ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ В АНТРОПОГЕННОЙ СРЕДЕ

Введение 3
Глава I. Роль различных метаболитов в жизни растений 8
1.1. Значение фермента полифенолоксидазы в процессе адаптации древесных растений к урбаносреде 8
1.2. Значение танинов в процессе адаптации древесных растений к урбаносреде 10
Глава II. Объекты и методы исследования 13
Глава III. Результаты исследования антропогенной среды г. Елабуги 18
3.1. Характеристика почвенного покрова в г. Елабуги 18
3.2. Характеристика природно-климатических условий г. Елабуги 19
3.3. Характеристика транспортно-промышленного комплекса г. Елабуги 22
3.4. Жизненное состояние древесных растений 24
3.5. Анализ активности полифенолоксидазы в листьях древесных растений 29
3.6. Динамика содержания танинов в листьях древесных растений 30
Заключение 32
Выводы 33
Литература 34
Приложения 38

Купить

В наши дни экологическое состояние атмосферы является глобальной экологической проблемой. Бурный рост промышленности и автотранспорта ведет к значительному загрязнению природной среды, к изменению естественных процессов в биосфере, регулирующих перераспределение и консервацию различных веществ, в том числе вредных [Николаевский, 1999; Николаевский, 1979].
В условиях городской среды зеленые растения постоянно испытывают сильное антропогенное воздействие. В результате проявляется нарушение роста и развития растений [Носырева, 2016].
В урбаносреде в формировании адаптивных реакций растений участвуют различные метаболиты, это ряд ферментов, а также низкомолекулярные метаболиты - танины, аскорбиновая кислота. В последние годы танины и ас-корбиновая кислота рассматриваются учеными как важные элементы антиоксидантной системы защиты у древесных растений в условиях техногенного стресса [Бухарина и др., 2013].
Ферментативная активность в листьях древесных растений отражает физиологическое состояние растений, а также показывает степень устойчивости и адаптированности растений к антропогенному стрессу. Растения обладают широким спектром защитных и приспособительных реакций, которые помогают им развить устойчивость к различным стрессовым факторам внешней среды [Шакирова, 2001].
Одним из важных ферментов, участвующим в дыхании растений является медьсодержащая полифенолоксидаза, которая в свою очередь показывает уровень гипоксии. Более высокая активность полифенолоксидазы способствует обезвреживанию антропогенных загрязнителей [Кузьмин и др., 2017; Кузьмина и др., 2015].
Вещества, участвующие в обеспечении устойчивости растений, среди которых большое внимание уделяется вторичным метаболитам, в том числе фенольным соединениям. К ним относятся танины (дубильные вещества) - сложные эфиры ароматических кислот и фенолов или углеводородов. Фенольные соединения влияют на процессы роста и развития растений, также фенолы участвуют в транспорте электронов при дыхании и фотосинтезе, в биосинтезе лигнина, обеспечивают неферментативное окисление ряда соединений (аминокислот, аскорбиновой кислоты, цитохромов и т. д.). Фенольные соединения в растительной клетке могут играть значимую роль в адаптации растений к различным стрессовым факторам [Бухарина и др., 2007].
Актуальность исследования заключается в том, что породы высокоустойчивых, средообразующих зеленых древесных растений могут служить надежным фильтром, который эффективно очищает воздух от газообразных примесей. Поэтому для озеленения загрязненных территорий необходимо применять виды древесных растений с высокой газопоглотительной способностью, а также устойчивостью к промышленному загрязнению.
Именно исследование устойчивости растений к различным аэротехногенным загрязнителям в последнее время приобретает особую актуальность, а также имеет практическую направленность.
По сведениям, в литературе о влиянии аэротехногенного загрязнения на растения, то общая характеристика нарушений выглядит следующим образом: в первой фазе наступает изменение в буферной системе, во второй - торможение фотосинтеза, в последующих - снижение ферментативной активности [Бухарина и др., 2014; Денисова, 2009; Кузнецов и др., 2006; Сергейчик, 1997; Фролов, 1998].
Целью данной дипломной работы заключается в изучении эколого-биологических особенностей древесных растений в условиях городской среды (на примере г. Елабуги).
Объектами исследования являлись древесные растения.
