Отправить статью по E-mail Воздействие ионов меди на роголистник погруженный (Ceratophyllum demersum L.)
- Авторы: Бочка В.В.1, Григорьев Ю.С.1, Сорокина Г.А.1, Корнякова К.И.1
-
Учреждения:
- Сибирский федеральный университет
- Выпуск: Том 13, № 3 (2024)
- Страницы: 8-13
- Раздел: Биологические науки
- URL: https://journals.rcsi.science/2309-4370/article/view/280736
- DOI: https://doi.org/10.55355/snv2024133101
- ID: 280736
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В данной статье представлены результаты исследования влияния ионов меди в концентрациях 0,01–0,16 мг/дм³ в лабораторных условиях на устойчивость высшего водного растения – роголистника погруженного. Несмотря на то, что медь является биофильным элементом, все изученные концентрации ионов данного элемента оказали негативное воздействие на прирост массы растений и величину относительного параметра замедленной флуоресценции хлорофилла (ОПЗФ) уже на первые сутки экспонирования. В течение семисуточного токсикологического эксперимента подавление роста растений при воздействии токсиканта усиливалось. Наибольшее снижение ОПЗФ по сравнению с контролем во всех исследованных концентрациях ионов меди наблюдается на первые сутки эксперимента. Однако после длительного периода нахождения роголистника в токсичной среде происходит его частичная адаптация, в результате которой некоторые части этого растения сохраняют фотосинтетическую активность. Установлено, что растения сохраняют свою жизнеспособность до концентрации 0,02 мг/дм³, соответствующей 20 ПДК в водах объектов рыбохозяйственного значения. Концентрации 0,04 мг/дм³ и выше уже на первые сутки привели к потере листьев. Устойчивость растения к действию ионов меди позволяет рассматривать его как потенциальный фиторемедиант вод, загрязненных соединениями данного элемента.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Валерия Вячеславовна Бочка
Сибирский федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: vbochka@sfu-kras.ru
аспирант кафедры экологии и природопользования
Россия, г. КрасноярскЮрий Сергеевич Григорьев
Сибирский федеральный университет
Email: gr2897@gmail.com
кандидат биологических наук, профессор кафедры экологии и природопользования
Россия, г. КрасноярскГалина Александровна Сорокина
Сибирский федеральный университет
Email: sorokina_gas@mail.ru
кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и природопользования
Россия, г. КрасноярскКарина Ильясовна Корнякова
Сибирский федеральный университет
Email: kkornyakova-eb19@stud.sfu-kras.ru
магистрант кафедры экологии и природопользования
Россия, г. КрасноярскСписок литературы
- Галиулин Р.В., Галиулина Р.А., Кочуров Б.И. Аккумуляция тяжелых металлов водными растениями при техногенезе // Теоретическая и прикладная экология. 2013. № 2. С. 81–85.
- Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М., Лайдинен Г.Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам / отв. ред. Н.Н. Немова. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. 172 с.
- Shabbir Z., Sardar A., Shabbir A., Abbas G., Shamshad S., Khalid S., Murtaza G., Dumat C., Shahid M. Copper uptake, essentiality, toxicity, detoxification and risk assessment in soil-plant environment // Chemosphere. 2020. Vol. 259. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127436.
- Ali H., Khan E., Sajad M.A. Phytoremediation of heavy metals – concepts and applications // Chemosphere. 2013. Vol. 91, iss. 7. P. 869–881. doi: 10.1016/j.chemosphere.2013.01.075.
- Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения [Электронный ресурс] // Гарант.ру. https://base.garant.ru/71586774.
- Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2023 году». Красноярск, 2024. 386 с.
- Garcia L., Welchen E., Gonzalez D.H. Mitochondria and copper homeostasis in plants // Mitochondrion. 2014. Vol. 19, part B. P. 269–274. doi: 10.1016/j.mito.2014.02.011.
- Printz B., Lutts S., Hausman J.-F., Sergeant K. Copper trafficking in plants and its implication on cell wall dynamics // Frontiers in Plant Science. 2016. Vol. 7. doi: 10.3389/fpls.2016.00601.
- Thomas G., Stärk H.-J., Wellenreuther G., Dickinson B.C., Küpper H. Effects of nanomolar copper on water plants – comparison of biochemical and biophysical mechanisms of deficiency and sublethal toxicity under environmentally relevant conditions // Aquatic Toxicology. 2013. Vol. 140–141. P. 27–36. doi: 10.1016/j.aquatox.2013.05.008.
- Constabel C.P., Barbehenn R. Defensive roles of polyphenol oxidase in plants // Induced Plant Resistance to Herbivory. Dordrecht: Springer, 2008. P. 253–270. doi: 10.1007/978-1-4020-8182-8_12.
