Связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину (1098318), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Влияние ФК на проявляемуютоксичность атразина было незначительным. Среднее значение коэффициента Dдля всех исследованных препаратов гумусовых кислот, рассчитанное из егозначений при всех использованных концентрациях (рис. 3.25), приведено нарис. 3.26.1311.20Сумма ГК и ФК природных вод,водных экстрактов почв и торфов1.00D средний0.80Сумма ГК и ФК торфови ГК углейФК почв0.60ГК почв0.400.200.00Рис. 3.26. Детоксицирующая способность препаратов гумусовых кислот.Результаты, приведенные на рис. 3.26, хорошо согласуются с даннымирис.
3.25: водорастворимые почвенные ФК характеризовались наибольшейдетоксицирующей способностью по отношению к атразину; ГК угля и чернозематакже обладали высокой детоксицирующей способностью. Влияние ФК напроявляемую токсичность атразина незначительно.На основании полученных зависимостей коэффициента D от концентрациигумусовых кислот по формуле (3.14) были рассчитаны эффективные константысвязывания атразина гумусовыми кислотами. Полученные значения KOCtoxприведены в табл.
3.18. Там же для сравнения даны величины KOC, рассчитанныепо данным химических экспериментов.Как видно из табл. 3.18, гумусовые кислоты водных вытяжек почвобладали наибольшей детоксицирующей способностью по отношению катразину. Близкими к ним значениями KOCtox характеризовались ГК угля,чернозема и некоторых ПД почв. ОВ водного экстракта торфов и препараты ФКпочв практически не снижали токсичность атразина. Следует отметить, чтооценка детоксицирующей способности с помощью среднего коэффициента D(рис. 3.26) и константы KOCtox (табл. 3.18) приводит к сходным выводам,коэффициент корреляции между этими показателями составляет 0,92, чтосвидетельствует о наличии между ними линейной связи.
Таким образом, среднеезначение коэффициента детоксикации D также можно использовать для оценкидетоксицирующих свойств гумусовых кислот. Следует принимать во вниманиеоднако, что в этом случае для корректного сравнения детоксицирующих свойств132различных гумусовых кислот необходимо проведение экспериментов по строгоидентичной схеме, то есть исследуемые концентрации гумусовых кислот иатразина должны совпадать во всех сериях экспериментов.Таблица 3.18Константы связывания КОСtox и KOC атразина гумусовыми кислотамиПрепарат КОСtox, л/кг ОС КОС, л/кг ОС ПрепаратКОСtox, л/кг ОС КОС, л/кг ОССумма ГК и ФК природных водГК почв5FMX2ГК дерново-подзолистых почв2,9×10587HBW380HTW1,2×1055,8×1055HBPTTW1,4×104,5×106HBG400WBW11,0×1042,1×1065HBW1281WBP15,6×101,8×1065HBP1181WBG15,5×101,9×105380HBG1ФК почв5,6×105FBGГК серых лесных почв1,4×105HGW575FGW2,0×1055,3×1045192HGPFBW11,4×105,0×104110FBP1ГК черноземов5,0×104275HS501FBG12,9×1056,0×105404HSTСумма ГК и ФК торфов3,7×1055SEL444HTL7,1×105,7×106TTLГК бурого угля1,3×105300AGK575T47,4×1058,9×10toxДоверительный интервал (Р=95%) для KOC составил ±15%, KOC ±6%Сравнение КОС и КОСtox (табл.
3.18) показало, что КОСtox в среднем на дватри порядка превышали КОС, при этом коэффициент корреляции между нимисоставлял 0,12. Кроме того, для КОСtox было установлено наличие значимойвзаимосвязи только с содержанием низкомолекулярной фракции <5 КДа предела проницаемости клеточных мембран (Del Agnola et al., 1986) (r = 0,93)(рис. 3.27), в то время как для KOC наиболее тесная корреляция наблюдалась ссодержанием CAr в гумусовых кислотах. Следовательно, в данном случаесвязывание атразина гумусовыми кислотами не является основным фактором,определяющим величину коэффициента D.133D средний1.000.800.600.400.200.001020304050Содержание фракции с ММ<5КДа, %Рис.
3.27. Корреляционное поле для пары переменных "содержаниефракции с Mw <5КДа - КОСtox".По-видимому, в условиях внесения атразина преобладающим факторомявляется стимулирующее действие гумусовых кислот, проявляющееся толькопри неблагоприятных условиях среды, отмеченное нами ранее (рис. 3.21).Возможным механизмом, объясняющим стимулирующее воздействие гумусовыхкислотпринеблагоприятныхусловияхсреды,являетсяувеличениепроницаемости клеточных мембран при изменении внешних условий, в нашихэкспериментах - при внесении атразина.
Наличие тесной корреляции междуKOCtox и содержанием в гумусовых кислотах низкомолекулярной фракции(<5 КДа) свидетельствует в пользу данного предположения. При этомвосстановление фотосинтетической активности, по-видимому, происходит по“шунтирующему типу” (Бобырь, 1980), т. е. за счет участия поступивших вклетку гумусовых кислот в процессах переноса электронов в ЭТЦ, нарушеннойатразином. В качестве возможных переносчиков электронов могут выступатьхинонные фрагменты гумусовых кислот. Для проверки этой гипотезынеобходимо было провести дополнительные эксперименты в условиях,исключающих взаимодействие атразина с гумусовыми кислотами.
