Актуальность и цели. Устойчивость растений к неблагоприятным условиям определяется их биологическими особенностями и зависит от свойств почвы. Влияние рН почвенной среды на минеральное питание растений остается актуальной проблемой в связи с подкислением ранее известкованных почв и техногенным подщелачиванием. Цель исследований - определить содержание ионов Са2+, К+, Na+ в корнях и листьях пшеницы яровой ( Triticum aestivum L.), ржи посевной ( Secale cereale L.) и гороха посевного ( Pisum sativum L.) при изменении реакции среды в дерново-подзолистой почве. Материалы и методы. Для эксперимента использовали дерново-подзолистую почву (слой 0-10 см) с рН = 5,2. Нейтрализацию почвы (до рН = 7,3) провели путем внесения СаСО3. Для формирования щелочной среды (до рН = 8,4) добавили Na2СО3, после этого относительное содержание натрия в почве составило 0,2 %. Предварительно замоченные семена растений высадили в контейнеры с умеренно увлажненной почвой. Пшеницу и рожь выращивали в течение 8 дней, горох - в течение 18 дней. Концентрацию ионов Са2+, К+, Na+ определяли методом пламенной фотометрии после озоления сухой навески листьев и корней растений. Результаты. При выращивании на кислой почве в листьях пшеницы и гороха установлено пониженное содержание ионов К+, возможно, это обусловлено блокировкой алюминием транспортных каналов в корневой системе. В опыте на щелочной слабозасоленной почве в пшенице и горохе также наблюдается уменьшение содержания ионов К+, связанное, по-видимому, с нарушениями процессов селективного поглощения ионов корнями. В листьях и корнях злаков на кислой и особенно на щелочной почве отмечается усиленное накопление ионов Са2+, которое можно рассматривать как реакцию приспособления к неблагоприятной среде. На фоне общего накопления ионов Na+ в листьях и корнях растений, выращенных на щелочной слабозасоленной почве, проростки ржи отличаются меньшими нарушениями Na/К обмена. Выводы. При смене реакции среды в дерново-подзолистой почве отмечены изменения в содержании катионов, обусловленные как нарушениями минерального питания, так и адаптивными процессами в растениях. Избирательное накопление катионов свидетельствует об особенностях функционирования у растений высокоселективных каналов и переносчиков ионов.
Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки
2021. — Выпуск 1
Содержание:
Актуальность и цели. Перспективным лекарственным сырьем моринги масличной являются листья. Листья содержат комплекс биологически активных соединений: белки, минералы, каротиноиды, витамины (тиамин, рибофлавин, аскорбиновая кислота), гликозиды, флавоноиды (рутин, кверцитин) [1, 2]. Основными комплексами природных пигментов в листьях моринги являются производные хлорофилла и каротиноиды, представленные хлорофиллом а и β-каротином [3, 4]. Каротиноиды обладают антиоксидантной, радиопротекторной и антиканцерогенной активностью [5-8]. Хлорофиллы оказывают противовоспалительное, ранозаживляющее и антибактериальное действие, также обладают антиоксидантным эффектом [5, 9]. В настоящее время актуальным является изучение биологически активных соединений (БАС), в частности пигментов, обладающих антибактериальными и противовоспалительными свойствами. В настоящее время на сырье моринги не разработаны методики количественного определения каротиноидов и хлорофилла, в данной работе предоставлен вариант методики количественного определения. Результаты исследования могут быть использованы для разработки нормативной документации на перспективное лекарственное растительное сырье. Цель исследования - разработка методики количественного определения содержания каротиноидов и хлорофилла в листьях моринги. Материалы и методы. Объектами исследования служили высушенные листья моринги. Качественный анализ пигментов проводили методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) из ацетоновой фракции, используя систему растворителей: петролейный эфир - ацетон (6:4) [5, 9]. Для количественного определения каротиноидов и хлорофиллов в извлечениях из сырья моринги использовали спектрофотометрический метод [10-13]. Количественное определение каротиноидов и хлорофиллов в сырье моринги проводили с использованием спирта этилового 95 %, гексана, ацетона и смеси ацетона-гексана (1:2). Измерение оптической плотности проводили в максимумах поглощения каротиноидов (450 нм), хлорофилла а (664 нм). Результаты. С помощью ТСХ визуально определяются три пятна, одно из которых желтого цвета с Rf = 0,91 относится к β-каротину, пятна сине-зеленого и желто-зеленого цвета с Rf = 0,9 и 0,08 относятся к хлорофиллам a и b соответственно. Выводы. Представлена концепция методики определения каротиноидов и хлорофилла. Было установлено, что лучшим экстрагентом для извлечения каротиноидов (66,31 мг%) является смесь ацетона-гексана (1:2); хлорофилла (0,23 %) - смесь ацетона-гексана (1:2).
