/
Реферат
Лисенко Н.С. 'Функціонування ферментів антиоксидантної системи захисту в репродуктивних органах Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L. за впливу антропогенного забруднення'. - Дніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара, кафедра фізіології та інтродукції рослин. - Дипломна робота. - 86 с, 6 рис., 111 джерело.
Вивчено зміни активності основних антиоксидантних ферментів у насінні рослин Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L., які зростають в умовах урбоценозу м. Дніпропетровська. Дипломна робота виконана в лабораторії фізіології та молекулярної біології НДІ біології Дніпропетровського національного університету ім. О.Гончара в рамках держбюджетної теми № 1-259-12 'Фізіолого-біохімічні механізми стійкості рослин у зв'язку із збереженням фіторізноманіття за несприятливих умов середовища'. З'ясовано, що за дії аерополютантів у процесі достигання насіння Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L.адаптаційне пристосування до умов існування відбувається за рахунок збільшення активності супероксиддисмутази й каталази та захисного зниження активності ферменту-детоксикатора пероксиду водню (пероксидази).
Ключові слова: Robinia pseudoacacia L., Gleditsia triacanthos L., насіння, аерополютанти, супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза.
ABSTRACT
Lysenko N.S. 'Functioning of antioxidant enzymes in the protection of the reproductive organs Robinia pseudoacacia L. and Gleditsia triacanthos L. under the influence of anthropogenic pollution'. - Dnipropetrovsk National University. Oles Gonchar, Department of Physiology and Plant Introduction. - Thesis. - 86 p., 6 fig., 111 source.
Changes of activity of the main antioxidant enzymes in plant seeds Robinia pseudoacacia L. and Gleditsia triacanthos L., who grow up in urbotsenozu Dnepropetrovsk. Thesis work was performed at the Laboratory of Physiology and Molecular Biology, Institute of Biology of Dnipropetrovsk National University. O.Gonchara in the state budget theme № 1-259-12 'Physiological and biochemical mechanisms of plant resistance at the persistence fitoraznoobraziya under adverse environmental conditions.' It was found that under the action aeropollyutantov during ripening seeds Robinia pseudoacacia L. and Gleditsia triacanthos L. adaptive adaptation to the conditions of existence is due to the increase in the activity of superoxide dismutase and catalase and decreased activity of the protective enzyme detoksikatora hydrogen peroxide (peroxidase).
Key words: Robinia pseudoacacia L., Gleditsia triacanthos L., seeds aeropollyutanty, superoxide dismutase, catalase, peroxidase.
1. Огляд літератури
1.1 Участь супероксиддисмутази в адаптаційних процесах рослинних організмів
1.2 Пероксидаза - як компонент ферментативного антиоксидантного захисту
1.3 Зміни активності каталази в рослинних об'єктах за дії стресорів
1.4 Реакція антиоксидантних ферментів на стрес-чинники
1.5 Стан рослинності за умов дії техногенних чинників
1.6 Джерела антропогенного забруднення. Їх класифікація
2. Матеріали і методи досліджень
2.1 Об'єкти та умови проведення досліджень
2.2 Методи досліджень
2.2.1 Визначення активності СОД
2.2.2 Визначення активності бензидин-пероксидази
2.2.3 Визначення активності каталази
2.2.4 Статистична обробка отриманих результатів
3. Фізико-географічна характеристика району досліджень
4. Результати та їх обговорення
4.1 Активність супероксиддисмутази репродуктивних органів Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L. за різних умов існування
4.2 Вплив аеротехногенного забруднення на активність каталази у насінні Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L.
4.3 Активність пероксидази насіння Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L, як критерій стійкості досліджуваних рослин до окислювального стресу
5. Охорона праці
Висновки
Перелік посилань
Вступ
Сучасну екологічну ситуацію в Україні можна охарактеризувати, як кризову, що формувалася впродовж тривалого періоду внаслідок зневажання об'єктивними законами розвитку і поновлення природно-ресурсного комплексу України. Проблеми охорони навколишнього середовища і раціонального використання природних ресурсів в останній час належать до найбільш актуальних. Особливу небезпеку для живих організмів представляє техногенне забруднення навколишнього середовища - фактор, який може здійснювати стресові ситуації для існування багатьох організмів на значних територіях (Коршиков и др., 1995; Бессонова, 1999; Більчук, 2005; Мильнікова, 2001). Внаслідок цього, відбувається зменшення біорізновидностей живих організмів як на міжвидовому, так і внутрішньовидовому рівнях із-за загибелі окремих популяцій або змін в їхній структурі за рахунок передчасної елімінації найменш стійких індивідів (Коршиков и др., 1995; Смит, 1985).
Суттєвий вклад в забруднення навколишнього середовища вносять транспортні засоби, які працюють на двигунах внутрішнього згорання. В 1990 році забруднення одного квадратного кілометра території України було в 6,5 рази вище, ніж в США, а території Донецько-Придніпровського регіону - в 6,3 рази вища, ніж в цілому по всій країні (Лук'янчук, 2007).
Зараз все більше значення приділяється детальним дослідам тонких ефектів дії аеротехногенного забруднення на природні екосистеми, які проявляються при близькій до фонової концентрації полютантів (Анохіна, 1995; Бессонова, 2008).
Найбільш небезпечними інгредієнтами аеротехногенного забруднення для рослин є оксиди сірки, нітрогену, карбону, а також аерозолі, які містять важкі метали - свинець, кадмій (Коршиков и др., 2005).
Токсичні гази можуть переноситися на великі відстані від промислових підприємств, тож через це страждають не тільки рослини, що зростають поряд, а й ті, що на відстані (Гнатів, 2000; Ловинская, 2011; Лихолат, 2001; Сергейчик, 1994).
В природі рослини постійно знаходяться під впливом несприятливих чинників оточуючого середовища. Підвищення концентрації важких металів та потепління клімату роблять проблему адаптації та стійкості живих організмів однією з центральних у сучасній фізіології рослин (Гнатів, 2000; Антипов, 2002; Вінниченко и др., 2001). Формування захисної відповіді рослинного організму забезпечується зміною метаболізму клітини та активацією генетичного апарату. Однією з реакцій на несприятливі умови є інтенсифікація пероксидного окислення ліпідів біомембран, що викликається підвищеною продукції активних форм кисню, що може призводити при сильних впливах до значних порушень внутріклітинного гомеостазу. Обмеження процесів пероксидації та підтримка структурно-функціонального стану мембранних ліпідів відбувається за рахунок роботи антиоксидантної системи захисту, ключову роль де відіграють спеціалізовані ферменти, як супероксиддисмутаза, пероксидаза та каталаза.
Серед екологічних проблем особливо важливими є дослідження реакцій рослин на токсичну дію органічних сполук, джерелом яких є викиди автотранспорту (Коршиков и др., 2005; Лук'янчук, 2007). Оскільки автомагістраль розташована всюди і не має санітарно-захисної зони і умов, необхідних для утилізації чи знешкодження вихлопних газів, то особливо важливою є наукова оцінка теперішнього і майбутнього стану рослинності в сфері впливу магістрального профілю, а також розробка заходів по оптимізації складних екологічних умов техногенних територій за допомогою формування стійких зелених насаджень з високою здатністю до поглинання і перетворення полютантів.
Метою роботи було проаналізувати літературні джерела по дії аерогенних забруднювачів на функціонування антиоксидантної системи у деревних порід за впливу антропогенного забруднення.
Завдання роботи полягали у визначенні у насінні ясеня звичайного таких показників:
1. Дослідити зміни динаміки активності супероксиддисмутази у насінні Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L. за хронічної дії аерополютантів.
2. Визначити участь пероксидази в адаптації деревних порід до окисного стресу.
3. Встановити активність каталази в репродуктивних органах акації та гледичії.
Результати роботи розширюють наукові уявлення про реакцію ферментів-детоксикаторів вільних радикалів насіння на вплив аерополютантів та можуть бути використані при розробці тест-методів для визначення стійкості деревних рослин до антропогенного забруднення.
1. Огляд літератури
1.1 Участь супероксиддисмутази в адаптаційних процесах рослинних організмів
Супероксиддисмутза (СОД, ЕС 1.15.1.1) - фермент, який каталізує реакцію дисмутації супероксидних радикалів. Він є гомодимером, який складається з двох однакових субодиниць по 16, 5 кДж кожна, з'єднаних дисульфідними зв'язками. Характеризується тим, що в своєму складі може мати різні метали перехідної валентності: Zn, Fe, Mn, Cu, в той момент, коли амінокислотний склад мало змінний (Бараненко, 2006; Fridovich, 1981; Bowler, 1992; Zhang, 1994).
В рослинах присутні декілька СОД, які містять в активних центрах іони Cu-Zn, Fe або Mn. Mn-СОД локалізована в основному в мітохондріях, Cu-Zn-СОД - в цитоплазмі, хлоропластах та пероксисомах, Fe-СОД - в хлоропластах. Таким чином, найбільш висока концентрація супероксиддисмутази в хлоропластах. СОД є центральною сполукою антиоксидантної системи та виконує захисну роль клітини від активних форм кисню.
Вперше СОД була виявлена в рослинах кукурудзи, з неї ж був вперше клонований ген Sod (Бараненко, 2006). Пізніше поліморфні СОД були виявлені і в інших рослинах (овес, горох, ячмінь, соя, амарант, люпин), причому в кожному з них різну кількість форм СОД. Так, в кукурудзі знайдено 7 форм, тоді як у вівсі та горосі - тільки 3. В останніх двох рослинах були присутні лише форми СОД з високою електрофоретичною рухливістю, а в кукурудзі - ще й з середньою і низькою рухливістю. Кількість ізоформ змінюється в залежності від стадії розвитку рослини. Так у амаранту на стадії п'яти листів присутня одна, а на стадії 10 листів - дві форми СОД (Власов та ін., 2000). На стадії насіння виявлені дві ізоформи ферменту, а активність СОД у різних зразків амаранту досягає максимального значення у дорослої рослини, мінімальне значення характерно для стадії 5 листя. У люпину жовтого виявлено 6 ізоформ СОД, у різних сортів винограду - від 3 до 8, причому, чим стійкіше сорт до карбонатного хлорозу, тим різноманітніший ізоферментний склад СОД в листі. На підставі цього припущено, що фермент відіграє певну роль в адаптації підщеп винограду та до карбонатних ґрунтів і збільшення активності СОД є способом захисту пігментного апарату при хлорозі. У процесі роботи з ярим ячменем встановлено, що в період наливу зернівок з 8-го дня після запилення і до воскової стиглості ізоферментний склад СОД не змінюється. У швидкорухомій зоні (SOD F) виявлено 7 варіантів ізоферменту. Вивчення поліморфізму за іншими тканинами (листя, пилок та ін.) істотно збільшує число ідентифікованих локусів. На ячмені нами були вивчені дві форми СОД, обумовленні двома локусами: Sod S і Sod F, якi контролюють фермент в повільно- і швидкорухомій зоні зімограмми. Повільнорухома зона представлена локусом Sod S і виділена з коренів рослин ячменю. Швидкорухома зона контролюється локусами Sod F і виділена з зернівок, що достигають.
Точна характеристика ізоферментного складу СОД дозволяє вирішувати ряд теоретичних і прикладних завдань, однією з яких є вивчення походження та систематики різних видів рослин. Виявлення сортового поліморфізму ферментів відкриває перспективи використання його для ідентифікації сортів і гібридів, дослідження їх гетерогенності і цілеспрямованого підбору батьківських пар для схрещувань. У вищих рослин СОД усуває кисневі радикали. У збудженому стані молекули кисню неактивні, однак здатні під впливом металів або квантів світла перетворюватися у вільні радикали, що з'являються під впливом біотичних, абіотичних та антропогенних (важкі метали, пестициди) стресорів.
У процесі адаптації рослини до окислювального стресу рівень вмісту СОД може збільшуватися в залежності від виду рослини, стадії його розвитку та ступеня стресового впливу. Наявність ізоензимів СОД забезпечує стресову стійкість рослини. При дії низьких і високих температур (теплового шоку) в клітинах рослин посилюється генерація активних форм кисню, при цьому активність ключових ферментів - каталази і СОД знижується (Колупаев и др., 2003, 2010). Зниження активності ферментів антиоксидантів на тлі ослаблення антиоксидантної системи рослинних клітин призводить до підвищення вмісту активних кисневих радикалів (Колупаев и др., 2003). Збільшення прооксидантів може бути передумовою (сигналом) для зміни генної активності в клітині при різних стресах. Відомо, що тепловий шок репресує біосинтез багатьох білків, за винятком білків теплового шоку. Дія високих і низьких температур на рослинний організм істотно зміщує рівновагу антиоксиданти - прооксиданти. У редокс відновленого стресу в клітинах накопичуються у великій кількості денатуровані білки, продукти пероксидного окислення ліпідів (ПОЛ), які можуть бути не тільки первинними медіаторами стресового впливу температурного чинника, але й індукторами відповідних захисних механізмів у рослинних клітинах.
Фізіологічну функцію СОД пов'язують із захистом клітин від радикального її пошкодження. Супероксиддисмутаза каталізує реакцію відновлення супероксидного радикалу до пероксиду водню:
2О2+2Н+>Н2О2+О2
Механізм дії СОД полягає в послідовному відновленні та окисленні супероксидними аніон-радикалами металу активного центру ферменту (Колупаев и др., 2010).
Спочатку одна молекула супероксида взаємодіє з активним центром ферменту, при цьому метал, який входить в активний центр, відновлюється, а радикал окисляється до молекулярного кисню:
СОД-Men+ + O2- > O2 +СОД-Me(n-1)+;
Після чого при участі другої молекули О2 здійснюється зворотна реакція окислення метала, при цьому утворюється пероксид водню:
СОД - Me(n-1)+ +О2 +2Н+ > Н2О2 + СОД - Men+.
Подальше перетворення пероксида води і молекулярного кисню здійснюється при участі глутатіон-аскорбатного циклу, який здійснюється в результаті спряженої дії ряду ферментів,враховуючи глутатіонредуктазу (ГР).
Швидкість взаємодії СОД з O2- в значній мірі визначається в'язкістю мембран.
Дисмутація O2- може відбуватись спонтанно без участі СОД. Швидкість спонтанної дисмутації 2 * 105 М-1/с-1 при рН 7,0, тоді, як в присутності СОД - 2 * 109 М-1/с-1, тобто приблизно в 104 рази швидше.
Вивченню СОД приділяється велика увага, оскільки їй належить важлива роль на захисті клітин і тканин від окисної деструкції. Супероксидні радикали - первинні продукти одно електронного відновлення молекулярного кисню - є джерелом утворення інших, в тому числі й більш реакційно здатних активних форм кисню (Соколовська-Сергієнко и др., 2010). Пероксид водню, гідроксильні та гідроперекисні радикали, синглетний кисень є продуктами перетворень радикалів O2- . Оскільки ці сполуки активно окислюють білкові молекули, специфічних ферментів дезактиваторів даних АФК не існує, рівень їх в клітині опосередковано регулюється СОД шляхом прибирання супероксидних радикалів - джерела їх утворення. З цієї причини СОД є первинною ланкою захисту від окислювальних ушкоджень, обриваючи окислення клітинних макромолекул ще на стадії ініціювання.
В рослинах присутні декілька СОД, які мають в активних центрах іони Cu-Zn, Fe або Mn. В основному Mn-СОД локалізована в мітохондріях, Cu-Zn-СОД -в цитоплазмі, хлоропластах та в пероксисомах, Fe-СОД - в хлоропластах. Таким чином, сама висока концентрація супероксиддисмутази в хлоропластах. СОД являє собою центральне з'єднання антиоксидантної системи і виконує захисну роль клітини від активних форм кисню.
Фермент присутній в клітинах рослин там, де відбуваються окислювально-відновні процеси, тобто практично у всіх її компонентах, а також в апопласті. Порівняння даних про локалізацію різних форм СОД показує, що найбільш різноманітною в клітинах рослин є CuZn С0Д. Вона виявлена у всіх внутрішньоклітинних компартментах - у цитозолі, хлоропластах, мітохондріях, а також у апопласті (Шугаєв та ін., 2010). Що стосується МnСОД і FеСОД, вони виявлені лише в окремих органелах. Зокрема, МnСОД знаходиться в мітохондріях та пероксисомах, а FеСОД - в хлоропластах і цитоплазмі бульб деяких бобових. Розглянемо більш детально локалізацію ізоформ СОД в клітинах рослин.
Цитозольна форма CuZnCOД виявлена біля або на тонопласті, а також у самому ядрі, що вказує на утворення супероксидних радикалів у середині ядра. Припускають, що в ядро фермент потрапляє через ядерні пори. У ядрі СОД (до 80%) сполучена з ДНК-філаментами, захищаючи їх від окисних ушкоджень. Дана ізоформа виявлена також біля або на цитоплазматичній мембрані. У хлоропластах СuZпСОД локалізована в мембранах тилакоїдів і стромі. Зокрема, близько 70% CuZnСОД прикріплено до стромальної поверхні мембрани тилакоїдів, де розташований комплекс фотосистеми. Відмічено, що локальна концентрація ферменту в мембранах тилакоїдів становить близько 1 мМ, тоді як в стромі - близько 20 мкМ. Таким чином, більша кількість СОД прикріплена до тилакоїдних мембран, і це свідчить про те, що продукція в них супероксидних радикалів вища в порівнянні з стромою. Фермент виявлений також у внутрішньотилакоїдному просторі хлоропластів (близько 4% хлоропластної CuZn-СОД). Оскільки основна кількість CuZnСОД у клітинах листів рослин локалізовано в хлоропластах, очевидно, що останні є важливим джерелом супероксидних радикалів в клітині. Крім хлоропластів, CuZnCOД виявлена в матриксі пероксисом На частку пероксисомних CuZnСОД припадає близько 18 % загальної активності СОД в клітинах рослин. У апопласті дана ізоформа бере участь в лігніфікації клітинних стінок і захисту клітинних тканин рослин від патогенів.
МnСОД виявлена в матриксі мітохондрій і пероксисомах. Відмічено значну гомологію амінокислотних послідовностей ферменту в мітохондріях а також в пероксисомах.
