Анотація до роботи:

Глубока В.М. Зміни компонентів ліпідного обміну за дії на рослини кукурудзи іонів важких металів та гербіцидів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.12 – фізіологія рослин. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2004.

Дисертація присвячена дослідженням фізіолого-біохімічних властивостей та функціональної ролі ліпідних сполук кукурудзи у зв’язку з дією на рослинні об’єкти ксенобіотиків.

Встановлено, що при дії іонів кадмію та свинцю як колеоптилі, так і ендосперм проростків кукурудзи характеризувались зниженим вмістом основних компонентів біомембран – С та ФЛ, а також ФХ, що супроводжувалось підвищенням кількості продуктів ліпідного обміну - ДГ, ВЖК та ФК. Показано, що іони важких металів у концентрації 110^–4 моль/л інгібували активність ліпаз, тоді як в дозі 110^–5 моль/л – стимулювали. Встановлено, що ацетохлор у впливі на інтегральні ліпіди рослин викликав істотний інгібуючий ефект, особливо, в найвищих концентраціях – 50 та 100 мг/л. Дія гербіціду призводила до зменшення пулу ФХ, ФЕ та ФІ мембран колеоптилів кукурудзи, що може свідчити про зростання рівня гідролітичних процесів в клітинах. Дані щодо вмісту ліпідних, фосфоліпідних фракцій, активності ліпаз при комбінованій дії свинцю з ацетохлором, кадмію з ацетохлором, а також суміші свинець – кадмій – ацетохлор мали тенденції, подібні до результатів окремого впливу ксенобіотиків, хоча і з більш широкою амплітудою змін і в різних випадках відображували як підсилюючий, так і послаблюючий ефект взаємодії ксенобіотиків. Виявлені зміни вмісту ліпідних компонентів кукурудзи можуть бути використані як біотест на токсичну дію гербіцидних препаратів при їх окремій та комбінованій дії з іонами важких металів.

1. Характер змін вмісту ліпідів в ендоспермі проростків кукурудзи залежав від тривалості дії та концентрації іонів кадмію та свинцю. Виявлено, що до кінця терміну вирощування рослинних об’єктів (дев’ята доба) під впливом іонів важких металів знижується кількість стеринів, фосфоліпідів, окремих груп фосфоліпідів – фосфатидилхолінів та фосфатидилетаноламінів з паралельним збільшенням пулу вільних жирних та фосфатидних кислот, що пов’язано з посиленням процесів гідролізу в рослинних клітинах.

1. Для рослин, вирощених протягом експерименту на середовищі з іонами важких металів, встановлено стимулювання ліпазної активності при дії стресорів у низькій концентрації (110^-5 моль/л) – на 47%, тоді як в більш високій дозі (110^-4 моль/л) ліпази були заінгібовані (на 34%).

2. Пошкодження мембран колеоптилів кукурудзи за дії гербіциду хлорацетанілідної групи виявлялось у падінні рівня компонентів фосфоліпідного обміну – фосфатидилхолінів, фосфатидилетаноламінів, фосфатидилінозитів, а також у зниженні рівня полієнових вільних жирних кислот, особливо у результаті комбінування іонів свинцю та кадмію (на 47%).

3. Встановлено падіння сумарного рівня фосфоліпідів, дигліцеридів (на 67%) на фоні підвищення вмісту тригліцеридів та вільних жирних кислот (на 43%) в ендоспермі проростаючого зерна рослин під впливом ацетохлору. При обробці рослин гербіцидом фіксується накопичення продуктів розпаду фосфоліпідів – фосфатидних кислот, тоді як кількість високомолекулярних компонентів фосфатидилхолінів та фосфатидилінозитів має тенденцію до зниження.

4. При сумісній дії ацетохлор + кадмій, ацетохлор + свинець до дев’ятої доби вирощування рослин встановлено стимулюючий вплив кадмію на накопичення молекул гербіциду, тоді як у присутності свинцю вміст ацетохлору в проростках зменшувався.

5. На фоні дії ацетохлору реєструється однозначне пригнічення накопичення іонів важких металів в коренях рослинних об’єктів на всіх етапах вирощування рослин, тоді як в пагонах така тенденція простежується лише з сьомої доби проростання.

6. Подібно роздільній дії гербіцидних препаратів та важких металів, сумісний вплив ацетохлору з іонами кадмію та свинцю індукував зниження вмісту загальних фосфоліпідів, фосфатидилхолінів, фосфатидилетаноламінів з паралельним накопиченням продуктів їх розпаду, зокрема, вільних жирних кислот у колеоптилях та ендоспермі проростків з більшим діапазоном кількісних змін, що характеризує підсилюючий фітотоксичний ефект взаємодії ксенобіотиків на рослини.

7. Розбіжності дії комбінацій ксенобіотиків проявлялись у їх впливі на зміни співвідношення ненасичених та насичених вільних жирних кислот в рослинних мембранах: бінарні суміші (свинець + ацетохлор, кадмій + ацетохлор) призводили до збільшення величини індексу ненасиченості жирних кислот (в 2,5 рази), а потрійний вплив свинцю, кадмію та ацетохлору знижував рівень полієнових жирних кислот на 24%, що свідчить про більш ушкоджуючу дію при даному комбінуванні ксенобіотиків.