Ключевые слова
Актуальность и цели. Получены данные, указывающие на потенциальную роль жирных кислот с очень длинной цепью (ЖКОДЦ) как сигнальных молекул в управлении как биотического, так и абиотического стресса, в том числе - осмотического. Цель исследований - изучить действие электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) и осмотического стресса на изменение профиля ЖКОДЦ в листьях проростков ячменя. Материалы и методы. Исследования проведены на месячных проростках ячменя, выращенных в почвенной культуре в смеси торфа и песка в лабораторных условиях. Схема эксперимента включала в себя шесть вариантов: 1) контроль, без СВЧ-обработки, нормальное увлажнение; 2) СВЧ-обработка мощностью 0,42 кВт, частотой 2,45 ГГц, с экспозицией 11 с, нормальное увлажнение; 3) СВЧ-обработка мощностью 0,70 кВт, частотой 2,45 ГГц, с экспозицией 11 с, нормальное увлажнение; 4-6) те же варианты эксперимента, но на растениях, выращиваемых в условиях водного дефицита. Содержание жирных кислот определяли масс-спектрометрически. Результаты. Действие электромагнитных полей мощности 0,42 кВт при выращивании проростков ячменя в нормальных условиях водоснабжения по отношению к выращиванию их в условиях дефицита воды проявлялось в увеличении содержания яэруковой кислоты в 1,6 раза, а высокой мощности (0,70 кВт) - в 1,9 раза. Отмечается увеличение содержания арахиновой и бегеновой жирных кислот. Показано, что совместное воздействие ЭМП СВЧ и водного дефицита меняет профиль жирных кислот с очень длинной цепью, что выражается в достоверном увеличении содержания эруковой кислоты во всех вариантах эксперимента. Выводы. При действии на растительный организм таких абиотических факторов, как засуха и электромагнитное поле сверхвысокой частоты средней и высокой мощности, отмечается изменение профиля жирных кислот с очень длинной цепью. Изменения профиля ЖКОДЦ в листьях под действием водного стресса и ЭМП связаны с активацией основных адаптационных систем в организме проростков ячменя.
Ключевые слова
The genus Camellia was first established by Linnaeus in “Species Plantarum”. It is a genus of flowering plants in the family Theaceae. More than 400 species have been named and published, but the number has been reduced to between 80 and 280 species by combination during taxonomic revisions. Distribution of this species ranges from Bhutan, Northeastern India, China, Japan, to Southeast Asia. Many studies have been conducted to classify the genus Camellia based on morphological characteristics or molecular biological techniques. Through studies, it is shown that the morphological characteristics of fruits, flowers, and leaves are still important for the classification and arrangement of the Camellia genus in the classification system. Over different periods, the genus Camellia was classified into different positions in the classification systems. Some research on taxonomic systems of the Theaceae family determined the position of the genus Camellia . Although the genus Camellia can be categorized into different sub-families, tribes, or sub-tribes, the genus name Camellia has remained. The position of the genus Camellia belongs to the Theaceae family.
