Анотація до роботи:

Микієвич І.М. Роль аскорбінової кислоти та ферментів її метаболізму в адаптації рослин до токсичної дії іонів свинцю. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2003.

Дисертацію присвячено дослідженню адаптаційних реакцій у рослин соняшника (Helianthus annus L.) у відповідь на пошкоджуючу дію іонів свинцю. За величиною індекса толерантності найбільшу стійкість до дії свинцю виявляє сорт квасолі Первомайська, за ним сорти Лисецька місцева та Сперанца, у соняшника – сорт Світоч. Виявлено, що рослини соняшника сорту Світоч накопичують свинець у коренях і пагонах, при цьому його концентрація у коренях більша, ніж у надземній частині. Рослини соняшника накопичують свинець у коренях у 2 рази більше, а в пагонах у 10 разів менше, ніж рослини квасолі. За допомогою гістохімічного аналізу встановлено, що твірні тканини кореня залишаються вільними від іонів свинцю при вирощуванні рослин на розчинах, що містили 10^-5-10^-8М ацетату свинцю; за умов впливу високих концентрацій – 10^-3М Pb²⁺, а також при тривалій експозиції, іони свинцю потрапляють у всі тканини кореня і у більшій кількості транспортуються у пагін.

Збільшення вмісту у тканинах ТБК-активних продуктів та пероксиду водню у коренях і пагонах соняшника може свідчити про розвиток оксидативного стресу, індукованого іонами свинцю. Виявлено зниження вмісту аскорбінової кислоти із одночасним зростанням вмісту дегідроаскорбінової та дикетогулонової кислот. Показано, що за дії іонів свинцю у концентраціях 10^-5-10^-3М у коренях і пагонах соняшника знижується співвідношення АК/АК+ДАК, порівняно із контролем. Цей показник може бути одним із маркерів оксидативного стресу. Експериментально встановлено, що у коренях і пагонах 5-ти добових проростків соняшника за дії ацетату свинцю у концентрації 10^-5М, 10^-8М зростає активність аскорбатпероксидази, зростає активність аскорбатоксидази, та знижується активність монодегідроаскорбатредуктази.

Застосування іонів селену у концентрації 10^-8М сумісно з іонами свинцю у концентрації 10^-8М викликало підвищення мітотичного індексу меристематичних клітин коренів, а також активацію аскорбатпероксидази монодегідро-аскорбатредуктази у пагонах досліджуваних рослин.

У дисертації теоретично узагальнено і по-новому вирішено проблему пошкоджуючої дії оксидативного стресу, викликаного дією іонів свинцю на рослини, а саме:

1. Іони свинцю, накопичуючись у коренях і пагонах проростків соняшника, знижують проліферативні процеси меристеми кореня, індукують розвиток оксидативного стресу, нагромадження ТБК-активних продуктів і пероксиду водню у коренях та пагонах рослин; знижують співвідношення АК/АК+ДАК з одночасним нагромадженням ДАК.

2. Іони свинцю інгібують ріст та розвиток рослин квасолі (Phaseolus vulg.) та соняшника (Helianthus annus L). За індексом толерантності найбільш стійкими до дії свинцю є сорт квасолі Первомайська, у соняшника – сорт Світоч. Накопичення іонів Pb²⁺ коренями соняшника було понад 2 рази більше, ніж у рослин квасолі, а вміст у пагонах приблизно в 10 разів нижчий. За допомогою гістохімічного аналізу встановлено, що твірні тканини коренів залишаються вільними від іонів свинцю при застосуванні 10^-8М Pb²⁺; за умов впливу високих концентрацій – 10^-3 М, а також за тривалої експозиції, іони свинцю потрапляють у всі тканини кореня.

3. Виявлено зниження мітотичного індекса клітин меристеми коренів соняшника за умов впливу 10^-5-10^-3М Pb²⁺ в 1,8-1,9 раза, порівняно із контролем.

