Международный
научный журнал

Морфологические изменения растений, как проявление биоиндикации в листьях и стеблях представителей рода ASPARAGUS L.


Morphological changes of plants, as the manifestation of bioindication in leaves and stamps of representatives of the genus ASPARAGUS L.

Цитировать:
Варданян З.С., Залинян С.А., Байрамян Л.Е. Морфологические изменения растений, как проявление биоиндикации в листьях и стеблях представителей рода ASPARAGUS L. // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2017. № 11(41). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5227 (дата обращения: 21.10.2019).
 
Прочитать статью:

Keywords: asparagus, bioindication, mutation, chlorophyll, optical density of chlorophyll

АННОТАЦИЯ

В Армении произрастает 3 вида спаржи: A. VerticillatusL, A. officinalisL, A. persicusL. Исследована оптическая плотность и количество хлорофилла в тканях листьев и стеблей мутантного растения спаржи. В тканях зараженных стеблей спаржи оптическая плотность хлорофилла ниже, чем в тканях нормальных стеблей, что не наблюдается в тканях мезофилла, при определении оптической плотности хлорофилла листьев.

ABSTRACT

Three types of Asparagus L. are distinguished in Armenia: A. verticillatus L, A. officinalis L, A.persicus L. The optical density and the amount of chlorophyll in the tissues of the leaves and stems of the mutant plant of Asparagus L. were studied. In the tissues of infected Asparagus L. stems, the optical density of chlorophyll is lower than in tissues of normal stems, which is not observed in mesophyll tissues, when determining the optical density of leaf chlorophyll.

 

Промышленная ботаника одно из направлений современной ботаники, предметом исследований которой является изучение особенностей роста и развития растений как показателей загрязнения окружающей среды. Изучение морфологических изменений растений позволяет оценить уровень загрязнения окружающей среды. Морфологические изменения органов растений рассматриваются как проявление биоиндикации.

Материалы и метод исследования:

Род Спаржа (AsparagusL) относится к семейству спаржевые Asparagaceae [3, ].

В роде AsparagusLизвестно более 300 видов. В Армении произрастает 3 вида: A. Verticillatus L, A.officinalis L, A.persicus L. Произрастает спаржа почти во всех регионах республики. Многолетний полукустарник с развитой корневой системой. Сильно разветвленное корневищное растение. В толстых, мясистых корневищах откладываются питательные вещества. Корни содержат аспарагин, аргинин, стероидные сапонины, эфирные масла, жирные кислоты, холин, до 41% сахара. Высота стебля 120-150 см. Зеленые побеги покрыты чешуеподобными листьями. В побегах содержится до 1,6-1,7% аминокислот, таких как: аспарагин, тирозин, лизин, следы ртути, алкалоидов, гликозид кониферин, ванилин, кумарин. Из микроэлементов – К, Na, Ca, Mg, P, Fe, из витаминов-B1 , B2, PP, C, каротин (провитамин витамина А). Побеги всех видов используются в пищу в отварном, тушеном, замороженном, консервированном виде [2, с. 342; 1, с. 439-440].

Цветы мелкие полигамные, светлозеленые, иногда желтоватые. Растение цветет с конца мая до июля. Плод - округлая гладкая трехгнездная ягода.

Плоды обладают высокими вкусовыми качествами и богатым биохимическим составом. Они содержат сахара, ценные макро- и микроэлементы, яблочную кислоту, каротин (провитамин А). В разных климатических условиях Армении плоды созревают с 15 июня до 20-го августа.

Семена черные блестящие, содержат до 16% жирных масел с запахом ванили, витамины, белки, углеводы, минеральные соли, душистые и биологически активные вещества и т д. Растение обладает отличными вкусовыми, пищевыми, лечебными качествами [2, с. 342; 3, с. 153].

В Армении растение встречается в Армавирском, Котайкском, Арагацотском, Вайоцдзорском марзах, редко в Сюнике, Лори, Тавуше. Растет повсюду: в лесах, полупустынях, на каменистых склонах, в пределах высот от 800-2500 м. над у.м. В Армавирском, Котайкском, Тавушском марзах Армении выращивают 50 сортов спаржи. Наиболее распространены сорта Нахиджеванский красный, Еревани, Сатени, Хосровени, Каначени, Дехнануш, Кармрени, Ордубадский, Амбан, Гевонди.

Благодаря трудам армянских селекционеров [4], создан ряд сортов: Арагаци, Арарати, Наирии, Васпуракани, Ошакани, Воски, Масис, Скороспелый розовый.

В одном из приусадебных участков был найден экземпляр растения- мутанта спаржи.

Фотокалориметрическим методом определено содержание хлорофилла в зеленых частях нормального растения и растения – мутанта.

 

                          а                                                                     б

Рисунок 1. Зараженные(а) и нормальные растения спаржи (б) Армения, Ванадзор, 2017г.

 

Ход работы:

Ножницами мелко измельчили листья спаржи, поместили в фарфоровую чашку, добавили чистый песок и карбонат кальция, растерли до состояния кашицы. Далее добавили ацетон и продолжили растирать до появления темно-зеленой окраски. Полученную массу профильтровали через фильтровальную бумагу. Вытяжку продержали 30 минут в темном месте. Затем, с помощью фотоэлектрокалориметра AE-30Fопределили оптическую плотность хлорофилла в листьях зараженного и нормального растений (сх.1).