Ключевые слова
Паразитические клещи, связанные с птицами и их гнездами, играют существенную эпидемиологическую роль в качестве резервуаров и переносчиков возбудителей различных заболеваний. Это особенно актуально в условиях городов. В г. Воронеже в 2017-2020 гг. обследовано 1547 гнезд птиц и 5017 особей 27 видов птиц-хозяев (Apodiformes: Apus apus ; Columbiformes: Columba livia ; Passeriformes: Riparia riparia , Delichon urbicum , Hirundo rustica , Passer domesticus , P. montanus , Fringillacoelebs , Luscinia luscina , Ficedula hypoleuca , Erithacus rubecula , Muscicapa striata , Turdus philomelos , Turdus pilaris , Sturnus vulgaris , Pica pica , Corvus monedula , C. cornix , C. frugilegus , Motacilla alba , Сurruca ( Sylvia ) communis , Sylvia borin , Parus major , Cyanistes caeruleus , Remizpendulinus , Sittaeuropaea , Phylloscopussibilatrix ). Собрано 19 456 особи 14 видов паразитических клещей, относящихся к отрядам Mesostigmata (90,92 % от всех особей) Trombidiformes: Trombiculidae (6,19 %), Ixodida (2,24 %). Выявлено 13 видов мезостигматных (81,25 % от общего количества видов), один вид краснотелковых (6,25 %) и два вида иксодовых клещей (12,50 %). По типу экологических связей с птицами-хозяевами обнаруженные виды паразитических клещей являются гнездо-норовыми паразитами, кроме Ixodes ricinus. Семь видов клещей (43,75 %) - облигатные гематофаги: Ixodes ricinus , I. lividus , Ornithonyssus sylviarum , Dermanyssus gallinae , D. hirundinis , D. passerinus и личиночные стадии Eutrombicula sp. Остальные девять видов (56,25 %) являются факультативными гематофагами как птиц, так и мелких млекопитающих. Весной и ранним летом отмечен обмен паразитами между перелетными, кочующими и оседлыми видами птиц. Наивысшее видовое разнообразие клещей и их наивысшая численность зарегистрированы с апреля по июль. Осенью и зимой лишь три вида гамазовых клещей продолжают размножение на оседлых видах птиц и в их гнездах. Активный обмен паразитами между птицами наблюдается во время размножения, совместного гнездования, кормления, насиживания яиц и ухода за потомством. Некоторые виды клещей способны активно передвигаться по поверхности почвы или переносится форетически на мухах-кровососках. Экологические связи между мелкими млекопитающими и птицами через их общих клещей-перезитов являются важными звеньями в циркуляции возбудителей в урбосистемах г. Воронежа.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Река Сура в г. Пензе и ее окрестностях с 1942-1943 гг. испытала значительное естественное и антропогенное (строительство плотин) воздействие, что вызвало изменение ее русла. В ходе естественного меандрирования образовалась протока, которая после прорыва в 1945 г. плотины стала основным руслом, а старая Сура превратилась в старицу. В 1970 г. после создания выше города Пензенского водохранилища состояние водотока и прилежащих к нему водоемов еще больше изменилось, равно как и состав населяющих их гидробионтов. На гидрологический режим Суры определенное влияние оказывает и созданное в 1959 г. водохранилище у ТЭЦ-1. Таким образом, за прошедшие 75 лет сформировались отдельные водные экосистемы двух русловых водотоков Суры, сходство и различие которых можно оценить по особенностям присутствующих в них зоопланктонных сообществ. Цель работы - изучить зоопланктонные сообщества в новом и старом руслах реки Суры, выявить ключевые факторы и их влияние на формирование структуры этих сообществ. Материалы и методы. Материалом для исследования послужили пробы зоопланктона, взятые в современном русле р. Суры на семи cтанциях: в районе с. Засечное (I), до впадения (IIа) и после впадения (IIб) р. Мойки, до впадения (IIIa) и после впадения (IIIб) р. Кашаевки, за плотиной ТЭЦ-1 (IV), после очистных сооружений (V), а также в старом русле на восьми станциях: в протоке Барковки (ПБ1 и ПБ2), отстойнике (О), старичном озере Алтарка (А1, А2), в микрорайоне Ахуны в р. Старая Сура (СС) и в двух старичных озерах: Калашный Затон (КЗ) и