ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ПРОЛИНА В РАЗНЫХ СОРТАХ РИСА

Аннотация: В работе представлены результаты исследования влияния ионов кадмия на различные сорта риса. Обьектом исследования были выбраны 4 сорта Казахстанского риса: Чапсары, Баракат, Баканас, Мадина. Исследовано влияния кадмия и ионов меди в концентрации (50мкМ, 100мкМ, 200мкМ, 400мкМ) на количество скапливания пролина в рисе. Повышение концентрации кадмия и ионов меди понижает параметры роста риса. Особенно выяснилось, что при высокой концентраций кадмия (Сd2- 400мкМ) и ионов меди (Сu 2- 800мкМ) сорты «Мадины» и «Баканас» оказались устойчивее, чем чувствительные «Баракат» и «Чапсары».

Ключевые слова: содержание пролина, ионы тяжелых металлов, сорта риса.

В наше время наблюдается повсеместное загрязнение окружающей среды производственными отходами. К экологически неблагоприятным условиям в бассейне озера Балхаш можно отнести водные ресурсы, загрязнение атмосферы, скапливание ядовитых и вредных отходов. Например, в производственных участках г. Семей при исследовании почвы выяснилось наличие повышенной концентрации таких металлов как: цинк-7.4, свинец-9.9, кадмий-13.3, марганец-1.3, кобальт-2.4, а также засоленность почвы побережья озера и загрязнение тяжелыми металлами. Эти факторы отрицательно влияют на биосферу озера: озера мелеет; снижается качество воды, обедняется флора и фауна, это ведет к исчезновению биологического многообразия. Основная причина загрязнение озера-нахождение вблизи металлургических комбинатов. Хранилица для твердых отходов комбината создают серьезную экологическую угрозу. Б

Наличие в производственных товарах тяжелых металлов выше положенной нормы приводит к различным заболеванием у людей.

У людей, проживающих в загрязненных тяжелыми металлами регионах поражаются, в первую очередь, желудок, во-вторых, органы дыхания, в-третьих органы кровообращения. Одним из наиболее употребляемых продуктов питания среди злаков является рис. Вследствие поражения злаков тяжелыми металлами происходит понижение уровня роста злаков, их развития и урожайность. В данной статье выяснен процесс роста и торможение роста зерновых культур под влиянием тяжелых металлов разной концентрации, их чувствительность и устойчивость.

Под влиянием тяжелых металлов у злаков понижается биомасса, уровень роста, нарушается процесс воздухообмена, снижается урожайность  . Приостанавливается рост наземных частей растений. Нарушается развитие ассимиляционных органов, понижается сбор сухой биомассы и рост растений. Приостанавливается способность растений к росту, уменьшается размер листьев и их количество, уменьшение количества ассимиляторов является причиной понижения урожайности.   Наличие тяжелых металлов в растений особенно влияет на его корни.   Многие исследования показывают, что поражение корней тяжелыми металлами ведет к понижению биомассы и уменьшению отрастков корня. В этой статье комплексно исследовано влияние кадмия и ионов меди на широкораспространенные в Казахстане сорта риса. А также их устойчивость и чувствительность к кадмию и ионам меди, определены изменения в связи с концентрацией пролина.

Обьектом исследования являются 4 сорта риса-Чапсары, Баракат, Баханас, Мадина. Эти сорты риса в течение 7 дней выращивались в растворе (CdSO4, CuSO4) в разных концентрациях : 50мкМ, 100мкМ, 200мкМ, 400мкМ.

Был составлен скрининг по показателям величины устойчивости пролина к ионам меди и кадмия в данных сортах риса. Измерение всличины пролина производилось путем использования реактивов нингридинов их оптическая плотность 522 нм определена на длине волны спектрофотометра. Итоги исследования и их анализ основное назначение пролина установили, что в состоянии стресса осмопротектор участвует  в мотировании осмотра между цитоплазмой и вакуолью. Пролин является обьединенным осмолитом.  В растениях пролин синтезируется из глутомата и орнитина. Первый  фермент локализуется в цитоплазме, а второй - в митохондриях. В стрессовом состояние биосинтез пролина в растениях происходит глутамативном путем. 

В качестве ответной реакции на данный стресс-фактор выступает быстрая реакция скопления пролина. Но на первой стадии адаптации максимальная внутриклеточная концентрация пролина недостаточна. На начальной стадии пролин функционирует не как осморегулятор, а как добавка. Вместе с этим рассматривается пролин, как участник стрессовой реакции (неспецефичный механизм устойчивости) и как специальный адаптационно важный фактор, придающий клеткам защитную функцию. Он обладает осморегулирующим свойством, предохраняет от повреждений органеллы, клеточные мембраны и предупреждает инактивацию ферментов. Наряду с осморегулирующими функциями пролин выполняет функцию протектора. Имеет свойства антиаксиданта[9-11]. Он оберегает ферментную и внутриклеточную структуру, способствует уничтожению активности свободных радикалов, является источником азота и углерода в постстрессовом состоянии. Для исследования выбраны 4 сорта риса. (Баханас, Чапсары, Баракат, Мадина). При наблюдении выяснилось, что в рисе, выращенном при разных концентрациях ионов кадмия, количество пролина увеличилось. При низкой концентрации кадмия (CdSO4 50 мкМ) по содержанию пролина в сортах риса высматривается такая таблица устойчивости риса: Чапсары (107%)&lt;Баракат (111%)&lt;Баканас (132%)&lt;Мадина(128%) (7 рис). Устойчивость сорта Чапсары на 7%, Баракат на 11 %, Мадина на 28 % повысилось. При наблюдении выяснилось, что при высокой концентрации ионов кадмия (CdSO4 400 мкМ) количество пролина повысилось в устойчивых сортах риса, чем в чувствительных сортах. В устойчивых сортах риса Мадина и Баканас уровень пролина повышен на 58 % и на 51%. По уровню концентрации пролина CdSO4 400 мкМ устойчивость сортов риса в следующей последовательности:  Чапсары (128%) &lt; Баракат (129%) &lt; Баканас (151%) &lt; Мадина(158%) (рис1). Итак, сорта риса, выращиваемые в разной концентрции кадмия, содержат высокое количество пролина в устойчивых сортах, нежели в чувствительных сортах риса. Рис, выращенный в различных концентрациях меди, имеет большее количество пролина, чем рис выращенный в концентрациях кадмия. При низкой концентрации меди (CuSO450 мкМ) в сорте Баракат уровень ниже, а в сорта Баканас немного выше.