ПРОЯВ ЛАБІЛЬНИХ МЕХАНІЗМІВ СТІЙКОСТІ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН В УРБАНІЗОВАНОМУ СЕРЕДОВИЩІ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine22.01.012Ключові слова:
Tilia cordata, Aesculus hippocastanum, Platanus acerifolia, вторинні метаболіти, титан, брасиностероїди, таніни, кремнійАнотація
Вступ. Пластичність та різноманіття адаптивних стратегій рослин визначають можливість їхнього існування за екстремальних умов і забезпечують стійкість біогеоценозу в цілому.
Проблематика. Сучасні моніторингові дослідження свідчать, що більшість вуличних насаджень потерпають від антропогенного навантаження через інтенсивну урбанізацію, зокрема значне аерогенне та світлове забруднення.
Мета. Встановити фізіолого-біохімічні особливості стійкості основних деревних порід насаджень Київського мегаполісу до світлового та аерогенного забруднення викидами автотраспорту.
Матеріали й методи. Об’єктами були вуличні насадження Tilia cordata Mill., Aesculus hippocastanum L. та Platanus acerifolia (Aiton) Willd. Київського мегаполісу. Польові спостереження проводили у НБС НАН
України (ділянка 1) та зеленій зоні вздовж бульвару Лесі Українки (ділянка 2). Визначали температуру ґрунту дослідних ділянок, емісію СО2 з його поверхні. Вміст хімічних елементів у ґрунтових та рослинних зразках досліджували за допомогою плазмового емісійного спектрометру iСАР 6300 DUO (Thermo Fisher Scientific, США). Аналізували вміст фотосинтетичних пігментів, танінів та брасиностероїдів у листках рослин. У вегетаційному досліді рослини обробляли 1%-м водним розчином Ti(SO4)2, мефенамінату титану та мефенамінової кислоти. Проводили мікробіологічний аналіз філоплани листків.
Результати. Мультиваріантний підхід дозволив проаналізувати взаємодію у системі «рослина-ґрунтрослина» і відібрати найбільш стійкі та найчутливі параметри щодо оцінки зовнішнього впливу. За умов
світлового і аерогенного забруднення спостерігалося підвищення вмісту титану в 1,2—4,4 рази, брасиностероїдів в 1,4—3,0 рази, танінів в 1,2—4,1 рази, кремнію в 1,1—2,3 рази в тканинах, що забезпечує ефективність функціонування лабільних механізмів стійкості рослин.
Висновки. Застосування сполук титану й кремнію є перспективним для підвищення адаптаційної здатності рослин до стресових умов, а також створення ефективних препаратів на їхній основі.
Завантаження
Посилання
Xu, K., Lin, C., Lee, S. Y., Mao, L., Meng, K. (2022). Comparative analysis of complete Ilex (Aquifoliaceae) chloroplast genomes: insights into evolutionary dynamics and phylogenetic relationships. BMC Genomics, 23(1), 203. https://doi.org/10.1186/s12864-022-08397-9
Bhattacharjee, S., Saha, A. K. (2014). Plant water-stress response mechanisms. In Approaches to Plant Stress and their Management (Eds. R. Gaur, P. Sharma). New Delhi: Springer. P. 149—172. https://doi.org/10.1007/978-81- 322-1620-9_8
Busoms, S., Fischer, S., Yant, L. (2023). Chasing the mechanisms of ecologically adaptive salinity tolerance. Plant Commun., 4(6), 100571. https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100571
Melnychuk, M. D., Likhanov, A. F., Kovalenko, T. M., Kliuvadenko, А. А. (2022). Secondary metabolites and their role in adaptation and protection systems of plants. Monograph. Vinnytsia. URL: http://repository.vsau.org/repository/ getfile.php/32063.pdf http://repository.vsau.org/getfile.php/32063.pdf (Last accessed: 14.11.2022).
