Оцінка антиоксидантного потенціалу рослин урбоекосистем в умовах антропогенного забруднення ґрунту
Анотація
Мета. Оцінити вплив свинцю в ґрунті на антиоксидантний статус деревних та трав'янистих рослин, який формується фенольними сполуками (на прикладі м. Одеси). Методи. Комплексне використання польового, лабораторного, математично-статистичного, розрахунково-порівняльного методів і системного аналізу. Результати. Виявлено, що за характером зміни активності поліфенолів та СВА в умовах техногенного стресу рослини можуть бути об'єднані у 4 кластери: першу групу утворює бузина чорна; до другої групи увійшли тополя чорна і бирючина звичайна; у третю групу за результатами кластерного аналізу потрапили смородина альпійська, бузок звичайний, калина звичайна, грястиця збірна, конюшина біла та конюшина лучна, кульбаба лікарська, сніжноягідник білий, деревій звичайний, пижма звичайна, липа серцеподібна; до складу четвертої групи увійшли береза повисла, клен гостролистий, обліпиха крушинова, барбарис звичайний, таволга Вангутта, троянда зморшкувата. За результатами оцінки реакційної здатності низькомолекулярних водорозчинних антиоксидантів встановлено, що у досліджуваних рослинах такі види, як бузина чорна, бирючина звичайна та тополя чорна, мають найвищий адаптаційний потенціал в умовах антропогенного забруднення. Поліфеноли відіграють значну роль у формуванні стійкості цих видів до екологічного стресу. З трав'янистих рослин грястиця збірна за рахунок стимуляції накопичення поліфенолів має більш високу фізіологічну стійкість. Висновки. Вивчено роль поліфенолів у формуванні антиоксидантного потенціалу міських рослин в умовах техногенного ґрунтового забруднення. Проведено кластерний аналіз закономірностей накопичення СВА та поліфенолів у рослинах урбоекосистем. За характером фізіологічної активності накопичення низькомолекулярних антиоксидантів було виділено 4 групи рослин. Отримані результати можуть бути використані для комплексної діагностики стійкості міських рослин до антропогенного впливу, а також для вдосконалення підходів та методів моніторингу промислового забруднення міських територій.
Посилання
2. Khan S., Cao Q., Hesham A.E.-L. et al. Soil enzymatic activities and microbial community structure with different application rates of Cd and Pb. J. of Environ- mental Sciences. 2007. V. 19. № 7. P. 834-840.
3. Важкі метали в об’єктах довкілля Київського мегаполісу / за редакцією А.І. Самчука, І.В. Кураєвої. Київ : Наш формат, 2019. 164 с.
4. Han Y., Zhang L., Yang Y. et al. Pb uptake and toxicity to Iris halophila tested on Pb mine tailing materials. Environmental Pollution. 2016. V. 214. P. 510–516.
5. Чемерис І.А., Загоруйко Н.В., Конякін С.М. Фітомоніторинг викидів автотранспорту в умовах міського середовища. Людина та довкілля. Проблеми неоекології. № 3–4, 2013. С. 141–146.
6. Довгалюк А. Забруднення довкілля токсичними металами та їх індикація за допомогою рослинних тестових систем. Біологічні Студії. 2013. Том 7. №1. С. 197–204.
7. Romeh A.A., Khamis M.A., Metwally S.M. Potential of Plantago major L. for phytoremediation of lead-contaminated soil and water. Water, Air and Soil Pollution. 2016. V. 227. № 1. P. 9.
8. Kabata-Pendias A. Trace element in soil and plants. Boca Raton, FL USA : CRC Press Taylor & Francis Group, 2011. 505 c.
9. Самохвалова В.Л., Фатєєв А.І., Філатов В.П. Методологія екологічного нормування мікроелементів та важких металів у ґрунтах. Наук. Вісник Ужгород. Ун-ту. 2012. Вип. 32. С. 5–11.
10. Sun Q., Wang, X.-R., Ding S.-M. et al. Effects of interaction between cadmium and plumbum on phytochelatins and glutathione production in wheat (Triticum aestivum L.). J. of Integrative Plant Biology. 2005. V. 47. № 4. P. 435–442.
11. Scandalios J.G. Oxidative stress: molecular perception and transduction of signals triggering anti-oxidant gene defenses. Braz. J. Med. and Biol. Res. 2005. V. 38. № 7. P. 995–1014.
