ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Студенттер мен жас ғалымдардың
«Ғылым және білім - 2014»
атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ
IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых
«Наука и образование - 2014»
PROCEEDINGS
of the IX International Scientific Conference for students and young scholars
«Science and education - 2014»
2014 жыл 11 сәуір
Астана
УДК 001(063) ББК 72
Ғ 96
Ғ 96
«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».
– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.
(қазақша, орысша, ағылшынша).
ISBN 978-9965-31-610-4
Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.
The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.
В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.
УДК 001(063) ББК 72
ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық
университеті, 2014
3453
6. Kikyo N., Wolffe, Reprogramming niclei: insights from cloning, nuclear transfer and heterokaryons, J. Cell Sci., 2000, 113, 11-20
7. Marshak D.R.,Gottlieb D.,Gardner R.L.,Introduction: Stem Cell Biology, In: Stem Cell Biology,2001, CSH Lab.Press, N.Y., p.3
8. Ushida N., Buck D.W.,Weismann I.L. et al., Direct isolation of human CNS stem cells, Proc.Natl.Acad.Sci. US.,2000, 97, 14720-25
УДК 581.1
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СЕМЕНАХ ВИДОВ РОДА ACER L.
В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА
Бабич Оксана Геннадиевна1, Богуславская Людмила Владимировна2, Лашко Виктория Вячеславовна3
1Студентка 5 курса кафедры физиологии и интродукции растений факультета биологии, экологии и медицины Днепропетровского национального университета имени Олеся Гончара
2Научный сотрудник НИИ биологии Днепропетровского национального университета имени Олеся Гончара
3 Младший научный сотрудник НИИ биологии Днепропетровского национального университета имени Олеся Гончара
Научный руководитель – Л. Богуславская
Широкомасштабное антропогенное воздействие на природные экосистемы и биологические объекты особенно ощутимо в высокоурбанизованных промышлено развитых регионах. В больших индустриальных центрах, где растительность испытывает сильную антропогенную нагрузку, актуальна проблема сохранения высокопродуктивных и устойчивых в местных условиях древесных насаждений [1]. В условиях Днепропетровска, промышленного региона Украины с высокой плотностью и разообразием источников загрязнения среды, предоставляется уникальная возможность для изучения механизмов устойчивости и адаптации растений к условиям техногенных экотопов, для определения видовых особенностей растений в оздоровлении окружающей среды и определении фитоиндикационных критериев их качества. В качестве индикаторов экологической нагрузки на территорию в настоящее время довольно часто используется оценка состояния растительнх объектов, определяемая различными методами. Исследование различных физиолого-биохимических показателей в мониторинговых наблюдениях некоторые исследователи считают одними из способов эффективной и адекватной оценки влияния неблагоприятных экологических факторов на окружающую среду [2,3,4].Семена растений представляют собой уникальный объект для изучения механизмов устойчивости и адаптации к абиотическим стрессам [5]. Целью нашей работы стало исследование метаболических изменений в семенах видов рода Acer L. в условиях промышленного города. В качестве объектов для исследования выбраны зрелые семена Acer negundo L. (клена ясенелистного) и Acer pseudoplatanus L. (клена псевдоплатанового). Физиолого-биохимические показатели изучали в семенах, отобраных в октябре на мониторинговых точках г.Днепропетровска:
ботанический сад (контроль, условно чистая зона) и вдоль главных автомагистралей с интенсивным движением автотранспорта – проспектов Гагарина (І мониторинговая точка), Кирова (ІІ мониторинговая точка), Героев (ІІІ мониторинговая точка) и имени Газеты
«Правда» (IV мониторинговая точка). Очищенные от верхней оболочки семена размеливали на мельнице. Экстрагировали буфером 0,05 М трис-HCl, рН 7,0 в течении двух часов при +4°С, периодически перемешивая. Центрифугировали 15 мин. при 12000 об/мин. (+4°С),
3454
супернатант использовали для анализа. Содержание белка определяли методом Бредфорд [6].
Электорофоретический анализ запасных белков семян проводили в 12,5%-м полиакриламидном геле в денатурирующих условиях [7]. Денситометрию проводили с помощью программы «Электрофор-менеджер» (2005). Результаты исследований, полученные в трѐхкратной аналитической повторности, статистически обработаны Microsoft Statistica 6.0, разницу между выборками считали достоверной при р≤ 0,05 [8].