Город Елабуга - старинный город и насчитывает более 73 тыс. человек, развитую промышленность, в том числе одну из первых в России особой экономической зоны промышленно - производственного типа «Алабуга», довольно хорошо развитую транспортную сеть, а также социальную ифраструктуру.
Для осуществления поставленной цели, мы для себя поставили следующие задачи:
1. проанализировать абиотические факторы условий среды произрастаний древесных растений;
2. изучить жизненное состояние древесных растений в г. Елабуге;
3. изучить динамику содержания танинов у древесных растений;
4. проанализировать активность фермента полифенолоксидазы у растений в насаждениях с различной функциональной нагрузкой.
В нашей работе мы использовали следующие методы: спектрофотометрический (для определения активности полифенолоксидазы), перманганатометрический (для определения содержания количества конденсированных танинов) и визуальный (для определения жизненного состояния древесных растений).
Научная новизна проводимых нами исследований заключается в том, что они направлены на выявление эколого-физиологической реакции древесных растений к негативным факторам антропогенной среды в условиях г. Елабуги и прилегающего к нему крупного промышленного центра ОЭЗ «Алабуга».
Результаты исследования могут быть использованы в дальнейшем для экологического мониторинга и грамотного научно-обоснованного озеленения города.
Публикации и апробация результатов исследований. Результаты исследований, послужившие для написания дипломной работы, были апробированы на всероссийской НПК «Роль молодых ученых-инноваторов в решении задач по ускоренному импортозамещению сельскохозяйственной продукции» (г. Ижевск, 2015), международной НПК «Наука в современном обществе: закономерности и тенденции развития» (г. Магнитогорск, 2016), «Итоговой научно-образовательной конференции студентов Казанского федерального университета 2016 года» (г. Казань, 2016).
27-29 октября 2015 г. в г. Ижевске участвовала с докладом на Всероссийской научно-практической конференции: «Анализ активности полифенолоксидазы в листьях растений различных насаждений» (Науч. рук. - доц., к.с- х.н. П.А.Кузьмин).
Также принимала очное участие с докладами в итоговых студенческих научных конференциях ЕИ КФУ:
20 апреля 2016 г., кафедра биологии и экологии биологического факультета, секция «Прикладная биология»: «Анализ активности полифенолоксидазы в листьях растений различных насаждений» (Науч. рук. - доц., к.с-х.н. П.А.Кузьмин);
19 апреля 2017 г., кафедра биологии и химии ФМиЕН, секция «Прикладная биология»: «Эколого-биологические особенности древесных растений в антропогенной среде» (Науч. рук. - доц., к.с-х.н. П.А.Кузьмин).
По результатам исследований было опубликовано пять печатных работ:
1) А.М. Кузьмина, Е.В. Носырева, З.Р. Хозияхматова. Анализ активности полифенолоксидазы в листьях растений различных насаждений. Научное издание «Роль молодых ученых-инноваторов в решении задач по ускоренному импортозамещению сельскохозяйственной продукции». Материалы Всероссийской научно-практической конференции 27-29 октября 2015 года г. Ижевск. С. 45-48.
2) П.А. Кузьмин, З.Р. Хозияхматова, Е.В. Носырева. Анализ активности аскорбинатоксидазы в листьях растений различных насаждений. Научное издание «Роль молодых ученых-инноваторов в решении задач по ускоренному импортозамещению сельскохозяйственной продукции». Материалы Всероссийской научно-практической конференции 27-29 октября 2015 года г. Ижевск. С. 48-51.
3) Е.В. Носырева. Влияние антропогенной среды на активность полифенолоксидазы в листьях растений. «Наука в современном обществе: закономерности и тенденции развития» сборник статей Международной научно-практической конференции (8 апреля 2016 г, г. Магнитогорск). В 2 ч. Ч. 2 - Уфа: МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2016. С. 10-12.
4) Е.В. Носырева. Влияние антропогенной среды на активность полифенолоксидазы в листьях растений // Итоговая науч.-образ. конфер. студентов Казанского федерального ун-та 2016 года: сб. статей: в 5 т. / Казанский (Приволжский) федеральный ун-т, Казань, 2016. С. 513-514.
5) П.А. Кузьмин, Е.В. Носырева. Исследование содержания аскорбиновой кислоты и активности медьсодержащих ферментов в листьях рябины обыкновенной в условиях Камского региона // Вестник Пермского университета. Серия Биология. 2017, Вып. 1. С. 88-92.
Структура и объем работы. Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, включает 4 таблицы и проиллюстрирована 2 рисунками. Библиография включает 33 литературных источника.

Купить