- Tavladoraki P., Cona A., Angelini R. Copper-containing amine oxidases and FAD-dependent polyamine oxidases are key players in plant tissue differentiation and organ development // Frontiers in Plant Science. 2016. Vol. 7. doi: 10.3389/fpls.2016.00824.
- Krayem M., El Khatib S., Hassan Y., Deluchat V., Labrousse P. In search for potential biomarkers of copper stress in aquatic plants // Aquatic toxicology. 2021. Vol. 239. doi: 10.1016/j.aquatox.2021.105952.
- Волков К.С., Иванова Е.М., Великсар С.Г., Куликова А.Л., Кузнецова Н.А., Холодова В.П., Кузнецов В.В. Возможности использования растений различных семейств в целях фиторемедиации загрязненных медью территорий // Проблемы региональной экологии. 2013. № 1. С. 97–101.
- Küpper H., Šetlík I., Spiller M., Küpper F.C., Prášil O. Heavy metal-induced inhibition of photosynthesis: targets of in vivo heavy metal chlorophyll formation // Journal of Phycology. 2002. Vol. 38, iss. 3. P. 429–441. doi: 10.1046/j.1529-8817.2002.01148.x.
- Rehman A.U., Nazir S., Irshad R., Tahir K., Rehman K.U., Islam R.U., Wahab Z. Toxicity of heavy metals in plants and animals and their uptake by magnetic iron oxide nanoparticles // Journal of Molecular Liquids. 2021. Vol. 321. doi: 10.1016/j.molliq.2020.114455.
- Rai S., Singh P.K., Mankotia S., Swain J., Satbhai S.B. Iron homeostasis in plants and its crosstalk with copper, zinc, and manganese // Plant Stress. 2021. Vol. 1. doi: 10.1016/j.stress.2021.100008.
- Thomas G., Andresen E., Mattusch J., Hubácek T., Küpper H. Deficiency and toxicity of nanomolar copper in low irradiance – a physiological and metalloproteomic study in the aquatic plant Ceratophyllum demersum // Aquatic Toxicology. 2016. Vol. 177. P. 226–236. doi: 10.1016/j.aquatox.2016.05.016.
- Prasad M.N.V. Aquatic plants for phytotechnology // Environmental Bioremediation Technologies. Berlin–Heidelberg: Springer, 2007. P. 259–274. doi: 10.1007/978-3-540-34793-4_11.
- Kafle A., Timilsina A., Gautam A., Adhikari K., Bhattarai A., Aryal N. Phytoremediation: mechanisms, plant selection and enhancement by natural and synthetic agents // Environmental Advances. 2022. Vol. 8. doi: 10.1016/j.envadv.2022.100203.
- Matache M.L., Marin C., Rozylowicz L., Tudorache A. Plants accumulating heavy metals in the Danube River wetlands // Journal of Environmental Health Science and Engineering. 2013. Vol. 11. doi: 10.1186/2052-336x-11-39.
- Parnian A., Chorom M., Jaafarzadeh N., Dinarvand M. Use of two aquatic macrophytes for the removal of heavy metals from synthetic medium // Ecohydrology & Hydrobiology. 2016. Vol. 16, iss. 3. P. 194–200. doi: 10.1016/j.ecohyd.2016.07.001.
- Kastratović V., Krivokapić S., Bigović M., Đurović D., Blagojević N. Bioaccumulation and translocation of heavy metals by Ceratophyllum demersum from the Skadar Lake, Montenegro // Journal of the Serbian Chemical Society. 2014. Vol. 79, iss. 11. P. 1445–1460. doi: 10.2298/jsc140409074k.
- Chorom M., Parnian A., Jaafarzadeh N. Nickel removal by the aquatic plant (Ceratophyllum demersum L.) // International Journal of Environmental Science and Development. 2012. Vol. 3, № 4. P. 372–375. doi: 10.7763/ijesd.2012.v3.250.
- Губанов И.А., Киселева К.В., Новиков В.С., Тихомиров В.Н. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 1. Папоротники, хвощи, плауны, голосеменные, покрытосеменные (однодольные). М.: Т-во научных изданий КМК, Ин-т технологических исследований, 2002. 526 с.
- Григорьев Ю.С., Стравинскене Е.С. Методика определения токсичности питьевых, природных и сточных вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению относительного показателя замедленной флуоресценции культуры водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer). ПНД Ф Т 14.1:2:4.16-2009. Т 16.1:2.3:3.14-2009. М.: Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия, 2012. 43 с.
- Qadri H., Uqab B., Javeed O., Dar G.H., Bhat R.A. Ceratophyllum demersum – an accretion biotool for heavy metal remediation // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 806, part 2. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.150548.
- Титов А.Ф., Казнина Н.М., Таланова В.В. Тяжелые металлы и растения. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2014. 194 с.
Дополнительные файлы