Результаты исследований показали, что содержание белка в семенах Acer negundo L.
из условно чистой зоны достоверно превышает показатели, полученные на мониторинговых точках. Так, содержание запасного белка в контроле составило 8,08 мг/мл. На всех мониторинговых точках фиксировали достоверное снижение этого показателя от 7,07 мг/мл до 3,93 мг/мл (табл.1).Установлено, что содержание белка в семенах Acer pseudoplatanus L. в контроле составило 6,60 мг/мл. В семенах из мониторинговых точек было отмечено как снижение содержания белка до 4,06 мг/мл (IV мониторинговая точка), так и его повышение до 8,47мг/мл (ІІІ мониторинговая точка). Существенное снижение данного показателя на IV мониторинговой точке у двух видов кленов свидетельствует о значительном воздействии аэротехногенных полютантов на физиологические и метаболические процессы в семенах.
Таблица 1.Содержание запасных белков зрелых семян видов рода Acer L. при действии аэротехногенных полютантов
Мониторинговая точка
Acer negundo L Acer pseudoplatanus L.
Содержание белка, мг/мл
% к контролю
Содержание белка, мг/мл
% к контролю
Контроль 100,0 100,0
І 80,1 107,0
ІІ 73,6 99,6
ІІІ 87,5 128,3
ІV 48,6 61,5
Примечание. Ошибка измерения не превышает 5% от средних значений
Электрофоретический анализ запасных белков зрелых семян видов рода Acer L.
выявил их видоспецифичность и разнообразие, а также изменения в составе и накоплении определѐнных полипептидов в условиях анторопогенной нагрузки (табл.2,3).
Таблица 2. Полипептидный состав растворимых белков зрелых семян Acer negundo L. при действии аэротехногенных полютантов
Mr, кД
Содержание белка, % Мониторинговая точка
Контроль І ІІ ІІІ ІV
89,2 - - - -
81,3
76,0 - - -
64,6 55,0
46,8 - 0,04
40,8 39,0
3455 33,1
24,6
23,0 - - 5, -
20,4 17,4 14,5
12,0 - -
10,0 27,51 0,23
Примечание. Ошибка измерения не превышает 5% от средних значений
Установлено, что основной реакцией на антропогенное воздействие окружающей среды были количественные перестройки в компонентном составе растворимых белков. В семенах Acer negundo L. количество белковых спектров варьировало от 11 до 15 (Мr 89,2- 10,0 кД), в контроле – 14 (табл.2). Основными по количеству белка в зоне как у опытных образцов, так и в контроле, были 11 полипептидов с Мr 10,0, 14,5, 17,4, 20,4 24,6, 33,1, 39,0, 40,8, 55,0 64,6 и 81,3 кД. В опытных образцах белки с Мr 17,4 и 20,4 кД показали сниженную способность к аккумуляции. В тоже время полипептиды с Мr 14,5, 24,6, 39,0, 55,0, 64,6 и 81,3 кД показали значительный уровень накопления, что может быть свидетельством защитной роли этих белков в условиях техногенного загрязнения .
В семенах Acer pseudoplatanus L. в контроле зарегестрировано 13 компонентов, а у опытных образцов – 10-13 полипептидов с Мr от 10,0 до 76,3 кД (табл.3).
Таблица 3. Полипептидный состав растворимых белков зрелых семян Acer pseudoplatanus L.
