Сравнительный анализ реакций антиоксидантной системы проростков ячменя на абиотические стрессовые факторы различной природы

В условиях современного изменения климата и антропогенного загрязнения почв изучение механизмов стрессоустойчивости сельскохозяйственных культур является актуальной задачей. Целью данного исследования был комплексный анализ реакций антиоксидантной системы проростков ячменя (Hordeum vulgare L.) на воздействие ключевых абиотических стрессоров: засухи, пониженной (4 °C) и повышенной (35 °C) температур, а также токсического действия сульфата меди (CuSO₄). В работе оценены физиологобиохимические показатели, включая концентрацию низкомолекулярных антиоксидантов (НМАО), активность пероксидазы и уровень малонового диальдегида (МДА) как маркера окислительного повреждения липидов. Установлено, что различные стрессы индуцируют качественно разные ответы антиоксидантной системы. Засуха вызывала резкое (более чем в 5 раз) увеличение пула НМАО, тогда как тепловой шок приводил к его истощению (минимум 9,9 мкг/г·экв) и компенсаторному росту пероксидазной активности (до 83,2 мкмоль/мин·г), что сочеталось с максимальным уровнем МДА (3,1 мкг/г). Холодовой стресс и низкие дозы меди активировали оба звена защиты, в то время как высокие концентрации CuSO₄ вызывали декомпенсацию с подавлением ферментативной активности. Показано, что наиболее глубокие повреждения клеток связаны с тепловым стрессом и интоксикацией медью, при которых происходит срыв антиоксидантной защиты. На основе расчетных коэффициентов (К1=НМАО/МДА, К2=Пероксидаза/МДА) выявлены доминирующие стратегии защиты: неферментативная – при засухе и ферментативная – при температурных шоках. Результаты работы важны для прогнозирования устойчивости злаков, произрастающих в неблагоприятных условиях.

1. Хозеева Е.В., Зимина Ю.А., Срослова Г.А. Окислительный стресс растений: химия, физиология, способы защиты. Природные системы и ресурсы. 2020;(4):30-40.

2. Рожин В.С., Чичигинаров В.В. Возделывание зерновых культур в условиях Якутии. Достижения науки и техники АПК. 2006;(5):12-13.

3. Демиденко К.Я., Хижняк С.В. Влияние минеральных веществ на морфологические показатели проростков сои. Вестник КрасГАУ. 2017;(4):30-37.

4. Голубова В.А., Газе В.Л. Изучение механизмов регуляции воды в растениях сортов озимой мягкой пшеницы в условиях острой засухи. Зерновое хозяйство России. 2021;76(4):3-7.

5. Блинохватова Ю.В., Нуштаева А.В. Влияние меди на прорастание семян и рост растений семейства Fabaceae. Инновационная техника и технология. 2024;11(3):61-66.

6. Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Ленинград: Наука; 1985:348.

7. Удовенко Г.В. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (мето- дическое руководство). Всесоюзный НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР); 1988:228.

8. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. Современные методы в биохимии. Москва: Медицина; 1977:66-68.

9. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. Методы биохимических исследований растений. Ленинград: Агропромиздат. Ленинградское отделение; 1987:430.