СаидвалӣСАЙДАЛИЗОДА,
дотсенти факултети биологияи
Донишгоҳи миллии Тоҷикистон,
номзади илмҳои биологӣ
Ифлосшавии муҳит бо металлҳои вазнин дар натиҷаи сӯзондани сӯзишворӣ, фаъолияти саноати кӯҳӣ, партофтани партовҳои обӣ ва пошидани нуриҳо ба хок ба амал меояд. Металлҳои вазнин ба растанӣ тавассути системаи реша аз хок ва камтар аз баргҳо дохил мешаванд. Суръати воридшавии металлҳо ба растаниҳо аз хок ба қимати рН-и маҳлули таркиби хок, миқдори моддаҳои органикии таркиби хок ва консентратсияи дигари ионҳо вобастагӣ дорад [7].
Қисми асосии растаниҳои олӣ аз металлҳои вазнин бештар зарар мебинанд, лекин бисёри растаниҳо дар узвҳои рӯйизаминӣ миқдори зиёди металлҳои вазнинро ҷамъ мекунанд. Ин растаниҳоро растаниҳои захиракунанда меноманд, ки дар ҷараёни эволютсия дар хокҳои аз нуқтаи назари геохимиявӣ аномалӣ инкишоф ёфта, механизмҳои конститутивии устуворӣ ба металлҳои вазнинро ҳосил кардаанд. Чунин намуди растаниҳоро барои тозакунии биологии муҳитҳои ифлос ба таври васеъ истифода мебаранд.
Металлҳои вазнин дар бештари ҳолатҳо азхудкунии ҳам катион ва ҳам анионҳоро боз медоранд. Фурӯбарии макро ва микроэлементҳо бо сабаби рақобати металлҳои вазнин барои пайвастшавӣ ба интиқолдиҳандаҳо суст мегардад.
Сабаби дигари вайроншавии гомеостази ионӣ дар ҳуҷайраҳо тағйир ёфтани фаъолнокии ферментҳои мембранавӣ ва вайроншавии мембранаҳои ҳуҷайраҳои реша таҳти таъсири металлҳои вазнин мебошанд, ки дар натиҷа интиқоли ионҳо аз реша вайрон мегардад. Дар растаниҳои гуногун реаксия метавонад, якхела набошад. Масалан, тибқи маълумотҳо, захираи мис дар решаҳои ҷуворимакка, карам, себарга ҳангоми мавҷудияти кадмий паст мешавад, лекин дар решаҳои шолӣ зиёд ва дар решаҳои кадуву бодиринг бошад, миқдори мис бетағйир боқӣ мемонад [7].
Ҳамин тавр, қариб ҳамаи ҷараёнҳои физиологӣ дар растанӣ ба таъсири манфии металлҳои вазнин гирифторанд. Ба он нигоҳ накарда растаниҳо дар муҳитҳои металлҳои вазниндошта қобилияти инкишоф ёфтан доранд, онҳо барои инкишоф дар заминҳои металлҳои вазниндошта механизмҳои адаптативии хосро истифода мебаранд.
Таъсири омилҳои стресси абиотӣ ба растаниҳо инкишоф додани стресс-реаксияро дар бар мегиранд, ки ба вайроншавии мувозинати системаи про- ва антиоксидантии танзимкунандаи оксидшавии пероксидии липидҳо алоқаманд мебошад. Фаъолнокии антиоксидантҳо яке аз нишондиҳандаҳои устувории растаниҳо ба стрессорҳо: хушкӣ, шӯрӣ, металлҳои вазнин, ҳарорати пасту баланд ва ғайра мебошад. Омӯзиши системаҳои про ва антиоксидантии картошка, ки яке аз маҳсулоти муҳимтарини ғизоӣ мебошад, хеле муҳим аст. Вобаста ба ин мо таъсири металлҳои вазнин (микроэлментҳо)-ро ба системаи антикосидантии картошка чун нишондиҳандаи фаъолнокии физиологии ҳуҷайраи растанӣ дар шароити стресс таҳлил намудем [6].
