Связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину (1098318), страница 21
Текст из файла (страница 21)
3.15. На основанииKOCtox для большей наглядности также было рассчитано количество атразина Stox,связанного гумусовыми кислотами при их концентрации 5×10-3 кг ОС/л(табл. 3.15). Там же для сравнения приведены значения KOC и S, полученные припроведении химических экспериментов.Таблица 3.15Константы связывания и максимальное количество связанного атразина,рассчитанные по данным токсикологических и химических экспериментов дляисследуемых препаратов гумусовых кислотКонстанты связыванияКол-во связанного атразинаtoxПрепаратKOC , л/кгKOC, л/кгStox, г/кг ОСS, г/кг ОСHTW918870,460,17TTW9570,47*HTL6323770,310,62*TTL4400,22*- приведено значение для аналогичного препарата гумусовых кислот торфа (Т4)120Как видно из табл. 3.15, значения KOCtox в 2-10 раз превышали значенияKOC, причем для препарата ОВ водного экстракта торфа HTW это различие былоболее выражено, чем для препарата гумусовых кислот HTL. Кроме того,необходимо отметить, что значения KOCtox возрастали при уменьшении Mwпрепаратов гумусовых кислот (рис.
3.17), в то время как для значений KOC былаотмечена обратная тенденция.Таким образом, несмотря на близкие значения, константы взаимодействияKOC и KOCtox по-разному зависят от свойств гумусовых кислот, т. е. определяютсяразличными процессами. Подтверждением этому является также установленнаявзаимосвязь для пар переменных "О/С - KOCtox " и " Н/С - KOCtox ", коэффициенткорреляции для которых составил 0,94 и 0,96, соответственно, в то время как дляKOC подобной взаимосвязи отмечено не было.251000K OCtoxMw800156001040052000TTLHTLHTWTTWK OCtox , л/кгMw, КДа200Рис. 3.17. KOCtox (тест-культура - Triticum aestivum) и Мw препаратов водныхэкстрактов торфов и гумусовых кислот торфовНа основании полученных данных можно высказать предположение, чтосвязывание атразина гумусовыми кислотами не является основным фактором,определяющимвеличину коэффициента D.
Для установления причиныдетоксикации атразина гумусовыми кислотами необходимо было провестидополнительные эксперименты, при этом в качестве тест-объектов следоваловыбрать более простую, чем целый организм, систему. Поэтому нами былапроведена серия экспериментов с использованием в качестве тест-объектаодноклеточной водоросли Chlorella vulgaris.1213.5.3.
Исследование детоксицирующих свойств растворенных гумусовыхкислот по отношению к атразину с использованием одноклеточнойводоросли Chlorella vulgarisДетоксицирующие свойства гумусовых кислот оценивали на основанииизменения интенсивности фотосинтеза хлорофилла в культуре водоросли вприсутствии постоянной концентрации атразина и переменной - гумусовыхкислот.Тест-откликамислужилидвапараметракривойиндукциифлуоресценции: Fi/Fm и Fv/Fm.
Показатель Fi/Fm характеризует содержаниепереносчиков электронов (в долях единицы), не способных принимать электронвследствие каких-либо нарушений. Значение показателя Fv/Fm характеризуетобщее количество акцепторов электронов в ЭТЦ (в долях единицы), которыемогут принимать электрон, и является характеристикой эффективности реакциифотосинтеза (Krause and Weis, 1991). При внесении атразина - специфическогоингибитора фотосинтеза величина Fi/Fm сразу возрастает, так как происходитблокированиеопределеннойчастипереносчиковэлектрона.Изменениепоказателя Fv/Fm, которое может наблюдаться и вследствие присутствия в средетоксиканта общего действия, наступает через определенный интервал времени.Схема экспериментов была аналогична таковой в экспериментах сиспользованием растений пшеницы, т.е.
при постоянной концентрации атразинавносили возрастающие дозы гумусовых кислот. О собственном действиигумусовых кислот судили на основании экспериментов с такимижеконцентрациями гумусовых кислот, но без внесения атразина. Контрольнымслужил вариант без внесения атразина и гумусовых кислот.Так как детоксикация атразина гумусовыми кислотами может происходитькак вследствие связывания гербицида в нетоксичные комплексы, так ивследствие стимулирующего действия гумусовых кислот, нами были проведеныдве серии экспериментов, различающиеся временем экспозиции культурыводоросли.
В первой серии применяли нулевую экспозицию хлореллы, т.е.регистрацию токсичности проводили непосредственно после внесения смесиатразина и гумусовых кислот в культуру водоросли. В качестве тест-откликаиспользовали показатель Fi/Fm. Согласно нашим предположениям детоксикацияатразина в данном случае должна быть обусловлена главным образом егосвязыванием гумусовыми кислотами, так как используемый показательнапрямую зависит от концентрации свободного атразина. В второй серии122использовали 3-часовую экспозицию (выбор времени экспозиции см.