FеСОД в клітинах рослин розташована в хлоропластах - як у стромі, так і на мембранних тилакоїдах. Крім хлоропластів виявлена локалізація ферменту в нефотосинтезуючих органелах і тканинах: в пероксисомах листя Lycopersicon esculenrum, пероксисомах пелюсток гвоздики, а також у цитозолі бульб деяких бобових - конюшини, сої і квасолі. Проте не у всіх бобів виявлений фермент в цитозолі бульб: у люцерни і гороху він локалізований тільки в хлоропластах. Таким чином, існує декілька типів FeCOД в клітинах рослин.
Волкова із співавторами вказує, що фенілпропаноїди екстракту коренів Rhodiola rosea L. в умовах абіотичного стресу зменшують активність СОД, Dioscorea deltoidea Wall. (Волкова та ін., 2013). Пригнічення активності супероксиддисмутази установлено у насінні Frаxinus excеlsior L. з урбофітоценозу м. Дніпропетровська (Россихіна-Галича, 2013).
Зростання активності цього ферменту відмічено у роботах Г.С. Россихіної для рослин А. negundo L. і A. pseudoplatanus L. (Россихіна-Галича, 2012) та Еlytrigia repens (L.) Nevski і Аvena fatua L. (Россихіна та ін., 2011). Адаптивна здатність гібридів кукурудзи до впливу гербіцидів Харнес, Стеллар, Майстер, Пропоніт реалізується завдяки підвищенню саме активності супероксиддисмутази (Більчук та ін., 2013; Россихіна-Галича та ін., 2013; Россихіна, 2010; Лашко, Россихіна, 2011). Підвищення СОД фіксували Ю.Е. Колупаєв із співавторами (2013) за гіпертермії у коренях і пагона Triticum aestivum L. Індукцію активності СОД відзначено за дії цинку у хвої сіянців сосни звичайної (Иванов та ін., 2012, 2013), у Taxus baccata L., Pinus sylvestris L., Medicago rigidula L. та Zea mays L. за дії іонів Са2+ і Zn2+ (Bakardjieva et al, 2000); в умовах гідропоніки за дії різних концентрацій цинку в коренях Sedum alfredii Hance (Ли и др., 2008); у проростків сої за впливу сірки (Ситар, 2010); у рослин гороху за дії кадмію (Балахнина и др., 2005) та високої температури (Колупаев, 2010); за впливу цинкового стресу в листках Alternanthera philoxeroides (Юан и др., 2009); у меристемі кореневої системи кукурудзи за комбінованого впливу іонів кадмію та підвищеної температури (Губаренко, Більчук, 2010); пагонах водного моху Fontinalis antipyretica (Кияк, Микієвич, 2010); пагонах Elodea (Egeria) densa Planch за впливу Ni, Cd, Cu, Zn, Mn (Малева та ін., 2012).
1.2 Пероксидаза - як компонент ферментативного антиоксидантного захисту
Пероксидаза - двохкомпонентний фермент, який являє собою сполучення активної групи, що вступає в хімічну взаємодію з субстратами і колоїдального білкового носію, який посилює каталітичну дію цієї групи (Андреева, 1988; Савич, 1989). Цей глобулярний білок діаметром 50А, який містить приблизно 43% б- ділянок, в складі білкової частини молекули. По номенклатурі ферментів, прийнятій на Міжнародному біохімічному з'їзді в 1979 році, пероксидаза - фермент, який діє на перекис водню як акцептор.
Дію пероксидаз можна описати наступними реакціями:
E - Fe3+ - OOH- + ДH2 пероксидаза E - Fe3+ - O- + ДH + H2O
E - Fe3+ - O- + ДH2 пероксидаза E - Fe3+ - OH- + ДH
ДH + ДH ДH2 + Д
Досліджені пероксидази складаються з незабарвленого глікопротеїну і з'єднаного з ним коричнево-червоного ферріпорфірину. Гемінова частина молекули - залізопротопорфірин, виконує роль активного центра. Він бере участь в розкладенні або активації пероксиду водню, в результаті чого виникають радикали відповідних субстратів (Виноградова, 2006; Андреева, 1988).
Ферріпротопорфірин IX входить до порфирінового кільця гема, яке являє собою високоароматичну і гідрофобну сполуку і входить в активний центр. Саме гідрофобна взаємодія порфирінового макроцикла з білком формує третинну структуру нативної пероксидази. Відомо, що протопорфірин має важливий стабілізуючий вплив на білкову глобулу гемскладових ферментів. Видалення проститичної групи ферментів веде до втрати пероксидазної активності, але не відображається на її оксидазній функції. Гемін входить до складу багатьох важливих біологічних молекул, утворюючи зв'язок з різноманітними білками. Відомо також, що гемін стабілізує білкову глобулу гемскладаючих ферментів, і не тільки пероксидази, а ще каталази, цитохрома Р-450, гемоглобіну, міоглобіну.
Білкова частина пероксидаз складається з 18 амінокислот (Андрєєва, 1988). Пероксидази A1, А2, А3 мають у своєму складі оксипролін, а фракції В і С оксипроліну не містять. Можливості методів тих років не дозволили провести більш ретельне очищення та розділення, але, незважаючи на це, отримані дані викликали безсумнівний інтерес, тому що давали уявлення про суттєві відмінності між пероксидазами одного і того ж вихідного матеріалу. Відмінності в первинній структурі за якісним і кількісним складом амінокислот і цукрів були знайдені для пероксидаз різних рослин. Слід зазначити, що серед ізоензимів пероксидази є й такі, які не містять вуглеводних компонентів. Так, з культури тканин тютюну W-38 і суспендіальної культури тютюну WR-132 були виділені дві анодні (А1 і А2) і дві катодні (С3 і С4) ізопероксидази, і виявилося, що ізоензим С4 містив вуглеводні залишки. Роль вуглеводних компонентів у молекулі пероксидази поки що до кінця не з'ясована, оскільки відщеплення деяких вуглеводів не призводило до зміни ферментативної активності. Так, видалення глюкози або галактози з молекули пероксидази не знижувало активності. Автори припускають, що вуглеводи полегшують проходження пероксидази через мембрану і стабілізують тривимірну структуру апоферменту. Як показали H.М. Угарова та ін., конфірмаційна упаковка пероксидази хрону така, що тільки деякі ділянки функціональних груп білкової частини розташовуються близько до поверхні молекули і доступні для кодифікації. Більшість з цих груп так чи інакше віддалені від краю, захищені карбогідратними залишками і, отже, недоступні. Така структурна організація пероксидази, очевидно, і зумовлює певні особливості каталітичного акта.
Основна функція пероксидази - каталізувати окислення хімічних сполук за рахунок кисню перекису з утворенням проміжних комплексів, що володіють різними спектральними характеристиками. До теперішнього часу виявлено чотири типи комплексів (Андрєєва, 1988; Савич, 1989; Колупаев и др., 2010).
Згідно з дослідженнями Фрому, механізм дії пероксидази нагадує реакції для трьох субстратів за типом пінг-понгу, де феноли - два незалежних субстрати, а перекис водню є третім субстратом. У результаті такого типу реакцій утворюються вільні радикали. Феноксильні радикали можуть з'являтися на двох окремих стадіях каталізу і об'єднуватися в димери. Як вказують Дінер та ін., радикали не можуть перебувати в розчині у вільному стані, так як тоді б вони давали такі суміші продуктів, як, наприклад, о-о-дифенол, n-n-дифенол і o-n-дифенол. Але в цих випадках присутній тільки один продукт ферментативної реакції, а саме o-o-дифенол, і це свідчить про те, що радикали з'єднуються з білком пероксидази. Отримані дані підтверджують думку, що каталітичний акт відбувається і на поверхні білка, причому феноли підсилюють ефект модифікації молекули ферменту. Присутній у пероксидазі єдиний іон заліза має здатність не тільки активувати перекис водню, але і надає їй здатність вступати в реакції окиснення різних субстратів (Пиріжков та ін., 2009; Zhang, 1994). Джерелом активного кисню при каталітичній дії пероксидази можуть служити також і органічні перекиси, в тому числі і перекис ненасичених жирних кислот і каротину.
Встановлено, що фермент володіє не тільки пероксидазними, але і оксидазними (Хромих, 2005; Вінниченко та ін., 2011) властивостями, каталізує окислення цілого ряду з'єднань за рахунок неактивованого молекулярного кисню. Наявність у пероксидази двох різних функцій вже не викликає сумнівів, але немає однозначної відповіді на питання про те, що один або два активних центра присутні в молекулі пероксидази. Це пояснюється недостатньою кількістю даних про деталі структури ферменту і його молекулярної неоднорідності. Треба звернути увагу на здатність пероксидази окисляти попередньо окисленим тріметафенолфлороглюцином, такі біологічно важливі сполуки, як NAD*H2 і NADP*Н2. Ця властивість ферменту свідчить про принципову можливість участі пероксидази в нормальному диханні клітини шляхом активації кисню повітря для окислення звичайних субстратів дихання - метаболітів циклу Кребса пероксидаза, проявляючи різну ферментативну активність, може бути віднесена до числа регуляторних ферментів. До того ж вона здатна змінювати активність шляхом ковалентної або іонної модифікації своїх специфічних функціональних груп, необхідних для більш повного вираження каталітичної ефективності ферменту. До їх числа відносяться три карбоксильні групи нативного білка пероксидази, які беруть участь в окисленні о-діанізідіна.
Про важливу фізіологічну роль цього ферменту в клітинах рослин писав ще Д. М. Міхлін. В даний час встановлено, що активність ізопероксидаз сильно залежить від присутності субстратів і тому фізіологічні функції окремих ізоформ ферменту значно розрізняються. Пероксидаза каталізує більшість реакцій, що протікають у всіх типах тканин. Для цього ферменту відзначають видову, органогенних, тканинну і внутрішньоклітинну специфічність розподілу ізопероксидаз. Присутність ферменту в хлоропластах вказує на його участь в окислювально-відновних реакціях в процесі фотосинтезу, а виявлення пероксидази в мітохондріях на участь в енергетичному обміні клітини. Значна пероксидазна активність визначена в очищених препаратах рибосом і фермент міцно пов'язаний з їх структурою, будучи складовою частиною цих органел. Специфічний набір ізопероксидаз присутній в паренхімних клітинах клубній картоплі, визначаючи диференціацію цих клітин. Максимальна пероксидазна активність виявлена в епідермісі і судинно-волокнистих пучках-тканин чайної рослини.
На підставі цитохімічних досліджень пероксидазна активність була виявлена в цитоплазмі, клітинній стінці, хромосомах і ядерцях (Андрєєва, 1988; Коршиков и др., 1995; Колупаев, 2001). У молодих клітинах кінчиків цибулі найвища активність пероксидази зосереджена в ядрах. Це свідчить про можливу участь пероксидази у специфічності ядерної функції, а так як частина ізоензимів є лужними білками, то не виключено, що вони можуть виконувати функцію, подібну функції гістонів. Дані про роль пероксидази у клітинах, отримані на основі цитохімічних досліджень, знаходять все більше підтверджень на біохімічному рівні. Пероксидаза є індуцибельним ферментом, індукторами якого можуть бути різноманітні фізичні, хімічні і біологічні фактори, в тому числі особливої уваги заслуговують фітогормони, як регулятори багатьох фізіологічних процесів. Для пероксидази доведено її участь в утворенні ауксину і етилену, відновленні нітратів і нітритів, тобто в азотному обміні, ростових і дихальних процесів. У присутності пероксидази регулюється дозрівання і старіння тканин, а також синтез лігніну, що входить до складу клітинних стінок. Можливо, фізіолого-біохімічна роль пероксидази клітинної стінки полягає в руйнуванні ІУК, яка може змінювати фізіологічний стан клітини. Пероксидаза прискорює гідроксилювання проліну, який входить до складу клітинних стінок, що впливає на їх розтяжність, і в результаті чого регулюється проникність клітинних мембран. Існуючі експериментальні дані свідчать,що пероксидаза пов'язана з цілим рядом метаболічних перетворень які відбуваються в клітинах,і володіє широким спектром дії фермент в межах pH від 3 до 14. Пероксидаза активується при змінах та порушеннях метаболізму рослин, а деякі ізоензими у відповідь на стрес синтезуються de novo. Проте до тепер немає повного пояснення механізму регуляції синтезу ізоензиму і прояву їх властивостей при стресовому і патологічному впливу. Незважаючи на великий потік інформації по досліджуваному ферменту, фізіологічна функція пероксидази до кінця не зрозуміла, і складність її вивчення полягає в тому, що дія ферменту в нативній клітині неможливо повністю моделювати in vitro. Очевидно, саме цим пояснюється те, що до теперішнього часу немає єдиної теорії про зв'язок усіх різноманітних реакцій, в яких бере участь пероксидаза.
Участь пероксидази в захисних реакцій рослин на великому матеріалі показали, що білкові молекули, володіючи реакційноздатними i групами, зв'язуються з різними антигенами, у якості яких можуть бути білки, нуклеїнові кислоти, їх фрагменти і різні низькомолекулярні сполуки, в тому числі феноли (Коршиков и др., 2003, 2004; Коцюбинская, 2001; Россихина, 2010; Савич, 1989; Вінниченко та ін., 2011). Останні, перетворюючись на хінони, ковалентно зв'язуються з іншими білками за рахунок активації подвійного зв'язку. Участь пероксидази у цих процесах призводить до біоактивації різних сполук. У зв'язку з цим слід мати на увазі, що в рослинах надчутливих господарів, хоча вірус і локалізований в місцях утворення некрозів, в цілому рослині присутні фрагменти вірусних частинок. Тому з метою захисту від цих ендогенних антигенів повинна існувати захисна система, яка звільняє організм від таких сполук. Пероксидаза має три карбоксильні групи на поверхні білка, які приймають безпосередню участь в окисленні субстратів. Очевидно, саме бічні ланцюги реакційноздатних груп пероксидази, захоплюючи антигени, здійснюють їх утримання та у присутності перекису водню і фенолів з подальшою їх утилізацією в процесах метаболізму (Виноградова, 2006; Коршиков и др., 1995; Рогожин, 2004). Таким чином, питання про те, чи бере участь пероксидаза в захисному механізмі рослин, переконливо схиляється в позитивну сторону. Однак у справі вивчення імунних реакцій рослинних організмів необхідний більш широкий системний підхід. Пероксидаза - еволюціонно старий білок, що виник набагато раніше за інших гемвмісних з'єднань. Це і вельми реакційноздатні фермент, за допомогою перексиду водню і різних кофакторів здійснює окислювально-відновних процесів, в результаті яких йде перетворення та утилізація самих різних сполук.
Пригнічення активності пероксидази відзначено в ряді робіт: у культурі клітин Dioscorea deltoidea Wall. за дії екстракту коренів Rhodiola rosea L., що містить комплекс фенілпропаноїдів (Волкова та ін., 2013); у насінні Frаxinus excеlsior L. та вегетативних органах A. platanoides L. з урбофітоценозів (Россихіна-Галича, 2012; Россихіна-Галича, 2013); у стиглому насіння Zea mays L. за дії гербіцидів (Лашко, Россихіна, 2011); в ході вегетації Populus deltoidеs, що зростають в умовах впливу різноякісних промислових емісій (Віноградова, Коршиков, 2012).
Адаптація рослин до стрес-чинників відбувається за рахунок збільшення активності пероксидази у насіннєвому потомстві Atriplex patula L. за впливу важких металів (Прокопьев та ін., 2012); у Melilotus albus M. та Trifolium medium L. за дії міді (Фазлиева та ін., 2012); у зелених проростках Hordeum vulgare L. за надлишкового зволоження (Шалиго та ін., 2012); у рослинах Brassica napus L. за сумісної дії трептолема та іонів цинку й міді (Гащишин та ін., 2012); за впливу хлориду натрію у листках проростків кукурудзи (Василик, Лущак, 2011); у вегетативних органах Iris hybrida Hort., Calendula officinalis L., Tagetes patula L., Petunia x hybrida Vilm., Salvia splendens Sello et Nees за дії промислових емісій шахтних підприємств (Лихолат та ін., 2011); у надземній масі злакових газонних трав Koeleria cristata Pers., Setaria viridis L., Agropyrum repens L., Avena fatua L. за умов техногенного (Заїко та ін., 2010).
1.3 Зміни активності каталази в рослинних об'єктах за дії стресорів
Каталаза - фермент класу оксидоредуктаз, виявлений у всіх еукаріотичних організмів, у рослинних клітинах, локалізована в периксосомах і цитозолі. За нормальних фізіологічних умов вона регулює вміст пероксиду водню в організмі, запобігає його токсичній дії, відіграє важливу роль у процесі старіння рослин (Колупаев и др., 2003; Лукаткин, 2002; Чиркова, 2002).
Цей фермент з групи гідропероксидаз каталізує окисно-відновну реакцію, в ході якої із 2 молекул перекису водню утворюються вода і кисень:
2Н2О2 каталаза 2Н2О + О2
Пероксид водню, що утворюється при двоелектронному відновленні кисню чи шляхом дисмутації супероксидних радикалів, руйнується каталазою. Вона каталізує двоелектронне відновлення Н2О2 до води, використовуючи пероксид водню як донор електрона:
Е - Fe3+ - OH- + H2O2 каталаза E - Fe3+ - OOH- + H2O
E - Fe3+ - OOH- + H2O2 каталаза E - Fe3+ - OH- + O2 +H2O
При цьому в окисленому стані каталаза працює як пероксидаза. Субстратами в пероксидазній реакції можуть бути етанол, метанол, форміат, формальдегід та інші донори водню. Треба відмітити, що близько 0,5% O2, що утворюється в результаті розкладу H2O2, з'являється у збудженому синглетному стані і таким чином в процесі розкладу перекису водню знову генеруються активні форми O2 (Чиркова, 2002).
Каталаза переважно знаходиться в пероксисомах і гліоксисомах, позаклітинно каталаза знаходиться в незначних концентраціях.
У більшості випадків концентрація каталази регулюється в залежності від метаболічних потреб клітини. Зазвичай, рівень каталази пов'язаний з кисневими метаболітами. Рівень каталази контролюється субстратами пероксиду водню (Мирошниченко, 1992).