Таъсири металлҳо ба растаниҳо, ки боздорандаи равандҳои физиологӣ ва биохимиявӣ мебошанд, яке аз масоили ҳалталаби замони муосир ба шумор меравад. Металлҳои вазнин дар растаниҳо ба миқдори зиёд дар раванди ҳосилшавии шакли фаъоли оксиген (ШФО) иштирок мекунанд [4]. ШФО сохтори мембранаи ҳуҷайраҳо, кислотаҳои нуклеинӣ, сафедаҳо ва хлорофиллҳоро вайрон мекунад [12; 17]. Захирашавии ШФО бо вайроншавии мувозинати байни суръати ҳосилшавии ШФО ва фаъолияти системаи ҳимоявии антиоксидантӣ, ки ферментҳои супероксиддисмутаза (СОД), каталаза, пероксидаза ва сквинҷерҳо –бартарафкунандагони ШФО (аскорбатҳо, каротиноидҳо, глутатионҳо, пролин ва ғайра)-ро дар бар мегирад, оварда мерасонад.
Рӯҳ ва бор барои равандҳои физиологӣ-биохимиявии растаниҳо, хусусан, дар шароитҳои ногувори стрессӣ муҳимтарин микроэлементҳо мебошанд ва ҳамзамон, худи онҳо стрессор ба ҳисоб мераванд. Рӯҳ ва бор дар заминҳои шӯр ва оҳакдор бештар дида мешаванд ва ҳангоми пурзӯршавии стресси иқлимӣ миқдори онҳо ба маротиб зиёд мешавад. Тахмин меравад, ки миқдори намак дар таркиби хок пас аз 30 сол то ба 0,8-1% ва мутаносибан миқдори бор низ дар таркиби хок зиёд шуда, ба растаниҳои хоҷагии қишлоқ зарар мерасонад.
Нишон дода шудааст, ки растаниҳои дорои қобилияти баланди мутобиқатшавӣ ба норасоии рӯҳ, тариқи фурӯ набурдани бор ва дар решаҳо пайдо шудани асари боздории фурӯбарӣ нисбат ба ин микроэлемент устуворӣ нишон медиҳанд [13; 14]. Ошкор карда шудааст, ки рӯҳ бевосита экспрессияи генҳо ва синтези сафедаҳоро пурзӯр мекунад [10; 13]. Заҳрнокии бор ва механизми ҳимоявии рӯҳ дар бисёр растаниҳо, аз ҷумла, дар ҷав, гандум, помидор ва ғайра, муайян карда шудааст [4; 13]. Нишон дода шудааст, ки ҳангоми таъсири хлориди натрий ва металлҳои вазнин лактини спирилия дар решаҳои гандум ба миқдори пролин таъсири мусбат мерасонад [1; 2]. Инчунин, ҳангоми истифодаи якҷояи микроэлементҳо ва лактин бо мақсади баланд бардоштани устувории ангур ба сардӣ, чунин асари он зоҳир мегардад [3].
Ҳамзамон, омӯзиши реаксияи ҷавобии растанӣ ба стресси оксидшавӣ дар зери таъсири металлҳои вазнин то ҳанӯз пурра омӯхта нашудааст. Ин гуна таҳқиқотҳо метавонанд, роҳҳои асосии устувории растаниҳоро ба таъсири стресс ошкор намоянд. Ҷойи махсусро дар танзими системаҳои антиоксидантӣ металллҳои дорои валентҳои тағйирёбанда, ба монанди Cu++, Co++, Zn++, Fe++ ва ғайра, ишғол мекунанд. Вобаста ба шӯршавии заминҳо, тағйирёбии глобалии иқлим ва дар алоқамандӣ бо ин омилҳо зиёдшавии бор то дараҷаи заҳрнокӣ, гузаронидани таҳқиқотҳо дар ин самт мубрамияти махсус пайдо мекунанд. Ҷӯстуҷӯи роҳҳои бартараф кардани равандҳои оксидшавии дар зери таъсири бор баамалоянда, боиси гузаронидани таҳқиқоти мо дар ин самт гардид.
Рӯҳ чун муҳимтарин микроэлемент барои муътадил гузаштани равандҳои физиологӣ ва биохимиявии растаниҳо зарур мебошад. Рӯҳ дар метаболизми карбогидратҳо, синтези сафедаҳо, фаъолгардии ферментҳо (чун кофактор) ва синтези фитогормонҳо (КИУ) иштирок мекунад ва консентратсияи баланди он боиси боздории функсияҳои физиологии растаниҳо мегардад [8].