Ghassemi-Golezani, K., Hassanzadeh, N., Shakiba, M. R., Esmaeilpour, B. (2020). Exogenous salicylic acid and 24-epi-brassinolide improve antioxidant capacity and secondary metabolites of Brassica nigra. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 26, 101636. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101636
Miroshnyk, N. V., Likhanov, А. F., Matiashuk, R. K., Mazura, M. Yu., Shupova, T. V., Honchar, H. Yu. (2023). Bio indication assessment of the park ecosystems state in Kyiv. Kyiv. https://doi.org/10.15407/akademperiodyka.488.200 [in Ukrainian].
Modern methods in allelopathic research. Methodical manual. (2021). (Eds. N.V. Zaimenko). Kyiv [in Ukrainian].
Hiscox, J. D., Israelstam, C. F. (1979). A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue without maceration. Canadian Journal of Botany, 57(12), 1332—1334. https://doi.org/10.1139/b79-163
Wellburn, A. R. (1994). The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. Journal of Plant Physiology, 144(3), 307—313. https://doi.org/10.1016/s0176-1617(11)81192-2
Mardar, M. R., Serdyuk, L. V. (2008). Methodical instructions for performing laboratory work from the course “Commodity science of products of plant origin” module VI for students of professional direction 6.030510. Odesa [in Ukrainian].
Kravets, V. S., Kretinin, S. V., Derevyanchuk, M. V., Drach, S. V., Litvinovska, R. P., Khripach, V. A. (2011). Effect of low temperatures on the level of endogenous brassinosteroids. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 8, 155—159. [іn Russian].
Skrypnychenko, M. I., Nykyforuk, O. I., Bilousova, O. S., Stasiuk, O. M., Fediai, N. O., Bilotserkivets, O. H., Kuznetsova, L. I. (2024). Investment attractiveness and multiplier effects for the national economy from the development of the titanium industry. Sci. innov., 20(6), 48—66. https://doi.org/10.15407/scine20.06.048
Bacilieri, F. S., Vasconcelos, A. C. P., Lana, R. M. Q., Mageste, J. G., Torres, J. L. R. (2017). Titanium (Ti) in plant nutrition — a review. Australian Journal of Crop Science, 11(4), 382—386. https://doi.org/10.21475/ajcs.17.11.04
Lyu, S., Wei, X., Chen, J., Wang, C., Wang, X., Pan, D. (2017). Titanium as a beneficial element for crop production. Front Plant Sci., 8, 597. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00597
Sakr, N. (2018). Silicon-enhanced resistance of plants to biotic stresses. Review article. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica, 53(2), 25—141. https://doi.org/10.1556/038.53.2018.005
Alhousari, F., Greger, M. (2018). Silicon and mechanisms of plant resistance to insect pests. Plants, 7(2), 33. https://doi.org/10.3390/plants7020033
Molino, S., Pilar Francino, M., Ángel Rufián Henares, J. (2023). Why is it important to understand the nature and chemistry of tannins to exploit their potential as nutraceuticals? Food. Res. Int., 173, 113329. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.113329
Nazir, F., Jahan, B., Kumari, S., Iqbal, N., Albaqami, M., Sofo, A., Khan, M. I. R. (2023). Brassinosteroid modulates ethylene synthesis and antioxidant metabolism to protect rice (Oryza sativa) against heat stress-induced inhibition of source‒sink capacity and photosynthetic and growth attributes. J. Plant Physiol., 289, 154096. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2023.154096
Lu, Q., Zhang, Y., Hellner, J., Giannini, C., Xu, X., Pauwels, J., …, Russinova, E. (2022). Proteome-wide cellular thermal shift assay reveals unexpected cross-talk between brassinosteroid and auxin signaling. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(11), e2118220119. https://doi.org/10.1073/pnas.2118220119
Khan, S., Anwar, S., Ashraf, M. Y., Khaliq, B., Sun, M., Hussain, S., …, Alam, S. (2019). Mechanisms and adaptation strategies to improve heat tolerance in rice. A review. Plants, 8(11), 508. https://doi.org/10.3390/plants8110508
