| |
|
|
|
| |
| №2, 2023: Раздел 3. Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Раздел 3. Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Е. А. Ерофеева, Д. Б. Гелашвили, М. Д. Кузнецов, О. С. Лисицына, А.А. Нижегородцев, А. Б. Савинов, В. П. Юнина, М. В. Сидоренко Влияние автотранспортного загрязнения воздуха на физиолого-биохимические показатели листа Tilia Cordata Mill. и Betula Pendula Roth
Стр.55-60
https://www.doi.org/10.24412/1816-1863-2023-2-55-60
Е. А. Ерофеева, д-р биол. наук, профессор,
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
[email protected], Нижний Новгород, Россия
Д. Б. Гелашвили, д-р биол. наук, профессор,
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
[email protected], Нижний Новгород, Россия
М. Д. Кузнецов, аспирант,
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
[email protected], Нижний Новгород, Россия
О. С. Лисицына, аспирант,
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
[email protected] Нижний Новгород, Россия
А. А. Нижегородцев, канд. биол. наук, доцент,
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
[email protected] Нижний Новгород, Россия
А. Б. Савинов, канд. биол. наук, доцент,
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
[email protected] Нижний Новгород, Россия
В. П. Юнина, старший преподаватель,
[email protected] Нижний Новгород, Россия
М. В. Сидоренко, канд. биол. наук, доцент,
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
[email protected] Нижний Новгород, Россия
Физиолого-биохимические показатели листа липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) и березы повислой (Betula pendula Roth) часто используются для целей биоиндикации. Однако реакции этих видов на разные уровни автотранспортного загрязнения остаются до сих пор недостаточно изученными. Данная проблема была рассмотрена в настоящем исследовании. Листья липы и березы были собранные на 4 придорожных участках автодорог Нижнего Новгорода с градиентом автотранспортного загрязнения и на контрольных участках. Показано, что липа способна поддерживать нормальный уровень хлорофиллов и каротиноидов в условиях химического загрязнения, а у березы на участке 2 отмечалось увеличение уровня всех пигментов, что можно рассматривать как гормезис. Перекисный гомеостаз в листе липы нарушался у деревьев на двух наиболее загрязненных участках. В то же время в листе березы интенсивность липопероксидации не отличалась от контроля или была даже ниже контрольных значений, что указывает на горметическую стимуляцию. У липы содержание общего белка в листьях деревьев на участке 3 было статистически значимо выше контрольного уровня, что указывает на горметический ответ. У березы, напротив, отмечалось снижение общего содержания белков у деревьев на двух наиболее загрязненных участках. У липы сырая биомасса листа снижалась по сравнению с контролем на участках 1 и 2 и не отличалась от контроля при более значительном загрязнении. У березы, напротив, биомасса листьев у деревьев наиболее загрязненных участков была выше, чем в контроле. Это является компенсаторным ответом березы, увеличивающим суммарную фотосинтетическую поверхность в ответ на значительное усыхание кроны. Была получена сильная положительная корреляция биомассы листьев березы и % усыхания кроны (по Спирмену: r = 0,90, p < 0,05). Усыхание кроны у липы и березы после выхода из зимнего покоя было выше контроля на всех загрязненных участках и имело положительную корреляцию с выбросом поллютантов (береза: r = 0,90 p < 0,05; липа: r = 0,43 p < 0,05). При этом у березы на двух наиболее загрязненных участках отмечалось более значительное усыхание кроны по сравнению с липой (почти в 2 раза, p < 0,05), что указывает на более высокую устойчивость липы к загрязнению. Полученные данные демонстрируют так называемый «адаптационный компромисс» у березы и липы, при котором поддержание физиолого-биохимических показателей листа в условиях хронического загрязнения сопровождается нарушением подготовки к зимнему покою и усыханием кроны.
Physiological and biochemical parameters of linden (Tilia cordata Mill.) and birch (Betula pendula Roth) leaf are often used for bioindication. However, the reactions of these species to different levels of traffic-related air pollution are still insufficiently studied. This issue has been considered in this study. Linden and birch leaves were collected on 4 roadside plots in Nizhny Novgorod with a gradient of road pollution and on 2 control plots. It has been shown that linden is able to maintain a normal level of chlorophylls and carotenoids with air pollution, and birch showed an increase in levels of all pigments on plot 2, which can be considered as hormesis. The peroxide homeostasis in the linden was disturbed on the two most polluted plots. At the same time, in the birch leaf, the intensity of lipid peroxidation did not differ from the control or even was lower than the control values, which indicates hormetic stimulation. In linden, the total protein content in the leaves of trees on plot 3 was higher compared to the control, which indicates a hormetic response. Birch, on the contrary, showed a decrease in the total protein content on the most polluted plots. In linden, leaf biomass was decreased compared to the control in plots 1 and 2 and did not differ from the control with more intense air pollution. In birch, on the contrary, the biomass of leaves in the trees of the most polluted plots was increased relative to the control. This is a compensatory reaction of birch, which increases the total photosynthetically active surface in response to a significant shrinkage of the crown. A strong positive correlation was found between the biomass of birch leaves and the % of crown shrinkage (according to Spearman: r=0.90, p<0.05). At the same time, in the two most polluted areas, birch showed a more significant drying of the crown compared to linden (almost 2 times, p<0.05), which indicates a higher resistance of linden to air pollution. This study demonstrates the so-called "adaptive trade-off" in birch and linden, in which the maintenance of physiological and biochemical parameters of the leaf with chronic air pollution is accompanied by a disruption of preparation for winter dormancy and chilling in trees and, as a consequence, the drying of their crowns.
