Диссертация (1154473), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Оценку влияния ГВ и ДНА нафлуоресценцию хлорофилла растений пшеницы Triticum aestivum L. провели напримере двух образцов стандартного ГК и ФК реки Суванни. Для комплексногопредставленияпервичныхфотосинтезирующихэффектовиспользовалиодновременную запись кинетик быстрой и замедленной флуоресценции иокислительно-восстановительные реакций Р700 (рассеивание при 820 нм).ПриисследованиивлиянияДНАнарастенияпшеницыудалосьзарегистрировать изменения в индукционных кривых при освещении высокойинтенсивности (5000 мкмоль квантов·м-2·с-1). Исследованные ДНА вносилиизменения в форму OJIP кривой флуоресценции (Рисунок 34, Таблица 6). ДНАпривели к снижению вклада фотохимической фазы J-I-P, что указывает наснижение потока электронов от ФС ІІ к пулу пластохинона (φEo) (Таблица 6)(Lazar, Schansker, 2009). Следовательно, одно из первых мест воздействия ДНАлокализовано на акцепторной стороне ФС II. При обработке растений ДНАотносительная переменная флуоресценция J-фазы VJ увеличилась с 0,38 до 0,42105(ТаблицаПоследнее6).указываетнаувеличениедолиQBневосстанавливающихся РЦ от ФС II.
Такой же эффект наблюдали в присутствиигербицида диурона, который является специфическим ингибитором переносаэлектрона между QA и QB, (Lazar, Schansker, 2009), при высоких концентрацияхфенолов и в присутствии НЧ серебра (Oukarroum et al., 2012). ДНА непродемонстрировали значительных изменений в эффективности КВК растенийпшеницы Triticum aestivum L. т.е.
они не влияли на донорный участок ФС II. Этоподтверждают такие параметры как MО и FV/FО (Таблица 6).Стоит также отметить, что ГК реки Суванни уменьшили влияние ДНА напараметры кривой индукции флуоресценции, в то время как эффект ФК рекиСуванни не был статистически значимым (Таблица 6). Это возможно связано сбольшим количеством функциональных групп у ГК в отличие от ФК. При этомсами ГВ не оказывали влияние на протекание световых реакции фотосинтезарастений пшеницы Triticum aestivum L.3P122.53IБФ, отн.ед.241.5J10.5O00.011100Время, мс10000Рисунок 34. Влияние ДНА в концентрации 15 мг/л и ГВ реки Суванни вконцентрации 50 мг/л на кинетики световых кривых быстрой флуоресценциипроростков пшеницы Triticum aestivum L. Интенсивность флуоресценциинормирована к флуоресценции при 2 мс.
1 – контроль, 2 – ДНА, 3 – ДНА + ФКреки Суванни, 4 – ДНА + ГК реки Суванни.106Таблица6.ПараметрыкинетикииндукционныхOJIPкривыхфлуоресценции проростков пшеницы Triticum aestivum L. в присутствии ДНА (15мг/л) и ГВ реки Суванни (50 мг/л). В таблице представлена медиана выборки приn=5, уровень значимости отличий принят за P<0,05 (*).% – процентное изменениеот контроля.ПараметрFV/FMVJVIPIABSFV/FOφEoКонтрольДНАДНА+ФКДНА+ГК0,79(100%)0,38(100%)0,79(100%)2,2(100%)3,8(100%)0,49(100%)0,75(95%)0,42(110%)0,77(97%)1,7*(77%)3,5(92%)0,45(92%)0,76(96%)0,44*(116%)0,82(104%)1,7*(77%)3,6(95%)0,46(94%)0,77(97%)0,41(107%)0,77(97%)1,9*(86%)3,7(97%)0,47(96%)В отличие от VJ, относительная амплитуда фаза JI оцениваемая как VIменяется незначительно в присутствии ДНА илисочетания ДНА и ГВ рекиСуванни (Таблица 6).