Старица Подковка (ССП). Всего обработано по общепринятым методикам 55 проб, которые отбирали ежемесячно в весенне-летний период 2020 г. Физико-химические параметры среды анализировали по пробам воды, отобранным в августе 2020 г. Результаты. Всего в сообществах зоопланктона обнаружено 82 вида. Самое высокое число видов отмечено на одной из станций современного русла р. Суры, а самое низкое - в водотоках стариц. По структурным параметрам (численность, число видов, их встречаемость, доля доминантных видов) сообщества зоопланктона р. Суры на станциях вблизи плотины ТЭЦ-1 значительно отличаются по сравнению с другими пунктами отбора проб на реке. Причина связана с превращением водотока на этом участке в водохранилище, т.е. со значительным снижением проточности реки. В августе на станциях разнотипных водных объектов в старом русле р. Суры рН воды и содержание таких компонентов, как NO2-, NO3-, SO42-, Са2+, БПК5, взвешенные вещества и жесткость воды - ниже, чем в новом русле. Самые высокие значения этих параметров в р. Суре на станциях IV, V обусловлены аккумуляцией загрязняющих веществ, поступающих в водоток в черте города и непосредственно в местах их расположения. Статистически значимыми оказались зависимости обилия 11 из 18 видов доминантов от 19 параметров среды. Показатели численности индикаторных видов и структурных параметров сообществ зоопланктона свидетельствуют о загрязненности исследуемых водных объектов и характеризуют их как мезотрофные и эвтрофные. Выводы. Отличия зоопланктонных сообществ нового и старого русел р. Суры обусловлены разным гидрологическим режимом (скорость течения, зарастаемость и пр.) и антропогенным воздействием. В старом русле, а также на последней станции р. Суры в связи с замедленным течением и накоплением органических веществ в результате отмирания высшей водной растительности, многочисленных водорослей, а также поступления органики особенности зоопланктонных сообществ указывают на переход водных объектов от мезотрофного к эвтрофному типу.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Chlorella sorokiniana используется для производства биотоплива и выделения биологически активных веществ. Биомасса может быть выращена в малоэнергозатратных и экономичных условиях. Цель данной работы - оценить влияние условий культивирования микроводорослей Ch. Sorokiniana на открытом воздухе и влияние постоянного магнитного поля в лабораторных условиях на размножение, рост и развитие микроводоросли. Материалы и методы. Рост популяции оценивали по оптической плотности суспензии хлореллы и дальнейшего подсчета в камере Горяева на количество млн клеток в мл. Для статистических анализов результатов экспериментов использовалась программная среда R версии 3.4.0. В работе проведены сравнения количественных показателей размножения, а также размеров клеток хлореллы после и без воздействий постоянного магнитного поля (ПМП). Для оценки зависимости скорости роста хлореллы от температуры атмосферного воздуха был проведен регрессионный анализ. Результаты. Визуально (под микроскопом) выявлено, что растущая популяция в биореакторе, размещенном на открытом воздухе, отличается большей долей клеток вытянутой формы (молодые клетки) и меньшей - округлой формы (старые клетки). Интенсивный рост и развитие клеток происходит в июле и августе с минимальным количеством пасмурных дней. Оптимальный температурный режим для постоянного обновления клеток хлореллы достигался при 27-30 ºС. При анализе влияния ПМП напряженностью 2 кА/м на рост и размножение хлореллы в лабораторных условиях был выявлен интенсивный рост клеток в течение первых 3 сут культивирования. Прирост биомассы увеличился в 3-4 раза и достигал значения 7,5 млн кл/мл. При воздействии ПМП напряженностью 0,5 и 1,0 кА/м прироста концентрации клеток в течение всего периода культивирования не наблюдалось. Выводы. В результате проделанной работы установлено, что воздействие постоянно высоких температур (30-36 ºС) в условиях открытого воздуха без подвода дополнительной аэрации является неблагоприятным фактором для развития микроводорослей Ch. sorokiniana . Оптимальный температурный режим для постоянного обновления, роста и развития клеток хлореллы в естественных условиях достигался при 27-30 ºС. В ходе исследований, проведенных в лабораторных условиях, выявлен максимальный прирост клеток хлореллы при воздействии ПМП напряженностью 2 кА/м в течение первых 3 сут культивирования, после чего наблюдалась фаза стабилизации. Показано, что использование магнитного поля способствует агрегированию клеток.