Процес окислення за допомогою цитохромів дає побічний продукт, у великих концентраціях згубний для всього живого - перекис водню. Перекис водню є сильним окислювачем. Абсолютно ясно, що організм потрібно захистити від небезпечного з'єднання. Для цього і існує фермент каталаза. Її молекула має масу 250 тис. і складається з чотирьох субодиниць, кожна з яких містить гем, пов'язаний з поліпептидним білковим ланцюгом. Каталаза розкладає перекис водню на воду і кисень. Але що цікаво, коли концентрація перекису водню стає незначною, каталаза починає каталізувати реакцію окислення перекисом водню спиртів, формальдегідів і нітратів. Відкриття каталази також пов'язане з перекисом водню. Ще Луї Тенар, який займався каталітичним розкладанням аміаку, відкрив перекис водню в 1818 році і зауважив каталітичну активність по відношенню до цієї речовини тваринних тканин. Але тільки в 1907 році було встановлено, що в цьому винен фермент, який і назвали каталазою. У кристалічному вигляді отримати її вдалося тільки через 30 років з печінки бика. Це один з найбільш активних ферментів, молекула якого розкладає в секунду 6000000 молекул перекису водню. Відомо, що такі ферменти розщеплення пероксиду, як каталаза, можуть моделювати гомеостаз пероксиду і відповідно його сигнальну здатність. Каталаза активує розщеплення пероксиду водню до кисню та води, запобігаючи тим самим його токсичному ефекту, проте, на відміну від пероксидаз, вона не потребує відновного субстрату для своєї активності.
Дослідження основних механізмів дії важких металів на рослини та ролі антиоксидантної системи у процесах адаптації дасть змогу розробити нові підходи для підвищення стійкості рослин (Пацула и др., 2008; Вінниченко та ін., 2011).
Незважаючи на деяке зменшення концентрації Н2О2 при спектрофотометричному аналізі активність КАТ у фракціях ізольованих вакуолей кімографічним методом в ППАГ не виявилась (Прадедова и др., 2011). З каталазою пов'язують надії на отримання високоефективних препаратів для лікування злоякісних пухлин, оскільки вважають, що цей фермент відіграє важливу роль у зростанні клітин.
Адаптивна відповідь каталази на вплив різних чинників проявляється в збільшенні активності: у інфікованих грибом Heterobasidion annosum (Fr.) Bref. проростків Pinus sylvestris L. (Чемеріс, Бойко, 2012); у Koeleria cristata Pers., Setaria viridis L., Agropyrum repens L., Avena fatua L.) за техногенного забруднення (Заїко та ін., 2010); у фотосинтезуючій тканині Iris hybrida Hort., Calendula officinalis L., Tagetes patula L., Petunia x hybrida Vilm., Salvia splendens Sello et Nees за шахтних емісій (Лихолат та ін., 2011); у листках проростків кукурудзи за сольового стресу (Василик, Лущак, 2011); у рослини Brassica napus L. за дії міді й цинку (Гащишин та ін., 2012); у Atriplex patula L. (Прокопьев та ін., 2012), Acer platanoides L. (Гарифзянов, Иванищев, 2011), у пагонів Elodea (Egeria) densa Planch. (Малева та ін., 2012) за впливу важких металів.
1.4 Стан рослинності за умов дії техногенних чинників
Для багатьох країн Європи забруднення природного середовища автотранспортом є однією із найскладніших і важко вирішуваних проблем. Головну небезпеку становлять відпрацьовані гази двигунів автомобілів, що містять до 200 різних компонентів, більшість з яких - токсичні як для людини, так і для рослинних фітоценозів. Найбільшу тривогу викликає забруднення викидами важких металів в межах щільної забудови великих міст та їх транспортних магістралей (Анохина и др., 1995; Коршиков и др., 2005; Лук'янчук и др., 2007; Карташов, 2008).
У Дніпропетровській області довжина автомобільних доріг із твердим покриттям становить більше 8300 км, а викиди автотранспорту в атмосферу перевищують 58500 т шкідливих речовин (Лук'янчук и др., 2007). В умовах урбоекосистем відбувається накопичення окремих хімічних елементів, що порушує взаємозв'язки та природний біогеохімічний кругообіг речовин. Внаслідок цих процесів урбоекосистеми характеризуються зниженим біорізноманіттям, порушеними зв'язками між компонентами, а також погіршенням функціонального стану біоти. Деревні рослини приймають участь у накопиченні, міграції хімічних елементів, а також виступають у якості біологічного бар'єру при їх розподілі у біосфері. Забруднення навколишнього середовища негативно впливає на життєдіяльність та біологічну продуктивність усіх живих організмів, зокрема, деревних рослин, що дозволяє їх використовувати у якості біоіндикаторів довкілля (Ловинская, 2011; Коршиков и др., 1995).
Полікомпонентні викиди автотранспорту містять речовини які, потрапляючи в асиміляційні органи рослин, показують ефект прямої і опосередкованої токсичної дії через активацію процесів ПОЛ.
Наявність в тканинах рослин надлишкових кількостей полівалентних іонів важких металів може призвести до інтенсифікації ПОЛ, яке в нормальній метаболізуючій клітині підтримується на визначеному оптимальному рівні (Данільчук, 2002; Вінниченко та ін., 2011).
Пошкодження листків рослин вихлопними газами автотранспорту на заключних етапах вегетації супроводжується активним руйнуванням пігменту. При цьому із збільшенням ушкодженості листя вміст хлорофілу зменшується більше ніж каротиноїдів. Більш висока стійкість каротиноїдів в порівнянні з хлорофілом при розвитку хлорозу та нітрозу листя від дії вихлопних газів, напевне, пов'язана з захисною функцією каротиноїдів в клітинах, які проявляються в інактивації в активованих формах кисню.
У роботі І.І. Коршикова (1995) ефективність системи захисту рослинної клітини до дії оксиду сульфуру (ІV), як одного з компонентів викидів автотранспорту, оцінювали за зміною активності СОД. Встановлено, що більш стійкі до токсичних газів види рослин мали високу активність СОД в листках. Вивчення реакції клена гостролистого та клена явора до дії вихлопних газів автотранспорту дало можливість оцінити спрямованість змін фізіолого-біохімічних показників за дії окислювального стресу і виявити роль окислювально-відновних ферментів в формуванні стійкості рослин.
В урбанізованих екосистемах інгредієнти викидів автомобільного транспорту та промислових підприємств негативно впливають не лише на ріст і розвиток рослин, а й та насіння. Сьогодні зростає роль насіння як носія генетичної інформації. Лише розмноження насінням дає можливість одержувати генетично різноманітніше потомство, що є дуже цінним для селекції. В умовах техногенного забруднення атмосфери і ґрунту насіння деревних рослин акумулює надмірну кількість шкідливих хімічних речовин, що порушує метаболічні процеси, які відіграють значну роль у захисних механізмах при його проростанні (Шупранова, 2009). Вивчення насіннєвої продуктивності рослин дає змогу оцінити фізіологічну пластичність біологічного виду за певних екологічних умов, визначити толерантність видів рослин до дії негативних факторів та запропонувати стійкий асортимент рослин для озеленення промислового міста (Приймак, 2009).
Як відмічають В.П. Бессонова (1991, 1993), З.В. Грицай (1997), Т.І.Юсипіва (1999), Л.В. Шупранова (2009) та ін. процеси утворення плодів і насіння можуть суттєво пригнічуватись в умовах промислового забруднення у різних видів рослин. Так, у деревних видів Acer platanoides L., A. pseudoplatanus L., A. negundo L., Sambucus nigra L., Aesculus hippocastanum L., Syringa vulgaris L., Robinia pseudoacacia L. за впливу аерогенних забрудників відмічається значне падіння інтенсивності плодоношення, маси 1000 насінин, зростання долі пустого насіння (Грицай, 1997). У Gleditchia triacanthos L. та Aesculus hippocastanum L. за умов викидів автотранспорту зареєстровано зниження маси насіння на 20% та 7%. Найбільш істотне зниження даного показника зареєстровано для Quercus robur L. (Шупранова, 2009). Викиди металургійного підприємства викликають зменшення кількості суплідь на модельній гілці та плодів у суплідді, зменшення довжини та ширини плодів, зменшення довжини та ширини насіннєвої камери у Catalpa bignonioides Walt., Ailanthus altissima Mill., Fraxinus excelsior L., Fraxinus pennsylvanica L., Tilia platyphyllos Scop. (Грицай, Денисенко, 2011).
За даними М.В. Леппік (2008) викиди трубного заводу та автотранспорту погіршують плодоношення рослин Catalpa в наслідок зменшення кількості плодів на модельній гілці, їх розмірів та утворення аномальних форм плодів. Забруднення автотранспортними та промисловими викидами негативно впливає на якість насіння Catalpa bignonioides. Несприятлива дія забруднювачів на показники плодоношення та якість насіння сильніше виявляється у рослин трубного підприємства, ніж у придорожній зоні. Найсуттєвіше за дії викидів трубного заводу та автомобільних вихлопів змінюються відносно контролю такі показники як кількість плодів на модельній гілці, вага 1000 насінин і життєздатність насіння. Ці показники можна рекомендувати як для оцінки стану рослин за умов за бруднення довкілля, такі фітоіндикації рівня забруднення навколишнього середовища.
М.В. Нємченко, В.П. Бессонова (2009) займалися дослідженнями генеративної сфери рослин роду Catalpa у придорожній лісосмузі. Встановлено, що за цих умову C. bignonioides Walt. та C. speciosa Ward. пригнічується інтенсивність цвітіння та плодоношення, змінюються якісні та кількісні характеристики плодів та насіння (причому сильніше змінюються показники плодоношення, ніж цвітіння). Якщо характеристики цвітіння у обох видів змінюються майже однаково (за винятком довжини суцвіття) порівняно з контролем, то характеристики плодоношення суттєвіше змінюються у C. speciosa Ward.
В умовах техногенного забруднення середовища викидами з переважанням диоксидів сірки та азоту зафіксовано зменшення морфометричних характеристик плодів і насіння основних деревних порід степового Придніпров'я, які за зменшенням їхньої стійкості утворили таку послідовність: A. negundo > G. Triacanthos > R. pseudoacacia > F. lanceolata > A. platanoides (Юсипіва, 1999). Насіння рослин Robinia pseudoacacia L., що зростають в умовах Запорізького титаномагнієвого комбінату (Солоха, 2011) та гірничодобувної промисловості (Шупранова, Кучма,2012) характеризуються істотним зменшенням (на 29,7% порівняно з контролем) кількості плодів, зменшення довжини плодів, насіння (на 14,3%), ширини насіння (на 20%). Вага 1000 насінин у контрольному варіанті становить 17,4±0,42 г; у досліді - 14,8±0,21 (85,1% від контрольних значень). Подібні дані отримані для показників насіннєвої продуктивності у представників хвойних порід (Зенкова, Казанцева, 2008) та всихаючих дерев Larix (Третьєякова, Бажина, 1996).
Відомо, що доволі чутливими до промислових забруднень у рослин є більшість фізіологічних процесів. Так, В.П. Бессоновою та Т.І. Юсипієвою (2001) зафіксовано, що SO2 та NO2 знижують концентрацію так важливих високоенергетичних сполук як крохмалю, сахарози, жирів практично у всіх деревних порід. Це в свою чергу негативно відбивається на проростанні насіння та життєздатності сходів.
У роботах В.С. Більчук (2005) та Л.В. Шупранової (2009) за впливу техногенного забруднення та викидів автотранспорту виявлено зниження активності ферментів переамінування аспартатамінотрансферази (в 2 рази) та аланінамінотрансферази (в 2,3-3,5 рази) у репродуктивних органах Aesculus hippocastanum L. і аспартатамінотрансферази у насінні Q. robur L. в процесі достигання.
Вивчення вмісту, гетерогенності та поліморфізму запасних білків насіння Aesculus hippocastanum L., Robinia pseudoacacia L., представників родів Quercus L, (Q. robus, Q. rubra), Acer L. (A. platanoides, A. pseudoplatanus, A. tataricum), які зростали у місцях з різним рівнем забруднення у місті Дніпропетровськ. Виявлено, що насіння досліджуваних видів зазнало суттєвих різнобічних змін вмісту білка, у залежності від виду та рівня забруднення. Показано, що насіння дерев із забруднених зон мали більше різноманіття електрофоретичних спектрів білка без чіткого виділення основних білкових фенотипів (Шупранова, 2007).
В умовах хронічної дії на деревні рослини SO2, NO2 і важких металів змінюється співвідношення альбумінів і глобулінів у насінні. Зниження вмісту білка зареєстровано у насінні A. pseudoplatanus. У F. lanceolata та A. negundo відмічено зростання частки глобулінів і зменшення альбумінів, у A. рseudoplatanus, навпаки, підвищується частка альбумінів.
У насінні клену гостролистого та гіркокаштану звичайного, які зростають в умовах комплексного забруднення м. Дніпропетровська І.О. Філонік (2007) виявлено редукцію вмісту легкорозчинних білків, пригнічення активності інгібіторів протеїназ, різнобічні зміни загального пулу амінокислот у залежності від спектру полютантів. Для насіння гіркокаштану звичайного, клену гостролистого та дубу звичайного, що зростають в умовах стресу відзначено зниження вмісту загальних ліпідів та збільшення вмісту ліпідів, редукцію фракції вільних жирних кислот (Філонік та ін., 2010).
Дослідженнями В.М. Ловинської і Г.С. Россихіної (2012) впливу Rhytisma acerinum на вміст ТБК-активних продуктів і активність антиоксидантних ферментів у насінні Acer platanoides L. в умовах хронічного промислового стресу дозволили виявити підвищення вмісту МДА та рівня активності ензимів. Суттєві відхилення активності ферментів від значень контролю спостерігали у варіанті комбінування фітопатогенну з антропогенним фактором. В.М. Ловинською із співавторами (2011) відмічено зростанням пероксидазної активності на 48-87%, зниження сумарного вмісту білків на 20 % та суттєві перебудови у поліпептидному складі у насінні A. platanoides та R. рseudoacacia.
Н.О. Хромих (2012, 2013) у насінні Aesculus hippocastanum L., Acer platanoides L. і Acer pseudoplatanus L. з міських фітоценозів установлено зростання пулу відновленого глутатіону у 2-3 рази, активності GSH у 4-5 разів й GR у 2 рази. Автор розглядає активацію метаболічного циклу глутатіону в насінні цих порід як пристосувальну реакцію цих організмів до екологічних умов антропогенно забруднених екотопів.
Дослідження активності пероксидази насіння A. platanoides L. та А. pseudoplatanus L. за умов промислового міста Дніпропетровськ проведено Г.С. Россихіною-Галичою (2012). За впливу аерополютантів зафіксовано зростання активність пероксидази відповідно в 1,4-1,6рази та 2,2-2,8 рази відносно контролю. Більш високі значення пероксидазної активності насіння клену несправжньоплатанового свідчать про активне включення механізмів адаптогенезу клітин цього виду за впливу інгредієнтів викидів автотранспорту.
О.Ф. Чечуй (2011) за впливу кобальту та кадмію виявлено збільшення вмісту фенольних сполук у насінні Glycine max L.
Насіння деревних інтродуцентів в міському середовищі за умов лісостепу Самари різниться за вмістом ліпідів: найбільша кількість властива липі крупнолистій (від 27 до 35 % маси повітряно-сухого насіння в різних точках спостереження), менший вміст - клену ясенелистого (від 16 до 23 6%) (Здетоветский и др., 2000).
Т.М. Пересипкіною (2007) вивчено життєздатність та інтенсивність дихання насіння Tagetes erecta L., яке було відібране у забруднених та умовно чистих зонах міста Запоріжжя. Життєздатність насіння (по фарбуванню зародків барвниками, які не фарбують зародки життєздатного насіння) в контролі складала 97%, у дослідного насіння - від 60% до 476%. Найбільший показник інтенсивності дихання спостерігали у насіння, зібраному біля металургійного заводу, у контролі показник був нижчим на 40% для пророслого насіння і на 37% для сухого. Таким чином, антропогенні забруднення негативно впливають на життєздатність насіння, знижуючи життєздатність зародків та підвищуючи інтенсивність дихання.
Таким чином, дослідження функціонування системи антиоксидантних ферментів вегетативних та репродуктивних органів деревних рослин за умов техногенного забруднення, зокрема, викидів автотранспорту обмежено, тому з'ясування їх ролі в адаптивних реакціях рослинних організмів - актуально.
1.5 Джерела антропогенного забруднення. Їх класифікація
Під забрудненням навколишнього середовища розуміють надходження в біосферу будь-яких твердих, рідких і газоподібних речовин або видів енергії (теплоти, звуку, радіоактивності і т.п.) у кількостях, що шкідливо впливають на людину, тварин і рослини як безпосередньо, так і непрямим шляхом (Бачинський, 1995).
За впливом на організм людини забруднення атмосфери підрозділяють на: фізичне і хімічне. До фізичного відносять: радіоактивне випромінювання, тепловий вплив, шум, низькочастотні вібрації, електромагнітні поля. До хімічного - наявність хімічних речовин і їхніх сполук.
Забруднюючі речовини викидаються в атмосферу у виді суміші пилу, диму, туману, пари і газоподібних речовин.
Джерела викидів в атмосферу підрозділяють на природні, обумовленими природними процесами, і антропогенні (техногенні), що є результатом діяльності людини.
До числа природних джерел забруднення атмосферного повітря відносять курні бурі, масиви зелених насаджень у період цвітіння, степові і лісові пожежі, виверження вулканів. Домішки, що виділяються природними джерелами:
· пил рослинного, вулканічного, космічного походження, продукти ерозії ґрунту, частки морської солі;
· тумани, дим і гази від лісових і степових пожеж;
· гази вулканічного походження;
· продукти рослинного, тварини, бактеріального походження.
Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим і мало змінюється з часом.
Антропогенні (техногенні) джерела забруднення атмосферного повітря, представлені головним чином викидами промислових підприємств і автотранспорту, відрізняються численністю і різноманіттям видів.
Джерела викидів промислових підприємств бувають стаціонарними і пересувними.
