Воронова Е. А., Кот С. Ю., д. п. н. Сидорович М. М.

Херсонский государственный университет, Украина

ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДНОЙ СПИРОКАРБОНА НА АКТИВНОСТЬ КАТАЛАЗЫ КЛЕТОК ФИТОТЕСТОВ

Каталаза – один из ведущих ферментов антиоксидатной системы клетки. Он обеспечивает защиту организму от токсического воздействия перекиси водорода. Комплекс спирокарбона с янтарной кислотой (СЯ) – производная спирокарбона – является новым синтетическим препаратом, который имеет сельскохозяйственное значение. В собственных предварительных исследованиях на фитотестах были обнаружены его биостимулирующие (Сидорович и др., 2012) и температуропротекторные свойства (Баканча, Воронова,2013). В них же выдвинуто предположение о низком токсическом воздействии его на организм. Для подтверждения этого предположения необходима информация об уровни активности антиоксидантной системы клеток фитотестов в условиях воздействия на них СЯ.

Поэтому цель исследования выяснить уровень активности каталазы в проростках двух фитотестов Allium test и «пророщенные семена Triticum aestivum L.», которые сформированы в разных условиях действия на них препарата СЯ.

Материал и методы исследования. Семена лука репчатого и пшеницы озимой проращивали по общепринятой методике на концентрациях СЯ (10 ^-2 , 10 ^-4 , 10 ^-5 , 10 ^-7 моль/л) и дистиллированной воде. Уровень каталазы определили методом титрования для Allium cepa L. на четвертые, а для Triticum aestivum L. – на третьи сутки проращивания. Дополнительно для T. aestivum L. исследовали активность фермента при комбинированием действия двух факторов: низкой положительной температуры (+ 5 ˚С) в течени и первых 4-х часов формирования проростка и препарата СЯ.

Результаты. Первым этапом работы явилось исследование активности каталазы в Allium test, так как в биотестировании его рассматривают как наиболее чувствительную растительную модель к факторам внешней среды. В собственных предварительных исследованиях выяснили, что исследуемый препарат не оказывает на проростки A. cepa L. биостимулирующего эффекта. Вместе с тем две его концентрации – 10 ^-2 и 10 ^-4 моль/ л – способны ускорить рост проростка, а концентрация 10 ^-7 моль/л – достоверно его снизить. Поэтому именно для них и был определен уровень активности каталазы в данной работе. Табл . 1 содержит результаты этого определения.

Таблица 1 . Активность каталазы в клетках проростка Allium cepa L .

при проращивании на комплексе спирокарбона с янтарной кислотой

Вариант	Активность каталазы в ед.	В % от контроля
Контроль	128,15	100
10 -2 моль/ л	19,6	15,3
10 -4 моль/ л	129,5	101
10 -7 моль/л	126,7	98,8

Полученные данные свидетельствуют о том, что исследуемые концентрации СЯ не увеличивают активность каталазы в клетках проростка A. cepa L. Таким образом, препарат не вызывает оксидантный стресс и соответственно не проявляет токсическое действие в этом фитотесте.

Мониторинг СЯ по биометрическим данным, проведенный ранее, показал не только наличие биостимулирующих свой ств пр епарата относительно роста стебля и корня проростка T. aestivum L. Одна его концентрации (10 ^-4 моль/л) синхронно стимулировала рост обеих органов, а другая (10 ^-5 моль/л) – ингибировала этот процесс. Поэтому далее в исследовании активность каталазы определили в клетках двух органов проростков, которые были сформированы именно на указанных концентрациях комплекса. Табл . 2 содержит результаты такого определения.

Таблица 2 . Активность каталазы в клетках проростка Triticum aestivum L

при проращивании на комплексе спирокарбона с янтарной кислотой

Вариант	Активность каталазы
	Клетках стебла		Клетках корня
	единиц . к ат.	% к контролю	единиц . к ат.	% к контролю
Контроль	20,6±0,43	100	15,43±1,3	100
10 -4 моль/л	21,17±0,93	102,7	11,98±0,064	77,64
10 -5 моль/л	21,24±0,75	103,1	2,94±0,3	19,05

Д анные табл. 2 свидетельствуют о том, что достоверного увеличения уровня активности каталазы в проростке не наблюдается. Таким образом, ни стимулирующая, ни ингибирующая концентрации СЯ не активируют антиоксидантную систему T. aestivum L. . Предыдущие исследования показали также, что концентрация препарата 10 ^-4 моль/л способна обеспечить полноценный рост корня проростка T. aestivum в условия кратковременного действия низкой плюсовой температуры. Поэтому далее определили уровень активности каталазы в его органах в указанных комбинированных условиях проращивания семян. Результаты исследования содержит табл . 3.

Таблица 3 . Активность каталазы в клетках корня Triticum aestivum L

при формировании проростка в комбинированных условиях

(низкая плюсовая температуры + СЯ)

Вариант (+26˚С)	Активность каталазы		Вариант (+5 ˚С)	Активность каталазы
	единиц . к ат.	% от контр.		ед. кат.	% от контр.
Контроль	15,43±1,3	100	Контроль	14,75±0,6	100
10 -4 моль/ л	11,98±0,064	77,64	10 -4 моль/ л	4,7±0,98	31,9
10 -5 моль/ л	2,94±0,3	19,05	10 -5 моль/ л	9,77±2,13	65,7

  Как свидетельствуют полученные данные, уровень активности каталазы при воздействии низкой плюсовой температуры и СЯ достоверно не повысился ни в одном из экспериментальных вариантов. Таким образом , ни стимулирующая, ни ингибирующая концентрации комплекса не способны вызвать оксидантный стре сс в кл етках органов проростка пшеницы озимой в условиях кратковременного действия низкой плюсовой температуры.

Проведенные исследования показали, что комплекс спирокарбона с янтарной кислотой: а) не повышает уровень каталазы в проростках A. cepa L ; б) его стимулирующая и ингибирующая концентрации не увеличивают уровень фермента в стебле и корне пшеницы озимой ; в) в условиях кратковременного действия низкой положительной температуры препарат не повышает уровень активности каталазы в клетках корня пшеницы озимой. Таким образом, комплекс СЯ не обладает способностью вызывать оксидантный стресс у растений в разных условиях существования, что подтверждает предположение о его низком токсическом воздействии на организм. Однако, для окончательного вывода необходимо изучение динамики активности другого фермента антиоксидантной системы – супероксидисмутазы – что и является предметом дальнейших исследований.