при действии аэротехногенных полютантов
Mr, кД
Содержание белка, % Мониторинговая точка
Контроль І ІІ ІІІ ІV
76,3 - -
66,1 1
44,7
40,8 - - -
39,0 33,1
26,3 6,4
20,4
20,0 - - - -
18,6
16,6 - -
15,8 -
10,0
Примечание. Ошибка измерения не превышает 5% от средних значений
Установлено, что главной реакцией на антропогенную нагрузку были количественные перестройки в компонентном составе запасных белков семян. Как в контороле, так и в опытных образцах отмечено наличие 8 постоянных полипептидов с Мr 10,0, 18,6, 20,4, 26,3, 33,1, 39,0, 44,7, 66,1 кД. Относительное содержание компонентов с Мr 66,1, 44,7, 39,0 и 26,3 кД значительно повышалось в сравнении с контролем. Наибольшее количество белка в зонах зафиксировано у низкомолекулярных полипептидов с Мr 10,0, 20,4 и 33,1 кД. В опытных образцах белки с Мr 10,0, 18,6 и 20,4 кД показали сниженную способность к аккумуляции в
3456
сравнении с контролем, что может быть одной из причин снижения адаптационного потенциала в условиях техногенной нагрузки. Дифференцированные изменения генетического аппарата – основной механизм, обеспечивающий реализацию защитных и адаптационных реакций. Адаптационный синдром включает в себя снижение интенсивности общего белкового синтеза. Это может быть не столько результатом повреждения клеток, сколько типичным проявлением защитной реакции, а частичное снижение синтеза белка уменьшает интенсивность деструктивных процессов, вызванных антропогенной нагрузкой [9,10,11]. Таким образом, сравнительный анализ физиолого-биохимических показателей в семенах видов рода Acer L. показал более высокую адаптированность Acer negundo L. к аэротехногенному загрязнению города Днепропетровска в сравнении с Acer pseudoplatanus L. Практическое значение полученных результатов связано с возможностью использования деревьев рода Acer L. для создания различных типов насаждений и перспективами их использования как компонентов системы озеленения промышленных городов.
Список использованных источников
1. Коршиков И.И. Взаимодействие растений с техногенно загрязненной средой. К.: Наукова думка, 1995, 192 с.
2. Коршиков И.И. Адаптация растений к условиям техногенно загрязненной среды. К. : Наукова думка, 1996, 238 с.
3. Богуславська Л.В., Шупранова Л.В., Вінниченко О.М. Стійкість деревних рослин в умовах урбанізованих територій // Методична розробка, Дніпропетровськ, 2011, 50с.
4. Богуславська Л.В., Ловинська В.М., Торохтій О.М. Оцінка вмісту білку в дозріваючому насінні A. platanoides та R. pseudoacacia в умовах нестабільного середовища // Матеріали ХІ конференції молодих вчених „Наукові, прикладні та освітні аспекти фізіології, генетики, біотехнології рослин та мікроорганізмів‖. Київ. 2010, С. 101-103.
5. Азаркович М.И., Гумилевская Н.А. Стресс-индуцируемые белки в рекальцитрантных семенах каштана конского // Инновационные направления современной физиологии растений: Сб. тезисов Всероссийской научной конференции. – М., 2013, С. 235.
6. M.Bradford A rapid and sensitive method for quantitation of microgram quantities of protein ultizing the principle of protein due binding // Anal. Biochem . 1976. P. 248–254.
7. U.Laemmli Clevage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T 4 // Natura . 1970. Vol. 227, N 52 – 59. P. 680–685.
8. Лакин Г. Ф. Биометрия. – М.: Высш. шк., 1990, 352 с.
9. Богуславська Л.В., Шупранова Л.В. Вплив антропогенного навантаження на ріст і розвиток сіянців Aesculus hippocastanum L. // Материалы YI Междунар. научно- практической конференции „Найновите постижения на Европейската наука – 2010‖. София: „Бял ГРАД-БГ‖
ООД, 2010. Т. 17. Лекарство. Биологии. Ветеринарна наука. С. 11-13.
10. L.V Shupranova, I.V. Ljashenko, Y.V. Denisenko, L.V. Boguslavskaya Variability of Proteins in Seeds of Wood Plants in Connection with Industrially-transport Emissions // NATO ARW: Multiple Stressors: A Challenge for the Future. 2011. P. 42.
11. Кордюм Е.Л., Сытник К.М., Бараненко В.В. и др. Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям экологических факторов в естественных условиях. К.: Наук. думка, 2003, 227 с.
УДК 581.5
СОЛТҤСТІК ҚАЗАҚСТАН ОБЛЫСЫНДАҒЫ ПАПОРОТНИК ТЕКТЕСТЕРДІҢ ӘРТҤРЛІЛІГІ
Байдалина Диана Амангелдиновна