Джерела викидів в атмосферу підрозділяють на: крапкові, лінійні і майданні.
Крапкові джерела -- це джерела, зосереджені в одному місці. До них відносяться димарі, вентиляційні шахти, вентилятори на даху.
Лінійні джерела мають значну довжину. Це аераційні ліхтарі, ряди відкритих вікон, близько розташовані вентилятори на даху. До них можуть бути також віднесені автотраси.
Майданні джерела. До майданних джерел відносяться місця складування виробничих і побутових відходів, автостоянки, склади пально-мастильних матеріалів.
Джерела викидів забруднюючих речовин в атмосферу підрозділяють на організовані і неорганізовані.
З організованого джерела забруднюючі речовини надходять в атмосферу через спеціально споруджені газоходи, повітроводи і труби.
Неорганізоване джерело виділення забруднюючих речовин утвориться в результаті порушення герметичності устаткування, відсутності або незадовільної роботи устаткування з відсмоктування пилу і газів, у місцях завантаження, вивантаження або збереження продукту. До неорганізованих джерел відносять автостоянки, склади пально-мастильних або сипучих матеріалів і інші майданні джерела.
Фахівці по різному класифікують забруднення природного середовища, в залежності від того, який принцип беруть за основу класифікації, зокрема - за типом походження, за часом взаємодії з довкіллям, за способом впливу.
За просторовим поширенням (розміру охоплюючих територій) забруднення поділяють на:
- Локальні забруднення характерні для міст, значних промислових підприємств, районів видобутку тих або інших корисних копалин, значних тваринницьких комплексів.
- Регіональні забруднення охоплюють значні території й акваторії, що підлягають впливу значних промислових районів.
- Глобальні забруднення частіше всього викликаються атмосферними викидами, поширюються на великі відстані від місця свого виникнення і створюють несприятливий вплив на крупні регіони, а іноді і на всю планету.
За силою та характером дії на навколишнє середовище забруднення бувають:
- фонові;
- імпактні (від англ. імпект -- удар; синонім -- залпові);
- постійні (перманентні);
- катастрофічні.
За джерелами виникнення забруднення поділяють на:
- промислові (наприклад, SО2);
- транспортні (наприклад, альдегіди вихлопів автотранспорту);
- сільськогосподарські (наприклад, пестициди);
- побутові (наприклад, синтетичні мийних засобів).
За типом походження:
- Фізичні забруднення - це зміни теплових, електричних, радіаційних, світлових полів у природному середовищі, шуми, вібрації, гравітаційні сили, спричинені людиною.
- Механічні забруднення - це різні тверді частки та предмети (викинуті як непридатні, спрацьовані, вилучені з вжитку).
- Хімічні забруднення - тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні елементи й сполуки штучного походження, які надходять - у біосферу, порушуючи встановлені природою процеси кругообігу речовин і енергії.
Одну з вдалих класифікацій забруднення запропонував Р. Пірсон. Вона включає тип забруднення, його джерело, наслідки та засоби контролю. За цими ознаками виділяються наступні типи забруднювачів, а саме:
- стічні води та інші нечистоти, які поглинають кисень,
- носії інфекцій,
- речовини, які представляють поживну цінність для рослин,
- органічні кислоти та солі,
- твердий стік,
- радіоактивні речовини.
Прийнято розрізняти антропогенні забруднювачі, які можуть руйнуватись біологічними процесами та ті, що не піддаються руйнуванню. Перші надходять до природних кругообігів речовин і тому швидко зникають або піддаються руйнуванню біологічними агентами. Другі не включаються до природних кругообігів речовин, а тому руйнуються організмами у харчових ланцюгах (Самохвалова, 1997; Кирпатовський, 1974).
2.1 Об'єкти та умови проведення досліджень
Робінія звичайна
Біологічна класифікація
Царство: Рослини (Plantae)
Відділ: Покритонасінні (Magnoliophyta)
Клас: Дводольні (Magnoliopsida)
Порядок: Бобоцвітні
Родина: Бобові (Fabaceae)
Рід: Робінія (Robinia)
Вид: Робінія псевдоакація (Robinia pseudoacacia L.)
Робінія лжеакація, або Робінія лжеакація, або Робінія звичайна (лат. Robinia pseudoacacia) - швидкоростуче лісоутворююче посухостійке дерево. Рослина походить з Північної Америки, натуралізувалася в багатьох регіонах планети з помірним кліматом. Активно культивується - і як декоративна рослина, і як рослина для зміцнення пісків і створення вітрозахисних смуг.
Назва
Робінія названа так Карлом Ліннеєм на честь французьських ботаніків отця й сина Жана Робена (1550--1629) і Веспасіана Робена (1579--1662). Робен молодший був садівником у короля Людовика XII; посаджене ним дерево робінії до сих пір можна бачити в Паризькому Ботанічному саду. Це перший екземпляр робінії, висаджений в Європі.
Усталеної російської назви виду Robinia pseudoacacia немає, в літературі зустрічається безліч варіантів - 'робінія псевдоакація', 'робінія лжеакація', 'робінія звичайна', 'робінія псевдоакація'. Широко поширена ботанічна помилкова назва 'Біла акація'. Поширений на Україні і в європейській частині Росії чагарник 'жовта акація' - теж не акація, але й не робінія, а вид роду Карагана (Caragana), Карагана деревоподібна (Caragana arborescens).
Розповсюдження та екологія
Походить з Північної Америки - ареал охоплює гори Аппалачі від Пенсільванії до Джорджії, на захід до Айови, Міссурі і Оклахоми. Натуралізованих на всій території Європи, в зоні помірного клімату Азії, в Північній і Південній Африці, в Австралії, Новій Зеландії та південних районах Латинської Америки.
Росте швидко, особливо до 10 років, щорічний приріст у висоту 60-80 см, завширшки 20-30 см. Розвиває глибоку і потужну кореневу систему; дає поросль від пня і кореневі нащадки. Дуже світлолюбна і посухостійка. Виростає на будь-яких ґрунтах, віддає перевагу легким і родючі, не виносить ущільнення. Витримує досить значне засолення.
У Європі з'явилася в першій половині XVII століття, коли в європейські сади стали завозитися американські види дерев і чагарників. Примірник робінії, будучи посадженим в 1601 році в королівському саду в Парижі садівником французького короля Генріха IV, є найбільш старим деревом Парижа.
Ботанічний опис
Зовнішній вигляд
Великі дерева висотою 20-25 м (може досягати 30-35 м) і діаметром стовбура до 1 м. Пагони голі або спочатку злегка опушені, незграбні, оливково-зелені до блискуче-червонувато-коричневих.
Крона ажурна, розлога, широко циліндрична, на вершині заокруглена, що просвічує, з кількома відокремленими ярусами облиствлених гілок.
Коренева система глибока, діаметром 12-15 м, на коренях знаходяться клубенькі з бактеріями, що фіксують азот.
Кора на стовбурі товста, розтріскується, сіро-бурого кольору, з глибокими поздовжніми тріщинами.
Листки
Бруньки вкрай дрібні, здалеку не видні зовсім.
Листки світло-зелені з сріблястим відтінком, чергові, непарнопір'ясті, завдовжки 10-25 (до 45) см. У основи листка знаходяться парні шипи довжиною до 2 см, які є видозміненими прилисниками і досить легко відламуються.
Листочки в кількості 9-19 штук, еліптичні, довжиною 2-4,5 см, шириною 1,5-2 см, на верхівці округлі або іноді трохи виїмчасті і тоді з дуже коротким шипиком, з округлою або широко клиновидною основою, в молодості опушені, пізніше голі, зверху світло-зелені, знизу сизувато-світло-зелені, сидять на черешках довжиною 1-2 мм; при основі кожного черешка шиловидний м'який прилисник, рівний приблизно половині довжини черешка.
Квітки
Суцвіття - багатоквіткова (5-15 квіток), поникла кисть довжиною 10-25 см. Квітки сидять на опушених квітконіжках довжиною 6-12 мм.
Чашечка широко колокольчата, довжиною 7-10 мм, шириною 5-9 мм, густо опушена рудуватими, короткими волосками, зубці чашечки в 2-3 рази коротше трубки, трикутні.
Віночок білий або трохи кремовий, діаметром до 3,5 см, вітрило довжиною 1,5-2 см і ширною 1,3-1,7 см, із зеленувато-жовтою плямою біля основи; крила майже рівні довжині вітрила, човник тупий.
Плоди
Плоди - довгасто-лінійні, плоскі коричневі боби, довжиною 5-12 см, шириною 1-1,5 см, зі злегка загнутим догори носиком або тупі, голі, з 3-15 насінням.
Насіння довгасто-брунькоподібні або вузько брунькоподібні, довжиною близько 5 мм, шириною 3 мм, оливково-зелені, бурі або темно-коричневі, до чорних, нерідко плямисті, гладкі, матові або блискучі.
В 1 кг близько 50 тисяч насіння; 1000 насіння важить 10-25 г. Схожість зберігається 3 роки.
Цвітіння та плодоносіння
Цвітіння відбувається, залежно від виду та регіону, в травні - червні або липні.
Насіння дозріває до кінця вересня, нерідко висить на деревах у продовж всієї зими.
Сходи на коротких черешках, з надземними брунькоподібними, м'ясистими сім'ядолями довжиною 10-12 мм, шириною 5-6 мм. Перший лист простий, широко яйцевидний; наступні листя трійчасті, а далі зі зростаючою кількістю листочків.
Хімічний склад рослинної сировини
У квітках виявлено глікозиди (робінін, акаціїн, апігенін та ін.), ефірну олію; в корі і деревині - таніди (2,2-7,2 і 3,4-4 % відповідно), в корі - жирну олію, фітостерини; в корі і плодах - токсичний протеїд робін. У плодах вміст жирної олії досягає 15 %. Ефірне масло містить метиловий ефір антранілової кислоти, індол, геліотропін, бензилалкоголь, ліналоол і б-терпінеол. Ефірна олія являє собою напіврідку масу світло-жовтого кольору з приємним сильним запахом квіток акації.
Застосування
Мед, зібраний бджолами з квіток робінії псевдоакації, відноситься до кращих сортів меду. Свіжий акацієвий мед прозорий, з тонким ароматом, довго не кристалізується.
Насіння придатне для приготування сурогатової кави.
В медицині
Квітки білої акації здавна застосовували в медицині різних країн як в'яжучий, протизапальний, відхаркувальний, жарознижувальний та протиспазматичний засіб, їх використовували при лікування хвороб нирок і сечового міхура. Кору молодих гілок рекомендували при підвищеній кислотності шлункового соку.
У зеленому господарстві
Завдяки високій декоративності, дерево широко культивується - в групах й алеях, а також як солітер.
Питання аматорської інтродукції робінії в регіонах Росії розглядаються на форумі садівників (там же-схеми посадки насінням).
Використання деревини
Важка деревина робінії псевдоакації складається з зеленувато-бурого ядра і білої заболоні. Ядро за міцністю не поступається деревині дуба, але для столярних виробів мало придатне, оскільки важко обробляється. Застосовується для стовпів та інших опор, будівництва комор, парканів, мостів (довговічна під водою) і т.п., а також виготовлення паркету (Леснов, 1980; Артамонов, 1991).
Гледичія звичайна
Наукова класифікація
Царство: Рослини
Відділ: Квіткові
Клас: Дводольні
Порядок: Бобоцвітні
Родина: Бобові
Рід: Гледичія
Вид: Гледичія триколючкова
Ботанічний опис. Міцне дерево висотою до 20-40 м, з красивою, ажурною, розлогою, широко-циліндричною, закругленою наверху кроною. Стовбур діаметром до 75 см, темно-бурий, зі зморшкуватою, пізніше розтикаючоюся корою. Доживає до 300 років.
Коренева система міцна, сильно розгалужена. Окрім глибинного коріння, гледичія має міцне поверхневе коріння.
Бруньки чергові, дуже дрібні, червоно-бурі, блискучі. Листковий рубець з трьома слідами судинно-волокнистих пучків і майже охоплює бруньку.
Пагони колінчасті, під бруньками потовщені, червоно-бурі, гладкі, блискучі, з червонуватими поздовжніми сочевичками, зрідка мають трироздільні колючки.
Гілки трохи плоскі, сірі або буро-зелені, з колючками, розташованими над бруньками. Колючки довгі, прості або тричі-розгалужені, червонувато-коричневі, глянцеві, гострі, сплюснуті принаймні у підстави, до 20-30 см завдовжки, за іншими даними до 6-10 (15) см. Пагони і гілки дуже ламкі. Серцевина зазубрена.
Листки чергові, майже сидячі, довжиною 14-20 см і більше, парнопір'ясті з 8-15 (17) парами листочків або двічіпарнопір'ясті з 8-14 парами гілок на головному жолобчастому і опушеному листовому стрижні, на вкорочених пагонах, зібрані пучками. Листочки в першому випадку довжиною 4,5-5 см, за іншими даними до 3,5 см, за третіми - до 3 ( 4 ) см, у другому - дрібніше, до 2 см, по іншими даними 0,8-1,5 см; темно-зелені, блискучі, еліпсоїдні або ланцетні, до верхівки звужені, по краях цілокраї або неясно городчаті, знизу по жилах злегка опушені. Розпускаються у квітні.
Квітки непоказні, зеленуваті, опушені, запашні, в густих пазушних вузькоціліндрічних кистях довжиною до 5-8 см, одностатеві, зрідка двостатеві. Іноді на одному дереві є тільки квітки однієї статі. Чашечка з 3-5 вузькими лопатями; віночок з 3-5 більшими вільними, майже однаковими пелюстками. Чашолистики і пелюстки опушені. Тичинки в кількості 6-10, вільні. Тичинкові нитки опушені; пильники зелені. Товкач з верхньою, злегка зігнутої, сидячою, волохатою зав'яззю, коротким стовпчиком і широким грибоподібним рильцем. Цвіте в травні - липні.
Плоди - подовжено-ланцетовидні, шкірясті боби, повислі, зазвичай вигнуті і дещо спірально скручені, довжиною до 20-50 см і шириною 3 см, плоскі, червонувато-коричневі, блискучі, з соковитою, солодкою м'якоттю, багатонасінні.
Насіння подовжено-еліптичне, лінзовидне, сплюснуте, коричневе або жовтувате, з тьмяним блиском, довжиною (7-15 мм), з дуже твердою шкіркою, сидять у гніздах серед м'якоті плоду. Плодоносить у жовтні - листопаді. Плоди залишаються на дереві до середини зими. Вага 1000 насінин 238-263 г, за іншими даними - 150-205 г. Схожість насіння 80-95 %. Перед посівом їх необхідно обшпарювати окропом для розм'якшення оболонки.
Сім'ядолі товсті , еліптичні, сидячі, довжиною 25 мм. Перші листочки парнопір'ястос-складні, з 7-10 пар листочків.
При рубці утворює рясну пневу поросль.
Розповсюдження та екологія
Батьківщиною є центральна частина східної половини Північної Америки, від заходу Нью -Йорка і Пенсільванії до південної Міннесоти (43 ° північної широти) і східного Канзасу на південь до північно-східного Техасу та північної Джорджії. Росте в лісах.
У посадках на Україні в молодому віці піддається нападу зайців, але майже не страждає від комах і уражається тільки акацієвою ложнощитовкою. У степових посадках на Україні уражається багатьма грибами. Поразка нектріїв викликає всихання гілок і молодих стовбурів у гледичії. У місцях пошкоджень стовбурів у комля дерева заражаються дубовою дедалію. У старих гледичієвих насадженнях напенну гниль викликає сірчано-жовтий трутовик. Ряд грибів вражає гледичію в місцях опіків кори. Однак нагоди грибних захворювань у гледичії зустрічаються рідко.
Укол голками викликає тривале і хворобливе запалення пошкодженої ділянки шкіри.
Хімічний склад
Молоде листя містять до 1 % алкалоїду тріакантіна, 100-400 мг вітаміну C %.
До складу квіток входить єнантовий ефір, який зумовлює їх запах. У квітках також міститься 0,3 % алкалоїдів.
В інших органах вміст алкалоїдів незначний. У листі і плодах міститься аскорбінова кислота в межах від 100 до 400 мг %.
У бобах знайдені глікозид епікатехін, сапоніни, флавонові сполуки - акраммерін, олмелін, фустін, фізетін. Стулки бобів містять 2,6 % антрагликозидов, 3,1 % дубильних речовин і сліди вітаміну K. У м'ясистих стінках бобів міститься до 29 % цукру і 278 мг % вітаміну C. У насінні - вуглевод манногалактан, що дає при гідролізі галактозу і маноза; слиз з порошку ендосперми, складову 25-39 % ваги насіння.
Практичне використання.
Медонос. Під час цвітіння виділяє рясний нектар.
Культурні насадження.
Культивується в садах і парках, в живих огорожах як декоративна рослина на півдні Росії, на Кавказі, в Середній Азії, на території колишнього СРСР від лісостепової зони до південних кордонів. Поширена в культурі на всіх материках земної кулі. Була введена в культуру в Європі в першій половині XVII століття, в Російській Імперії - з початку XIX століття. Вперше з'явилася в 1637-1654 рр. в саду Д. Традесканта під Лондоном. Використовується також для зміцнення берегів річок і ярів. У полезахисних смугах на півдні України вона, поряд з дубом черешчатим, є головною породою. Є безколючкові форми. Виведені також плакуча, пірамідальна і низькоросла форми гледичії.
Швидкоросле, дуже посухостійке і дуже декоративне дерево. У віці 2 років досягає висоти 1-1,5 м; у віці 50 років - 14 м заввишки і 14 см в діаметрі. Найбільший приріст спостерігається в п'яти- десятирічному віці (60-70 см на рік). До ґрунтових умов невибагливе, добре росте навіть на засолених ґрунтах. Добре переносить тривале суцільне задерніння ґрунту, але сильне задерніння викликає уповільнення зростання. Вітростійке. Добре переносить ущільненість ґрунту, запиленість і задимленість повітря. Любить тепло. Молоді рослини пошкоджуються морозом навіть на півдні України, але дорослі рослини через швидке здерев'яніння пагонів дуже стійкі до морозів.
