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
3462
5. Нуждин А.С. Учебник пчеловода. – М.: Колос, 1984, 414 с.
6. Глухов М.М. Медоносные растения. – М.: Колос, 1974, 4 с.
7. Федосов Н.Ф. Словарь – справочник пчеловода. – М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1955, 49 с.
8. Иллюстрированный определитель растений Казахстана. Издательство « Наука» Казахской ССР, под ред.: Голоскоков В.П. – Алма-Ата, 1969 г., т. 1,2, 1212 с.
9. Черепанов С.К. Сосудистые растения СССР. – Л.: «Наука», под ред.: Федоров Ан. А., 1981, 509 с.
УДК 581.13: 577.15/581.45
ВЛИЯНИЕ ПОЛЛЮТАНТОВ НА СЕЗОННУЮ ДИНАМИКУ
СОДЕРЖАНИЯ ГЛУТАТИОНА И АКТИВНОСТИ ГЛУТАТИОН-РЕДУКТАЗЫ В ЛИСТЬЯХ ДЕРЕВЬЕВ РОДА ACER
Бец Екатерина Николаевна [email protected]
Магистрант факультета биологии, экологии и медицины Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара, Днепропетровск, Украина
Научный руководитель – Н. Хромых
Древесные растения в городских фитоценозах зоны Степного Приднепровья испытывают негативное влияние как экологических факторов (аридность климата), так и антропогенных (загрязненность почвы, воздуха, воды выбросами промышленных предприятий и транспорта). Поэтому при создании урбоценозов в Днепропетровске важной проблемой является подбор древесных видов, которые обладают повышенной устойчивостью к загазованности воздуха и при этом имеют высокие декоративные свойства. Среди видов рода Acer L. широко распространены A. platanoides (клен остролистный), который считается аборигенным, а также A. pseudoplatanus (клен псевдоплатановый) – интродуцированный вид [1]. Установлены существенные различия между этими двумя видами по отношению к температурному и водному режиму, в частности показано, что при високих температурах в листьях A. pseudoplatanus происходит резкое снижение содержания воды и водорастворимых фракций белка, вследствие чего вид A. pseudoplatanus является менее засухоустойчивым в сравнении с A. platanoides [2].
В условиях урбоценозов древесные растения являются накопителями аэрополлютантов (окислы азота и серы, соединения тяжелых металлов, углеводороды и другие) и могут служить маркерами антропогенного загрязнения, в то же время механизмы устойчивости различных видов кленов к токсическому воздействию исследованы недостаточно. Известно, что на влияние поллютантов растительные организмы реагируют изменениями физиологических процессов и биохимических реакций [3; 4]. Индуцированный действием токсикантов окислительный стресс активирует в растительных клетках защитные антиоксидантне механизмы, среди которых глутатион-зависимая система играет одну из ключевых ролей [5]. Показано, что сезонная динамика содержания глутатиона в листьях отражает устойчивость растительных видов к высокой температуре [6], но влияние поллютантов на сезонную динамику глутатионовой системы остается малоизученным.
Цель работы заключалась в исследовании видовых особенностей сезонной динамики функционирования глутатион-зависимой системы в листьях A. platanoides и A. pseudoplatanus под влиянием аэрополлютантов.
Листья растений отбирали в период с мая по август в Ботаническом саду (контроль) и в фитоценозах, загрязненных выхлопами легкового транспорта (точка 1) и выбросами
3463
промышленных предприятий (точка 2). Растительные экстракты центрифугировали при 4˚С, далее в супернатантах определяли содержание восстановленного глутатиона (GSH) и активность глутатион-редуктазы (GR).
Установлено, что содержание GSH в мае в листьях клена остролистного из загрязненных фитоценозов 1 и 2 было снижено относительно контроля на 18 и 33%
соответственно, но уже в июне достигало уровня контроля, а в последующие месяцы превышало его в среднем на 19-31% (рис.1). В каждом из фитоценозов пул GSH в листьях постепенно снижался в течение вегетации, таким образом, антропогенное загрязнение фитоценозов не изменило динамику его накопления, но привело к превышению контрольного уровня в период с июня по август.