 

Схема 1. Изменение оптической плотности хлорофилла в стеблях и листьях спаржи, в зависимости от длины волны

 

Далее рассчитали содержание хлорофилла в листьях по формуле:

Са= 12.7* E660- 2.69*E 470

Cb= 22.9* E470 -4.68 *E660

В тканях растительных органов оптическую плотность хлорофилла рассчитали по формуле:

Са= 12.7* E660- 2.69*E 530

Cb= 22.9* E530 -4.68 *E660

В листьях зараженных растений содержание хлорофилла рассчитали по формуле:

Са= 12.7* E 660- 2.69*E 530 Са=12.7* 697-2.69*1330 Са=5.27г/л

Cb= 22.9* E530 -4.68 *E660 Cb= 22.9* 1330 -4.68 *697Cb=27.19 г/л

В листьях зараженных растений содержание хлорофилла составляет Са=5.27г/л; Cb=27.19 г/л.

В листьях нормальных растений содержание хлорофилла рассчитали по формуле:

Са= 12.7* E 660 - 2.69 * E 530 Са=12.7*315 -2.69*542 Са=2,54г/л

Cb= 22.9 * E530 - 4.68 * E660 Cb= 22.9 * 542 - 4.68 * 315Cb=10,93 г/л

В листьях нормальных растений содержание хлорофилла составляет: Са=2,54г/л; Cb=10,93 г/л.

Са, Cb- это содержание хлорофилла <а> и <б> в 1мг/л, E660- оптическая плотность хлорофилла <а>, при длине волны 660 нм, E530 - оптическая плотность хлорофилла < б > , при длине волны 530 нм.

 При длине волны 530 нм, в зараженных листьях оптическая плотность хлорофилла больше оптической плотности в нормальных листьях в 2.45раза.

При длине волны 620 нм- в 1,92 раза и при длине волны 660 нм- в 2,21 раза.

Таким образом, в результате проведенных исследований можно заключить, что растение может быть биоиндикатором загрязнения окружающей среды.

Соотношение оптической плотности хлорофилла в тканях зараженных стеблей спаржи в 0,68 раза меньше, чем в тканях нормальных стеблей при длине волны 420 нм. При длине волны 470 нм. оптическая плотность хлорофилла в тканях зараженных стеблей спаржи в 0,43 раза меньше оптической плотности хлорофилла в тканях нормальных стеблей. При длине волны 530 нм. оптическая плотность хлорофилла в тканях зараженных стеблей спаржи в 0,43 раза меньше оптической плотности хлорофилла в тканях нормальных стеблей. При длине волны 620 нм. оптическая плотность хлорофилла в тканях зараженных стеблей спаржи в 0,35 раза меньше оптической плотности хлорофилла в тканях нормальных стеблей.

 При длине волны 660 нм. оптическая плотность хлорофилла в тканях зараженных стеблей спаржи в 0,25 раза меньше оптической плотности хлорофилла в тканях нормальных стеблей.

Таким образом, в тканях зараженных стеблей спаржи оптическая плотность хлорофилла ниже, чем в тканях нормальных стеблей, что не наблюдается в тканях мезофилла, при определении оптической плотности хлорофилла листьев.

Высокое содержание хлорофилла предполагает также высокую интенсивность фотосинтеза и большое количество асимиллятов. Этим объясняется факт, что зараженное растение в морфологическом отношении преобладает над нормальными: высота нормального растения 15 см, а зараженного растения 25 см.


Список литературы:

1. Ильин М.М. Род 284. Спаржа – Asparagus / Гл. ред. и ред. тома акад. В.Л. Комаров // В сб. «Флора СССР»: В 30 т. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1935. – Т. IV. – С. 439-440.
2. Спаржа лекарственная (Asparagus officinalis) / И.А. Губанов, К.В. Киселева, В.С. Новиков, В.Н. Тихомиров // В сб. «Иллюстрированный определитель растений Средней Россииbb: В 3 т. – М.: Т-во науч. изд. КМК, Ин-т технолог. иссл., 2002. – Т. I. – С. 452.
3. Тахтаджян А.Л. Флора Армении. – Ленинград: 1982. – 252 с.
4. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://hy.wikipedia.org/wiki/%D4%BE%D5%B6%D5%A5%D5%A2%D5%A5%D5%AF (дата обращения: 18.08.2017).

Информация об авторах:

Варданян З.С.
Варданян Заруи Самвеловна Vardanyan Zaruhi

д-р. биол. наук, декан биологохимического факультета Ванадзорского государственного университета, 2021, Армения, Ванадзор, улица Тиграна Меца, 36

Doctor of Biological Sciences, Dean of the Faculty of Biology of Vanadzor State University, 2021, Armenia, Vanadzor, Tigran Mets st., 36


Залинян С.А.
Залинян Сергей Артурович Zalinyan Sergey

канд. биол. наук, преподаватель кафедры биологии Ванадзорского государственного университета, 2021, Армения, Ванадзор, улица Тиграна Меца, 36

Candidate of Biological Sciences, lecturer of the Department of Biology of Vanadzor State University, 2021, Armenia, Vanadzor, Tigran Mets st., 36


Байрамян Л.Е.
Байрамян Лилия Егоревна Bayramyan Lilia

канд. с.-х. наук, доцент кафедры биологии Ванадзорского государственного университета, 2021, Армения, Ванадзор, улица. Тиграна Меца, 36

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Department of Biology of Vanadzor State University, 2021, Armenia, Vanadzor, Tigran Mets st., 36


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.