Розмножується насінням, кореневими нащадками, щепленням (садові форми), літніми живцями.
Деревина.
Деревина за фізико-механічними властивостями близька до деревини дуба і відноситься до деревини твердих порід. Заболонь широка, жовтувата, ядро від світло-червоного до червонувато-коричневого, колір сухої ядрового породи - вишнево-червоний. Деревина важка і міцна, придатна для виготовлення шпал і стовпів. Об'ємна вага - 0,75-0,83 г/см3, за іншими даними при 12 % вологості - 0,66-0,68 г/см3. Вона знаходить застосування в столярній справі і у виготовленні різного господарського інвентарю. Для будівництва деревини гледичії непридатна, оскільки сильно уражається деревоточцями і вусанями. У підземних спорудах вона служить довго, але при усуненні заболоні. Текстура деревини красива, тому деревина гледичії робить її перспективною для виготовлення фанери та меблів. Дрова по теплових властивостях дещо поступаються дровам з деревини інших твердих порід.
Використання в медицині.
У медицині використовується входячий до складу листя алкалоїд тріакантіна. Тріакантіна має спазмолітичну дію на органи з гладкою мускулатурою, розширює судини, знижує артеріальний тиск, стимулює дихання. Він застосовується також при лікуванні захворювань системи травлення (спастичний коліт, виразкова хвороба шлунка та дванадцятипалої кишки), а також у період загострення хронічного холециститу. Період, коли в листі міститься тріакантіна, дуже нетривалий. Збір листя виробляють ранньою весною, в період їх розпускання.
Антраглікозіди, що містяться в околоплоднику гледичії, мають послаблюючу дію. У великих дозах тріакантіна отруйний, тому найбільш отруйними у цієї рослини є молоде листя, меншою мірою - старе листя і квітки, ще меншою - кора і насіння (Соколов, Стратонович, 1985).
2.2 Методи досліджень
2.2.1 Визначення активності СОД (Переслегина, 1989)
Активність СОД (КФ 1.15.1.11) визначали за ступенем інгібування відновлення нитросинього тетразолію (НСТ) в присутності нікотинамідаденіндінуклеотиду (НАДН) та феназинметасульфату (ФМС). До складу реакційної суміші входили 1,2 мл фосфатного буфера (0,15 М, рН 7,8), 0,1 мл ФМС, 0,3 мл НСТ, 0,2 мл НАДН. Супернатант додавали в інкубаційну суміш в кількості 0,3 мл. Реакцію запускали додаванням НАДН і зупиняли через 15 хвилин 1 мл льодяної оцтової кислоти. Інтенсивність забарвлення вимірювали при довжині хвилі 540 нм. Активність супероксиддисмутази виражали в відн.од./хв.*г сирої наважки та визначали за формулою:
Т% = *100%
А = , де
Т% - відсоток гальмування реакції відновлення нитросинього тетразолію за 1 хв,
А - активність супероксиддисмутази в відносних одиницях на грам наважки за хвилину,
Н - наважка рослинного матеріалу, г,
t - час інкубації, хв.
2.2.2 Визначення активності бензидин-пероксидази (Методи…, 1979)
Виділення ферментного препарату. Наважку рослинної тканини 0,1 г розтирають при 4°С у порцеляновій ступці з 0,2 М ацетатного буферу рН 5,4 або дистильованою водою у співвідношенні 1:10 (з додаванням скляного піску у разі необхідності). Одержаний гомогенат після 30 хвилин настоювання центрифугують протягом 20 хв при 15000 g при 4°С. Супернатант переносять в чисті, сухі пробірки, поміщені в стакани зі льодом, й використовують в якості ферментного препарату при проведенні реакції. В такому вигляді супернатант при необхідності зберігають в холодильнику не більше 2 годин.
Визначення активності бензидин-пероксидази. До 0,2 мл рослинного екстракту додають 0,8 мл 0,2 М ацетатного буферу рН 5,4, 1 мл бензидину. Для запуску ферментативної реакції в дослідну кювету вносять 1 мл 1 % розчину пероксиду водню і одразу починають вимірювання оптичної густини при довжині хвилі 490 нм протягом хвилини з інтервалом в 5 с на проти контрольної проби.
В контрольну пробу замість пероксиду водню вносять 1 мл ацетатного буферу.
Активність ферменту розраховують за формулою:
А = , де
А - активність ферменту (відносні одиниці густини на хвилину на г наважки);
ДД - величина наростання оптичної густини;
а - відношення кількості рідини, взятої для приготування витяжки, до маси сирої тканини, см3/г;
b - ступінь додаткового розведення витяжки після центрифугування;
в - ступінь постійного розведення витяжки в реакційній суміші в кюветі;
l - товщина шару кювети (1 см);
Н - наважка рослинного матеріалу, г;
t - час перетікання реакції, хв.
2.2.3 Визначення активності каталази (Плешков, 1968)
Принцип базується на урахуванні кількості розкладеного перекису водню під дією ферментативного препарату методом титрування перманганатом.
Виділення ферментного препарату. Наважку рослинної тканини 0.5 г розтирають при 4°С у порцеляновій ступці з 0.2 М ацетатним буфером рН 5,4 у співвідношенні 1:10. Одержаний гомогенат через 30 хвилин настоювання центрифугують протягом 20 хв. при 15000 g при 4°С. Супернатант переносять в чисті сухі пробірки поміщенні в стакани з льодом й використовують в якості ферментного препарату при проведенні реакції. В такому вигляді супернатант при необхідності зберігають в холодильнику не більше 2-х годин.
Визначення активності каталази. В дві пробірки поміщують по 1,5 мл ферментного препарату. Контрольну пробу кип'ятять 2-3 хвилини для інактивації ферменту й потім охолоджують. В обидві пробірки приливають по 4 мл дистильованої води й по 1 мл. 1% розчину перекису водню. Час інкубації 20 хв. при температурі 25 °С. Реакцію зупиняють додаючи 1 мл. 10% розчину сульфатної кислоти й титрують розчином перманганату калію (С 1/5 = 0,001 моль/л) до слабо-рожевого кольору, що не зникає протягом хвилини. За різницею між контрольним та дослідним титруванням визначають кількість розкладеного перекису водню за час інкубації в розрахунку на 1 г вихідної рослинної речовини.
А = , де
А - активність каталази ( в молях Н2О2 на 1 г наважки за хвилину).
а - об'єм КMnO4 витрачений на холосте титрування, мл.
б - об'єм КMnO4 витрачений на дослідне титрування.
С1/5 - молекулярна концентрація еквіваленту КMnO4.
Т - поправка до титру розчину КMnO4.
Е - молярна маса еквіваленту Н2О2 (17 г/моль).
Н - наважка рослинного матеріалу, г.
t - час інкубації, хв.
Vзаг - загальний об'єм ферментного препарату, мл.
Vалікв - об'єм ферментативного препарату взятого для аналізу, мл.
2.2.4 Статистична обробка результатів (Рокицкий, 1973)
Результати дослідів опрацьовані при 95% достовірності.
1. Середнє арифметичне визначалося за формулами:
, для малої вибірки;
, для великої вибірки;
де Хі - значення члену вибірки;
- частота трапляння члена у виборці;
n - кількість членів у виборці.
2. Стандартне відхилення обчислюється за формулами:
; ;
S - стандартне відхилення;
- - відхилення варіації від середнього арифметичного.
3. Статистична помилка розраховувалась за формулами:
, для n<30;
, для n>30,
де m - помилка вибіркового середнього.
4. Достовірність результатів визначали за таблицею Ст'юдента - якщо
, то дані достовірні.
Результати опрацьовано статистично за допомогою пакета Statistica 6,0; розбіжності між вибірками вважали достовірними при p<0,05.
3. Фізико-географічна характеристика району досліджень
Дніпропетровськ - розташований у центральній України з тяжінням до її півдня й сходу. Центр міста знаходиться на правому високому березі Дніпра, на Придніпровській височині. Лівобережжя міста знаходиться на Придніпровській низовині.
Рельєф
Дніпропетровська область характеризується рівнинним рельєфом. Відразу помітні відмінності характером рельєфу між правим та лівим берегом Дніпра, обумовлені різною геологічною будовою. Правобережжя зайняте Придніпровською височиною із середніми висотами 100 - 150 м. над рівнем моря та максимальною відміткою всієї Дніпропетровської області 192 м. у Солонянському районі. Це височинна лесова слабкохвиляста рівнина з розвиненою яружно-балковою мережею. На півдні вона переходить у пластову денудаційно-акумулятивну слабкорозчленовану Причорноморську низовину з відмітками 50 - 75 м.
Лівобережжя Дніпра представлене Придніпровською низовиною. Це лесова слабкорозчленована денудативно-акумулятивна рівнина, яку перетинають знижені долини річок Орелі та Самари. Нижче Дніпропетровська за Дніпром низовина отримує сильнорозчленований підвищений характер через залягання порід Українського щита. Найвища позначка цієї території - 187 м. на північному сході області.
Долина Дніпра має абсолютні висоти 75 - 48 м. Остання величина є найнижчою позначкою Дніпропетровщини - це уріз води на межі з Запорізькою областю. До міста Дніпропетровська долина має виражені риси впливу льодовика, нижче вона звужується, крутизна схилів зростає. Під водами Дніпровського водосховища існують нині затоплені дніпровські пороги.
На Дніпропетровщині поширені різноманітні несприятливі фізико-географічні процеси. Найбільшого поширення отримала водна ерозія ґрунтів, особливо на територіях з пересіченим рельєфом (лінійна ерозія); на Лівобережжі Дніпра превалює площинна ерозія. Повсюдний характер мають процеси просідання лесових порід. На височинах інтенсивною є вітрова ерозія ґрунтів. У межах долини Дніпра існують зсувонебезпечні ділянки, а у басейні Орелі - території з ризиком підтоплення. В цілому територія області за невеликими виключеннями сприятлива для господарської діяльності людини.
Геологічні умови території
За геологічними умовами Дніпропетровська область поділяється на два субрегіони: Український кристалічний щит (65% площі області) та Дніпровсько-Донецька западина (решта 35%). Український щит займає правобережну частину Дніпропетровщини та південь лівобережної частини. Кристалічний фундамент залягає на глибині від 0 до кількох десятків метрів під денною поверхнею. В межах області представлені його наступні мегаблоки: Кіровоградський на крайньому заході, Придніпровський у центрі та Приазовський на південному сході. Дніпровсько-Донецька западина представлена своїм південним бортом і відділена від щита глибинними розломами. Кристалічні породи занурюються тут на глибину від 100 до 1500.
Геологічні відклади мають специфічний характер у кожній із зазначених тектонічних областей, зважаючи на відмінності у геологічній історії розвитку. Український щит вкритий незначним шаром осадових порід палеогену - неогену, представлених вапняками, пісками, глинами, алевритами, залізистими кварцитами тощо. Корінні магматичні породи архею - протерозою - гнейси, граніти, кварцити, діорити тощо відслонюються у долинах річок. На схилі щита наявне потужніше нашарування осадових порід, але на поверхню виходять неогенові міоценові та пліоценові відклади - глини, алеврити, піски.
Клімат
Клімат Дніпропетровської області помірно-континентальний. Середньорічний розподіл температур в області має практично широтний напрямок. Зимові ізотерми змінюються з півночі на південь від -6,2о до -4,0оС, літні від 20,5оС до 22,0оС. Абсолютний максимум температури області зафіксовано на рівні 41оС; мінімуми складає -38оС. Частота переходу температур на поверхні ґрунту через 0оС досягає 10 - 15 разів на рік.
Величини сумарної сонячної радіації змінюються з півночі на південь від 4200 до 4400 МДж/м2, радіаційний баланс - від 1800 до 1950 МДж/м2, тривалість сонячного сяйва - від 2050 до 2150 годин на рік, сума активних температур вище 10оС - від 2700 до 3400. Тривалість безморозного періоду (періоду вегетації) в середньому 185 днів на рік. Показник атмосферного тиску взимку становить біля 1021 гПа, влітку знижується до 1012-1013 гПа.
Середньорічна кількість опадів досягає максимуму на північному сході області (550 мм.), зменшується у південно-західному напрямку до 450-500 мм. Найвологіший місяць - липень, найсухіший - березень. Влітку кількість опадів становить 80% річної суми, взимку опади у вигляді снігу більше випадають на сході регіону, ніж на заході. Відносна вологість повітря у липні зменшується у південно-східному напрямку від 66% до 62%, у січні становить 84-81%. У літній період дмуть переважно західні та північно-західні вітри, взимку - східні та північно-східні. Для долини Дніпра характерна долинна циркуляція, підсилена бризовою циркуляцією на берегах водосховищ.
4.1 Активність супероксиддисмутази репродуктивних органів Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L. за різних умов існування
Встановлені зміни відображаються на рівні протекторних сполук насіння робінії лжеакації та гледичії триколючової. Так, комплекс умов м. Дніпропетровська з високим рівнем техногенного забруднення призводить до змін активності ключових ферментів-антиоксидантів з утворенням пероксиду водню та молекулярного кисню. Основну роль у знищенні рівня супероксидного радикалу відіграє супероксиддисмутаза, яка каталізує реакцію дисмутації О2- з утворенням пероксиду водню та молекулярного кисню. Літературні дані свідчать про тісний зв'язок між стійкістю рослин до того чи іншого впливу та підвищеною активністю СОД, тобто посиленою здатністю клітин тканин знешкоджувати активні форми кисню. Активність СОД є показником неспецифічної резистентності рослинного організму до стресових чинників. За впливу несприятливих факторів активність цього ферменту змінюється в залежності від тривалості дії та напруженості стрес-чинників. Основні результати визначення супероксиддисмутазної активності в репродуктивних органах Robinia pseudoacacia L. представлені на рис 4.1.1. Слід відзначити, що активність ензиму за дії викидів аерополютантів мала стабільно підвищений рівень. Максимальний показник ферментативної активності спостерігався у разі впливу чинників антропогенної природи на вул. Г. Сталінграда і становив 6,57 ум. од./г маси сухої речовини, що в 3,5 раз перевищувало рівень контролю. Дещо нижчий рівень досліджуваного параметру мало насіння рослин, які підлягали техногенному забрудненню на пр. К. Маркса й пр. Кірова - у цих варіантах активність ферменту зростала в 3 та 1,7 рази відповідно порівняно з контролем.
Рис. 4.1.1. Активність супероксиддисмутази у насінні Robinia pseudoacacia L. за різних умов існування: 1 - с. Першотравенка; 2 - пр. Кірова; 3 - пр. К. Маркса; 4 - вул. Г. Сталінграда
Установлено, що в умовах м. Дніпропетровська у насінні Gleditsia triacanthos L. серпневого відбору, які зростали на дослідних ділянках, спостерігали більшу активність 10,2-12,22 ум.од./г сухої ваги хв., порівняно з контрольним насінням 6,63 ум.од./г сухої ваги хв. У рослин Gleditsia triacanthos з парку 40-ліття війни цей параметр збільшений відносно контролю на 54 %, вул. Г. Сталінграду - на 84 %, пр. Гагаріна - на 24 %.
У контрольному і дослідному насінні гледичії триколючкової вересневого відбору порівняно з серпневим відмічено збільшення (у 2,6 і 1,2 рази) активність СОД. У рослин з моніторингових ділянок парку 40-ліття війни, вул. Г. Сталінграду, пр. Гагаріна рівень активності ферменту достовірно знижений відносно контролю на 41, 17 і 13 % відповідно.
Насіння жовтневого відбору (повна стиглість) контрольних рослин характеризувалось зниженням активності СОД (7,01 ум.од./г сухої речовини хв.) порівняно з вересневим відбором. У дослідного насіння Gleditsia triacanthos L. навпаки фіксували зростання активності ферменту в 1,4 рази відносно вересня місяця та на 52, 132 і 187 % відносно контрольного насіння.
Рис. 4.1.2. Активність супероксиддисмутази у насінні Gleditsia triacanthos L. за різних умов існування: 1 - с. Першотравенка; 2 - парк 40-ліття перемоги; 3 - вул. Г. Сталінграда; 4. пр. Гагаріна
Оскільки літературні дані свідчать о ролі СОД у захисті рослин від окисної деструкції, то встановлений нами збільшений рівень активності СОД у насінні лжеакації та гледичії носить пристосувальний характер і спрямований на руйнування супероксидного радикалу. Відносно висока активність ензиму може бути результатом підвищеної експресії її гену.
У результаті реакції, яку каталізує СОД утворюється пероксид водню, руйнування якого здійснюється системою, що включає каталазу та пероксидазу. Ці ферменти каталізують двоелектронне відновлення Н2О2 до води, використовуючи як донор електрона пероксид водню в випадку каталази та різних відновників у випадку пероксидази (Прайор, 1979).
4.2 Вплив аеротехногенного забруднення на активність каталази у насінні Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L.
Одним з важливіших ферментів антиоксидантного захисту є каталаза, що каталізує реакцію перетворення пероксиду водню на воду та кисень. На відміну від пероксидаз, цей фермент не потребує відновленого субстрату для активності. Зниження активності каталази призводить до утворення реакційно агресивного ініціатора ПОЛ - гідроксильного радикалу - і може бути діагностичною ознакою чутливості рослин до антропогенних навантажень (Половникова, Воскресенская, 2008).
Проведені дослідження по даному ферменту в насінні Robinia pseudoacacia L. дали змогу встановити високий рівень його активності у всіх досліджуваних варіантах. Як видно із даних рис. 4.2.1, активність каталази у репродуктивних органах робінії лжеакації з забрудненої території підвищується на 13 - 20 %.
Цей факт, імовірно, пов'язаний із відсутністю значного впливу антропогенної компоненти на окисно-відновні процеси, які характерні для рослин, що зазнали дії промислових емісій і включення інших систем утилізації пероксиду водню.
Клітинні механізми дезактивації різних активних форм кисню можуть замінювати, доповнювати й дублювати один одного (Колупаєв, 2001). Припускається, що недостатня активність будь-якої з ланок антиоксидантного захисту може призвести до активації іншої ланки.