Рис. 1 Динамика содержания глутатиона в листьях A. platanoides в контрольном и загрязненных (точки 1 и 2) городских фитоценозах
В листьях клена псевдоплатанового в мае содержание восстановленного глутатиона в загрязненных фитоценозах 1 и 2 составляло от уровня контроля 49 и 30% соответственно, оставаясь сниженным относительно контрольного уровня и в последующие месяцы (рис.2).
Минимальное содержание GSH в листьях выявлено во всех фитоценозах в июле, но в августе зафиксирован его значительный рост. Резкое снижение уровня GSH в контрольных листьях в июле может быть связано с реакцией клена псевдоплатанового на действие высокой температуры и засухи, которые наблюдались в предшествующий отбору период. В то же время в точках 1 и 2 в листьях уровень GSH снижался незначительно, что, очевидно, вызвано необходимостью обеспечивать защитные процессы в растительных клетках в загрязненных фитоценозах. Таким образом, сезонная динамика накопления глутатиона в листьях клена псевдоплатанового существенно изменена под влиянием поллютантов.
Контроль Точка 2 0
50 100 150 200 250
май июнь июль август
Содержание GSH, мкг/г массы
Контроль Точка 1 Точка 2
3464
Рис. 2. Динамика содержания глутатиона в листьях A. pseudoplatanus в контрольном и загрязненных (точки 1 и 2) городских фитоценозах
Активность глутатион-редуктазы в листьях клена остролистного в загрязненных фитоценозах в мае незначительно отличалась от контрольного уровня, в июне резко возрастала и превышала контроль на 93 и 97%, соответственно в точках 1 и 2 (рис. 3). В июле активность GR в листьях в точке 1 превышала контрольный уровень на 25%, в точке 2 была ниже контроля на 17%, в августе в загрязненных фитоценозах активность фермента составляла 41-61% от контроля. Таким образом, антропогенное загрязнение фитоценозов изменяло сезонную динамику активности фермента, вызывая ее резкое возрастание в июне.
Рис. 3. Динамика активности глутатион-редуктазы в листьях A. platanoides в контрольном и загрязненных (точки 1 и 2) городских фитоценозах
В листьях клена псевдоплатанового в загрязненных фитоценозах в мае активность GR не отличалась от контроля, но в июне, на фоне резкого снижения активности в контрольных листьях, в точках 1 и 2 активность фермента превышала контрольный уровень на 39 и 36%
соответственно (рис. 4). В июле в контрольных листьях отмечено резкое возрастание активности GR с последующим снижением в августе, тогда как в загрязненных фитоценозах в эти месяцы происходило постепенное снижение активности фермента, т.е., активность
Контроль Точка 1
Точка 2 0
100 200 300 400
май июнь июль август
Содержание GSH, мкг/г массы
Контроль Точка 1 Точка 2
Контроль Точка 1
Точка 2 0
5 10 15
май июнь июль август
Активность GR, нкат/г массы
Контроль Точка 1 Точка 2
3465
фермента в листьях под влиянием поллютантов поддерживалась на высоком уровне в течение всего периода вегетации.
Рис. 4. Сезонная динамика активности глутатион-редуктазы в листьях A. pseudoplatanus в контрольном и загрязненных (точки 1 и 2) городских фитоценозах
Результаты указывают на существенные видовые различия динамики накопления глутатиона и активности глутатион-редуктазы как в контрольном фитоценозе, так и под воздействием поллютантов. Для листьев клена остролистного в загрязненных фитоценозах характерен стабильно высокий уровень содержания GSH, тогда как в листьях клена псевдоплатанового пул GSH значительно уменьшался под влиянием поллютантов. Сезонная динамика активности GR указывает на более высокий ее уровень также в листьях клена остролистного. Поскольку GR обеспечивает восстановление глутатиона из его окисленной формы [7], в листьях клена остролистного этот процесс должен быть более интенсивным.
