Анотація до роботи:

Косик О.І. Трансформація ліпід-пігментних компонентів фотосинтетичних тканин Triticum aestivum L. за умов свинцевого навантаження. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003

Дисертація присвячена вивченню адаптивних реакцій рослин озимої пшениці (Triticum aestivum L.) на дію різних рівнів свинцевого навантаження в умовах лабораторних та польових дослідів.

Виявлено, що інтенсивність процесів ПОЛ у фотосинтетичних тканинах залежить від концентрації та тривалості дії свинцевого стресора, а характер змін - від умов внесення токсиканта. На ранніх етапах онтогенезу пшениці відзначено зростання вмісту гідропероксидів ліпідів із збільшенням концентрації свинцю та подовженням термінів впливу незалежно від способу його надходження в рослини. Зростання вмісту ТБК-активних продуктів наступає суттєво пізніше при позакореневій обробці, ніж при кореневому внесенні. Сортова детермінація рослин пшениці до свинцевого навантаження віддзеркалюється активністю перебігу ПОЛ: інтенсифікація останнього свідчить про чутливість сорту, тоді як стабільність вмісту ТБК-активних продуктів характеризує стійкі до даного стресора сорти.

У польових умовах свинцеве навантаження негативно позначилося на всіх компонентах пігментного комплексу дослідних рослин чутливого сорту Алий парус, водночас у стійкого сорту Поліська 90 спостерігали стабільний рівень хлорофілу.

Дослідження складу і співвідношення головних класів ліпідів фотосинтетичних тканин озимої пшениці в умовах штучно створеного свинцевого навантаження виявило динаміку вмісту гліколіпідів залежно від концентрації, тривалості впливу та способу внесення свинцю в середовище.

Порівняння стійкості сортів пшениці різного екологічного походження до дії іонів свинцю показало, що основною спрямованістю змін у рослин стійкого сорту є швидка стабілізація рівня ПОЛ, зростання вмісту МГДГ, СХДГ та підтримання стабільного рівня стеринів.

Обгрунтовано, що трансформації ліпід-пігментних компонентів фотосинтетичного апарату пов’язані з адаптивними процесами, прояв яких залежить від рівня генетичної детермінованості рослин, а також концентрації, способу надходження та тривалості впливу даного стресового чинника.

1. Домінуючим полютантом грунтово-повітряного простору міста Києва та Київської області виявлено свинець, з перевищенням ГДК в окремих точках від 1 до 89 разів згідно з моніторингом стану забруднення даної території.

2. Токсична дія свинцю на ранніх етапах онтогенезу озимої пшениці виявляється в інтенсифікації процесів ПОЛ у фотосинтетичних тканинах залежно від дози, тривалості дії стресора та способу його внесення. Утворення гідропероксидів ліпідів зростає із збільшенням концентрації іонів свинцю в середовищі та подовженням термінів його впливу. Максимальний рівень ТБК-активних продуктів за умов позакореневого внесення Pb²⁺ зафіксовано на 72 годину експозиції, а за кореневого – на 24 годину, що свідчить про ефективність детоксикаційних систем кореня.

3. Сортова детермінація рослин пшениці до дії свинцевого навантаження виявляється в активності перебігу ПОЛ: інтенсифікація останнього свідчить про чутливість сорту, тоді як стабілізація рівня ТБК-активних продуктів – про його стійкість до даного стресора.

4. Пігментний апарат рослин пшениці на початкових етапах розвитку характеризується підвищеною чутливістю до дії свинцю. Деградація пігментів після дії стресора впродовж онтогенезу спостерігається лише у рослин чутливого сорту.

5. Динаміка змін вмісту гліколіпідів фотосинтетичних тканин пшениці залежить від доз навантаження, тривалості впливу та способу обробки рослин іонами свинцю. За умов кореневого внесення виявлено залежність процесів накопичення МГДГ і ДГДГ від дози іонів свинцю. При позакореневому надходженні всі концентрації токсиканта стимулювали зростання вмісту галактоліпідів.

6. Рівень стеринів у дослідних рослин чутливого сорту озимої пшениці зростає у 2,8 рази за незмінної їх кількості у рослин стійкого сорту.

7. Генетично детерміновані зміни вмісту СХДГ у тканинах різних за стійкістю сортів можуть бути зумовлені утворенням фітохелатинів, прямих лігандів з іонами свинцю та стабілізацією ФС ІІ і фактору спряження фотофосфорилювання.