Рис. 4.2.1. Активність каталази у насінні Robinia pseudoacacia L. за різних умов існування: 1 - с. Першотравенка; 2 - пр. Кірова; 3 - пр. К. Маркса; 4 - вул. Г. Сталінграда
Результати досліджень по вивченню динаміки активності каталази в період достигання насіння гледичії триколючкової представлені на рисунку 4.2.2. Активність каталази у насінні серпневого відбору дослідних рослин (0,42-0,52 ммоль/г сухої речовини хв.), а контрольних - 0,39 ммоль/г сухої речовини хв. У вересні місяці фіксували зростання активності ферменту порівняно з серпнем місяцем в 1,1 рази у контрольному насінні та в 1,2-1,25 рази у дослідному. При цьому слід зазначити, що насіння Gleditsia triacanthos L., які зростали на автомагістралях міста, характеризувалось збільшенням активності каталази відносно контрольних зразків на 39, 48 та 20 %.
У жовтні місяці реєстрували тенденцію до зниження активності каталази порівняно з вереснем: в 1,3 рази у насінні з ботанічного саду, в 1,9 рази - у насінні з пр. Гагаріну, в 3 та 2,7 рази - у насінні з парку 40-ліття перемоги та вул. Г. Сталінграду, що ймовірно пов'язано зі зниженням інтенсивності процесів дихання при переході до стану покою. У дослідному насінні Gleditsia triacanthos активність ферменту знижена відносно контрольного на 15-40 %, що свідчить згідно (Пацула, 2008) про активну участь каталази у детоксикації пероксиду водню.
Рис. 4.2.2. Активність каталази у насінні Gleditsia triacanthos L. за різних умов існування: 1 - с. Першотравенка; 2 - парк 40-ліття перемоги; 3 - вул. Г. Сталінграда; 4. пр. Гагаріна
Отже, згідно отриманих результатів важлива роль в обміні речовин в процесах адаптації насіння дослідних організмів до стрес-факторів належить каталазі. Кореляційний аналіз отриманих результатів виявив тісний зв'язок між активністю каталази і СОД (r=0,95-0,99, р < 0,05). Встановлене пригнічення активності каталази згідно О.В. Ситар (2010) може бути спричинене як інактивацією ферменту певними токсикантами аеровикидів, пригніченням експресії її гену, так і пригніченням білкового синтезу внаслідок підвищеного генерування активних форм кисню. Це узгоджується з літературними даними, згідно яких більшість рослин володіє пониженою активністю каталази на забруднених ділянках зростання.
супероксиддисмутаза пероксидаза каталаза стресор
4.3 Роль пероксидази в стійкості насіння Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L до дії аерополютантів
Окрім каталази, Н2О2 дезактивується різноманітними пероксидазами. Пероксидаза, будучи одним із маркерних ферментів, практично першою активується у відповідь на стрес, бере участь в окиснювально-відновних реакціях фотосинтезу,у процесах дихання, метаболізмі білків і регулюванні проесів росту, катаболізмі фенольних сполук тощо (Андреева,1988).
Основні результати визначення пероксидазної активності у насінні Robinia pseudoacacia L. за дії стресорів представлені на рис. 4.3.1. Рівень активності пероксидази змінювався залежно від місця росту досліджуваних об'єктів. Активність ферменту насіння рослин з антропогенних зон знаходилась на відносно низькому рівні й була знижена відносно контролю на 11 % (пр. Кірова), на 12 % (пр. К. Маркса) та на 39 % (вул. Г. Сталінграда).
З урахуванням літературних даних це можна пояснити тим, що у разі хронічної дії аерополютантів на рослину в тканинах насіння робінії лжеакації починають діяти інші ферменти антиоксидантного захисту, які допомагають бензидин-пероксидазі розщеплювати пероксид (Пацула, 2006).
Рис. 4.3.1. Активність пероксидази у насінні Robinia pseudoacacia L. за різних умов існування: 1 - с. Першотравенка; 2 - пр. Кірова; 3 - пр. К. Маркса; 4 - вул. Г. Сталінграда
Отримані результати, представлені на рисунку 4.3.2, засвідчують, що у насінні гледичії триколючкової, відібраного у серпні місяці з дослідних моніторингових ділянок активність пероксидази порівняно з контрольними була збільшена в 1,4 рази на пр. Гагаріна, в 1,89 рази - в парку 40-річчя перемоги та в 2,0 рази - вул. Г. Сталінграду.
У вересні місяці спостерігали зниження активності пероксидази порівняно з серпнем у контрольного насіння в 1,3 рази, а у дослідного - від 1,8 до 2,1 разів в залежності від точки відбору. Слід відмітити, що у насінні Gleditsia triacanthos L. з ділянок з антропогенним навантаженням рівень активності вище контролю в 1,2 рази (парк 40-річчя перемоги), в 1,4 рази (вул. Г. Сталінграду), в 1,0 рази (пр. Гагаріна).
У стиглому насінні (жовтень місяць) фіксували деяке збільшення пероксидазної активності як в контрольних зразках, так і в дослідних. Але у дослідного насіння рівень ферментативної активності виявився зниженим відносно контрольного на 7-19 %, що ймовірно пов'язано зі зниженням інтенсивності дихання і переходом насіння до стану спокою.
Рис. 4.3.2. Активність пероксидази у насінні Gleditsia triacanthos L. за різних умов існування: 1 - с. Першотравенка; 2 - парк 40-ліття перемоги; 3 - вул. Г. Сталінграда; 4. пр. Гагаріна
Виявлені нами зміни активності пероксидази впродовж етапів достигання насіння гледичії триколючкової свідчить про реакцію даних рослин, спрямовану на захист від окислення компонентів рослинної клітини й активну участь ферменту у відновленні Н2О2 до Н2О згідно (Карпіна, Джури, 2008).
5. Охорона праці
Основні правила безпечної роботи з їдкими речовинами (кислотами й лугами) полягають у наступному:
? Робота з концентрованими кислотами й лугами без захисних пристосувань (окуляри, рукавички) забороняється.
? Концентрованi сiрчана й соляна кислоти повиннi зберiгатися в лабораторії у товстостінному скляному посудi об'ємом не бiльш 2-х лiтрiв, у витяжнiй шафi, на скляних або порцелянових піддонах.
? Розлив концентрованих кислот повинний провадитися лише при включеній тязі у витяжній шафі.
? Кислоти, луги й iншi їдкі речовини варто розливати за допомогою скляних сифонiв iз грушею або iнших яких-небудь нагнітальних пристосувань.
? Пролиту кислоту засипають піском. Потім пісок прибирають, й місце розливу кислоти засипають вапном або содою, а після цього заливають водою та витирають насухо.
? Пролитий луг засипають піском або дерев'яною тирсою. Облите місце після видалення піску або тирси обливають слабким розчином оцтової кислоти.
? При розведенні сірчаної кислоти її варто повільно доливати у воду. Додавати воду в кислоту категорично заборонено.
? Кислоти та луги зливати в каналiзацiю забороняється (Желібо, 2004).
Розглянемо ризик небезпеки при проведенні досліджень на електроприладах.
Сучасний рiвень прогресу неможливий без широкого впровадження електроустаткування, що викликає необхiднiсть постійного удосконалювання вимог до його безпечного обслуговування.
При виконаннi експериментальної частини курсової роботи використовувалися такi електроприлади: центрифуга к-70Д, плита електрична лабораторна, фотоелектрокалориметр, водяна електрична лазня, електропiч, сушильна шафа, рН-метр.
При роботi з електроустаткуванням необхiдно додержуватися таких правил ектробезпечностi:
? Помешкання необхiдно мiстити в чистотi, не захаращувати робітничі кiмнати, коридори зайвими меблями й легко займистими матерiалами.
? У випадку запалення легкозаймистих або пальних рiдин необхідно повідомити в пожежну частину, виключити нагрiвальнi прилади, газові пальники й вентиляцію, винести з помешкання всі судини із вогненебезпечними речовинами та балони із стиснутими газами й приступити до гасіння пожежі.
? Підключення електричних апаратів повинно виконуватися цілими й гнучкими шланговими кабелями з мідними жилами за допомогою справних штепсельних з'єднань.
? Несправності електроприладів, що можуть викликати іскріння, коротке замикання, повинні негайно усуватися.
? Захисне заземлення, занулення повиннi бути справнi, не мати порушення цiлiсностi з'єднань, слiдiв корозії в мiсцях з'єднань та iнших дефектiв.
? Прокладка електропроводки, установка електропускової апаратури на спаленiй підставi категорично заборонена.
? Забороняється до однiєї розетки підключати декiлька електронагрiвальних приладiв.
? У випадку загорання електричних проводiв - негайно виключити струм. Проводи, що зайнялися, треба гасити піском або сухим вогнегасником. Про всяке загорання електричних проводiв необхiдно довести до вiдома чергового електромонтера.
? Забороняється заклеювати або закривати ділянки електропроводів. Устрій додаткових електромереж, установка додаткових електроприладів й електроустаткування повинні провадитися з дозволу головного енергетика ДНУ й узгодження інженера пожежної охорони (ДБНВ. 2.5.-28-2006.).
Питання комп'ютерної безпеки
В даний час комп'ютерна техніка широко застосовується у всіх областях діяльності людини. При роботі з комп'ютером людина піддається дії ряду небезпечних і шкідливих виробничих факторів: електромагнітних полів (діапазон радіочастот: ВЧ, УВЧ і СВЧ), інфрачервоного і іонізуючого випромінювань, шуму і вібрації, статичної електрики і ін. Робота з комп'ютером характеризується значною розумовою напругою і нервово-емоційним навантаженням операторів, високою напруженістю зорової роботи і достатньо великим навантаженням на м'язи рук при роботі з клавіатурою ЕОМ. Велике значення має раціональна конструкція і розташування елементів робочого місця, що важливо для підтримки оптимальної робочої пози людини-оператора. У процесі роботи з комп'ютером необхідно дотримувати правильний режим праці та відпочинку.
Вимоги до виробничих приміщень при роботі на ПК
Забарвлення і коефіцієнти віддзеркалення. Освітлення. Забарвлення приміщень і меблів повинні сприяти створенню сприятливих умов для зорового сприйняття, гарного настрою. Джерела світла, такі як світильники і вікна, які дають віддзеркалення від поверхні екрану, значно погіршують точність знаків і тягнуть за собою перешкоди фізіологічного характеру, які можуть виразитися в значній напрузі, особливо при тривалій роботі. Віддзеркалення, включаючи віддзеркалення від вторинних джерел світла, повинне бути зведено до мінімуму. Для захисту від надмірної яскравості вікон можуть бути застосовані штори і екрани. У приміщеннях, де знаходиться комп'ютер, необхідно забезпечити наступні величини коефіцієнта віддзеркалення: для стелі: 60 ... 70%, для стін: 40 ... 50%, для підлоги: близько 30%. Для інших поверхонь і робочих меблів: 30 ... 40%. Правильно спроектоване і виконане виробниче освітлення покращує умови зорової роботи, знижує стомлюваність, сприяє підвищенню продуктивності праці, благотворно впливає на виробниче середовище, надаючи позитивну психологічну дію на працюючого, підвищує безпеку праці і знижує травматизм. Недостатність освітлення приводить до напруги зору, ослабляє увагу, приводить до настання передчасної стомленості. Надмірно яскраве освітлення викликає засліплення, роздратування і різь в очах. Неправильний напрямок світла на робочому місці може створювати різкі тіні, відблиски, дезорієнтувати робочого. Всі ці причини можуть призвести до нещасного випадку або профзахворювань. Існує три види освітлення - природне, штучне і поєднане (природне і штучне разом). Природне освітлення - це освітлення приміщень денним світлом, що потрапляє через світлові прорізи в зовнішніх огороджуючих конструкціях приміщення. Природне освітлення характеризується тим, що змінюється в широких межах залежно від часу дня, пори року, характеру області і ряду інших чинників. Штучне освітлення застосовується при роботі в темний час доби і вдень, коли не вдається забезпечити нормовані значення коефіцієнта природного освітлення (похмура погода, короткий світловий день). Освітлення, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним, називається освітленням. Штучне освітлення підрозділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне. Робоче освітлення, у свою чергу, може бути загальним або комбінованим - тобто освітленням, при якому до загального додається місцеве. Згідно ДБИ В.2.8.-28-2006 в приміщенні, де встановлені комп'ютери, необхідно застосовувати систему комбінованого освітлення. Вимоги до освітленості в приміщеннях, де встановлені комп'ютери, наступні: при виконанні зорових робіт високої точності загальна освітленість повинна складати 300лк, а комбінована - 750лк; аналогічні вимоги при виконанні робіт середньої точності - 200 і 300лк відповідальної. Крім того все поле зору повинне бути освітлено достатньо рівномірно - ця основна гігієнічна вимога. Іншими словами, ступінь освітлення приміщення і яскравість екрану комп'ютера повинні бути приблизно однаковими, оскільки яскраве світло в районі периферійного зору значно збільшує напруженість очей і, як наслідок, призводить до їх швидкої стомлюваності (ДБНВ. 2.5.-28-2006).
Параметри мікроклімату
Параметри мікроклімату можуть мінятися в широких межах, у той час як необхідною умовою життєдіяльності людини є підтримка постійності температури тіла завдяки терморегуляції, тобто здатності організму регулювати віддачу тепла в навколишнє середовище. Принцип нормування мікроклімату - створення оптимальних умов для теплообміну тіла людини з навколишнім середовищем. Обчислювальна техніка є джерелом істотних тепловиділень, що може привести до підвищення температури і зниження відносної вологості в приміщенні. У приміщеннях, де встановлені комп'ютери, повинні дотримуватися певні параметри мікроклімату. У санітарних нормах СН-245-71 встановлені величини параметрів мікроклімату, що створюють комфортні умови. Ці норми встановлюються в залежності від пори року, характеру трудового процесу і характеру виробничого приміщення. Об'єм приміщень, в яких розміщені працівники обчислювальних центрів, не повинен бути меншим 19,5 м3/людини з урахуванням максимального числа одночасно працюючих в зміну. Норми подачі свіжого повітря в приміщення, де розташовані комп'ютери (ГОСТ ССБТ 12.1.005-88).
Шум і випромінювання
Шум погіршує умови праці, роблячи шкідливий вплив на організм людини: працюють в умовах тривалого шумового впливу випробовують дратівливість, головні болі, запаморочення, зниження пам'яті, підвищену стомлюваність, зниження апетиту, біль у вухах і т.д. Такі порушення в роботі організму людини можуть викликати негативні зміни в емоційному стані людини аж до стресових. Під впливом шуму знижується концентрація уваги, порушуються фізіологічні функції, з'являється втома у зв'язку з підвищеними енергетичними витратами і нервово-психічним напруженням, погіршується мовна комутація. Тривала дія інтенсивного шуму (вище 80 дБ (А) на слух людини приводить до його часткової або повної втрати. Рівень шуму на робочому місці операторів відеоматеріалів не повинен перевищувати 50 дБА. Для зниження рівня шуму стіни і стеля приміщень, де встановлені комп'ютери, можуть бути облицьовані звукопоглинальними матеріалами. Більшість вчених вважають, що як короткочасне, так і тривалий вплив усіх видів випромінювання від екрану монітора не небезпечно для здоров'я персоналу, що обслуговує комп'ютери. Проте вичерпних даних щодо небезпеки дії випромінювання від моніторів на працюючих з комп'ютерами не існує і спрямування в цьому напрямку тривають. Максимальний рівень рентгенівського випромінювання на робочому місці оператора комп'ютера звичайно не перевищує 10 мкбер / ч, а інтенсивність ультрафіолетового і інфрачервоного випромінювань від екрану монітора лежить в межах 10 ... 100 мВт/м2. Для зниження дії цих видів випромінювання рекомендується застосовувати монітори із зниженим рівнем випромінювання, а також дотримуватися регламентовані режими праці та відпочинку. Слід обмежити тривалість робочої діяльності перед екраном, не розміщувати дисплеї концентровано в робочій зоні, вимикати дисплей, якщо на ньому не працюють (Желібо, 2004).
Ергономічні вимоги до робочого місця
Проектування робочих місць, забезпечених відеотерміналами, відноситься до числа важливих проблем ергономічного проектування в області обчислювальної техніки. Робоче місце і взаємне розташування всіх його елементів повинне відповідати антропометричним, фізичним і психологічним вимогам. Велике значення має також характер роботи. Зокрема, при організації робочого місця оператора ПК повинні бути дотримані наступні основні умови: оптимальне розміщення устаткування, що до складу робочого місця і достатній робочий простір, що дозволяє здійснювати всі необхідні рухи і переміщення. Ергономічними аспектами проектування відеотермінальних робочих місць, зокрема, є: висота робочої поверхні, розміри простору для ніг, вимоги до розташування документів на робочому місці (наявність і розміри підставки для документів, можливість різного розміщення документів, відстань від очей користувача до екрану, документа, клавіатури), характеристики робочого крісла, вимоги до поверхні робочого столу, регульованість елементів робочого місця. Головними елементами робочого місця оператора ПК є стіл і крісло. Основним робочим положенням є положення сидячи. Робоча поза сидячи викликає мінімальне стомлення оператора. Раціональне планування робочого місця передбачає чіткий порядок і сталість розміщення предметів, засобів праці і документації. Те, що потрібно для виконання робіт частіше, повинно бути розташоване в зоні легкої досяжності робочого простору. Для комфортної роботи оператора стіл повинен задовольняти наступним умовам:
- Висота столу повинна бути вибрана з урахуванням можливості сидіти вільно, в зручній позі, при необхідності спираючись на підлокітники; - Нижня частина столу повинна бути сконструйована так, щоб програміст міг зручно сидіти, не був змушений підбирати ноги;
- Поверхня столу повинна мати властивості, що виключають появу відблисків у поле зору програміста;
- Конструкція столу повинна передбачати наявність висувних ящиків (не менше 3 для зберігання документації, лістингів, канцелярських приналежностей);
- Висота робочої поверхні рекомендується в межах 680-760 мм. Висота поверхні, на яку встановлюється клавіатура, повинна бути близько 650 мм. Велике значення надається характеристикам робочого крісла. Так, рекомендована висота сидіння над рівнем підлоги перебуває в межах 420-550 мм. Поверхня сидіння м'яка, передній край закруглений, а кут нахилу спинки - регульований. Необхідно передбачати при проектуванні можливість різного розміщення документів: збоку від відеотерміналу, між монітором і клавіатурою і т.п. Крім того, у випадках, коли відеотермінал має низьку якість зображення, наприклад помітні мелькання, відстань від очей до екрану роблять більше (близько 700 мм), ніж відстань від ока до документа (300-450 мм). Взагалі при високій якості зображення на відеотерміналі відстань від очей користувача до екрану, документа і клавіатури може бути рівним. Положення екрану визначається:
- Відстанню зчитування (0,6 ... 0,7 м);
- Кутом зчитування, напрямком погляду на 200 нижче горизонталі до центру екрану. Повинна також передбачатися можливість регулювання екрану:
- По висоті +3 см;
- По нахилу від - 100 до +200 щодо вертикалі;
- У лівому і правому напрямках.