Фаза JI (3-30 мс) соответствует редукции пула РQ, а VI хорошийиндикаторсостоянияредокс-состояниипулаPQвтемноте.Следовательно, ДНА и ГВ не влияют на наличие окисленных молекул PQ сайтаQB.Таким образом, наши результаты показали, что ДНА снижают электронныйтранспорт между QA и QB и не влияют на наличие окисленных молекул PQ сайтаQB. Суммарный эффект ДНА был дополнительно оценен на основе значенияпараметра PIABS (Таблица 6).
PIABS зависит от нескольких параметров, включаяконцентрациюреакционныхцентров(РЦ),эффективностьпервичнойфотохимической реакции (переноса электрона до QA), и возможность транспортаэлектронов по ту сторону QA-. Таким образом, PIABS - это интегративныйпоказатель, отражающий функциональные возможности ФС I и ФС II. Было107установлено (Strasser et al., 2010), что данный параметр является наиболеечувствительным параметром в различных культурах в условиях экологическихстрессов, таких как, например, водный стресс.
В нашем эксперименте PI ABS былснижен в присутствии ДНА, что указывает на их негативное влияние нажизнеспособность растений. Это происходит в основном из-за снижения долиактивных РЦ и повышения тушения возбужденных состояний в антенне. Крометого, в случае с процессами, описываемые параметром VJ, наблюдалосьотсутствие смягчающего эффекта со стороны ФК, а снижение токсичности ДНАбыл продемонстрировано в присутствии ГК.Процессы формирования электрохимического протонного градиента натилакоидноймембранеоценивалиизменениямивыходаЗФвтечениеиндукционного периода. ДНА вызвали 25% снижение величины быстрой фазыиндукции кинетики ЗФ в интервале времени от 10 до 100 мс (Рисунок 35). Этоуказывает на снижение в формировании электрических потенциалов натилакоидной мембране в присутствии ДНА.
Введение ГК и ФК реки Суванниснизили ингибирующий эффект ДНА индукционной кинетики ЗФ.1120002ЗФ, отн.ед.100003480006000400020000110100100010000100000Время, мсРисунок 35. Влияние ДНА (15 мг/л) и ГВ реки Суванни (50 мг/л) на ЗФхлорофиллапроростковпшеницыTriticumaestivumL.Интенсивностьфлуоресценции нормирована на 400 мс. 1 – контроль, 2 – ДНА, 3 – ДНА + ФКреки Суванни, 4 – ДНА + ГК реки Суванни.108Изучение редокс-переходов Р700, первичных доноров электронов в ФС I, припомощи М-РЕА - 2, показали отсутствие влияния ДНА или сочетание ДНА и ГВна реакции ФС I (Рисунок 36).1234561.0021.001Р700, отн.ед.Р700+10.9990.9980.9970.9960.9950.9940.011100Время, мс10000Рисунок 36. Влияние ДНА (15 мг/л) и ГВ реки Суванни (50 мг/л) на световыекинетики MR проростков пшеницы Triticum aestivum L.
1 – контроль, 2 – ГК рекиСуванни, 3 – ФК реки Суванни, 4 – ДНА, 5 – ДНА+ ФК реки Суванни, 6 – ДНА+ГК реки Суванни.Влияние ДНА и ГВ на растения пшеницы Triticum aestivum L были изучены спомощью основных параметров световых кривых флуоресценции хлорофилла, покоторым можно оценить скорость электронного транспорта. Выяснилось, чтоДНА не оказывали существенного влияния на максимальную скоростьэлектронного транспорта (rETRmax) проростков пшеницы Triticum aestivum L.