Мавод ва методҳои таҳқиқот
Таҳқиқот дар растаниҳои Solanum tuberosum L., навъи нави ба шӯрӣ устувор — «Тоҷикистон», ки дар Тоҷикистон васеъ паҳн шудааст, гузаронида шудааст. Картошкаи навъи «Тоҷикистон» ҳосили хуб дошта, ба як қатор бемориҳо, аз ҷумла, бемориҳои вирусӣ тобовар мебошад. Растанӣ-регенерантҳои навъҳои зикршудаи картошка бо усули Назарова Н.Н. [Назарова Н.Н., Алиев ва дигарон, 2015] солим гардонида шудаанд. Таҷрибаҳо бо усулҳои қабулшудаи озмоишгоҳӣ ва саҳроӣ бо истифодаи таҷҳизотҳо ва маводҳои замонавӣ гузаронида шудаанд.
Муайян кардани пероксиди гидроген (Н2О2)
Барои муайян кардани пероксиди гидроген аз усули Wolff S. [Wolff S., 1994] истифода кардем.
Муайян кардани фаъолнокии каталаза
Фаъолнокии каталаза бо усули Aebi H.
[Aebi H., 1983] муайян карда шуд. Миқдори пролини озодро мувофиқи тавсияи Bates L.E. [Bates L.E., 1973] муайян кардем.
Муайян кардани фаъолнокии аскорбатпероксидаза
Фаъолнокии ферменти аскорбатпероксидазаро бо истифода аз усули Verma S. [Verma, S., 2003] аз рӯйи суръати таҷзияи пероксиди гидроген бо ёрии фермент бо ҳосилшавии об ва дегидроаскорбат муайян намудем.
Муайян кардани оксидшавии пероксиди липидҳо
Миқдори диалдегиди малониро бо усули Hodges D.M. [Hodges D.M. et all 1999] муайян намудем.
Натиҷа ва муҳокимаи таҳқиқот
Натиҷаи муайян кардани миқдори Н2О2 дар растании картошка дар расми 1 оварда шудааст. Эҳтимол, микроэлементҳои дорои валентҳои тағйирёбанда ва фитогормонҳо на танҳо ба шурӯъшавии равандҳои маҳсулнокӣ, балки ба хуб фаъолият намудани системаҳои про ва антиоксидантӣ оварда мерасонанд.
Натиҷаҳои расми 1 аз он шаҳодат медиҳанд, ки дар варианти якуми таҷрибавӣ – ҳангоми ба хок ба миқдори 30 мг/кг илова намудани бор ҳолати дар баргҳои картошка ба таври ногаҳонӣ пурзӯршавии раванди ҳосилшавии Н2О2 ба амал меояд, ки ин нишондиҳанда нисбат ба 5,73 мкмол/г варианти назоратӣ, ба 19,52 мкмол/г вазни тари растанӣ баробар мебошад. Ба хок илова намудани руҳ ҳосилшавии Н2О2-ро то 11,05 мкмол/г ва дар ин варианти таҷрибавӣ, дар натиҷаи ба таври якҷоя ба хок илова намудани руҳ ва бор то 8,27 мкмол/г паст мегардад.
Микроэлементи бор (В) ба фаъолнокии ферменти АПО таъсири назаррас намерасонад (Расми 4). Микроэлементи рӯҳ бошад, фаъолнокии АПО-ро ба тарзи назаррас (то 23%) пурзӯр мегардонад.
Ҳамчунин, рӯҳ дар варианти таҷрибавии Zn+B боиси бартараф гардидани асари боздории микроэлементи бор (В) мегардад. Дар ин шароитҳо фаъолнокии АПО нисбат ба варианти дорои микроэлементи бор (В) хеле баланд мебошад. Ин натиҷаҳо бо маълумотҳои таҳқиқотҳои Танак “Na+/H+ — антипортер дар ҳуҷайраҳои растанӣ интиқоли Na+ -ро бо воситаи мембранаи вакоулавӣ таъмин намуда, дар ҳосилшавии устувории растанӣ ба стресси ионӣ, яъне, NaCl иштирок мекунад ва барои нигоҳдории консентратсияи оптималии он дар ҳуҷайра муҳим мебошад, мувофиқат мекунад.