Велике значення також надається правильній робочій позі користувача. При незручній робочій позі можуть з'явитися болі в м'язах, суглобах і сухожиллях. Вимоги до робочої пози користувача відеотермінала наступні:
- Голова не повинна бути нахилена більш ніж на 200,
- Плечі повинні бути розслаблені,
- Лікті - під кутом 800 ... 1000,
- Передпліччя і кисті рук - в горизонтальному положенні. Причина неправильної пози користувачів обумовлена наступними чинниками: немає хорошої підставки для документів, клавіатура знаходиться дуже високо, а документи - низько, нікуди покласти руки і кисті, недостатній простір для ніг. Істотне значення для продуктивної і якісної роботи на комп'ютері мають розміри знаків, густину їх розміщення, контраст і співвідношення яскравості символів і фону екрану. Якщо відстань від очей оператора до екрану дисплея складає 60 ... 80 см, то висота знака повинна бути не менше 3 мм, оптимальне співвідношення ширини і висоти знака складає 3:4, а відстань між знаками - 15 ... 20% їх висоти. Співвідношення яскравості фону екрану і символів - від 1:2 до 1:15. Під час користування комп'ютером медики радять встановлювати монітор на відстані 50-60 см від очей. Фахівці також вважають, що верхня частина відеодисплея повинна бути на рівні очей або трохи нижче. Коли людина дивиться прямо перед собою, його очі відкриваються ширше, ніж коли він дивиться вниз. За рахунок цього площа огляду значно збільшується, викликаючи обезводнення очей. До того ж якщо екран встановлений високо, а очі широко відкриті, порушується функція моргання: очі не закриваються повністю, не омиваються слізною рідиною, не одержують достатнього зволоження, що приводить до їх швидкої стомлюваності. Створення сприятливих умов праці і правильне естетичне оформлення робочих місць на виробництві має велике значення як для полегшення праці, так і для підвищення його привабливості, позитивно впливає на продуктивність праці (Желібо, 2004).
Режим праці оператора при роботі на ПК
Як вже було неодноразово відзначено, при роботі з персональним комп'ютером дуже важливу роль грає дотримання правильного режиму праці та відпочинку. В іншому випадку у персоналу наголошуються значна напруга зорового апарату з появою скарг на незадоволеність роботою, головні болі, дратівливість, порушення сну, втому і хворобливі відчуття в очах, в поясниці, в області шиї і руках. Відповідно до СанПіН 2.2.2 546-96 всі види трудової діяльності, пов'язані з використанням комп'ютера, розділяються на три групи:
- Група А: робота з зчитування інформації з екрана ВДТ або ПЕОМ з попереднім запитом;
- Група Б: робота по введенню інформації;
- Група В: творча робота в режимі діалогу з ЕОМ.
Ефективність перерв підвищується при поєднанні з виробничою гімнастикою або організації спеціального приміщення для відпочинку персоналу із зручними м'якими меблями, акваріумом, зеленою зоною і т.п (НПА ОП 0,00-1,28-10).
При виконанні дипломної роботи виконувались наведені вимоги охорони праці.
Висновки
1. Адаптація деревних порід Robinia pseudoacacia L. до дії забруднювачів відбувається за рахунок активації супероксиддисмутази, що може відбивати інтенсивний одночасний перебіг реакцій знешкодження активних форм кисню.
2. У насінні Gleditsia triacanthos L. із антропогенно забруднених ділянок в процесі достигання виявлено зростання активності супероксиддисмутази в 1,2?1,8 рази у серпні та в 1,5?2,9 рази у жовтні порівняно з контрольними значеннями. Рівень зростання активності ферменту у насінні визначався ступенем забруднення дослідних ділянок.
3. Підвищений рівень активності каталази (на 13-20 %) у насінні Robinia pseudoacacia L. свідчить про включення даного ферменту в процеси детоксикації сполук пероксиду водню.
4. У серпневому та вересневому насінні Gleditsia triacanthos L., материнські організми яких зазнають впливу аерополютантів, фіксували достовірне посилення каталітичної активності каталази в 1,1?1,3 та 1,2?14 рази у порівнянні з рівнем активності ферменту на контрольній ділянці, що відбиває активацію внутрішньоклітинних процесів знешкодження молекул пероксиду водню за участю ферменту.
У стиглому насінні зареєстровано зниження активності каталази порівняно з вереснем місяцем в 1,3 рази (с. Першотравенка) та в 1,9-3,0 рази (автомагістралі міста), що ймовірно пов'язано зі зниженням інтенсивності процесів дихання при переході насіння до стану покою.
5. У насінні Robinia pseudoacacia L., що зростає в умовах хронічної дї полютантів виявлено низький рівень (на 11-39 %) активності пероксидази.
Каталітична активність пероксидази у насінні гледичії триколючкової із антропогенно забруднених ділянок в ході достигання перевищувала контрольне значення активності ферменту в серпні в 1,4-2,0 рази, в вересні - в 1,2-1,4 рази. Для стиглого насіння притаманним було зниження активності ферменту в 1,1-1,2 рази відносно контролю.
6. Виявлені у насінні Robinia pseudoacacia L. та Gleditsia triacanthos L. зміни активності антиоксидантних ферментів мали адаптивну спрямованість.
7. З'ясовано, що показники активності СОД, каталази та пероксидази можна з великим ступенем достовірності використовувати для оцінки стану рослин у стресових умовах й їх стійкості до аеротехногенного забруднення.
Перелік посилань
1. Андреева, В.А. Фермент пероксидаза. [Текст] / В.А. Андреева. - М.: Наука, 1988. - 120 с.
2. Анохина, Е.А. Сосотояние древесных насаждений г. Донецка в различных условиях техногенного загрязнения [Текст] / Е.А. Анохина, А.А. Блакбери // Интродукция и аклиматизация растений. - 1995. - Вып. 22. - С. 96?100.
3. Антипов, В.Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам [Текст] / В.Г. Антипов // Наука и техника. ? 2002. ? С. 216.
Артамонов, В.И. Робиния [Текст] / В.И. Артманова // Наука и жизнь. - 1991. - № 6. - С. 158-160.
4. Бараненко, В.В. Супероксиддисмутаза в клетках растений [Текст] / В.В. Бараненко // Цитология. ? 2006. ? Т. 48., №6. ? С. 465?474.
5. Бачинський Г.О. Основи соціо-екології [Текст] / Г.О. Бачинський. - К.: Вища школа, 1995. - 295 с.
6. Бессонова, В.П. Вплив викидів титаномагнієвого комбінату на стан деревних насаджень промислової території та санітарної зони [Текст] / В.П. Бессонова, О.Є. Іванченко, С.О. Яковлева-Носарь // Відновлення порушенних природних екосистем: Мат. Третьої міжнар. наук. конф. -Донецьк, 2008. - С. 61-64.
7. Бессонова, В.П. Интенсивность плодоношения древесных растений в условиях загрязнения среды [Текст] / В.П. Бессонова, З.В. Грицай - Д.: Днепропетровский ун-т, 1993. - 11 с.
8. Бессонова, В.П. Морфо-функциональные исследования растений в условиях загрязнения среды тяжеллыми металлами [Текст] / В.П. Бессонова. - Автореф. дисс. … докт. биол. наук. Днепропетровск, 1991. - 35 с.
9. Бессонова, В.П. Семенное возобновление древесных растений и промышленные поллютанты (SO2 и NO2) [Текст] / В.П. Бессонова, Т.И. Юсыпива. - Запорожье: Запорожский государственный университет, 2001. - 193 с.
10. Бессонова, В.П. Цитофизиологические аспекты воздействия тяжелых металлов на рост и развитие растений: монография [Текст] / В.П. Бессонова. - Запорожье: Запорожский гос-ный ун-т, 1999. - 208 с.
11. Більчук, В.С. Вплив гербіцидів на функціонування антиоксидантної системи гібриду кукурудзи Білозірський 295СВ [Текст] / В. Більчук, Г. Россихіна-Галича, Т. Легостаєва, Ю. Шмагайло // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2013. - Вип. 61. - С. 201-207.
12. Більчук, В.С. Вплив техногенного забруднення на активність і компонентний склад амінотрансфераз репродуктивних органів деревних рослин [Текст] / В.С. Більчук // Всеукр. наук.-практич. конф. до 90-річчя від дня народження проф. О.Ф. Михайлова. - Дніпропетровськ, ДНУ, 2005. - С. 6.
13. Васылык, Ю.В. Влияние высоких концентраций хлорида натрия на содержание пигментов и свободнорадикальные процессы в листьях проростков кукурузы [Текст] / Ю.В. Васылык, В.И. Лущак // Украинский биохимический журнал. - 2011. - № 4. - С. 94-103.
14. Вінниченко, О.М. Екофізіологічні проблеми фітоценозів та біологічна активність едафотопів в умовах техногенних територій [Текст] / О.М. Вінниченко, Л.Г. Долгова // Фізіологія рослин в Україні на межі тисячоліть: У 2-х т. збірник наук. праць / гол. ред. В.В. Моргун. - 2001. - Т. 2. - К.: Високий урожай. - С. 23?36.
15. Виноградова, Е.Н. Пероксидазная активность в клетках листьев древесных растений в связи с их устойчивостью к выбросам коксохимического предприятия [Текст] / Е.Н. Виноградова // Промышленная ботаника. - 2006. - Вып. 6. - С. 35?40.
16. Виноградова, Е.Н. Сезонная динамика пероксидазной активности в листьях Populus deltoids MARSH. насаждений техногенно загрязненных территорий [Текст] / Е.Н. Виноградова, И.И. Корштков // Промышленная ботаніка. - 2012. - Вып. 12. - С. 161-166.
17. Взаимодействие растений с техногенно-загрязненной средой: монография [Текст] / И.И. Коршиков, В.С. Котов, И.П. Михеенко и др. - К.: Наукова думка, 1995. - 190 с.
18. Власов, Н.Ф. О сортовой специфичности изо ферментов супероксиддисмутазы кормовых белков [Текст] / Н.Ф. Власов, Г.П. Зятчина // Сельскохозяйственная биология. ? 2000. ? №5. ? С. 93-96.
19. Волкова, Л.А. Особенности адаптагенного действия комплекса фенилпропаноидов на культуру клеток диоскореи в условиях абиотического стресса [Текст] / Л.А. Волкова, В.В. Урманцева, А.Б. Бургутин, А.М. Носов // Физиология растений. - 2013. - № 2, Т. 60. - С. 230-239.
20. Гарифзянов, А.Р. Физиологические реакции Acer platanoides L. на стресс, вызванный загрязнением среды тяжелыми металлами [Текст] / А.Р. Гарифзянов, В.В. Иванищев // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 9 - С. 331-334.
21. Гащишин, В.Р. Вплив іонів цинку, міді і трептолему на вміст пероксиду водню й активність каталази та пероксидази рослин Brassica napus L. [Текст] / Гащишин В.Р., Пацула О.І., Терек О.І. // Український ботанічний журнал. - 2012. - № 5. - С. 743-751.
22. Гнатів, П.С. Стресова адаптивна реакція дерев у техногенному довкіллі [Текст] / П.С. Гнатів // Науковий вісник УкрДЛТУ. - 2000. - Вип. 10.1. - С. 69?72.
23. Грицай, З.В. Биоэкологические исследования генеративного развития представителей рода Acer в условиях промышленного загрязнения (приоритетные загрязнители SO2 и NO2) [Текст] / З.В. Грицай. - Дисс. … канд. биол. наук. Днепропетровск, 1997. - 224 с.
24. Грицай, З.В. Насіннєва продуктивність деревних рослин в умовах забруднення довкілля викидами металургійного підприємства [Текст] / З.В. Грицай, О.Г. Денисенко // Вісник Днпропетровського університету. Серія біолог. Екологія. - 2011. - Вип. 19, Т. 2. - С. 40-44.
25. Губаренко, Ю.Ю. Стан антиоксидантної системи в меристемах кукурудзи за дії сполук кадмію та гіпертермії [Текст] / Ю.Ю. Губаренко, В.С. Більчук // Strategiczne pytania swiatowej nauki - 2010: Materialy VI Miedzynar. nauk.-prakt. konf. - Przemysl, 2010. - P. 65-67.
26. Данільчук, О.В. Вміст ТБК-активних продуктів у листках різних видів тополь за умов забруднення довкілля металами [Текст] / О.В. Данільчук. // Укр. біохімічний журнал. - 2002. - Т. 74, №4б (додаток 2). - С. 124.
27. Заїко, Г.А. Фізіологічні особливості стійкості злакових трав в умовах міського середовища [Текст] / Г.А. Заїко, Ю.В. Лихолат, Г.С. Россихіна // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. - 2010. - Вип. 39. - С. 129-135.
28. Здетоветский, А.Г. Некоторые особенности химического состава семян древесных интродуцентов в город ской бреде в условиях лесостепи (на примере Самары) [Текст] / А.Г. Здетоветский, Л.М. Кавеленова, О.В. Смагина // Химия растительного сырья. - 2000. - №2. - С. 47-50.
29. Зенкова, Е.Л. Влияние техногенного загрязнения города Тюмени на репродуктивную способность сосны обыкновенной [Текст] / Е.Л. Зенкова, М.Н. Казанцева // Урбоэкосистемы: Проблемы и перспективы развития: Матер. ІІІ междунар. науч.-практ. конф. - Ишим, 2008. - С. 59-62.
30. Иванов, Ю.В. Влияние минерального состава и рН питательной среды на устойчивость сосны обыкновенной к токсическому действию ионов цинка [Текст] / Ю.В. Иванов, Ю.В. Савочкин, В.В. Кузнецов // Физиология растений. - 2013. - № 2, Т. 60. - С. 257-267.
31. Иванов, Ю.В. Сосна обыкновенная как модельный объект для изучения механизмов адаптации хвойных к действию тяжелых металлов. 2. Функционирование антиоксидантных ферментов в сеянцах сосны в условиях хронического действия цинка [Текст] / Ю.В. Иванов, Ю.В. Савочкин, В.В. Кузнецов // Физиология растений. - 2012. - № 1, Т. 590. - С. 57-66.
32. Кирпатовский И.П. Охрана природы [Текст] / И.П. Кирпатовский - М.: Химия, 1974. - 207 с.
33. Кияк, Н Вплив абіотичних стресових факторів на інтенсивність пол та активність супероксиддисмутази у пагонах водного моху Fontinalis antipyretica Hedw. [Текст] / Н. Кияк, І. Микієвич // Вісник львівського університету. Серія Біологічна. - 2010. - Вип. 53. - С. 181-187.
34. Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям экологических факторов в естественных условиях [Текст] / Е.Л. Кордюм, К.М. Сытник, В.В. Бараненко и др. - К.: Наукова думка, 2003. - 270 с.
35. Колупаєв, Ю.Є. Стресові реакції рослин: молекулярно клітинний рівень: монографія [Текст] / Ю.Є. Колупаєв. - Харків: Харк. держ-й. ун-т, 2001. - 173 с.
36. Колупаев, Ю.Е Действие Са2+ на клетки колеоптилей озимой пшеницы в условиях високотемпературного стресса. Изменение активности супероксиддисмутазы и каталазы [Текст] / Ю.Е. Колупаев, Г.Е. Акинина, А.В. Мокроусов, Ю.В. Карпец // Весник ХНАУ. ? 2003. ? №5(3). ? С. 22?29.
37. Колупаев, Ю.Е. Роль пероксида водорода в формировании сигнала, индуцирцющего развитие теплоустойчивости проростков пшеницы [Текст] / Ю.Е. Колупаев, А.И. Обозный, Н.В. Швиденко // Физиология растений. - 2013. - № 2, Т. 60. - С. 221-229.
38. Колупаев, Ю.Е Участие пероксидазы и супероксиддисмутазы в усилении генерации активных форм кислорода колеоптилямипшеници при действии салициловой кислоты [Текст] / Ю.Е. Колупаева Ю.В. Карпец. Т.О. Ястреб, Л.И. Мусатенко // Физиология и биохимия культурных растений. ? 2010. ? Т. 42. ? С. 210?216.
39. Колупаев, Ю.Е. Формирование адаптивных реакций растений на действие абиотических стрессоров [Текст] / Ю.Є. Колупаєв, Ю.В. Карпец - Киев: Основа, 2010. - 352с.
40. Коршиков, И.И. Изменение физиолого-биохимических показателей листьев деревьев, различаючихся по устойчивости к выхлопным газам деревьев Acer platanoides L. и Acer pseudoplatanoides L. в насаждениях вдоль автомагистрали [Текст] / И.И. Коршиков, Е.Н. Виноградова // Промышленная ботаника. - 2005. - Вып. 5. - С. 75-84.
41. Коршиков, И.И. Индивидуальная изменчивость пероксдазной активности в листьях гледичии трехколючковой [Текст] / И.И. Коршиков, Е.Н. Виноградова // Проблемы экологии и охраны природы техногенного региона. - Донецк: ДонНУ, 2003. - Вип 3. - С. 187?190.
42. Коршиков, И.И. Корреляционные святи физиолого-биохимических показателей Populus deltoids Marsh. в условиях ртутного комбината [Текст] / И.И. Коршиков, Е.Н. Виноградова // Промышленная ботаника. - 2004. - Вып. 4. - С. 147-153.