Ключевые слова: T. cordata Mill., B. pendula Roth, автотранспортное загрязнение, рост, липопероксидация, общий белок, хлорофиллы, каротиноиды, гормезис.
Keywords: T. cordata Mill., B. pendula Roth, traffic-related air pollution, growth, lipid peroxidation, total protein, chlorophylls, carotenoids, hormesis.
Библиографический список
1. Rossi R., Ceccato R., Gastaldi M. Effect of road traffic on air pollution. Experimental evidence from COVID-19 lockdown // Sustainability. – 2020. - Т. 12(21). - С. 1 – 13.
2. Rajé F., Tight M., Pope F. D. Traffic pollution: A search for solutions for a city like Nairobi // Cities. – 2018. - Т. 82. - С. 100 – 107.
3. Erofeeva E. A. Hormesis and paradoxical effects of drooping birch (Betula pendula Roth) parameters under motor traffic pollution // Dose Response. – 2015. - Т. 13(2). – С. 1 – 12.
4. Agathokleous E., Calabrese E. J. 2022. Hormesis: a general biological principle // Chem. Res. Toxicol. – 2022. - Т. 35. – С. 547 – 549.
5. Monson R. K., Trowbridge A. M., Lindroth R. L., Lerdau M. T. Coordinated resource allocation to plant growth-defense tradeoffs // New Phytol. – 2022ю - Т. 233. – С. 1051–1066.
6. Рузский А. В., Донченко В. В., Кунин Ю. И., Петрухин В. А. Виженский В. А., Вайсблюм М. Е. Расчетная инструкция (методика) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории городов. – М: НИИАТ, 2008. – 152 с.
7. Lichtenthaler H. K. Chlorophyll and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes // Methods Enzymol. – 1987. - Т. 148. - С. 331–382.
8. Bradford M. A rapid and sensitive method for quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. – 1976. - Т. 72. – С. 248–254.
9. Heath R. L., Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts 1. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidatoin // Arch. Biochem. Biophys.– 1968. - Т. 125. – С. 189 – 198.
THE EFFECT OF TRAFFIC-RELATED AIR POLLUTION ON THE PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL PARAMETERS OF TILIA CORDATA MILL. AND BETULA PENDULA ROTH. LEAF
E. A. Erofeeva, Dr. Habil. (Biology), Professor, N. Novgorod State University, [email protected], N. Novgorod, Russia
D. B. Gelashvily, Dr. Habil. (Biology), Full Professor,
N. Novgorod State University,
[email protected], N. Novgorod, Russia
M. D. Kuznetsov, post-graduate student, N. Novgorod State University, [email protected], N. Novgorod, Russia
O. S. Lisitsyna, post-graduate student, N. Novgorod State University, [email protected], N. Novgorod, Russia
A. A. Nizhegorodtsev, Ph. D. (Biology), Associate Professor,
N. Novgorod State University,
[email protected], N. Novgorod, Russia
A. B. Savinov, PhD (Biology), Associate Professor,
N. Novgorod State University,
[email protected], N. Novgorod, Russia
V. P. Yunina, Senior Teacher, N. Novgorod State University, [email protected], N. Novgorod, Russia
M. V. Sidorenko, PhD (Biology), Associate Professor,
N. Novgorod State University,
[email protected], N. Novgorod, Russia
References
1. Rossi R., Ceccato R., Gastaldi M. Effect of road traffic on air pollution. Experimental evidence from COVID-19 lockdown. Sustainability. 2020. Vol. 12(21). P. 1 – 13.
2. Rajé F., Tight M., Pope F. D. Traffic pollution: A search for solutions for a city like Nairobi. Cities. 2018. Vol. 82. P. 100 – 107.
3. Erofeeva E. A. Hormesis and paradoxical effects of drooping birch (Betula pendula Roth) parameters under motor traffic pollution. Dose Response. 2015. Vol. 13(2). P. 1–12.
4. Agathokleous E., Calabrese E. J. 2022. Hormesis: a general biological principle. Chem. Res. Toxicol. 2022. Vol. 35. P. 547–549.
5. Monson R. K., Trowbridge A. M., Lindroth R. L., Lerdau M. T. Coordinated resource allocation to plant growth-defense tradeoffs. New Phytol. 2022 Vol. 233. P. 1051–1066.
6. Ruzskiy A. V., Donchenko V. V., Kunin U. I., Petrukhin V. A., Vizhenskiy V. A., and Vaisblum M. E. Raschetnaya metodika po inventarizacii vibrosov zagryaznyayuschih veschestv ot avtotransportnih sredstv na territorii gorodov [Calculation method of inventory of pollutant emissions from motor transport in the territory of cities]. M: NIIAT, 2008. 152 p. [in Russian].
7. Lichtenthaler H. K. Chlorophyll and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods Enzymol. 1987. Vol. 148. P. 331–382.
8. Bradford M. A rapid and sensitive method for quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 1976. Vol. 72. P. 248–254.
9. Heath R. L., Packer L. Photoperoxidation in isolated chloroplasts 1. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Arch. Biochem. Biophys. 1968. Vol. 125. P. 189–198.
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 18:58:40/24.02.24
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
