Рис. 2. Влияние ионов никеля на длину эпикотиля растений вики на двенадцатые сутки прорастания
Изучение влияния исследуемых веществ на величину формирующегося эпикотиля показало, что общий характер изменения длины эпикотиля принципиально не различался, хотя изменения в присутствии ацетата никеля были несколько иными (рис. 2).
Концентрации хлорида и ацетата никеля 5×10-3, 10-2 М, а нитрата никеля - 10-2 М оказались летальными для растений вики. При данных концентрациях указанных солей зародышевый корень почти или совсем не развивался.
Дальнейшее увеличение концентрации ионов солей никеля (выше, чем 5×10-4 М) приводило к снижению длины корня, вероятно, из-за токсического действия металла, а не анионов.
Раствор Ni(NO3)2 оказывал аналогичное ацетату никеля влияние, причем остается не вполне ясной картина некоторого снижения показателя при концентрации 10-6 М. Возможно, ионы нитрата влияют уже на метаболизм белков, которые используются семенем для прорастания, а концентрации никеля еще недостаточно, чтобы преодолеть это негативное воздействие.
При действии Ni(CH3COO)2 наблюдали разный эффект на измеряемый параметр. Снижение длины главного корня при минимальной концентрации ацетата никеля (1×10-6 М) можно объяснить, с одной стороны, необходимостью использовать для роста и развития запасные вещества семян вики, которые представлены не только белками, но и липидами. С другой, - концентрация никеля, по-видимому, еще весьма мала, чтобы преодолеть негативное влияние ионов ацетата на распад запасных липидов, которые, в первую очередь, могли бы служить источником энергии для прорастания семян исследуемых растений. Восстановление показателя до уровня контроля происходило при двух последующих концентрациях ацетата никеля (5×10-6 М и 10-5 М).
Рис. 1. Влияние ионов никеля на длину главного корня растений вики на двенадцатые сутки прорастания
Результаты проведенных экспериментов показали, что характер изменения параметров роста и развития растений находился в прямой зависимости от концентрации растворов солей. При концентрациях NiCl2 5×10-6 - 10-5 М длина главного корня была выше или на уровне контрольного варианта (рис. 1).
Результаты и их обсуждение
Результаты экспериментов обработаны статистически с использованием программы Excel. На рисунках приведены только средние величины. Десятичные логарифмы концентраций хлорида никеля приведены для величин 1, 5, 10, 50, 100 и т.д. мкмоль/л, что соответствует концентрациям 10-6, 5*10-6, 10-5, 5*10-5, 10-4 и т.д. Уровень значимости результатов соответствует доверительной вероятности событий Р > 0,95. На графиках приведены только средние величины исследованных параметров.
Объектом служили проростки вики (Vicia sativa L.) сорта Орловская-84. Растения вики выращивали в виде водной культуры, используя дистиллированную воду в контрольном варианте, или с добавлением ионов металла в виде различных солей - NiCl2, Ni(CH3COO)2, Ni(NO3)2 в опытных пробах, как описано в работе [1]. Для оценки действия ионов Ni на двенадцатые сутки эксперимента определяли длину корня и эпикотиля, а также сырую и сухую массу проростков. Эксперименты проведены в трех биологических и аналитических повторностях.
Материалы и методы исследования
Хлорид никеля, в зависимости от концентрации в растворе, оказывает как активирующее, так и ингибирующее действие на развитие проростков вики [1]. При этом негативное влияние высоких концентраций соли на рост и развитие растений могло быть обусловлено как действием ионов никеля, так и ионов хлора, что позволяло по-разному интерпретировать результаты исследований по влиянию хлорида никеля на описываемые процессы [4]. В связи с этим была поставлена задача сравнительного изучения влияния разных солей никеля на особенности морфогенеза растений вики на начальных этапах онтогенеза.
С другой стороны, ветровая эрозия почв и горных пород, а также функционирование ряда предприятий химической промышленности приводят к увеличению концентрации никеля в верхнем слое почвы ряда регионов страны и мира [3, 5], что обусловливает его потенциальную токсичность для животных и человека.
Среди тяжелых металлов никель (Ni) занимает особое положение, поскольку относится к микроэлементам, необходимым для нормального развития живых организмов [2]. В отличие от Cd, Pb, Hg, Ag и ряда других тяжелых металлов, которые не включены в активные центры ферментов, обладающих ферментативной активностью, Ni является составной частью фермента уреазы и в небольших количествах абсолютно необходим для метаболизма растений некоторых систематических групп [6]. С этой позиции он не может быть заменен никаким другим элементом. При этом никель способен сравнительно легко проникать в растение и накапливаться в цитоплазме или вакуолях [4], что способствует некоторому увеличению поглощения воды растением [1].
1. ФГБОУ ВПО ТГПУ им. Л.Н. Толстого
Абрамова Э.А. 1, Иванищев В.В. 1
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СОЛЕЙ НИКЕЛЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОРОСТКОВ ВИКИ
Биологические науки
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СОЛЕЙ НИКЕЛЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОРОСТКОВ ВИКИ - Биологические науки - Современные проблемы науки и образования
Комментариев нет:
Отправить комментарий