4. Відповідною реакцією проростків соняшника на дію іонів свинцю у концентраціях 10^-3М, 10^-5М було зростання вмісту ТБК-активних продуктів та пероксиду водню (у 1,6- 1,8 раза порівняно із контролем) як у коренях, так і у пагонах досліджуваних рослин.

5. Досліджено, що за дії іонів свинцю у концентраціях 10^-3М, 10^-5М в середовищі знижується вміст АК у коренях і пагонах досліджуваних рослин з одночасним зростанням вмісту дегідроаскорбінової та дикетогулонової кислот. Невисока концентрація іонів свинцю – 10^-8М сприяла підвищенню значення співвідношення АК/АК+ДАК як у коренях так і у пагонах.

6. Встановлено, що у 5-ти добових проростках соняшника за дії ацетату свинцю у концентрації 10^-5М, 10^-8М зростала активність аскорбатпероксидази, аскорбатоксидази у коренях і пагонах рослин та знижувалася активність монодегідроаскорбатредуктази.

7. Виявлено, що іони селену за умов сумісної дії із іонами свинцю у концентрації 10^-8М підвищують мітотичний індекс (МІ=12,47±0,41 ⁰/₀₀), порівняно із контролем (МІ=10,01±1,6 ⁰/₀₀); активують монодерідро-аскорбатредуктазу та аскорбатпероксидазу у рослин соняшника.

Публікації автора:

1. Микієвич І.М., Воробець Н.М., Калинович Н.О. Локалізація свинцю у тканинах кореня соняшника і модифікація селеном його токсичної дії // Актуальні проблеми медицини, біології, ветеринарії і сільського господарства. Серія медицина і біологія. – 2001. – Вип. 5. – С. 77-81.

2. Воробець Н., Микієвич І. Сумісна дія свинцю і селену на проростання та ріст соняшника // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2000. – № 26. – С. 159-165.

3. Воробець Н.М., Микієвич І.М. Фізіологічна оцінка стійкості рослин квасолі до дії свинцю // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С. З. Гжицького. – 2001. – Т. 3, № 1. – С. 3-6.

4. Воробець Н.М., Микієвич І.М, Романюк Н.Д., Терек О.І. Нагромадження свинцю рослинами соняшника та квасолі залежно від його вмісту в поживному розчині // Вісник УжДУ. Сер. Біологія. – 2000. – № 8. – С. 65-68.

5. Воробець Н.М, Микієвич І.М. Вміст аскорбінової, дегідроаскорбінової, дикетогулонової кислот у проростках соняшника за дії іонів свинцю // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2001. – № 27. – С. 244-252.

6. Воробец Н.Н., Мыкиевич И.М. “Поступление свинца в растения подсолнечника и фасоли при экспонировании их на растворах ацетата свинца” // IV съезд общества физиологов растений России. Международ. конференция “Физиология растений – наука тысячелетия”, Москва, 4-9 октября. – 1999. – С. 340-341.

7. Микієвич І.М, Воробець Н.М. Співвідношення аскорбінової кислоти та продуктів її окиснення у рослин соняшника (Helianthus annus L.) за дії іонів свинцю // Матеріали ХІ з’їзду Українського ботанічного т-ва, Харків, 25-27 вересня. – 2001. – С. 242-243.

8. Воробець Н.М., Микієвич І.М., Калинович Н.О. Розподіл свинцю у органах рослин соняшника та квасолі при вирощуванні їх на різних концентраціях ацетату свинцю / Тези міжнар. конференції “Проблеми сучасної екології”, Запоріжжя, 20-22 вересня. – 2000. – С. 17.

9. Воробець Н.М, Микієвич І.М. Аскорбінова кислота в органах квасолі при дії на рослини свинцю // Матеріали І Всеукраїнської наукової конференції “Екологічний стрес і адаптація в біологічних системах”, Тернопіль, 27-29 жовтня, – 1998. – С. 43-44.

10. Mykiyevych І., N. Vorobets. The effect of lead on early stages c.v. bean growth. Federation of European Societies of Plant Physiology 12 th FESPP Congress Budapest / Hungary August, 21-25. – 2000. – P. 181.