МЕТАЛЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ДВУХ ФОРМ TARAXACUM OFFICINALE Wigg. S. L. ИЗ ФОНОВОЙ И ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Изучены начальные онтогенеза и металлоустойчивость семенного потомства двух морфологических форм одуванчика Taraxacum officinale Wigg. s.l., произрастающих на участках с возрастающим уровнем химического загрязнения почвы. Показано, что начальные этапы онтогенеза скоррелированы, зависят от мест формирования семенного потомства и не зависят от концентраций раствора CuSО4. f. dahlstedtii устойчива к ионам меди лишь в низких концентрациях, тогда как f. pectinatiforme, формирующаяся на техногенно нарушенных территориях проявляет повышенную металлоустойчивость к высоким концентрациям CuSО4 в растворах.

Цель - изучить устойчивость к тяжелым металлам семенного потомства f. dahlstedtiiи f. pectinatiforme, сформировавшегося в условиях различного загрязнения среды тяжелыми металлами.
Задачи:
1. Подобрать действующие концентраций CuSО4 для оценки металлоустойчивости семенного потомства Taraxacum officinale f. dahlstedtiiи f. pectinatiforme.
2. Исследовать начальные этапы онтогенеза (стадия проростка) двух форм одуванчика на разных концентрациях CuSО4 с участков, разных по уровню токсической нагрузки.
3. Исследовать ростовые критерии и металлоустойчивость проростков к CuSО4.

Большинство видов флоры техногенно нарушенных территорий, подверженных загрязнению тяжелыми металлами, облигатно не связано с обогащенными районами, и их адаптация происходит либо за счет широкой нормы реакции, либо путем дифференциации на генетически отличающиеся популяции. Изучение таких популяций имеет большой научный и практический интерес.

Исследования проведены на территории Нижнего Тагила с 2013 по 2016 гг. В июне 2013, 2015 г. с трех участков, расположенных в градиенте химического загрязнения (суммарная токсическая нагрузка (Si, отн. ед.) изменялась от 1,0 до 22,78 отн. ед.), был посемейно собран семенной материал с двадцати растений T. off. f. dahlstedtiiи f. pectinatiforme. Объем выборки 120 растений.

Изучение жизнеспособности семян и металлоустойчивостипроростков проводили в рулонной культуре методом корневого теста (Растения в экстремальных…, 1983). Рулон с семенами ставили вертикально в стакан с растворомCuSО₄ разной концентрации. Повторность каждого варианта 5-кратная. Стаканы перемещали в бокс для выращивания растений с постоянной температурой 22–24 ˚С, влажностью 70-80% и освещением в течение 12 часов

Ранее была выявлена внутривидовая дифференциация в накоплении меди двумя формами одуванчика: f. dahlstedtii препятствует проникновению меди в подземные органы, но более активно транспортирует их в надземные. Вторая форма (f. pectinatiforme) накапливает и прочно удерживает ионы меди в корнях (Безель и др., 1998; Жуйкова, 1999; Позолотина и др., 2000). Вызывает интерес изучение металлоустойчивости семенного потомства этих форм, сформировавшегося в условиях различного загрязнения почв тяжелыми металлами.

Установлено, что с ростом химических загрязнений на участках энергия прорастания семян у обеих форм одуванчика уменьшается. Химическое загрязнение приводит к повышению коэффициента вариации исследуемого показателя у f. pectinatiforme, при этом изменчивость энергии прорастания разных растений у f. dahlstedtii на импактном участке не уступает фоновому.

Независимо от действующей концентрации всхожесть исследуемых форм одуванчика с ростом химического загрязнения в местах произрастания материнских растений уменьшается, что подтверждено двухфакторным дисперсионным анализом. Влияние токсической нагрузки на признак составляет 30% (F = 60,36; df = 2; 266; р < 0,001). Различие между формами одуванчика определяет 1% общей дисперсии признака (F = 4,16; df = 1; 266; р = 0,04).

Начальные этапы онтогенеза скоррелированы и не зависят от концентраций CuSO₄, на которых проращиваются семена. Возможно, отсутствие действующего влияния CuSO₄ на начальных этапах онтогенеза объясняется тем, что развитие проростков в этот период происходит за счет запасов семени, который напрямую определяется местами произрастания материнских растений.

Исследуемые концентрации раствора CuSO₄ приводят к снижению корневого прироста. У потомства с фонового участка реакция на возрастающие концентрации раствора CuSO₄ у исследуемых форм сходная, у потомства с импактного участка она различается: сильное угнетающее действие возрастающих концентраций раствора CuSO₄ характерно для f. dahlstedtii (r = – 0.63) и отсутствие такового у f. pectinatiforme. Установленный факт свидетельствует о повышенной устойчивости к ионам меди у f. pectinatiforme с импактного участка и отсутствие таковой у f. dahlstedtii.

Корневой прирост у потомства со всех участков в опытном варианте CuSO₄ (0,51 мг / л) выше у

f. pectinatiforme по сравнению с f. dahlstedtii, что обусловлено более высокой долей проростков с корневым приростом выше 11 мм. У f. dahlstedti проростки с таким корневым приростом либо отсутствуют, либо присутствуют в небольшом количестве.

В фоновых условиях и условиях среднего загрязнения почв тяжелыми металлами в местах произрастаний материнских растений более металлоустойчивое к ионам меди потомство формируется у f. dahlstedtii. У потомства с импактного участка наблюдается дифференциация: к низким концентрациям повышенная устойчивость f. dahlstedtii, а к высоким – f. pectinatiforme.

Безель В. С., Жуйкова Т. В., Позолотина В. Н. Структура ценопопуляций одуванчика и специфика накопления тяжелых металлов. // Экология. 1998. − № 5. − С. 376–382.
Жуйкова Т. В. Ценопопуляции Taraxacum officinale s.l. в условиях токсического загрязнения среды: Автореф. дис….канд. биол. наук. Екатеринбург, 1999. 26 с.
Позолотина В.Н., Безель В.С., Жуйкова Т.В. Механизмы адаптации к техногенному стрессу в ценопопуляциях растений (Taraxacum officinale s.l.) //Докл. АН. 2000. Т. 371. № 4. С. 565-568.
Растения в экстремальных условиях минерального питания: эколого-физиол. исслед. / Под ред. М. Я. Школьника, Н. В. Алексеевой-Поповой. – Л.: Наука, 1983. − 176 с.

Studied the initial ontogenesis and metallabstudios seed progeny of two morphological forms of the dandelion Taraxacum officinale Wigg. s.l., growing in areas with increasing level of chemical contamination of the soil. It is shown that the initial stages of ontogenesis are correlated, depend on the sites of the formation of seed progeny and not depend on the concentrations of the solution СиЅО4. f. dahlstedtii resistant to copper ions only at low concentrations, whereas f. pectinatiforme formed on technogenic disturbed areas shows increased metallabstudios to high concentrations СиЅО4 in solutions.