Сравнительный анализ устойчивости двух сортов ярового рапса (Brassica napus L.) к действию высоких концентраций цинка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сравнительный анализ устойчивости двух сортов ярового рапса (Brassica napus L.) К действию высоких концентраций цинка

М.М. Мараей1, Г.Н. Ралдугина2, В.П. Холодова2

Оценена способность растений двух сортов рапса (Вестар и Подмосковный) накапливать ионы цинка и аккумулировать надземную биомассу на фоне действия различных концентраций (100, 250 и 500 мкМ) солей цинка. Установлено, что растения исследованных сортов рапса обладают выраженной способностью к аккумуляции цинка в надземных органах без значительного снижения накопления биомассы и изменения уровня свободного пролина в растениях. Обнаружены высокая устойчивость растений рапса данных сортов к избыточному содержанию ионов цинка в среде и проявление их фиторемедиационного потенциала.

Ключевые слова: Brassica napus; цинк; пролин; фиторемедиация.

Растения, перспективные для использования в целях фиторемедиации, должны обладать высокой устойчивостью к тяжелым металлам, способностью к их гипераккумуляции и развитию большой надземной биомассы в стрессорных условиях [1, 2]. В этой связи большой интерес представляют растения рода Brassica.

Цель работы заключалась в том, чтобы оценить способность растений двух сортов рапса (Вестар и Подмосковный) накапливать ионы цинка и аккумулировать надземную биомассу на фоне действия различных концентраций соли цинка.

Материалы и методики исследования

Семена растений по 50-70 шт. высевали на поверхность влажного перлита в пластмассовые кюветы (40Ч30Ч8 см) с отверстиями на дне, после чего растения выращивали в водной культуре в камере фитотрона в контролируемых условиях. Содержание свободного пролина в растениях определяли с помощью кислого нингидринового реактива [3]. Определение содержания

цинка в тканях растений проводили по методу Голубкиной [4]. При определении оводненности, содержания пролина и металлов использовали среднюю выборку всех листьев варианта, не считая семядольных. Все опыты проводили в трехкратной биологической повторности. Статистическая обработка данных проведена с помощью программы Excel. Результаты представлены в виде средних арифметических и ошибки репрезентативности среднего квадратического отклонения.

Результаты исследования и обсуждение

Содержание ионов цинка в листьях рапса в контрольных растениях составляло 60,7 мкг цинка/г сухой массы листьев сорта Вестар и 53,85 мкг цинка/г сорта Подмосковный (табл. 1). При внесении в среду солей цинка в концентрации 100 мкМ через 7 дней экспозиции количество металла в листьях превышало контроль в 1,9 и 4 раза, а через 15 дней - в 2,1 и 2,8 раза соответственно. Присутствие в среде 250 мкМ ZnSO4 приводило к превышению контрольных показателей содержания Zn в 2,6 и 6,3 раза через 7 дней и в 2,5 и 5,5 раза через 15 дней. После 7 дней действия 500 мкМ ZnSO4 содержание ионов цинка в растениях превышало контроль в 3,5 и 11,5 раза, а после 15 дней - более чем в 5 раз у обоих сортов.

рапс цинк биомасса

Значительная аккумуляция ионов цинка в листьях рапса практически не влияла на уровень свободного пролина в тканях. Как видно из данных табл. 2, 7-15-дневное воздействие растворов ZnSO4 на растения в концентрациях 100, 250 и 500 мкМ обнаруживало лишь слабое увеличение содержания свободного пролина в листьях (табл. 2).

При этом оба сравниваемых сорта рапса практически не отличались способностью аккумулировать пролин в ответ на действие избыточных концентраций солей цинка в среде.

Несмотря на то что растения рапса накапливали достаточно много ионов цинка при его избыточном содержании в среде, ингибирующий эффект солей цинка на накопление биомассы был выражен незначительно. При максимальной концентрации сульфата цинка (500 мкМ) в среде торможение аккумуляции биомассы растений не превышало 20%, что говорит о довольно высокой устойчивости исследуемых сортов растений рапса.

Таким образом, растения рапса сортов Вестар и Подмосковный обладают выраженной способностью к аккумуляции ионов цинка в надземных органах без значительного снижения аккумуляции биомассы. Эти данные свидетельствуют о довольно высокой устойчивости растений рапса данных сортов к избыточному содержанию солей цинка в среде и об их достаточно высоком фиторемедиационном потенциале.

Размещено на Allbest.ru