие дозы бора вызывали отмирание КОНЧИКОВ листьев У i Школьник и др. В случае избыткам Сг . Мелкие темнозеленые листья, пурпурный стебель,пожелтение верхнего листа это признак избытка . Изучение специфических внешних симптомов повреждений растений от избытка тяжелых металлов может быть широко использовано для индикации среды в зонах загрязнения. Появление внешних признаков повреждений свидетельствует о глубоких структурных и функциональных нарушениях в тканях растений. Подобные изменения наблюдал иоъъ , в живых клетках флоэмы и ксилемы у дневных проростков фасоли, помещенных на раствор, содержащий 0 мкМ гпзо. Большое количество работ посвящено изучению влияния тяжелых металлов на различные функции растительного организма. Однако работ, в которых обсуждались бы механизмы токсического действия тяжелых металлов, не много. Так, Школьник Школьник, значительную роль в исследованиях тератологических изменений у растений отводит фенолам и их окисленным производным хинонам. В более ранних работах Школьник ссотрудниками Школьник, , Школьник и др. Смирнов, Крупникова, индуцировали тератологические изменения с помощью токсических количеств фенолов и хинонов. В дальнейших работах эти же авторы Школьник и др. Было обнаружено, что самое сильное действие на накопление фенолов оказывает хром, несколько меньше бор, высокие дозы щтееля не оказывают влияния на содержание суммы флавонолов. На основании этих экспериментов исследователи приходят к выводу, что в основе действия тератогенов в том числе избытка металлов лежит накопление фенолов, что дает материал для понимания механизмов токсического действия высоких концентраций изучавшихся микроэлементов на растения. Авторы не дают подробного объяснения, почему никель, обладающий более сильным токсическим действием, не вызывает заметного изменения в содержании фенолов. Отмечается лишь появление в листьях растений, выращенных при избытке никеля, неидентифицированного фенольного соединения, которое авторы отнесли к фенолокарбоновым кислотам. В то же время давно известно, что фенольные соединения могут выполнять в растениях защитные функции при механических повреждениях ткани, при заболеваниях Кретович, . Известно, что под влиянием неблагоприятных факторов повышается также активность полифенолокидаз Рубин и др. Повидимому, устойчивость растительных организмов к экстремальным факторам зависит от особенностей систем, связанных с регуляцией энергообмена. В первую очередь характер такого регулирования обусловлен молекулярной организацией мембран и ультроструктурой энергетических и белоксинтезирующих центров клетки митохондрий,хлоропластов, рибосом. Поэтому увеличение содержания фенольных соединений в неблагоприятных для растений условиях среды, в том числе и при избытке тяжелых металлов может быть отражением, например, активизации пентозофосфатного пути дыхания. Учитывая тот факт, что фенольные соединения образуют устойчивые комплексы с ионами тяжелых металлов Кретович, , можно предположить, что они могли бы выполнять и защитные функции в тех ситуациях, когда в растения поступает избыточное количество ионов, с этой точки зрения данные, полученные в работе Школьника и др. Школьник и др.