8. Трансформації ліпід-пігментних компонентів пшениці за умов свинцевого навантаження проявляються у швидкій стабілізації рівня ПОЛ, зростанні вмісту МГДГ, СХДГ та підтриманні стабільного рівня ДГДГ і стеринів у рослин стійкого сорту.

Публікації автора:

1. Мусієнко М.М., Косик О.І. Вплив свинцю на еколого-фізіологічні показники рослин // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Серія “Біологія”. - 2002. - Вип. 36. - С. 37-40.

2. Косик О.І., Мусієнко М.М. Фізіологічні реакції пшениці на дію свинцевого навантаження // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Серія “Інтродукція та збереження рослинного різноманіття”. - 2003. - Вип. 6. - С. 37-39.

3. Okanenko A., Taran N., Kosyk O. Sulphoquinovosyldiacylglicerol and adaptation syndrome. In: Advanced Research on Plant Lipids / Ed. N.Murata et al., Kluwer Acad. Publ. /Dordrecht/Boston/London. Printed in the Netherlands, 2003. - P. 361-364. .(Здобувачем поставлено завдання, закладено модельні досліди, зібрано експериментальний матеріал та зроблено інтерпретацію отриманих експериментальних даних, обговорено та написано статтю)

4. Kosyk O., Okanenko A., Svyetlova N., Taran N., Szabo A.S. Lead effect upon winter wheat pigment and lipid composition. In: New Result in the Trace Element Research / Ed. I. Pais, Szt. Istvan University, Budapest, 2003. – P. 148-156.(Здобувачем здійснено експериментальну частину, закладено польові досліди, проведено серію аналізів, статистично опрацьовано та узагальнено результати досліджень, обговорено та написано статтю)

5. Kosyk O., Okanenko A., Taran N. The effect of lead on sulphoquinovosyldiacylglicerol content in leaves and roots of wheat seedlings. In: Sulfur Transport and Assimilation in Plants / Ed. J.-C. Davidian et al., Buckhuys Publ., Leiden, The Netherlands, 2003. – P. 255-256. .(Здобувачем проаналізовано літературу, розроблено та поставлено експериментальну частину, здійснено аналіз та обговорення результатів досліджень, написано статтю)

6. Косик О. Адаптивні реакції рослин на забруднення довкілля важкими металами // Матеріали конференції молодих вчених-ботаніків України “Актуальні проблеми флористики, систематики, екології та збереження фіторізноманіття”, Львівський національний університет імені Івана Франка, Яворівський національний природний парк, 6-10 серпня. - 2002. - С. 156-158.

7. Косик О. Токсичний вплив важких металів на рослинні організми // Матеріали ІІ всеукраїнської конференції студентів та аспірантів “Біологічні дослідження молодих вчених на Україні”, Київ. – 2002. - С.23-24.

8. Скопецька О., Косик О., Мусієнко М. Міграція та акумуляція свинцю в системі грунт-рослина // Тези доповідей Міжнародної конференції студентів і молодих вчених “Екологічні проблеми міст і промислових зон: шляхи їх вирішення”, Львів, 11-13 квітня. – 2003. – С.128-131.

9. Kosyk O., Okanenko A. Heavy metals impact upon membrane lipid composition // XXXII Annual Meeting of European society for new methods in agricultural research (ESNA). 10-14 September, Warsaw, Poland. - 2002. – P. 122.

10. Kosyk O., Okanenko A., Taran N. Lead effect upon wheat tissue SQDG content // 5^th Workshop on Sulfur Transport and Assimilation. 11-14 April, ENSA Montpellier, France. – 2002. – P. 93.

11. Kosyk O., Okanenko A., Svyetlova N., Taran N., Szabo A.S. Lead effect upon winter wheat pigment and lipid composition // Abstracts of the 10^th International. Trace Element Conference. 4-6 July, Budapest, Hungary. – 2002. – P. 27.

12. Okanenko A., Taran N., Kosyk O. Sulphoquinovosyldiacylglicerol and adaptation syndrome // 15^th International. Symposium on Plant Lipid. 12-17 May, Okazaki, Japan. – 2002. – P. 306.

13. Kosyk O., Okanenko A., Taran N., Musienko M. Lead effect and wheat lipid composition // XXXIII Annual Meeting of European society for new methods in agricultural research (ESNA). 27-31 August, Viterbo, Italy. - 2003. – P. 54-55.

14. Scopetska O., Kosyk O., Musienko M. The complex ecology-physiology analyze of lead behavior in agro-ecosystem // XXXIII Annual Meeting of European society for new methods in agricultural research (ESNA). 27-31 August, Viterbo, Italy. - 2003. – P. 82.