Корреляционный анализ результатов выявил в листьях A. platanoides высокие уровни корреляции между контрольным и загрязненными фитоценозами 1 и 2, как для динамики содержания GSH (соответственно, r=0.99 и r=0.97), так и для активности GR (r=0.81 и r=0.65). В листьях A. pseudoplatanus коэффициенты корреляции между контролем и загрязненными фитоценозами для динамики содержания GSH были более низкими (r=0.82 и r=0.24), а для активности GR близки к первому виду (r=0.77 и r=0.67, соответственно).
Таким образом, в листьях клена остролистного под влиянием поллютантов сохранялось координированное функционирование глутатионовой системы в течение вегетации, тогда как в листьях клена псевдоплатанового наблюдались существенные отклонения от контрольных условий, особенно в накоплении GSH в фитоценозе, загрязненном промышленными выбросами.
Известно, что глутатион-зависимая система участвует в защите высокомолекулярных соединений от окисления, поддержке функций клеточных мембран, детоксикации ксенобиотиков и выполняет целый ряд других функций, которые способствуют повышению резистентности растительных клеток к действию стрессовых факторов [8]. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что способность к координированной реакции глутатионовой системы листьев растений на действие поллютантов определяет большую стресс-устойчивость вида A. platanoides в сравнении с A. pseudoplatanus.
Контроль Точка 2 0
1 2 3 4 5 6
май июнь июль август
Активность GR, нкат/г массы
Контроль Точка 1 Точка 2
3466
Список использованных источников
1. Кохно М. А. Дендрофлора України. Дикорослі й культивовані дерева і кущі.
Покритонасінні. Частина ІІ. Довідник / М.А. Кохно, Л.І. Пархоменко, А.І. Зарубенко. – Київ:
Фітосоціоцентр, 2005, 716 с.
2. Голикова М.М., Зайцева І.О. Структурно-функціональні особливості адаптації видів роду Acer в умовах степового Придніпров’я // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія.
Екологія. Т.17, ғ 2, 2009, С. 30-36.
3. Чиркова Т. В. Физиологические основы устойчивости растений. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2002, 244 с.
4. Кулагин А. А. Эколого-физиологические особенности тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) в условиях загрязнения окружающей среды металлами: Автореф. дис….канд.
биол. наук. – Тольятти, 2002, 19 с.
5. B. Marquez-Garsia, N. Horemans, A. Cuypers et al. // Antioxidants in Erica andevalensis: A comparative study between wild plants and cadmium-exposed plants under controlled conditions //
Plant Physiology and Biochemistry. 2011. ғ 49(1). P. 110-115.
6. Долгова, Л. Г., Самойлова М.В. Вміст глутатіону відновленого як показник стійкості рослин-інтродуцентів роду Amelancheir (Rosaceae) // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Екологія. Т. 17, ғ 2, 2009, С. 41-45.
7. S. Pukacka, E. Ratajczak. Antioxidative response of ascorbate-glutathione pathway enzymes and metabolites to desiccation of recalcitrant Acer saccharinum seeds // Journal of Plant Physiology.
2006. ғ 163(12). P. 1259-1266.
8. G. Noctor, L. Gomez, H. Vanacker, C.H. Foyer. Interaction between biosynthesis, compartmentation and transport in the control of glutathione homeostasis and signaling // J. Exp.
Botany. 2002. ғ 53(372). P. 1283–1304.
УДК 581.4, 581.
ПРЕДСТАВИТЕЛИ РОДА CHRYSANTHEMUM L. БОТАНИЧЕСКОГО САДА ДНЕПРОПЕТРОВСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. ОЛЕСЯ
ГОНЧАРА
Билык Ирина Викторовна, Ломыга Лариса Леонидовна [email protected]
Аспиранты кафедры физиологии и интродукции растений ДНУ им. О. Гончара, Днепропетровск, Украина
Научный руководитель – Ю. Лихолат
Антропогенная нагрузка на окружающую среду в Украине вызывает стресс, как отдельных видов, так и целых групп растений. В этих условиях обязательным свойством растительного организма является устойчивость к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам среды, что позволяет использовать их в озеленении городских территорий [1, 2]. В данном аспекте большое внимание уделяется растениям рода Chrysanthemum L. семейства Asteraceae Bercht. &J. Presl. Это светолюбивые растения, которые высаживают на солнечных местах, защищенных от сильного ветра [3, 4]. На формирование габитуса хризантем и их морфологические особенности (строение куста, листьев, корневую систему и соцветия) существенно влияют экологические факторы, в частности освещенность. Многолетними опытами установлено что при благоприятных условиях освещения в течении года язычковых цветков в соцветии на 20 - 30% больше, а при неблагоприятных условиях (облачность), особенно в июле - сентябре, на 10 - 20%
увеличивается количество трубчатых цветов [5].
