Ингибирование ростовых процессов и индукция запрограммированной клеточной гибели в корне Helianthus annuus L. поддействием ионов никеля и никель-гистидиновых комплексов

Abstract

Никель (Ni2+ ) выполняет ряд незаменимых функций у растений, но в высоких концентрациях вызывает токсические эффекты, подавляет их рост и развитие. Проблема загрязнения никелем занимает особое место в экологической физиологии, поскольку отказ от никелевых сплавов и, как следствие, снижение выброса данного металла в биосферу на современном этапе не представляются возможными. Одним из природных механизмов приспособления к чрезмерному содержанию никеля в среде является усиленный синтез свободного гистидина, формирующего хелаты с Ni2+. В настоящей работе проведен детальный анализ воздействия никеля и никель-гистидиновых комплексов на рост и развитие корней подсолнечника (Helianthus annuus L.) белорусской селекции (гибрид Орион). Установлено, что Ni2+, начиная с концентрации 0,3 ммоль/л, вызывает статистически достоверное ингибирование роста корней этого важного сельскохозяйственного вида, а при концентрации 3 ммоль/л и выше полностью подавляет его. Гистидин, введенный совместно с Ni2+, уменьшал негативное влияние данного vеталла, сдвигая приблизительно на порядок действующие концентрации никеля, вызывающие один и тот же токсический эффект. Обработка Ni2+ приводила к увеличению доли клеток с симптомами запрограммированной клеточной гибели, при этом добавление гистидина снижало развитие указанных симптомов. Таким образом, в настоящей работе впервые установлены закономерности дозозависимости токсического воздействия никеля и никель-гистидиновых комплексов на рост корня подсолнечника и развитие симптомов запрограммированной клеточной гибели в ризодерме.