Manghwar, H., Hussain, A., Ali, Q., Liu, F. (2022). Brassinosteroids (BRs) role in plant development and coping with different stresses. International Journal of Molecular Sciences, 23(3), 1012. https://doi.org/10.3390/ijms23031012
Janeczko, A., Koscielniak, J., Pilipowicz, M., Szarek-Lukaszewska, G., Skoczowski, A. (2005). Protection of winter rape photosystem 2 by 24-epibrassinolide under cadmium stress. Photosynthetica, 43(2), 293—298. https://doi.org/10.1007/s11099-005-0048-4
Hafeez, M. B., Zahra, N., Zahra, K., Raza, A., Khan, A., Shaukat, K., Khan, S. (2021). Brassinosteroids: Molecu lar and physiological responses in plant growth and abiotic stresses. Plant Stress, 2, 100029. https://doi.org/10.1016/j.stress.2021.100029
Pandey, A., Devi, L. L., Singh, A. P. (2020). Review: Emerging roles of brassinosteroid in nutrient foraging. Plant Science, 296, 110474. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2020.110474
Nie, S., Huang, S., Wang, S., Mao, Y., Liu, J., Ma, R., Wang, X. (2019). Enhanced brassinosteroid signaling intensity via S1BRI1 overexpression negatively regulates drought resistance in a manner opposite of that via exogenous BR application in tomato. Plant Physiology and Biochemistry, 138, 36—47. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.02.014
Feng, Y., Yin, Y., Fei, S. (2015). Down-regulation of BdBRIl, a putative brassinosteroid receptor gene produces a dwarf phenotype with enhanced drought tolerance in Brachypodium distachyon. Plant Science, 234, 163— 173. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2015.02.015
Kong, Q., Mostafa, H. H. A., Yang, W., Wang, J., Nuerawuti, M., Wang, Y., …, Li, X. (2021). Comparative transcriptome profiling reveals that brassinosteroid-mediated lignification plays an important role in garlic adaption to salt stress. Plant Physiology and Biochemistry, 158, 34—42. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020. 11.033
Kour, J., Kohli, S. K., Khanna, K., Bakshi, P., Sharma, P., Singh, A. D., …, Sharma, A. (2021). Brassinosteroid signaling, crosstalk and physiological functions in plants under heavy metal stress. Frontiers in Plant Science, 12, 608061. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.608061
Planas-Riverola, A., Gupta, A., Betegón-Putze, I., Bosch, N., Ibañes, M., Caño-Delgado, A. I. (2019). Brassinosteroid signaling in plant development and adaptation to stress. Development, 146(5), dev151894. https://doi.org/10.1242/dev.151894
Havryliuk, O., Bida, I., Hovorukha, V., Bielaieva, Y., Liubinska, A., Gladka, G., …, Dziuba, O. (2024). Application of granular microbial preparation and silicon dioxide analcime for bioremediation of ecocide areas. Sustainability, 16(3), 1097. https://doi.org/10.3390/su16031097
Zaimenko, N. V., Pavliuchenko, N. A., Didyk, N. P., Ellanska, N. E., Yunosheva, O. P. (2022). Application of siliceous mineral analcite for optimizing the physiological, biochemical, allelopathic, and microbiological properties of plant-soil system. Science and Innovation, 18(1), 44—55. https://doi.org/10.15407/scine18.01.044
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Положення про авторські права Автори, які публікуються у журналі «Наука та інновації», погоджуються на такі умови: Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації. Автори можуть вступати в окремі, додаткові договірні угоди для не ексклюзивного розповсюдження надрукованої у журналі «Наука та інновації» версії своєї роботи (статті) (наприклад, розмістити її в інституційному сховищі або опублікувати в своїй книзі), із підтвердженням її первинної публікації у журналі «Наука та інновації». Авторам дозволено розміщувати свою роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їх веб-сайті).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
