АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС СЕМЯН ДИКОРАСТУЩИХ ТРАВЯНИСТЫХ РАСТЕНИЙ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В ГОРНЫХ РАЙОНАХ ЧР

ANTIOXIDANT STATUS OF SEEDS OF WILD HERBAL PLANTS GROWING IN MOUNTAIN REGIONS OF THE CR

Madina Saidova

Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

Russia, Grozny

Zulikhan Abdulazimova

Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

Russia, Grozny

Aishat Dombaeva

 Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

Russia, Grozny

Zulikhan Israpilova

 Master's student, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University

RF, Grozny

Maret Atsaeva

scientific adviser, Ph.D., Associate Professor, Department of Cell Biology, Morphology and Microbiology, Chechen State University,

Russia, Grozny

АННОТАЦИЯ

Исследован антиоксидантный статус видов дикой флоры горных районов Чеченской Республики: Astragalus alpinus, Trifolium montanum и Veronica caucasica. Показана высокая активность системы оксидативного стресса у изученных видов, обеспечивающим им усиление адаптивных механизмов в условиях произрастания в различных природно-климатических зонах.

ABSTRACT

The antioxidant status of wild flora species in mountainous regions of the Chechen Republic: Astragalus alpinus, Trifolium montanum, and Veronica caucasica was studied. The high activity of the system of oxidative stress in the studied species was shown, providing them with the enhancement of adaptive mechanisms under growing conditions in various natural and climatic zones.

Ключевые слова: антиоксидантный статус, дикорастущая флора, Astragalus alpinus, Trifolium montanum и Veronica caucasica.

Keywords: antioxidant status, wild flora, Astragalus alpinus, Trifolium montanum, and Veronica caucasica.

Антиоксиданты играют важную роль благотворно воздействуя на организм человека [1]. В частности, они инактивируют свободные радикалы, которые представляют собой нестабильные, высокоактивные и возбужденные молекулы, которые оказывают влияние на белки, нуклеиновые кислоты, фосфолипиды и другие клеточные макромолекулы, тем самым нарушая нормальную активность клеток [3].

Исследователями много внимания уделяется исследованию естественных абиотических факторов окружающей среды на особенности содержания антиоксидантов и метаболизирующих их ферментов. Так, отмечено, что изменение активности ферментов и содержание низкомолекулярных антиоксидантов могут зависеть от географической широты местности, на которой произрастает дикая флора и отмечается снижение концентрации АО и повышение активности ферментов [5]. В других работах показано повышение концентрации антиоксидантов при адаптации дикорастущей флоры к абиотическим факторам (наличие в почве химических веществ, засушливость, похолодание и т.д.) [2].

Несмотря на то, что проведено много исследований функционирования ферментов антиоксидантной системы в растительных организмах, а также широко изучено содержание низкомолекулярных антиоксидантов, вопрос об адаптационных механизмах приспособления дикорастущей флоры к различным климатическим условиям произрастания все еще не решен. В связи с чем, нами проведено исследование, которое внесет определенный вклад в решение данной проблемы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Отбор семян следующих видов дикорастущей флоры: астрагал альпийский (Astragalus alpinus), клевер горный (Trifolium montanum) и вероника Кавказская (Veronica caucasica)  и проводился в горных районах ЧР.

Для проведения химического анализа на содержание супероксиддисмутазы (СОД) и пероксидазы, а также на содержание низкомолекулярных антиоксидантов (АО) были использованы семена растений, собранных в окрестностях ряда населенных пунктов Чеченской республики: Харачой (1040 м), Ушкалой (712 м), Шарой (1684 м).

Опыты выполнялись в трех биологических повторностях.

 Полученные данные обработаны статистически с использованием пакета программы Statistica. Результаты представлены в виде средних арифметических значений с указанием ошибки средней величины.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты проведенного исследования дают возможность условно разделить изученные виды растений на 2 группы. В одну группу входят астрагал альпийский. Во вторую входят два вида: клевер горный и вероника Кавказская. Для растений первой группы характерно повышение концентрации низкомолекулярных антиоксидантов по мере увеличения высоты над уровнем моря. Так, для астрагала альпийского изменения происходят по следующей схеме: Харачой (1040 м), Ушкалой (712 м), Шарой (1684 м) - 895±45,4 ммоль, 1100±64,1 ммоль и 1230±72, ммоль, соответственно.

Таблица 1.

Активность фермента пероксидазы (мкмоль) в семенах изучаемых видов дикорастущей флоры

Таблица 2.

Активность СОД в семенах растений дикорастущей флоры (мкмоль)

Таблица 3.

Содержание низкомолекулярных антиоксидантов в семенах дикорастущих растений

На наш взгляд, повышение уровня АО является результатом усиления абиотических факторов по мере увеличения высоты над уровнем моря и является результатом приспособления растений к различным условиям среды произрастания. Соответственно, такому повышению уровня АО происходит увеличением активности фермента супероксиддисмутазы, что показывает об активном функционирование ферментов антиоксидантной системы по снижению уровня АО.

Для двух видов флоры повышение высоты над уровнем моря приводит к снижению концентрации низкомолекулярных антиоксидантов и, соответственно, активности фермента СОД. Подобный эффект может быть связан с другими адаптационными механизмами, обеспечивающими устойчивость растений к более агрессивным абиотическим факторам в горных условиях. Решение данного вопроса находится вне этого исследования.

Необходимо отметить, что изучение метаболизма пероксидазы выявило довольную низкую ее активность. Для пероксидазы характерна широкая специфичность к большому спектру субстратов, в том числе глутатион, аскорбиновая кислота, кварцетин и др. [4]

Низкая активность пероксидазы можно объяснить ингибированием фермента при повышении концентрации низкомолекулярных АО [6]. Также высокая активность СОД, метабилизующая АО, снижает их содержание, что также приводит к уменьшению активности пероксидазы.

Таким образом, можно отметить о высокой активности системы оксидативного стресса у видов дикорастущей флоры, обеспечивающим им усилении адаптивных механизмов при различных условиях произрастания в различных природно-климатических зонах.

Список литературы:

1. Максимов О.Б. Полифенолы дальневосточных растений. / О.Б. Максимов, Н.И. Кулеш, П.Г. Горовой. //Вестник Дальневосточного отделения РАН, 2004. - №3. – С.189-192.
2. Шаварда А.Л. Антиоксидантная активность видов флоры Алтая. / А.Л.Шаварда, Чемесова И.И., Беленовская и др. //Растительные ресурсы, 1998. - Т.34. - Вып. 2.  - С. 1-8
3. Awasthi R. Effects of individual and combined heat and drought stress during seed filling on the oxidative metabolism and yield of chickpea (Cicer arietinum) genotypes differing in heat and drought tolerance. /Awasthi R., Gaur P., Turner N.C., Vadez V., Siddique K.H., Nayyar H.  // Crop Past. Sci. 2017. - №68. - P.823–841.
4. Bramley P. M. 2000 Is lycopene beneficial to humanhealth?/ Bramley P. M. //Phytochemistry. - №54. - P.233–236
5. Berwal M.K. Superoxidedismutase: A stable biochemical marker for abiotic stress tolerance in higher plants. In: De Oliveira A., editor. Abiotic and Biotic Stress in Plants. /Berwal M.K., Ram C. // IntechOpen; London, UK: 2018.
6. Bose J.  ROS homeostasis in halophytes in the context of salinity stress tolerance. /Bose J., Rodrigo-Moreno A., Shabala S. // J. Exp. Bot. 2014. - №65. - P.1241–1257.