ниже). Этопозволило нам регистрировать "суммарную" детоксикацию, вызванную каксвязыванием атразина, так и стимулирующим действием гумусовых кислот, таккак продолжительность проведения эксперимента достаточна для того, чтобызафиксировать собственное действие гумусовых кислот на рост хлореллы. Вкачестве тест-отклика в данном случае использовали показатель Fv/Fm. Наосновании сравнения результатов указанных экспериментов представлялосьвозможном высказать предположение о ведущем механизме детоксикацииатразина гумусовыми кислотами.Учет мешающего влияния гумусовых кислот. Так как гумусовыекислоты обладают собственной флуоресценцией, то их присутствие в раствореможет существенно сказываться на величинах получаемых показателей Fi/Fm иFv/Fm.
Поэтому нами была проведена серия экспериментов, в которых кривыеиндукциифлуоресценциихлорофиллаводорослирегистрировалинепосредственно после добавления гумусовых кислот (нулевая экспозиция). Приэтом параллельно регистрировали также фоновую флуоресценцию гумусовыхкислот. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что показатель Fv/Fmхлорофиллавклеткахконцентрацияхпроизводитьводоросли1 - 50 мг ОС/лнепосредственнопривнесениисущественноизгумусовыхснижается,регистрируемыхесликислотегокривыхврасчетиндукциифлуоресценции (рис.
3.18).Fv/Fm, % от контроля100FBWFBPFBGFGWTTWHBWHBPHBG90807060010203040 550Концентрация гумусовых кислот×10 , кг ОС/лРис. 3.18. Снижение показателя Fv/Fm индукции флуоресценции хлореллыв присутствии гумусовых кислот при его расчете без учета собственнойфлуоресценции гумусовых кислот.123Однако, как видно из рис. 3.19, причиной наблюдаемого эффектаФлуоресценция, отн.
ед"токсичности" гумусовых кислот является их собственная флуоресценция.1500в присутствии FBW1200в отстутствии FBW900600фоновая флуоресценция FBW30000200400600Время, мс8001000Рис. 3.19. Фоновая кривая флуоресценции гумусовых кислот (на примерепрепарата FBW) и кривые индукции флуоресценции хлорофилла хлореллы вотсутствие и в присутствии гумусовых кислот (FBW)Действительно,еслигумусовыекислотыобладаютсобственнойфлуоресценцией F, то отношение Fv/Fm будет рассчитываться какFvF + F − Fo − F Fm − FoFv=== mFmFm + FFm + F Fm + F(3.17)Так как при наличии собственной флуоресценции гумусовых кислот(Fm+F) всегда больше Fm, то значения рассчитываемого таким способомпоказателя Fv/Fm получаются заниженными.
Поэтому для корректного расчетаFv/Fm было предложено из кривой индукции флуоресценции хлорофиллапредварительно вычитать кривую фоновой флуоресценции гумусовых кислот.Для этого было создано оригинальное программное обеспечение (автор Ковалевский Д.В., химический факультет МГУ), позволяющее:- считывать получаемые с прибора файлы с регистрируемыми кривымииндукции флуоресценции хлорофилла и фоновыми кривыми флуоресценциитестируемых растворов (контрольного, гумусовых кислот и атразина);- по разнице исходных кривых индукции флуоресценции хлорофилла ифоновых кривых флуоресценции рассчитывать исправленные кривые индукциифлуоресценции хлорофилла;-наоснованииисправленныхкривыхиндукциихлорофилла рассчитывать показатели Fo, Fi, Fm, Fi/Fm, Fv/Fm.флуоресценции124Сравнение Fv/Fm, рассчитанных с учетом собственной флуоресценциигумусовых кислот (Fv/Fm) и без (Fv/Fm*) приведено в табл.
3.16.Таблица 3.16Влияние собственной флуоресценции гумусовых кислот (на примере препаратаFGW) на показатель Fv/Fm индукции флуоресценции хлорофилла в клеткахводоросли Chlorella vulgaris.Fv/FmКонцентрация FGW, мг ОС/лFv/Fm*00,750,7510,720,7550,690,74100,650,75200,600,75300,540,75400,500,74500,470,74Доверительный интервал (Р=95%) для показателя Fv/Fm составил ±3%.Как видно из табл. 3.16, предлагаемый метод расчета позволяет устранитьмешающее влияние гумусовых кислот. Поэтому при всех дальнейших расчетахиз кривой индукции флуоресценции хлорофилла, регистрируемой в присутствиигумусовых кислот, предварительно вычитали фоновую кривую флуоресценциигумусовых кислот.Однако рассчитываемые показатели интенсивности фотосинтеза могутискажаться не только из-за собственной флуоресценции гумусовых кислот, нотакже и вследствие способности последних поглощать определенные длиныволн света, а именно, эффекта внутреннего фильтра, появляющегося привысоких концентрациях гумусовых кислот (Паркер, 1972).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