Аломатҳои осеббинии картошка, ки дар натиҷаи оксидшавии бор пайдо шуда буданд, ҳангоми илова кардани рӯҳ бартараф мегарданд. Тахмин меравад, ки рӯҳ аз ҳисоби пурзӯр кардани фаъолнокии системаи ферментҳои антиоксидантии ҳуҷайра, масалан, фаъолнокии ферменти супероксиддисмутаза таъсири заҳролудкунандаи борро бартараф мекунад. Дар таҷрибаҳои мо рӯҳ фаъолнокии каталаза ва аскорбатпероксидазаро дар баргҳои растании картошка пурзӯр намуд. Ин маълумотҳоро натиҷаҳои бадастовардаи як қатор олимон тасдиқ мекунанд [4].
Таҳлили натиҷаҳои бадастоварда нишон медиҳанд, ки дараҷаи устувории растании картошкаи навъи «Тоҷикистон» ҳадди ақал аз фаъолнокии дараҷаи баланди системаҳои антиоксидантӣ вобаста аст ва ин фаъолнокӣ бо илова кардани рӯҳ (Zn) ба муҳити кишт пурзӯртар шуда, боиси паст гардидани асари заҳролудкунандагии бор (B) мешавад.
Фаъолнокии ферментҳои системаи антиоксидантии растании картошкаи навъи «Тоҷикистон» дар шароити ногувор, ки таҳти таъсири консентратсияи баланди бор ба амал оварда шуда буд, ба устувории ин навъ нисбат ба ҳолатҳои стрессӣ ишора мекунад. Картошкаи навъи зикршуда доим ҳосили хуб дорад ва ба як қатор бемориҳо, аз ҷумла, ба бемориҳои вирусӣ устувор буда, дар тамоми минтақаҳои картошкапарвари Ҷумҳурии Тоҷикистон батаври васеъ кишт карда мешавад.
Натиҷаи кори иҷрошуда имкон медиҳад, ки масоили мутобиқшавии растаниҳо ба шароитҳои стресси экологӣ амиқтар омӯхта шавад ва дар оянда растаниҳои мадание ҳосил карда шаванд, ки зери таъсири тағйирёбии глобалии иқлим ба шӯрие, ки боиси зиёдшавии бор дар таркиби хок мегардад, бештар мутобиқ бошанд. Дар чунин шароитҳо коркарди самтҳои дар оянда муҳими физиология ва биохимияи растаниҳо, аз ҷумла, танзими мутобиқшавии растаниҳо бо истифодаи омилҳои экзогеннӣ: фитогормонҳо, танзимкунандагони инкишофи растаниҳо, микроэлементҳои дорои валентҳои тағйирёбанда ва пурзӯркунандаи маҳсулнокӣ ва устувории растаниҳо аҳаммияти махсусро касб хоҳад кард.
Ҳамин тариқ, метавон хулоса кард, ки натиҷаҳои бадастомадаи мо нақши махсуси рӯҳро дар танзими устувории растании картошка ба шароити ногувор ошкор намуд ва ин маълумотҳо метавонанд, барои ҳимоя ва устувор шудани растаниҳо дар шароити ногувори тағйирёбии иқлим нақш бозанд. Маълумотҳои бадастомада нишон доданд, ки ба хок илова кардани бор боиси оксидшавии пероксидии липидҳо гардида, дар натиҷа зиёдшавии миқдори пероксиди гидроген (Н2О2)-ро дар растании картошкаи навъи «Тоҷикистон» суръат мебахшад ва илова кардани рӯҳ бошад, боиси бартараф гардидани аломатҳои заҳролудшавии дар натиҷаи таъсири бор баамаломада мегардад. Зиёдшавии миқдори ДАМ бевосита ба зарарёбии мембрана аз ҳисоби оксидшавии пероксидии липидҳо ишора мекунад. Ҳангоми ба хок илова кардани бор сатҳи диалдегиди малонӣ хеле баланд мегардад ва ин ҳолат ҳангоми коркарди растанӣ бо рӯҳ бартараф карда мешавад.