8. _{При вирощуванні кукурудзи на зерно в умовах забруднення ґрунтів іонами важких металів експериментально встановлено, що серед рекомендованих хімічних засобів боротьби з бур’янами оптимальним є застосування гербіциду ацетохлор з наступним внесенням під посіви лентаграну}-_комбі.

Публікації автора:

1. Філонік І.О., Глубока В.М., Заморуєва Л.Ф., Вінниченко О.М. Вплив важких металів на склад та метаболізм ліпідів у зерні кукурудзи гібриду Дніпровський 310 на ранніх етапах розвитку // Вісник Дніпропетровського університету. Серія “Біологія. Екологія”. – 2000. – Вип. 8, т. 2. – С. 49–55. (Здобувачем поставлено завдання, закладено модельний дослід, зібрано експериментальний матеріал для визначення вмісту ліпідів, фосфоліпідів, активності ліпаз).

2. Глубока В.М., Заморуєва Л.Ф., Філонік І.О., Вінниченко О.М. Склад ліпідів та ліпідний обмін в зерні різних за стійкістю гібридів кукурудзи при проростанні під впливом гербіциду харнеса // Вісник Дніпропетровського університету. Серія “Біологія. Екологія”. – 2001. – Вип. 9, т. 1. – С. 33–38. (Здобувачем здійснено аналіз та обговорення результатів, статистично опрацьовані та узагальнені результати досліджень).

3. Заморуєва Л.Ф., Глубока В.М., Філонік І.О., Вінниченко О.М. Вплив гербіцидного фону на загальний ліпідний склад та фосфоліпіди в зерні кукурудзи гібриду Дніпровський 284 // Вісник Дніпропетровського університету. Серія “Біологія. Екологія”. – 2002. – Вип. 10, т. 1. – С. 194–198. (Здобувачем відібрано експериментальний матеріал для досліджень та зроблено інтерпретацію даних).

4. Глубока В.М. Зміни ліпідних компонентів мембранних фракцій колеоптилей кукурудзи під впливом хлорорганічних гербіцидів // “Питання біоіндикації та екології”, збірник Запорізького державного університету. – 2002. – Вип. 7, № 1. – С. 35–38.

5. Глубока В.М. Зміни вмісту фосфоліпідних компонентів колеоптилів кукурудзи при комбінованій дії важких металів та гербіцидів // “Питання біоіндикації та екології”, збірник Запорізького державного університету. – 2003. – Вип. 8, № 1. – С. 48-53.

6. Глубока В.М., Заморуєва Л.Ф., Філонік І.О. Склад ліпідів та ліпідний обмін у гібридів кукурудзи під впливом хлорорганічних гербіцидів на ранніх етапах онтогенезу // Тези доповідей міжнародної конференції “Екологія кризових регіонів України”, Дніпропетровськ. – 2001. – С. 63.

7. Заморуєва Л.Ф., Глубока В.М., Філонік І.О. Вивчення впливу гербіциду харнес на ліпідний обмін у зерні гібридів кукурудзи при проростанні // Матеріали 4-ї Міжнародної конференції “Наука. Освіта 2001. Біологія та сільське господарство”, Дніпропетровськ. – 2001. – Т. 12 – С. 20.

8. Глубокая В.Н., Заморуева Л.Ф., Филоник И.А., Винниченко А.Н. Изучение влияния гербицидов на состав и метаболизм липидов в зерне кукурузы на ранних этапах развития // Материалы тезисов докладов 5-й Пущинской щколы-конференции молодых ученых ”Биология – наука 21-го века”, Пущино. – 2000. – С. 213-214.

9. Глубока В.М., Заморуєва Л.Ф., Філонік І.О. Вплив гербіцидного забруднення на ліпідний обмін у сільськогосподарських рослин // Український біохімічний журнал. – 2002. – Т. 74, №46 (додаток 2). – С. 121-122.

10. Глубока В.М. Вивчення впливу важких металів та гербіцидів на склад та метаболізм ліпідів у сільськогосподарських рослин на ранніх етапах розвитку // Тези доповідей міжнародної конференції “Рослини та промислове середовище”, Дніпропетровськ. – 2002. – С. 6.

11. Глубока В.М. Вивчення складу ліпідів проростаючого зерна кукурудзи на фоні гербіцидної обробки // Матеріали всеукраїнської науково-практичної конференції “Фізіологія рослин та екологія”, Дніпропетровськ. – 2003. – С. 6.

12. Глубокая В.Н., Филоник И.А. Липидные компоненты биомембран под действием ацетохлора у проростков кукурузы на ранних этапах онтогенеза // Материалы тезисов докладов 6-й Пущинской школы-конференции молодых ученых “Биология – наука 21-го века”, Пущино – 2002. – Т. 2. – С. 39.