При этом вкачестве тест-объекта следовало выбрать хлоропласты, представляющие собойорганеллы, не отделенные плазмалеммой от тестируемого раствора. В этомслучае регистрирование детоксикации атразина в присутствии гумусовых кислотслужило бы доказательством высказанной гипотезы о действии гумусовыхкислот непосредственно на процессы переноса электронов в ЭТЦ.1343.5.4. Исследование детоксицирующих свойств гумусовых кислот поотношению к атразину с использованием хлоропластовЭксперименты по исследованию влияния гумусовых кислот на токсичностьатразина с использованием в качестве тест-объектов хлоропластов ячменяпроводили при высоких значениях рН =8(Трис-буфер), исключающихобразование комплексов атразина с гумусовыми кислотами (Wang et al., 1990,1991).
Так как в этом случае детоксицирующее действие гумусовых кислот независит от их связывающей способности по отношению к атразину, то в качествеединственного механизма детоксикации можно предполагать способностьгумусовых кислот восстанавливать электронный транспорт. С другой стороны, вотличие от экспериментов с нулевой экспозицией хлореллы, в данном случаефотосинтетическаямембрананеотделенаоттестируемогораствораплазмалеммой и клеточной стенкой, что позволило исследовать действиепрепаратов в целом, а не только их отдельных фракций, способных проникатьчерез мембрану благодаря относительно небольшим размерам.В связи с недостаточным количеством хлоропластов схема проведенияэкспериментов включала в себя варианты с внесением одной концентрациигумусовых кислот и атразина.
Для изучения собственного действии гумусовыхкислот в схему ввели варианты с внесением гумусовых кислот, но без внесенияатразина. Контрольным служил вариант без внесения атразина и гумусовыхкислот.Собственное действие гумусовых кислот. Проведенные экспериментыпоказали, что в выбранных условиях гумусовые кислоты (10 мг ОС/л) в целом неоказывали влияния на фотосинтетическую активность хлоропластов (рис. 3.28).Так как отношение Fv/Fm зависит от целого набора факторов, а именно,разобщенности ФС II, ее гетерогенности, размера пластохинонового пула искорости его окисления, скорости электронного транспорта к ФС I и др.
(Krauseand Weis, 1991), полученные результаты свидетельствуют лишь о том, чтогумусовые кислоты не изменяют эффективность световой фазы фотосинтеза вцелом. Однако данной информации недостаточно для того, чтобы судить овлиянии гумусовых кислот на конкретные стадии переноса электронов в ЭТЦ.135110Сумма ГК и ФК природных водводн. экстрактов почв и торфовФК почвГК торфов и угляГК почв100TTLT4AGKHTLSELHBG1HBP1HBW1HSTFBGFGWFBG1FBP1WBP1WBW1HTWTTWFMX280FBW190WBG1Fv/Fm, % от контроля120Рис. 3.28. Влияние гумусовых кислот на фотосинтетическую активностьхлоропластов ячменяТак как согласно нашим предположениям собственное действие гумусовыхкислот на фотосинтез является главной причиной детоксикации атразина вслучае использования в качестве тест-объекта хлоропластов, для четырех издвадцатииспользованных препаратов было проведено более детальноеисследование их собственного действия, а именно, влияние на скоростьфотосинтетического транспорта электронов с помощью регистрации спектровЗФ.
Тест-откликом в данном случае служил показатель Y100/Y34. Дляисследования выбрали препараты гумусовых кислот и ОВ водных экстрактовторфов, действие которых на растения пшеницы обсуждалось ранее. РезультатыY100 /Y34 , % от контроляприведены на рис. 3.29.HTWTTWHTLTTL2001801601401201000.00.10.20.30.40.50.63Концентрация препаратов×10 , кг ОС/лРис. 3.29. Концентрационная зависимость действия гумусовых кислот иОВ водных экстрактов торфов на скорость фотосинтетического транспортаэлектронов в хлоропластах.Как видно из рис.
3.29, во всех исследованных концентрациях препаратыгумусовых кислот и ОВ водных экстрактов торфов повышали скорость136фотосинтетического транспорта электронов в хлоропластах. Однако формакривой концентрационной зависимости была различной для гумусовых кислот иОВ водных экстрактов. Так, при внесении гумусовых кислот в концентрациях до0,1 - 0,15 г ОС/л наблюдали значительное увеличение скорости транспортаэлектронов в хлоропластах, тогда как при дальнейшем повышении ихконцентрации отмечали снижение показателя Y100/Y34.
На основе наблюдаемойтенденции можно высказать предположение, что при концентрации гумусовыхкислотбольше0,6 г ОС/л они будут вызывать угнетение фотосинтезахлоропластов. В то же время кривые зависимости Y100/Y34 от концентрации ОВводных экстрактов торфов имеют S-образную форму с выходом на плато приконцентрации препаратов 0,15 г ОС/л.Таким образом, проведенные эксперименты показали, что гумусовыекислотыиОВводныхэкстрактовторфовспособныусиливатьфотосинтетический транспорт электронов в хлоропластах. При этом внесениегумусовых кислот в концентрациях больше 0,6 г ОС/л может вызывать егоснижение.Детоксицирующее действие гумусовых кислот. Результаты экспериментапо установлению диапазона токсичности атразина для хлоропластов ячменяFv/Fm, % от контроляприведены на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
