Вміст фотосинтетичних пігментів у мікрозелені гороху за дії абіотичних чинників

1.

Національний університет біоресурсів і природокористування України
Факультет захисту рослин, біотехнологій та екології
Кафедра фізіології, біохімії рослин та біоенергетики
Навчально-наукова лабораторія біохімії та фітобіотехнології
Кваліфікаційна робота на тему:
«Вміст фотосинтетичних пігментів у
мікрозелені гороху за дії абіотичних
чинників»
Виконав:
студент 4 курсу, 2 групи, спеціальності 162 «Біотехнології та біоінженерія»,
Фурманець Станіслав Олександрович.
Науковий керівник:
д.б.н., проф.,
зав. кафедри фізіології, біохімії рослин та біоенергетики,
Прилуцька Світлана Володимирівна
Київ 2024

2.

Актуальність роботи:
1.Мікрозелень гороху має високу поживну цінність та швидкий
цикл росту.
2.Підходить для вирощування у вертикальних фермах, міських
теплицях та домашніх умовах.
3.Біотехнологічний підхід з використанням вуглецевих
наноматеріалів допоможе зрозуміти їх переваги та ризики.
4.Дослідження адаптації мікрозелені гороху до водного
дефіциту сприятиме розробці стратегій підвищення стійкості
агрокультур.
5.Вивчення
морфометричних
показників,
вмісту
фотосинтетичних пігментів та активності антиоксидантних
ферментів допоможе зрозуміти механізми стресостійкості
рослин.
2
Фулерен С60

3.

Мета роботи:
Дослідити вплив фулерену C60 на
фізіологічний стан мікрозелені гороху
сорту ECO спричинений водним
дефіцитом
Предмет дослідження:
Морфометричні
показники
мікрозелені
гороху,
активність
каталази у паростках гороху, вміст
фотосинтетичних
пігментів
у
мікрозелені гороху, фулерен C60,
посуха
Об’єкт дослідження:
3
Вміст фотосинтетичних пігментів
у мікрозелені гороху за дії
вуглецевих наночастинок і посухи

4.

Завдання:
4
1. Оцінити фізіологічний стан мікрозелені гороху сорту
ЕСО за дії фулерену С60 за такими показниками як
морфометрія (висота пагона, діаметр пагона, кількість
листя, маса рослини, маса листя, довжина кореня), вміст
фотосинтетичних пігментів і активність каталази.
2. Оцінити фізіологічний стан мікрозелені гороху сорту
ЕСО за дії посухи за такими показниками як морфометрія
(висота пагона, діаметр пагона, кількість листя, маса
рослини, маса листя, довжина кореня), вміст
фотосинтетичних пігментів і активність каталази.
3. Оцінити вплив фулерену С60 на фізіологічний стан
мікрозелені гороху сорту ЕСО індукований посухою за
такими показниками як морфометрія (висота пагона,
діаметр пагона, кількість листя, маса рослини, маса
листя, довжина кореня), вміст фотосинтетичних пігментів
і активність каталази.

5.

Матеріали та методи:
Об’єктом дослідження було обрано горох Pisum
sativum сорту ECO. Категорія насіння СН1
(сертифіковане насіння першої генерації). Насіння
урожаю 2022 року, господарства Приватне
Підприємство «АБІНА».
У дослідженнях було використано водні колоїдні
розчини C60 фулерену у діапазоні концентрацій: 1
мкг/мл; 0,5 мкг/мл; 0,2 мкг/мл; 0,1 мкг/мл.
Дослід № 1
Насіння висівали на лляні
килимки
Методи
дослідження:
морфометричні,
спектрофотометричні, біохімічні, фізіологічні,
статистичні.
Дослідження включали оцінку:
- морфометричних показників
- вмісту фотосинтетичних пігментів
- активності каталази
5
Дослід № 2
Насіння висівали у
ґрунтосуміш

6.

Результати досліджень
Дослід № 1.
Динаміка росту гороху за різних
абіотичних чинників на 2, 5, 7, 9,
12, 14 дні
6
Порівняння дослідів:
Дослід № 1
• Лляні килимки
• Дослідження проводились на 14
день
• Вплив фулерену С60 та посухи на
мікрозелень гороху
Дослід № 2
• Ґрунтосуміш
• Дослідження проводились на 16
день
• Вплив фулерену С60, посухи та їх
комбінації на мікрозелень гороху

7.

