Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ДЕЙСТВИЮ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ НА ФЕРМЕНТЫ И ДРУГИЕ ФИ-
ЗИ0Л0Г0-БЙ0ХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РАСТЕНИЙ 8
Iolo Оптимизация окружающей среды средствами озе
ленения *.... 8
1.2. Структурно-функциональные изменения растений
в техногенной среде 12
1.3. Ферменты растений в условиях действия промыш
ленных загрязнений 24
Глава 20 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, 36
Глава 3. РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СЕРНИС
ТОГО ГАЗА В ПРОРОСТКАХ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ГА30Н00БРА-
ЗУЮЩИХ ЗЛАКОВ' 39
-
Влияние сернистого газа на компонентный состав, активность свободной и связанных фракций катодной и анодной пероксидаз, каталазы, малатдегид-рогеназы,кислой фосфатазы, неспецифической эс-теразы, проростков газонообразущих злаков.... 39
-
Активность, локализация, экстрагируемость, рН-оптимум и компонентный состав свободной и связанных фракций пероксидаз, проростков яровой пшеницы в последействии фумигации 52
-
Экспресс-метод определения газоустойчивости растений о. 66
\v
Глава 4. ДЕЙСТВИЕ ПРОШШЛЕННЫХ ПОЛШОТАНТОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО
КОМБИНАТА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, АНЖЖИСЛИТЕЛЬНЫЕ ФЕР
МЕНТЫ ГА30Н00БРАЗУЩИХ РАСТЕНИЙ о 68
4.1 в Климат, фенологические наблюдения ,. 68
4.2в Влияние промвыбросов на рост, активность и компонентный состав пероксидазы и каталазы
злаков 77
4.3. Аккумуляция тяжелых металлов в газонообра-
зующих злаках и рудеральних растениях 0
шшяшнш
ВЫВОДЫ 103
ЛИТЕРАТУРА о 105
;«
Введение к работе
Актуальность темы: Научно-технический прогресс, вызывая бурное развитие производительных сил, одновременно ставит острые проблемы, связанные с отрицательным влиянием промышленного производсства на окружающую среду. Набюдается значительное загрязнение воздушного бассейна, воды и почвы техногенными выбросами, что губительно действует на жизнедеятельность человека, животных и растений. Для разрешения этих проблем делается много. Разрабатываются технологии безотходного производства, совершенствуются конструкции очистных сооружений, фильтрующих устройств. Однако уровень загрязнения, особенно, вблизи крупных промышленных предприятий пока значителен. Наряду с техническими способами борьбы с загрязнениями существенный вклад в очистку атмосферы и почвы вносит озеленение промышленных территорий.
Растения являются живыми фильтрами, поглощают и задерживают большое количество взвешенных частиц, перерабатывают ежедневно огромные массы воздуха. С одной стороны, в этом заключается важная санитарно-гигиеническая роль растений, с другой стороны -поглощение соединений чуждых метаболизму, приводит к разнообразным нарушениям жизненных процессов.
Для создания санитарно-защитных зон необходима научно-обоснованная, экспериментальная разработка ассортимента газо-, дымоустой-чивых растений,учитывающая и почвенно-климатические условия региона.
В Центральном Казахстане, где на растения действуют неблагоприятные условия резко-континентального и засушливого климата, усугубляемые антропогенными факторами, необходим специальный ассортимент растений для озеленения промплощадок. Наряду с древесными насаждениями, следует уделять внимание почвопокровным растениям, хорошо пере- носящим такие условия. Газонные травы при соответствующем уходе, своевременном скашивании могут внести большой вклад в очистку загрязненной атмосферы и почвы промплощадок.
Сведения по сравнительной газоустойчивости различных видов растений, зачастую определены для регионов со сравнительно мягким климатом. Растения для санитарно-защитных зон и озеленения промплощадок Центрального Казахстана должны обладать одновременно газо-, дымо-, засухо-, морозо-, жароустойчивостью. Подобная разноплановая устойчивость растений может быть результатом постоянной адаптации к меняющимся условиям обитания.
Адаптация растений к стрессовым условиям сложный, многоступенчатый процесс, в основе которого лежит способность к саморегуляции. Ведущую роль в этом процессе играют ферменты. Являясь основной исполнительной силой клетки, они тонко регулируют направленность и скорость реакций. Несмотря на наличие, большого фактического материала по влиянию факторов среды на активность ферментов у растений, сам процесс адаптации на уровне ферментов, а также способы с помощью которых ферменты осуществляют регуляцию, пока слабо изучены. Знание же путей ферментативной регуляции метаболизма имеет большое значение, так как свойства ключевых ферментов могут определить степень устойчивости растений или его адаптационную способность.
Целью наших исследований являлось изучение путей ферментативной регуляции метаболизма растений при остром и хроническом воздействии промвыбросов и на этой основе разработка ассортимента газо- дымоустойчивых газонообразующих трав для промплощадок Центрального Казахстана.
Задачи исследования: - изучить компонентный состав, активность свободной и связанных фракций ряда ферментов при фумигации злаковых трав SCL; исследовать локализацию, зкстрагируемость, рН-оптимум ферментов в листьях проростков яровой пшеницы при действии диоксида серы; изучить возможность применения в качестве диагностического теста газоустойчивости газонных злаков следующих показателей: активности свободной и связанной фракций пероксидаз; изменение компонентного состава анодных пероксидаз при электрофоретическом разделении; апробировать полученный диагностический показатель по выявлению слабогазоустойчивых видов растений в условиях промышленных площадок; определить содержание тяжелых металлов в почве и растениях на промышленных площадках; разработать ассортимент газоустойчивых газонных трав.
Работа выполнялась в течение 1980-1992 гг. в лаборатории роста и устойчивости растений Института ботаники HAH РК, Алматы, лаборатории физиологии и биохимии растений Главного ботанического сада, Алматы и Карагандинского ботанического сада, а также на территории Карагандинского металлургического комбината, Темиртау.
Научная новизна: В результате исследований впервые показаны ферментативные перестройки у растений в процессе адаптации к комплексным стресс-факторам (диоксид серы, промвыбросы). Установлены изменения компонентного состава и активности свободной и связанных фракций пероксидаз у слабогазоустойчивых видов газонных трав при остром воздействии SO2 и хроническом действии промвыбросов. Выявлено, что при действии стресса происходит сдвиг рН-оптимума пероксидаз и каталазы. Фумигация проростков пшеницы приводит к значительному увеличению активности растворимой фракции пероксидаз клеточной стенки и в межклеточном пространстве. В протопластах активность энзима очень низкая,отсутствует пул катодных пероксидаз в контрольном -7--и опытном вариантах. Выявлены особенности реакции газонных трав, различающихся по газоустойчивости, металлоаккумуляции, на действие промвыбросов по ряду показателей: ростовые процессы, феноритмы, энергия кущения, способность к репродукции.
Практическая значимость работы. Результаты исследований позволили оценить устойчивость ряда газонных трав к острым и хроническим воздействиям токсикантов. Разработан метод определения газоустойчивости растений на основе перестроек компонентного состава пероксидаз при действии повреждающих агентов. С помощью метода определения газоустойчивости и фенологических наблюдений за ростом и развитием газонных трав в условиях промшющадок, разработан и внедрен ассортимент газоустойчивых газонных трав для Карагандинского промышленного региона, получен акт внедрения с расчетом экономической эффективности.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
