Оценка степени загрязнения воды - важная составляющая мониторинга загрязнений. Реки загрязняются стоками предприятий, часто уровень загрязнения и токсичности полученных вод трудно оценить. Химические методы исследования трудоемки и затратны. Использование методов биотестирования и биоиндикации может дать быстрый и точный ответ о токсичности вод. В настоящее время требуется использование комплексных методов для оценки уровня загрязнения и токсичности воды водоемов, особенно в регионах с хорошо развитой промышленностью, где есть реки, испытывающие антропогенное загрязнение. Особое внимание во многих исследованиях уделяется изучению низкомолекулярных антиоксидантов как биохимических индикаторов загрязнения окружающей среды, а также как биомаркеров физиологического состояния растений, произрастающих в стрессовых условиях среды. Интересным и доступным к использованию в качестве тест-объекта является растение ряски, которое имеет широкое распространение, легко культивируется и чувствительно к загрязнению тяжелыми металлами. В цели работы входило выявление особенностей воздействия солей тяжелых металлов (Zn, Cd, Ni, Co, Cu, Fe, Sr) на культуру Lemnaminor L. для оценки возможности использования растения Lemna minor в качестве тест-объекта. Растения ряски подвергали обработке и выращивали на питательной среде Штейнберга. В условиях вегетационного опыта выращивали растения ряски малой ( Lemna minor ) в растворах солей металлов в концентрациях 0,05 мкмоль/л; 0,5 мкмоль/л; 5 мкмоль/л; 25 мкмоль/л в трех биологических повторностях. Содержание свободного пролина в растениях определяли с помощью кислого нингидринового реактива по методу Бейтса с соавт. (Bates et al. 1973). Было установлено, что при концентрациях солей тяжелых металлов от 0,05 до 0,5 и 5 мкмоль/л содержание пролина в листьях увеличивается, концентрации металлов 25 мкмоль/л вызывают резкое увеличения содержания пролина в растениях Lemna minor . Концентрация пролина в растениях, выращенных в растворах, содержащих 0,05 мкмоль/л кадмия и стронция, превосходила контрольный вариант. При концентрациях 5 мкмоль/л наивысшее содержание пролина отмечено у растений, испытывающих воздействие никеля, цинка и стронция. Концентрация ионов металлов 25 мкмоль/л давала высокое содержание пролина в растениях в случаях культивации в растворах с кобальтом, стронцием, медью и никелем. Результаты исследований дают основание рекомендовать Lemnaminor в качестве тест-организма, используя значения содержания пролина как биомаркера физиологического состояния растений.
ряска, пролин, тяжелые металлы, биомониторинг, биотестирование, биоиндикация
1. Абдуллаев Д. Мадалиева Г. К. 1976. О роли высшей водной растительности в самоочищении водоемов // Физиолого-биохимические аспекты культивирования водорослей и высших водных растений в Узбекистане: сборник статей. Ташкент: Фан, 28-43.
2. Аренте Г. Б., Лайнис Ю. Я. 1993. Изучение действия ионизирующей радиации на содержание витамина С в растениях с различным обменом веществ // Теоретические и практические вопросы рационального использования животных и растений. Рига: Зинатне, 5-7.
3. Барсукова B. C. 1997. Физиолого-генетические аспекты устойчивости растений к тяжелым металлам: Аналитический обзор. СО РАН; ГПНТБ; Ин-т почвоведения и агрохимии. Новосибирск.
4. Гербхард А., Четвериков А. Г., Герасименко В. В., Цоглин Л. Н. 1990. Действие ионов ртути на растения ряски // Физиология растений Т. 37. Вып. 2, 349-354.
5. Духовский П., Юкнис Р., Бразайтите А., Жукаускайте И. 2003. Реакция растений на комплексное воздействие природных и антропогенных стрессоров // Физиология растений. Т. 50, 2, 165-173.
6. Жиров В. К. 2009. О новых исследованиях взаимодействия загрязняющих веществ с макрофитами в связи с изучением их фиторемедиационного потенциала // Вода: технология и экология 1. 72-74.
7. Кравченко И. В., Шепелева Л. Ф., Филимонова М. В., Ганюшкин Л. В. 2012. Распределение кислот системы аскорбата в растениях нефтезагрязненных участков Сургутcкого района // Вестник Томского государственного университета. Биология. 3 (19), С. 110-121.
8. Попов А. Н. Браяловская B. Л. 2000. Применение водных макрофитов для очистки поверхностных вод от ионов металлов // Водное хозяйство России Т. 2. № 3, 268-274.
9. Цаценко Л. В., Малюга Н. Г. 1998. Чувствительность различных тестов на загрязнение воды тяжелыми металлами и пестицидами с использованием ряски малой Lemnа minor L. // Экология 5, 407-409.
10. Шевякова Н. И., Нетронина И. А., Аронова Е. Е., Кузнецов Вл. В. 2003. Распределение Cd и Fe в растениях Mesembryanthemum crystallinum при адаптации к Cd-cтрессу // Физиология растений Т. 50, № 5, 756-763.
11. Шорнинг Б. Ю., Полещук С. В., Горбатенко И. Ю., Ванюшин Б. Ф. 1999. Действие антиоксидантов на рост и развитие растений // Известия РАН. Сер. биол. 1, 30-38.
12. Abbasi A. S., Ramasami E. 1999. Biotechnological methods of pollution control. Universities Press: Hyderabad. 168.
13. Baker A. I.M. 1981. Accumulators and excluders - strategies in the response of plants to heavy metals // J. Plant.Nutr. Vol.3. 1-4, 643-654.
14. Bassi R., Sharma S. S. 1993. Proline accumulation in wheat seedlings exposed to zinc and copper // Phytochemistry. V. 33, 1339-1342.
15. Bates L. E., Waldren R. P., Teare I. D. 1973. Rapid determination of free proline for waterstress studies. Plant and soil, 39 (1), 205-207.
16. Chen S. L., Kao C. H. 1995. Cd induced changes in proline level and peroxidase activity in roots of rice seedlings // Plant Growth Regul. V. 17, 67-71.
17. Groppa M. D., Tomaro M. L., Benavides M. P. 2001. Polyamines as protectors against cadmium or copper-induced oxidative damage in sunflower leaf discs // Plant Sci. V. 161, 481-488.
18. ISO 8288-1986. 1986. Water quality; Determination of cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium and lead; Flame atomic absorption spectrometric met hods. Publ.date: 01. 01.1986. Geneva: International Organization for Standartization.
19. Kadlec R. H., Knight R. L., Vymazol J., Brix H., Cooper R. and Habert R., 2000. Constructed Wetlands for Pollution Control // Control Processes, Performance, Design and operation. London: IWA pub.
20. Kara Y., Kara I. 2005. Removal of cadmium from water using Duckweed (Lemna trisulca L.). // Int J Agric Biol, Vol. 7, 660-662.
21. Schat H., Sharma S. S., Vooijs R. 1997. Heavy metal-induced accumulation of free prolinein a metal-tolerant and a nontolerant ecotype of Silene vulgaris // Physiol Plantarum. V. 101, 477-482.