43. Коцюбинська, Н.П. Загальні механізми адаптації рослин до негативних чинників різного походження [Текст] / Н.П. Коцюбинська // Фізіологія рослин в Україні на межі тисячоліть: У 2-х т. збірник наук. праць / гол. ред. В.В. Моргун. - 2001. - Т. 2. - К.: Високий урожай. - С. 60?56.
44. Лашко, В.В. Вплив гербіцидних препаратів різних класів на електрофоретичний спектр білків та активність ферментів-антиоксидантів у насінні рослин Zea mays L. [Текст] / В. Лашко, Г. Россихіна // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2011. - Вип. 57. - С. 249-254.
45. Леппік, М.В. Характеристики плодоношення рослин Catalpa bignonioides за умов забруднення навколишнього середовища [Текст] / М.В. Леппік // Вісник Дніпропетровського університету. Серія. Біологія. Екологія. - 2008. - Т. 1, Вип. 16. - С. 141-146.
46. Леснов, П.А. Акация ложная и настоящая [Текст] / П.А. Леснов// Химия и жизнь. - 1980. - № 4. - С. 40-41.
47. Ли, Т.К. Антиоксидантная система в корнях двух контрастних экотипов Sedum alfredi при повышенных концентрациях цинка [Текст] / Т.К. Ли, Л.Л. Лу, Е. Жу // Физиология растений. ? 2008. ? Т. 55. ? С. 886?884.
48. Лихолат, Ю.В. Вплив умов шахтних територій на активність оксидоредуктаз квітково-декоративних рослин [Текст] / Ю.В. Лихолат, Г.С. Россихіна, Н.С. Найданова // Науковий вісник Ужгородського ун-ту. Серія Біологія. - 2011. - № 3. - С. 178-182.
49. Лихолат, Ю.В. Стан газонних трав при контамінації довкілля важкими металами [Текст] / Ю.В. Лихолат, Г.Г. Четверик // Фізіологія рослин в Україні на межі тисячоліть: У 2-х т. збірник наук. праць / гол. _ед.. В.В. Моргун. - 2001. - Т. 2. - К.: Високий урожай. - С. 274?276.
50. Ловинська, В.М. Вплив Rhytisma acerinum на прооксидантно-антиоксидантну систему насіння кленів в умовах промислового міста [Текст] / В.М. Ловинська, Г.С. Россихіна // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2012. - Вип. 58. - С. 280-285.
51. Ловинська, В.М. Зміни фізіолого-біохімічних показників насіння деревних рослин за умов промислового міста [Текст] / В.М. Ловинська, І.А. Зайцева, Л.В. Богуславська // Дніпропетровський державний аграрний університет - 2011. - №3. - С. 234-238.
52. Лук'янчук, Н.Г. Вплив автомобільного транспорту на паркові фітоценози м. Львова [Текст] / Н.Г. Лук'янчук // Науковий вісник. Серія Лісове та садово-паркове господарство. ? 2007. ? Вип. 17.7. ? С. 71?75.
53. Лукаткин, А.С. Вклад окислительного стресса в развитие холодового повреждения в листьях теплолюбивых растений. 2. Активность антиоксидантных ферментов в динамике охлаждений [Текст] / А.С. Лукаткин // Физиология растений. - 2002. - Т. 49. №6. - С. 878-885.
54. Малева, М.Г. Влияние тяжелых металлов на фотосинтетический аппарат и антиоксидантный статус элодеи [Текст] / М.Г. Малева, Г.Ф. Некрасова, Г.Г. Борисова, Н.В. Чукина, О.С. Ушакова // Физиология растений. - 2012. - № 2, Т. 59. - С. 216-224.
55. Методы биохимического исследования растений / Под ред. А.И. Ермакова, 3-е изд. Л.: Агропромиздат, 1987. - 430 с.
56. Мильнікова О.О. Видова специфічність реакцій рослин на дію органічних ксенобіотиків [Текст] /: Автореф. дис.. …канд. біол. наук: 03.00.16 / ДНУ. - К., 2001. - 18 с.
57. Мирошниченко, О.С. Биогенез, физиологическая роль и свойства каталазы Текст] / О.С. Мирошниченко // Биополимеры и клетка. - 1992. - 8(6) - С. 3-25.
58. Нємченко, М.В. Оцінка генеративної сфери Catalpa bignonioides та C. Speciosa в умовах придорожньої лісосмуги [Текст] / М.В. Нємченко, В.П. Бессонова // Вісник Дніпропетровського університету. Серія. Біологія. Екологія. - 2009. - Т.1, Вип. 17. - С. 152-157.
59. Пацула, О. Оксидативні реакції рослин [Текст] / О. Пацула, М. Кобилецька, О. Терек // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2008. - Вип. 48. - С. 201-204.
60. Пересипкіна, Т.М. Вплив антропогенного забруднення на життєздатність зародків та інтенсивність дихання насіння Tagetes erecta L. [Текст] / Т.М. Пересипкіна // Рослини та урбанізація: Матер. І між нар. наук.-практ. конф. - Дніпропетровськ, 2007. - С. 135-136.
61. Переслегина, И.А. Активность антиоксидантных ферментов слюны здоровых детей [Текст] / И.А. Переслегина // Лабораторное дело. - 1989. - № 11. - С. 20-23.
62. Пиріжков, Р.Ю. Активність пероксидази проростків кукурудзи в умовах теплового стресу [Текст] / Р.Ю. Пиріжков, Р.А. Волков, І.І. Панчук // Физиология и биохимия культурных растений. - 2009. - Т. 41. - С. 44-49.
63. Плешков, Б.П. Практикум по биохимии растений [Текст] / Б.П. Плешков. - М.: Колос, 1968. - 183 с.
64. Половникова, М.Г. Активность компонентов антиоксидантной защиты и полифенолоксидазы у газонных растений в онтогенезе в условиях городской среды [Текст] / М.Г. Половникова, О.Л. Воскресенская // Физиология растений. - 2008. - Т. 55, № 5. - С. 777-785.
65. Прадедова, Е.В. Ферменты антиоксидантной защиты [Текст] / Е.В. Прадедова, О.Д. Ишеева, Р.К. Саляев // Физиология растений. - 2011. - Т. 59. - С. 167-169.
66. Прайор, У. Свободные радикалы в биологии [Текст] / У. Прайор. - М.: Мир, 1979. - Т. 2. - 240 с.
67. Приймак, О.П. Вплив викидів автотранспорту на насіннєву продуктивність декоративних квіткових рослин [Текст] / О.П. Приймак // Екологічні питання співіснування: людин - рослина: Матер. Всеукр. конф. - Дніпропетровськ, 2009. - 154-159.
68. Прокопьев, И.А. Влияние техногенного загрязнения пылью, содержащей тяжелые металлы, на семенное потомство лебеды раскидистой [Текст] / И.А. Прокопьев, Г.В. Филиппова, А.А. Шеин // Физиология растений. - 2012. - № 2, Т. 59. - С. 238-243.
69. Рогожин, В.В. Пероксидаза как компонент антиоксидантной системы живих органи змов [Текст] / В.В. Рогожин. - С.-Пб.: ГИОРД. - 2004. - 240 с.
70. Рокицкий, П.Ф. Биологическая статистика [Текст] / П.Ф. Рокицкий - Минск: Вышейшая школа, 1973. - 320 с.
71. Романова, Е.В. Ферменты в антиокислительной системе растений: супероксидисмутаза [Текст] / Е.В. Романова // Агро ХХІ. - 2008. - № 7-9. - С. 27-30.
72. Россихіна, Г.С. Стан антиоксидантної ферментативної системи рослин кукурудзи за дії ґрунтових гербіцидів та посухи [Текст] / Г.С. Россихіна // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2010. - Вип. 53. - С. 188-198.
73. Россихіна-Галича, Г.С. Активність ферментів-детоксикаторів активних форм кисню газоноутворюючих трав за комплексної дії токсиканті [Текст] / Г.С. Россихіна-Галича, Ю.В. Лихолат, Л.О. Кирита // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2011. - Вип. 56. - С. 239-244.
74. Россихіна-Галича, Г.С. Дослідження стану прооксидантно-антиоксидантної системи кукурудзи за дії гербіцидного забруднення [Текст] / Г.С. Россихіна-Галича, В.С. Більчук, Т.В. Легостаєва, Ю.О. Шмагайло // Питання біоіндикації та екології. - 2013. - Вип. 18, № 1. - С. 83-92.
75. Россихіна-Галича, Г.С. Компоненти прооксидантно-антиоксидантної системи вегетативних органів рослин кукурудзи як показники їх реакції на дію гербіцидів [Текст] / Г.С. Россихіна-Галича // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2013. - Вип. 62. - С. 315-324.
76. Россихіна-Галича, Г.С. Пероксидазна активність насіння представників роду Aсеr L., що зростають в умовах хронічної дії антропогенних агентів [Текст] / Г.С. Россихіна // Найновите постижения на европейска та наука - 2012: Матер. За VIII междунар. науч. практ. конф. - София, 2012. - С. 6-8.
77. Россихіна-Галича, Г.С. Прооксидантно-антиоксидантна рівновага насіння Fraxinus excelsior L. в умовах міського середовища [Текст] / Г.С. Россихіна-Галича // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2013. - Вип. 61. - С. 195-200.
78. Россихіна-Галича, Г.С. Роль антиоксидантних ферментів у стійкості представників роду Acer L. в умовах антропогенного забруднення [Текст] / Г.С. Россихіна-Галича // Вісник Львівського університету. Cерія біологічна. - 2012. - Вип. 60. - С. 294-300.
79. Савич, И.М. Пероксидазы - стрессовые белки растений [Текст] / И.М. Савич // Успіхи современной биологии. - 1989. - 107, №3. - С. 406-417.
80. Самохвалова В.Л. Охорона навколишнього середовища [Текст] / В.Л. Самохвалова // Вісник Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського. - 1997. - № 2. - С. 45-60.
81. Сергейчик, С.А. Устойчивость древесных растений в техногенной среде [Текст] / С.А. Сергейчик. - Минск: Навука и тэхніка, 1994. - 280 с.
82. Ситар, О.В. Регулювання адаптивних реакцій проростків сої сіркою за умов свинцевого забруднення [Текст] / О.В. Ситар // Физиология и биохимия культурных растений. - 2010. - Т. 42, № 5. - С. 443-449.
83. Смит, У.Х. Лес и атмосфера. Взаимодействие между лесными экосистемами примесями атмосферного воздуха. [Текст] / У.Х. Смит - М.: Прогресс, 1985. - 429 с.
84. Соколов, С.Я. Род Gleditshia L. -- Гледичия [Текст] / С.Я. Соколов, А.И. Стратонович // Деревья и кустарники СССР. Дикорастущие, культивируемые и перспективные для интродукции. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1958. - Т. IV. Покрытосеменные. Семейства Бобовые - Гранатовые. - С. 52-55. - 976 с.
85. Соколовська-Сергієнко, О.Г. Інтенсивність фотосинтезу та активність супероксиддисмутази хлоропластів прапорцевих листків пшениці в період наливання зерна [Текст] / О.Г. Соколовська-Сергієнко, Д.А. Кірізій // Физиология и биохимия культурных растений. ? 2010. ? Т. 42. ? С. 67?71.
86. Солоха, В.В. Показники продуктивності Robinia pseudoacacia L. за умов м. Запоріжжя [Текст] / В.В. Солоха // Актуальні проблеми та перспективи розвитку природничих наук: Матер. ІІ Всеук. науково-практичної конф. студентів та молодих вчених - Запоріжжя, 2011. - С. 46-47.
87. Третьякова, И.Н. Семенная продуктивность макростробилов и качество семян у пихты сибирской в нарушенных лесных экосистемах гор Южной Сибири [Текст] / И.Н. Третьякова, Е.В. Бажина // Экология. - 1996. - №6. - С. 430-435.
88. Удовенко, Г.В. Механизмы адаптации растений к стрессам [Текст] / Г.В. Удовенко // Физиология и биохимия культурних растений. - 1979. - Т. 11, №2. - С. 99-105.
89. Устойчивость тополя канадского к выбросам ртутного комбината [Текст] / В.П. Тарабрин, И.И. Коршиков, В.С. Котов и др // Интродукция и акклиматизация растений. - 1993. - Вып. 18. - С. 39-45.
90. Фазлиева, Э.Р. Антиоксидантная активность листьев Melilotus albus и Trifolium medium из техногенно нарушенных местообитаний среднего Урала [Текст] / Э.Р. Фазлиева, И.С. Киселева, Т.В. Жуйкова // Физиология растений. - 2012. - №3, Т. 59. С. 369-375
91. Філонік, І.О. Вплив техногенного забруднення Дніпропетровська на показники білково-амінокислотного обміну і системи протеолізу у насінні гірко каштану звичайного та клену гостролистого [Текст] / І.О.Філонік // Рослини та урбанізація: Матеріали І міжнародної науково-практичної конференції. - Дніпропетровськ, 2007. - С. 159-160.
92. Філонік, І.О. Склад ліпідів у насінні гірококаштана звичайного, клена гостролистого та дуба звичайного в умовах Дніпропетровського регіону [Текст] / І.О. Філонік, Л.Ф. Заморуєва, А.А. Кисла // Вісник Дніпропетровського університету. Серія. Біологія. Екологія. - 2010. - Т. 2, Вип. 18. - С. 112-119.
93. Хромих, Н.О. Координована реакція глутатіон-залежної системи насіння дерев роду Acer на хронічний вплив полютантів [Текст] / Н.О. Хромих // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2013. - Вип. 62. - С. 325-330.
94. Хромих, Н. Роль мінливості активності та молекулярних форм оксидоредуктаз в адаптації амброзії полинолистної до гербіцидного стресу [Текст] / Н. Хромих // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2005. - Вип. 40. - С. 154-159.
95. Хромих, Н.О. Стан глутатіон-залежної системи Aesculus hippocastanum за умов антропогенного забруднення [Текст] / Н.О. Хромих // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2012. - Вип. 58. - С. 265-270.
96. Чемеріс, О.В. Стан антиоксидантної системи проростків Pinus sylvestris L. за дії гриба Heterobasidion annosum (Fr.) Bref. [Текст] / О.В. Чемеріс, М.І. Бойко // Промышленная ботаника. - 2012. - Вып. 12. С. 172-176.
87. Чечуй, О.Ф. Вміст фенольних сполук в насінні Glycine max L. при проростанні за умов оксидативного стресу, спричиненого впливом іонів кобальту та кадмію [Текст] / О.Ф. Чечуй // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Біологія - 2011. - Вип. 30. - С. 197-200.
98. Чиркова, Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. [Текст] / Т.В. Чиркова - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2002. - 244 с.
99. Шалыго, Н.В. Накопление пероксида водорода и функционирование защитной системы в проростках ячменя при избыточном увлажнении [Текст] / Н.В. Шалыго, И.Н. Доманская, М.С. Радюк, Р.А. Щербаков, И.А. Дремук // Физиология растений. - 2012. - № 6, Т. 59. - С. 746-755.
100. Шугаев, А.Г. Активность _нтиоксидантних ферментов в митохондриях растущих корнеплодов сахарной свеклы [Текст] / А.Г. Шугаев, Д.А. Лаштабега, Н.А. Шугаева // Физиология растений. - 2010. - Т. 58. - С. 323-329.
101. Шупранова, Л.В. Видові особливості змін деяких показників насіння деревних порід в умовах міського середовища [Текст] / Л.В. Шупранова, В.М. Кучма // Інтродукція, селекція та захист рослин: Матер. ІІІ мінар. Наук. конф. - Донецьк, 2012. - С. 235.
102. Шупранова, Л.В. Наслідки впливу комплексного забруднення міського середовища на стан генеративного потомства деревних рослин [Текст] / Л.В. Шупранова // Екологічні питання співіснування: людин - рослина: Матер. Всеукр. конф. - Дніпропетровськ, 2009. - С. 283-286.
103. Шупранова, Л. В. Оценка состояния семенного потомства древесных растений в условиях города [Текст] / Л.В. Шупранова // Рослини та урбанізація: Матер. І _іж нар. Наук.-практ. конф. - Дніпропетровськ, 2007. - С. 163-164.
104. Юан, К.Х. Физиологический и протеомный анализ Alternanthera philoxeroides в умовах цинкового стрессу [Текст] / К.Х. Юан, Ж.К. Ши, Ж. Жао, Х. Жань // Физиология растений. - 2009. - Т. 56, № 4. - С. 555-562.
105. Юсипіва, Т.І. Вплив техногенезу на вміст загального білка та співвідношення білкових фракцій у насінні деревних рослин [Текст] / Т.І. Юсипіва, Ю.П. Коваль // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія. Медицина. - 2011. - Вип. Т. 2, №2. - С. 123-127.
106. Юсыпива, Т.И. Морфометрические показатели плодов и семян древесных пород техногенного загрязнения природной среды диоксидами серы и азота [Текст] / Т.И. Юсыпива // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. - 1999. - Вип. 3. - С. 132-137.
107. Bakardjieva, N.T., Christov K.N., Christova N.V. Effects of cflcium and zinc on the activity and termostability of superoxide dismutase [Тext] / N.T. Bakardjieva, K.N. Christov, N.V Christova. // Biol. Plant. - 2000. - Vol. 43, - № 3. - P. 73-78.
108. Bowler, C. Superoxide dismutase and stress tolerance [Тext] / C. Bowler, M. Van Montagu, D. Inze // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. - 1992. - Vol. 43. - P. 83-116.
109. Fridovich, I. Superoxide radical and superoxide dismutase [Тext] / I. Fridovich // Oxygen living process: Interdiscip. Approch New York, e.a. - 1981. - Vol. 43. - P. 250-272.
110. [Електрон. ресурс]. - Режим доступа http://ecology-lectures.ru/dzherela-zabrudnennya-i-jxnij-vpliv-na-navkolishnye-prirodne-seredovishhe/dzherela-vikidiv-v-atmosferu-po-galuzyam
111. Zhang, J. Drought-Stress Induced Changes in Activities of Superoxide Dismutase, Catalase, and Peroxidase in Wheat Species [Тext] / J. Zhang, M.B. Kirkham // Plant Cell Physiol. - 1994. - V. 35. - Р. 13-18.