12. Mittler R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends in Plant Science. 2002. V. 7. № 9. P. 405–410.
13. Samancioglu A., Sat I.G., Yildirim E. et al. Total phenolic and vitamin C content and antiradical activity evaluation of traditionally consumed wild edible vegetables from Turkey. Indian J. of Traditional Knowledge. 2016. V. 15. № 2. P. 208–213.
14. Chupakhina G.N., Maslennikov P.V., Skrypnik L.N. et al. The influence of the Baltic region conditions on the accumulation of water-soluble antioxidants in plants. Russ. Chem. Bull. 2014. V. 63. № 9. P. 1946–1953.
15. Isbilir S.S., Sagiroglu A. Total phenolic content, anti-radical and antioxidant activities of wild and cultivated Rumex acetosella L. extracts. Biological Agriculture and Horticulture. 2013. V. 29. № 4. P. 219–226.
16. Shah A., Singh T., Vijayvergia R. In vitro antioxidant properties and total phenolic and flavonoid contents of Rumex vesicaius L. Internat. J. of Pharmacy and Pharmaceutical Sci. 2015. V. 7. № 7. P. 81–84.
17. Alici E.H., Arabaci G. Determination of SOD, POD, PPO and cat enzyme activities in Rumex obtusifolius L. Annual Research & Review in Biology. 2016. V. 11. № 3. P. 1–7.
18. Maslennikov P.V., Chupakhina G.N., Skrypnik L.N. The content of phenolic compounds in medicinal plants of a botanical garden. Biol. Bull. Russ. Acad. Sci. 2014. V. 41. № 2. P. 133–138.
19. Kamath S.D., Arunkumar D., Avinash N.G. et al. Determination of total phenolic content and total antioxidant activity in locally consumed food stuffs in Moodbidri, Karnataka, India. Adv. Appl. Sci. Res. 2015. V. 6. № 6. P. 99–102.
20. Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск : БГУ, 2004. 179 с.
21. Бортнік Л.М. Вплив антропогенного навантаження на вміст ВМ у системі ґрунт – рослина. Вісник аграрної науки. 1999. № 10. С. 78.
22. Цандекова О.Л., Неверова О.А., Колмогорова Е.Ю. Роль антиоксидантной системы в устойчивости сосновых насаждений в условиях породного угольного отвала. Изв. Самарского научного центра РАН. 2013. Т. 15. № 3. С. 559–562.
23. Anahita A., Asmah R., Fauziah O. Evaluation of total phenolic content, total antioxidant activity, and antioxidant vitamin composition of pomegranate seed and juice. International Food Research J. 2015. V. 22. № 3. P. 1212–1217.
24. Aziz A., Jack R. Total phenolic content and antioxidant activity in Nypa fruticans extracts. J. of Sustainability Sci. and Management. 2015. V. 10. № 1. P. 87–91.
25. Kowalczyk A., Ruszkiewicz M., Biskup I. Total phenolic content and antioxidant capacity of polish apple ciders. Indian J. Pharm Sci. 2015. V. 77. № 5. P. 637–640.
26. Goncharuk E.A., Zagoskina N.V. Heavy metals: uptake, toxicity and protective mechanisms in plants (for example of cadmium). The Bulletin of Kharkiv National Agrarian University. Series Biology. 2017. V. 1(40). P. 35–40.
27. Хайруллина В.Р., Герчиков А.Я., Денисова С.Б. Сравнительное изучение антиокислительных свойств некоторых флавонолов и флаванонов. Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. № 2. С. 234–239.
28. Методика выполнения измерения массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв рентгенофлуоресцентным методом. М049-П/10. СПб. : ООО НПО «Спектрон», 2010. 17 с.
29. Gupta Ch., Verma R. Visual estimation and spectrophotometric determination of tannin content and antioxidant activity of three common vegetable. IJPSR. 2011. V. 2. № 1. P. 175–182.
30. Євлаш В.В. Адаптація методу кулонометричного титрування щодо визначення антиоксидантної активності рослинної сировини та дієтичних добавок. Східно-Європ. журн. передових технологій. 2011. № 5/3. С. 56-59.
31. Hammer О., Harper D.A.T., Ryan P.D. Past: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica. 2001. V. 4, Iss. 1. P. 9. URL: http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm (дата звернення 08.11.2021).
32. Сплодитель А.О., Кураєва І.В., Злобіна К.С. Особливості акумуляції важких металів у ґрунтах урбанізованих ландшафтів м. Бровари. Геологічний журнал. 2020. № 2. С. 39–51. doi:10.30836/igs.1025-6814.2020.2.200245