НиДНА, ни сочетание ДНА и ГВ не меняли максимальную скорость электронноготранспорта(rETRmax),котораятакжеявляетсяосновнымпоказателемэффективности фотосинтеза (Таблица 7). В присутствии ДНА наблюдалосьуменьшение коэффициента утилизации световой энергии () и коэффициентасветовогонасыщенияфотосинтетическогоэлектронноготранспорта(ЕК).Последнее очевидно демонстрирует токсичность, выражающееся в негативномвлиянии ДНА на фотосинтез при избытке фотосинтетической активной радиации109(ФАР) и указывает на возможное повреждение электронного транспорта врастениях в присутствии ДНА.Таблица7.Основныепараметрысветовыхкривыхфлуоресценциихлорофилла в проростках пшеницы Triticum aestivum L. при влиянии ДНА и ГВ.Ek, мкмоль квантов·м–2 ·с–1Контроль0,310,01cd233a2947cДНА0,270,01ab264a2605bДНА + ГК торфа0,340,01e495b4316еДНА + ФК реки Суванни0,250,01a273a31311cДНА + ГК реки Суванни0,290,01bc263a3005cДНА + ФК торфа0,330,02de324a1995aДНА + ГК торфа0,320,02cde545b43715eДНА + ФК торфа, ВМФ0,300,01bcd324a2015aДНА + ГК торфа, ВМФ0,340,02e364a3936dLSD0,050,022130 LSD; значение одинаковых столбцов сопровождаются разными буквами иВариантrETRmax, %достоверно различаются при = 0,05.
Где ВМФ – высокомолекулярная фракция.Чрезвычайно важным является определение корреляции действия ДНА сизменением дзета-потенциала при влиянии различных ГВ, а также проверки тогофакта, что ДНА действительно проникают в растения. Поэтому совместно ссотрудниками факультета почвоведения (Куликова Н. А.) и химическогофакультета (Чернышева М. Г., Бадун Г. А., Константинов А. И., Коробков В. И.)были проведены дополнительные исследования по взаимодействию ДНА с ГВ. Спомощью динамического рассеивания света (ДРС) определили средний диаметрДНА – 169 нм, где подразумевается, что ДНА в основном агломерированы иимеют положительный дзета-потенциал 31 мВ (Таблица 8).
В случае с ГВ, ДРСпоказало наличие крупных частиц. ГВ имеют отрицательный дзета-потенциал - 40мВ и средний диаметр около 1000 нм (данные не показаны). Как правило,наночастицы с дзета-потенциалом выше чем 30 мВ или ниже – 30 мВ считаютсястабильными в суспензии (Melеndrez et al., 2010). Поэтому суспензии ДНА и ГВможно охарактеризовать как стабильные в выбранных условиях.110Таблица 8. Влияние ГВ на растения пшеницы Triticum aestivum L.
по размеручастиц и дзета-потенциалу.ВариантыДиаметр, нмДзета -потенциал, мВДНА169±9d31±4fДНА + ГК торфа140±1ab–42±3aДНА + ФК реки Суванни148±3bc–28±1deДНА + ГК реки Суванни133±1a–39±2abДНА + ФК торфа142±4abc–22±2eДНА + ГК торфа145±2bc–36±1bcДНА + ФК торфа, ВМФ164±5d–30±1dДНА + ГК торфа, ВМФ150±6c–35±2bcLSD0.0595 LSD значение одного и того же столбца имеют различное обозначениебуквами при = 0,05. Где ВМФ – высокомолекулярная фракция.Когда ГВ были введены в суспензию ДНА, произошло подавлениефлуоресценции ГВ, что свидетельствует о связывании ГВ и ДНА. При этомразмер и дзета-потенциал ДНА резко изменился (Таблица 8). Средний диаметрчастиц ДНА смещается к меньшему размеру в присутствии ГВ (за исключениемВМФ ФК торфа, где разница не была статистически значимой). Последнееявление наблюдалось ранее у Ванг (Wang et al., 2015), который сообщил обизменении исходных размеров НЧ серебра на меньший размер в присутствиипромышленных ГВ при концентрации 50 мг/л.
Он предположил, что стабилизациячастиц ГВ происходит из-за их полиэлектролитической природы или онидействуют как поверхностно-активные вещества. Наряду с влиянием ГВ на размерчастиц ДНА, ГВ также изменили их дзета-потенциал. Все исследованные ГВвызвали изменение знака заряда с положительного на отрицательный (Таблица 8).Особый интерес представляет вывод, что при наличии ФК, дзета-потенциал ДНАпо модулю был ниже 30, т. е. введение ФК в суспензию ДНА привело к снижениюих устойчивости. Напротив, применение ГК привело к увеличению по модулюдзета-потенциала ДНА.При изучении накопления ДНА проростками пшеницы Triticum aestivum L.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