Дослід № 2. Динаміка росту гороху за різних абіотичних чинників на 10, 13, 15 дні
7

8.

Завдання 1. Вплив посухи на морфометричні показники
мікрозелені гороху сорту ECO.
Дослід № 1 (лляні килимки)
8
Мікрозелень гороху на 14 день від посадки.
Проба з регулярним поливом
Мікрозелень гороху на 14 день від посадки.
Проба з індукованою посухою

9.

Вплив посухи на морфометричні показники мікрозелені гороху сорту
ECO. Дослід № 1
Контроль (регулярний полив)
Морфометричний показник
Проба з водним дефіцитом
середній показник
похибка
±
10,2
0,558
1,765
1,8
0,080
Кількість листків, шт
4
Загальна маса рослини, г
середній
похибка
±
6,5
0,499
1,579
0,255
1,7
0,115
0,365
0,000
0,000
2
0,371
1,173
0,812
0,052
0,165
0,715
0,031
0,101
Маса усіх листків, г
0,044
0,003
0,010
0,020
0,003
0,009
9 Довжина кореня, см
15,4
1,070
3,384
12,6
0,705
2,229
показник
Висота головного пагона,
см
Діаметр головного пагона,
мм

10.

Вплив посухи на морфометричні показники мікрозелені
гороху сорту ECO.
Дослід № 2 (ґрунтосуміш)
1
Мікрозелень гороху на 16 день від посадки.
Проба з регулярним поливом
Мікрозелень гороху на 16 день від посадки.
Проба з індукованою посухою

11.

Вплив посухи на морфометричні показники мікрозелені гороху
сорту ECO. Дослід № 2
Контроль (регулярний полив)
Морфометричний показник
Проба з водним дефіцитом
середній показник
похибка
±
середній показник
похибка
±
15,5
0,776
3,004
5,7
0,543
2,102
3
0,077
0,297
2,2
0,117
0,455
Кількість листків, шт
7
0,252
0,976
5
0,376
1,457
Загальна маса рослини, г
1,543
0,067
0,261
0,795
0,055
0,214
Маса усіх листків, г
0,191
0,009
0,034
0,046
0,006
0,022
1 Довжина кореня, см
13,2
0,935
3,622
8,3
0,835
3,233
Висота головного пагона,
см
Діаметр головного пагона,
мм

12.

Вплив посухи на вміст фотосинтетичних пігментів у
мікрозелені гороху
1
Вміст пігментів мг/г у мікрозелені гороху
на 14 день після посадки.
Дослід № 1 (лляні килимки)
Вміст пігментів мг/г у мікрозелені гороху
на 16 день після посадки.
Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

13.

Вплив посухи на активність каталаза у мікрозелені гороху
Дослід № 2
160
160
140
140
120
120
100
100
80
80
60
40
%
%
Дослід № 1
133
100
40
20
137
100
20
0
0
Активність каталази
Контроль
Посуха
Активність каталази у мікрозелені гороху
на 14 день після посадки.
Дослід № 1 (лляні килимки)
1
60
Активність каталази
Контроль
Посуха
Активність каталази у мікрозелені гороху
на 16 день після посадки.
Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

14.

Завдання. 2. Вплив фулерену C60 на морфометричні
показники мікрозелені гороху сорту ECO.
1
Морфометричні параметри
мікрозелені гороху на 14 день від
посадки. Дослід № 1 (лляні килимки)
Морфометричні параметри
мікрозелені гороху на 16 день від
посадки. Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

15.

Вплив фулерену C60 на вміст фотосинтетичних пігментів
у мікрозелені гороху сорту ECO
1
Вміст фотосинтетичних пігментів у
мікрозелені гороху на 14 день від
посадки. Дослід № 1 (лляні килимки)
Вміст фотосинтетичних пігментів у
мікрозелені гороху на 16 день від
посадки. Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

16.