![Ключевые слова: периферические, центральные лимфоидные органы, миграционная способность.
Лимфоидная ткань мгновенно реагирует на любые стрессовые воздействия, играет существенную роль в процессе гомеостаза. Так отмечена возможность лимфоидного пика в активации кроветворения, установлены изменения физиологических свойств и клеточной популяции лимфоидной ткани костного мозга, способствующие повышению резистентности организма эмоциональном стрессе [1,2].
Характерной чертой радиационного воздействия является длительное сохранение повреждений в отдельных звеньях системы иммунитета и сопряженных с ним отдаленных последствий и осложнений, проявляющихся в ускорении процессов старения, быстрым прогрессированием хронических заболеваний внутренних органов, латентно протекающих в период формирования, а также развитием злокачественных новообразований [3,4,5].
При действии высоких доз радиации в ближайшем периоде отмечается иммуносупрессия в различных звеньях иммунной системы, приводящая к иммунодефицитному состоянию [7,8,9], тогда как в отдаленном периоде после сублетального гамма излучения изменения в периферических лимфоидных органах иммунной системы представляет большой интерес, так как не изучалось состояние селезенки и лимфатических узлов тонкого кишечника в отдаленном периоде после воздействия сублетального гамма-излучения.
Целью работы явилось изучение функционального состояния селезенки и лимфатических узлов тонкого кишечника в отдаленном периоде после острого воз-действия гамма-излучения.
Материал и методы исследования
Для решения поставленной цели нами были выполнены 4 серии опытов на 115 белых беспородных половозрелых крысах. 1 серия – интактные (n=15), 2-я серия и 3-я серия облученные сублетальной дозой гамма-излучения 6 Гр. через 1 (ближайший период) и 3 месяца (отдаленный период) соответственно, 4 – облученные + эмоциональный стресс.
2, 3 и 4 серий животных подвергли общему облучению на радиотерапевтической установке «Луч-1» мощностью 125 Р в час гамма-лучами 60Со в дозе 6 Гр. Во время облучения животные находились в специально сконструированной камере из органического стекла, с изолированными ячейками для отдельных животных. Время экспозиции для получения дозы 6 Гр составило 9 мин 24 сек.
4 - серию подвергли эмоциональному стрессу [10]. У всех животных до и после ионизирующего облучения в селезенке и лимфатических узлах тонкого кишечника определяли массу, лимфоидный индекс и количество лимфоидных клеток. Клеточные суспензии готовили из селезенки и лимфатических узлов тонкого кишечника, определяли массу подопытных животных. Осуществляли подсчет кариоцитов и определяли их жизнеспособность. Количество лимфоидных клеток в селезенке и лимфатических узлах тонкого кишечника определяли определяли по методике О.И. Белоусовой и М.И. Федотовой (1983) [11]. Определение лимфоидного индекса селезенки выполнялось по методике Е.Д. Гольдберга и соавт. (1972) [12], а в лимфатических узлах тонкого кишечника - по методу Б.А. Жетписбаева (1995) [13].
Полученные цифровые данные обрабатывались общепринятыми методами вариационной статистики по методике Е.В. Монцевичюте-Эрингене (1966) [14].
Результаты и обсуждение
Из таблицы 1 видно, что после сублетального гамма-облучения в дозе 6 Гр В лимфатических узлах тонкого кишечника отмечается достоверное снижение массы, числа лимфоидных клеток и лимфоидного индекса на 28%, 27% и 28% соответственно (P](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)