Журнал физиологии и патологии растений

Влияние экзогенного спермидина на состав клеточной стенки и метаболизм углеводов растений марсилеи в условиях кадмиевого стресса

Малайский Кумар Адак

В эксперименте по выявлению клеточных изменений содержания углеводов и связанной с ними ферментативной активности было проведено исследование с Marsilea minuta L., водным папоротником, в условиях имитации токсичности кадмия (Cd). Из-за различных доз Cd (0, 50, 100 и 200 мкМ) и добавления спермидина (2 мМ) было выявлено, что растения страдали от накопления общего количества углеводов в зависимости от дозы при стрессе Cd. Максимальное истощение содержания углеводов составило 58% по сравнению с контролем, что было восстановлено в 1,42 раза при применении спермидина. Аналогичным образом растения также были затронуты крахмалом, общим содержанием восстанавливающих сахаров на 42% и 63,04% соответственно по сравнению с контролем. Снижение как крахмала, так и общего количества восстанавливающих сахаров было восстановлено растениями в 1,32 раза и 1,52 раза соответственно. Напротив, растения были повышены в структурных углеводах в форме целлюлозы и гемицеллюлозы в 3,84 раза и 4,66 раза. За счет ферментативной активности растения зарегистрировали значительное снижение регуляции растворимой инвертазы и активности инвертазы, связанной со стенкой, на 51,27% и 42,07% максимально по сравнению с контролем и, таким образом, доказали свою справедливую целостность с метаболизмом углеводов. Spd, независимо от этих ферментов, мог восстановить активность в 1,66 раза и 1,53 раза. Токсичность Cd повысила своего рода анаэробный стресс, в результате чего растение Marsilea имело тенденцию к использованию ферментов алкогольдегидрогеназы (ADH) и малатдегидрогеназы (MDH), двух белков, вызванных анаэробным стрессом, в 1,83 раза увеличиваясь и на 58,34% уменьшаясь максимально в ходе концентрации Cd. Интересно отметить, что активность α- и β-амилазы установила еще один клеточный признак, который подвергся различному истощению со значением 50,42% и 44,53% соответственно из-за концентрации Cd по сравнению с контролем. Spd, хотя и восстановил активность для обоих из них, но статистически незначимо. Таким образом, растение Marsilea развернуло свои клеточные реакции в различных аспектах углеводного обмена, и их можно проиллюстрировать как биомаркеры для Cd в водной среде.