Адабиёт:
1. Аленокина, С.А. Влияние лактинов азоспираля на содержание пролина в корнях проростков пшеницы при воздействии тяжелых металлов / С.А. Аленокина, В.Е. Никитина. // Физиология растений , — 2018. — С. 64 — 67.
2. Башмакова, Е.Б. Изменение функционального состояния глутатионовой системы у растений Mumulus guttatus DC. в ответ на совместное действия сульфатов цинка и никеля / Е.Б. Башмакова, П.П. Пашковский. — 2018. — С. 118-122.
3. Великсар, С.Г. Роль комплекса микроэлементов в реализации потенциала зимостойкости технических сортов винограда / С.Г. Великсар// Физиология растений, — 2018. – С. 185-189.
4. Гунес, А. Цинк снимает вызванный бором окислительный стресс у растений фасоли / А. Гунес, А. Инал, И.Г. Багси // Отделение почвоведения и питания растений, Агрономический факультет, Университет Анкары. — Анкара, Турция, – 2009. — № 4. — с. 555-562. — т.56.
5. Назарова, Н.Н. Биотехнология растений: культура столонов — новый способ оздоровления растений картофеля / Н.Н. Назарова, К. Алиев, А.Ф. Салимов //– Душанбе: Издательство «Дониш», – 2015. – 114 с. тир. 500.
6. Сайдализода, С.Ф. Равандҳои физиологӣ ва биохимиявии растании Sоlanum Tuberosum L. дар шароитҳои абиотикӣ / Сайдализода С.Ф., Қиёмзода З.С. // Монография. Душанбе: — 2022. 128 с.
7. Сайдализода, С.Ф. Экофизиологияи стресс/ Сайдализода С.Ф. // Дастури таълимӣ. Душанбе: — 2024. – 113 с.
8. Юан, К.Х. Физиологический и пропеомный анализ Alternanthera philoxeroids в условиях цинкового стресса / К.Х.Юан, Ж.К. Ши, Ж. Жао, Х. Шань, К.С. Ху // Физиология растений. — 2009. — №4. — С. 546-554. — Т.56.
9. Aebi, H. Catalase in Methods of Enzymatic Analysis / H. Aebi // ed. H.U. Bergmeyer, 3rd ed. Weinheim: Verlag. Chemie. – 1983. – P. 273 – 286.
10. Gunes, A. Effect of zinc on the Alleviation of boron toxicity in tomato / A.Gunes, Alpastan, Y. Cikili, H. Orcan // Plant. Nutr. — 1999. — V.22. — P. 1061-1068
11. Hodges, D.M. Improving the thiobarbituric acid-reactive-substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds / D.M. Hodges, J.M. Delong, C.F. Forney, P.K. Prange // Planta. — 1999. — V. 207. — P. 604-611.
12. Mitter, R. Oxidative stress. Antioxidants and stress tolerance / R. Mitter // Trends plant sci. – 2002. – V.7. – P. 405 – 410.
13. Singh, J.P. Boron uptake and toxicity in relation to Zinc supply / J.P. Singh, D.J. Daniyan, R.P. Nawai // Nutr. Cyc. Aroec. – 1990. – V.24. – P. 105 – 110.
14. Torun, A. Effects of Zinc Fertilization on Grain Yield and Shoot Concentrations of Zinc, Boron, and Phosphorus of 25 Wheat Cultivars Grown on a Zinc Deficient and Boron-Toxic Soil / A. Torun, I. Gultekin, M. Kalayci, A. Yilmaz, S. Eker, I. Cakmak // J. Plant Nutr. — 2001. — V. 24. — P. 1817-1829.
15. Verma, S. Lead toxity induces lipid peroxidation and alert the activities of antioxidant enzymes in grooving rice plants / S. Verma, R.S. Dubey // Plan. Sci. — 2003. -Vol. 164. -P. 645-655.
16. Wolff, S. Ferrous ion oxidation in presence of ferric ion indicator xylenol orange for measurement of hudroperoxides / S. Wolff // Metodes enzimol. – 1994. – V.233. – P. 182 – 189.
17. Yu, Q. Micronutrient deficiency influences plant growth and activities of superoxide dismutase in narrow – leafed lupines / Q. Yu, Z. Rengel // Ann. Bot. — 1999. — V.83. — P. 175 – 182.