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Сурское (Пензенское) водохранилище является самым крупным искусственным водоемом Сурского края (Пензенской области, Республики Мордовия), главным источником водоснабжения г. Пенза и г. Заречный, основным рыбохозяйственным водоемом с промысловыми запасами рыб, местом отдыха населения. Для предотвращения «цветения» водоема в 2000, 2002 и 2003 гг. в водохранилище были вселены растительноядные рыбы и проведена альголизация хлореллой. Зарыбление проводилось и в последующие годы, что позволяло удерживать экологический баланс в водохранилище и избегать масштабного «цветения» до 2018 г. Однако в 2018 и 2019 гг. произошло массовое развитие планктона с концентрациями, создающими угрозу прекращения водоснабжения городов. Одной из причин вспышки численности планктона является снижение запасов растительноядных рыб в водохранилище по причине выедания хищниками малоразмерного рыбопосадочного материала, используемого с 2011 г. Поэтому целью данной работы является оценка эффективности предотвращения «цветения» Сурского (Пензенского) водохранилища в зависимости от размера зарыбляемого толстолобика с определением оптимальных параметров его рыбопосадочного материала. Материалы и методы. В работе использованы материалы по судаку Sander lucioperca - возрастной состав, размерно-весовые показатели, доля ихтиомассы судака от общего запаса рыб; по толстолобику Hypophthalmichthys - масса особи и объем зарыбляемой молоди рыб. Материалы получены в результате мониторинга водных биологических ресурсов в Сурском водохранилище в 2009-2019 гг. и зарыбления в период 2000-2019 гг. Результаты. В 2000-2006 гг. зарыбление толстолобика производилось в Сурское водохранилище двухлеткой с навеской 300-400 г, в 2011-2016, 2019 гг. сеголеткой массой 15-25 г. Запасы основного хищника судака в водоеме в этот период находились на максимальном уровне, составляя в среднем за последние 9 лет - 18,3 ± 4,6 % от общего запаса рыб. Подобный показатель в ряде волжских водохранилищ, где выедаемость хищниками сеголеток толстолобика достигает 95 %, в 6-9 раз ниже, т.е. зарыбляемые в Сурское водохранилище с 2011 г. сеголетки толстолобика, имеющие с судаком общие места нагула, фактически полностью выедаются. Численность старших поколений толстолобика 2000-2006 гг. в результате естественной убыли и вылова значительно сократилась. Выводы. Использование толстолобика в качестве рыбы-мелиоратора для предотвращения «цветения» Сурского водохранилища давало положительные результаты на протяжении 17 лет. При этом в качестве рыбопосадочного материала использовался толстолобик с навеской 300-400 г из рыбопитомников Пензенской области. Вероятно, улучшение экологического состояния водохранилища способствовало уменьшению гибели молоди судака и росту его численности, благодаря чему возрос пресс на молодь рыб. Поэтому, несмотря на зарыбление сеголетками толстолобика в период 2011-2019 гг., не удалось сформировать необходимые запасы толстолобика новых поколений на фоне убыли прежних и защитить водохранилище в 2018, 2019 гг. от критически массового развития планктона. Рекомендуемые размеры рыбопосадочного материала толстолобика, избегающего воздействия со стороны судака, составляют особи массой свыше 200 г, длиной свыше 22 см, в возрасте двухлетка и старше. Использование рыбопосадочного материала из пензенских рыбопитомников ускоряет его адаптацию в водохранилище.