Генерация супероксид анион-радикала в листьях пшеницы мягкой (Triticum aestivum L.) под воздействием импульсного магнитного поля высокой напряженности

Обоснование. В настоящее время научным сообществом накоплен большой объём данных освещающих действие на биологические объекты переменных, постоянных и импульсных магнитных полей (ИМП) низкой напряжённости и индукции порядка В=0,1 Тл как фактора, запускающего окислительный стресс и приводящего к развитию через ряд биохимических реакций ответа на их воздействие. Действие же импульсных магнитных полей высокой напряженности и индукции от 0,1 Тл и выше на биологические объекты на сегодняшний день практически не изучены.

Цель исследования – изучить влияние импульсных магнитных полей высокой напряженности индукцией от 0,1 Тл на генерацию супероксид анион-радикала в листьях пшеницы мягкой Triticum avestivum L. как ответной реакции на данное воздействие.

Материалы и методы. Объектами исследования служили девятисуточные зеленые и этиолированные ростки пшеницы мягкой Triticum avestivum L. выращенные на дистиллированной воде. Обработка импульсным магнитным полем проводилась на специально сконструированной экспериментальной установке МИУ-БИО-5 с использованием многовиткового индуктора для обработки биообъектов в пробирках объемом 25 мл. Генерацию супероксид анион-радикала регистрировали спектрофотометрическим методом при длине волны 480 нм, на основании донорно-акцепторной реакции окисления адреналина до адренохрома.

Результаты. В исследовании показано, что в результате воздействия импульсного магнитного поля высокой напряжённости на зеленые ростки пшеницы мягкой Triticum avestivum L. после 60 минутной выдержки при искусственном освещении 1600 лк, генерация супероксид анион-радикала при действии ИМП индукцией В=0,53 Тл, В=3,71 Тл и В-5,21 Тл равнялась контрольному значению 2,17±0,14 μМ, а при воздействии ИМП индукцией В=2,21 Тл отмечено снижение генерации до 1,69±0,14 μМ/г, что ниже контрольного значения в 1,3 раза. Во втором эксперименте с этилированными ростками после 60 минутной выдержки в темноте, наблюдалось снижение генерации супероксид анион-радикала по отношению к контролю равного 1,53±0,21 μМ/г: при воздействии ИМП индукцией В=0,53 Тл генерация составила 1,21±0,14 μМ/г, что меньше контроля в 1,3 раза; при воздействии ИМП индукцией В=2,21 Тл генерация составила 1,12±0,16 μМ/г, что меньше контроля в 1,4 раза; при воздействии ИМП  индукцией В=3,71 Тл генерация составила 1,21±0,24 μМ/г, что меньше контроля в 1,3 раза; при воздействии ИМП индукцией В=5,21 Тл генерация составила 1,13±0,08 μМ/г, что меньше контроля в 1,4 раза. Так же был проведен третий эксперимент с целью установить зависимость генерации супероксид анион-радикала зелеными ростками от времени после воздействия ИМП индукцией В=2,21 Тл при дневном освещении 800 лк. В ходе третьего эксперимента был получен следующий результат: до воздействия ИМП генерация супероксид анион-радикала составляла 1,69±0,24 μМ/г, через 15 минут после воздействия отмечено усиление генерации до 1,77±0,29 μМ/г, еще через 15 минут значение генерации оставалось высоким и равнялось 1,77±0,16 μМ/г но отмечалась тенденция к снижению, через 60 минут отмечено снижение генерации до значения 1,61±0,21 μМ/г, а через 24 часа значение генерации вернулось к контрольному 1,69±0,14 μМ/г. Результат третьего эксперимента показывает что ИМП  индукцией В=2,21 Тл может выступать как фактор приводящий к развитию окислительного стресса у растений. Но за счёт запуска антиоксидантных механизмов через час после воздействия развившийся окислительный стресс нивелируется.

Заключение. Полученные в ходе трех экспериментов данные позволили выдвинуть гипотезу, что ИМП оказывает воздействие на растения как стресс-фактор провоцирующий усиление генерации супероксид анион-радикала, а также приводит к активации антиоксидантной системы защиты растений и к её усилению. Для подтверждения выдвинутой гипотезы предлагается провести ряд дополнительных экспериментов с целью установить влияние ИМП на генерацию пероксида водорода, и активность фермента супероксиддисмутазы.