Вплив фулерену C60 на активність каталази у мікрозелені гороху
сорту ECO
Дослід № 2
Дослід № 1
140
140
120
120
100
100
80
%
%
80
124
60
60
124
104
100
111
100
40
107
98
112
85
40
20
20
0
Активність каталази
0
Активність каталази
Контроль
1
С60 0,1 мкг/мл
С60 0,2 мкг/мл
С60 0,5 мкг/мл
С60 1 мкг/мл
Активність каталази у мікрозелені гороху
на 14 день після посадки.
Дослід № 1 (лляні килимки)
Контроль
С60 0,1 мкг/мл
С60 0,5 мкг/мл
С60 1 мкг/мл
С60 0,2 мкг/мл
Активність каталази у мікрозелені гороху
на 16 день після посадки.
Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

17.

Завдання 3. Вплив фулерену C60 на морфометричні параметри у
мікрозелені гороху сорту ECO індукований посухою
1
Морфометричні параметри мікрозелені гороху на 16 день від посадки.
Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

18.

Вплив фулерену C60 на вміст фотосинтетичних пігментів у
мікрозелені гороху сорту ECO індукований посухою
1
Вміст фотосинтетичних пігментів у мікрозелені гороху на 16 день від посадки.
Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

19.

Вплив фулерену C60 на активність каталази у мікрозелені
гороху сорту ECO індукований посухою
120
100
%
80
60
100
40
56
75
65
66
20
0
Активність каталази
1
Контроль з посухою
С60 0,1 мкг/мл
С60 0,5 мкг/мл
С60 1 мкг/мл
С60 0,2 мкг/мл
Активність каталази у мікрозелені гороху на 16 день після посадки.
Дослід № 2 (ґрунтосуміш)

20.

2
0
Висновки:
1. Нами було досліджено вплив абіотичних чинників, зокрема фулерену C60 та посухи, на фізіологічний стан мікрозелені
гороху сорту ECO. Отримані результати показали, що фулерен C60 не виявляв фітотоксичних ефектів і попереджав
негативний вплив посухи на рослини.
2. Морфометричні показники мікрозелені гороху за дії досліджуваних чинників показали, що за дефіциту води такі
параметри мікрозелені гороху як довжина кореня, висота головного пагона, кількість і маса листя були меншими на 18%,
36%, 50% і 55% відповідно порівняно з контролем. Фулерен C60 у концентрації 0,1 мкг/мл знижував такі параметри
мікрозелені гороху як кількість листя, маса листя та маса рослини порівняно з контролем на 14%, 59% та 32% відповідно.
Концентрації C60 0,2; 0,5 та 1 мкг/мл не впливали на досліджувані морфометричні показники мікрозелені гороху. Було
доведено, що фізіологічний стан мікрозелені гороху сорту ECO індукований посухою відновлювався за обробки
фулереном С60, про що свідчило підвищення морфометричних показників за концентрації C60 0,5 мкг/мл: висоти пагона на
132%, діаметра пагона на 23% порівняно з контролем.
3. Було показано, що вміст фотосинтетичних пігментів у мікрозелені гороху за дії посухи підвищувався, зокрема
хлорофілу b на 135% порівняно з контролем. За дії фулерену C60 за концентрації 0,1 мкг/мл вміст каротиноїдів, хлорофілу
b та хлорофілу a збільшувався порівняно з контролем на 30%, 74% та 41% відповідно. За комбінованої дії фулерену C60 та
посухи вмісту пігментів таких як каротиноїди, хлорофіл b та a знижувався за концентрації C60 0,1 мкг/мл на 29%, 51% та
37% відповідно порівняно з індукованою посухою без C60.
4. Було показано, що за водного дефіциту зростала активність каталази на 37% порівняно з контролем. Фулерен C60 не
впливав на активність каталази, однак пригнічував активність ферменту індукованого посухою на 25%.
5. Нами було оцінено вплив фулерену C60 на фізіологічний стан мікрозелені гороху сорту ECO індукований посухою. Ці
дослідження сприятимуть з’ясуванню механізмів адаптації рослин до дії стресових чинників; оптимізації
агробіотехнологічних методів для підвищення стійкості рослин до посухи та підвищення якості і поживної цінності
мікрозелені за несприятливих умов вирощування.

21.

Апробація результатів:
1. Фурманець С.О., Галузінський М.О., Прилуцька С.В.
2. ФІЗІОЛОГІЧНИЙ СТАН МІКРОЗЕЛЕНІ ГОРОХУ ПІСЛЯ ДІЇ С60 ФУЛЕРЕНУ
3. IV Конференції молодих учених «Біологія рослин і біотехнологія»
4. Сторінки: 32
2

22.

Дякую за
увагу!