Исследование биологической активности селена на проростках

Исследование биологической активности селена на проростках пшеницы.
Е.З. Усубова
Научный руководитель – Т.К. Захарова, к.б.н., доцент
Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева,
г. Красноярск.
Селен как элемент был открыт шведским химиком Я.Берцелиусом в 1917 г. и
назван так в честь Луны. До недавнего времени селен и его соединения рассматривались
только в одном аспекте: регистрировались и изучались механизмы его токсичности.
С середины 50-х годов стало появляться все больше работ, где исследователи с
немалым удивлением констатировали у животных и человека вероятность развития
заболеваний, в основе которых лежит дефицит поступления селена в организм. Однако,
прямое внесение селена в продукты питания значительно увеличивает риск токсикозов.
Таким образом, появляется необходимость обогащения растений селеном. Основными
поставщиками селена для человека можно считать зерновые (в первую очередь,
пшеницу), вследствие их особого содержания в суточном рационе человека. Все
исследования по селену сводятся к изучению его влияния на животных и человека, но в
литературных источниках мало сведений о влиянии селена на растительные организмы,
начиная с обработки семян, их прорастания, влияния на морфологию, анатомию,
физиологические и биохимические процессы в организме. В связи с этим целью
исследований явилось изучение влияния селена на некоторые физиологические функции рост растений, чтобы можно было использовать полученные данные для выработки
дифференцированного подхода к обогащению растений этим микроэлементом.
Задачи:
1. Изучить литературные источники по данному вопросу.
2. Установить влияние селена на энергию прорастания и всхожесть проростков
пшеницы.
3. Установить концентрации селена, положительно и отрицательно влияющие на
рост проростков пшеницы.
Объект изучения - пшеница, сорта Тулунская-12, Скала, Новосибирская.
Методика исследования. Для закладки опыта выбирались зерновки примерно
одинакового размера в количестве 50 штук, которые помещались в чашки Петри и
заливались водными растворами селенита натрия с концентрациями 0,5%; 0,1%; 0,05%;
0,01%; 0,005%; 0,001% в объеме 15 мл в каждом варианте. Контрольные зерновки
заливались дистиллированной водой. Время пребывания в селените натрия – 24 часа,
затем семена, отмытые от селенита натрия, проращивались на дистиллированной воде. На
третий день определялась энергия прорастания, на седьмые сутки определялась
всхожесть, а также производились замеры длины корней и проростков пшеницы.
Проведено 10 повторностей опыта. В каждом варианте повторностей измеряли длину
корней и ростков у 10 растений. Средние результаты отображены в таблицах.
Полученные результаты изменений в опытах сравнивались с контрольными данными,
принятыми за 100%.
Результаты исследований.
В контроле энергия прорастания составила 98%. В концентрациях 0,001%; 0,005%
и 0,01% энергия прорастания составила 96%. Определение всхожести семян на седьмые
сутки показало, что при концентрациях селенита натрия 0,05 %; 0,1 %; 0,5% происходит
гибель зерновок – всхожесть составила соответственно 6 %, 4 %, 0 %. Сами зерновки
окрасились в розовый цвет. При концентрациях 0,001%; 0,005% и 0,01% зерновки
прорастают хорошо. Измерение длины корней показало их увеличение при концентрации
0,005% на 16,4 % (длина корней в среднем составляет 7,8 см) в сравнении с контролем
(длина корней в среднем составляет 6,7 см). Данные представлены в таблице 1 и на
диаграмме (Рис.1)
Таблица 1
Влияние селена на энергию прорастания и всхожесть зерновок пшеницы
варианты
Энергия
прорастания
Всхожесть
Контроль
98%
76%
0,001% селенит натрия
96%
74%
0,005% селенит натрия
96%
76%
0,01% селенит натрия
96%
68%
0,05% селенит натрия
64%
6%
0,1% селенит натрия
42%
4%
0,5% селенит натрия
0%
0%
Из таблицы видно, что энергия прорастания и всхожесть мало чем отличаются: нет
ускоренного прорастания зерен, лишь при низких концентрациях (0,001%; 0,005% и
0,01%) энергия прорастания и всхожесть приближаются к контролю (98%). При высоких
концентрациях (0,05 %; 0,1 %; 0,5%) идет резкое снижение энергии прорастания и
всхожести зерновок пшеницы.
Также нами проводились исследования по влиянию селена на разные сорта
пшеницы: Тулунская-12, Скала, Новосибирская. Сортовые различия по влиянию селена
представлены в таблице 2 и 3.
Таблица 2
Влияние селена на энергию прорастания и всхожесть зерновок пшеницы разных
сортов
прорастания
всхожесть
0,005%
Энергия
прорастания
Энергия
0, 004%
всхожесть
прорастания
Энергия
Контроль
всхожесть
Сорт
Тулунская -12
100 %
96 %
95 %
95 %
100 %
92 %
Скала
100 %
82 %
100 %
98 %
100 %
94 %
Новосибирская
100 %
96 %
98 %
96 %
100 %
92%
Из таблицы видна незначительная разница в энергии прорастания и всхожести
зерновок пшеницы сортов Тулунская -12, Скала, Новосибирская при обработке их
растворами селенита натрия в концентрациях 0,004% и 0,005%.
Таблица 3
Влияние селена на длину корней проростков пшеницы разных сортов
Сорт
Контроль
0, 004%
0,005%
Тулунская -12
5,63 см
7,75 см
9,32 см
Скала
7,3 см
9,67 см
9,31 см
Новосибирская
7,59 см
8,42 см
8,61 см
Из таблицы видно увеличение длины корней в зависимости от сорта: Тулунская 12
длина корней составляет 5,63 см, Скала – 7,3 см, Новосибирская – 7,59 см. При
прорастании зерновок пшеницы сорта Тулунская -12 в водном растворе селенита натрия
с концентрацией 0,004% длина корней увеличивается на 29,7% в сравнении с контролем,
а с концентрацией 0,005% - на 34,8 %. При прорастании зерновок пшеницы сорта
Новосибирская также происходит увеличение длины корней при прорастании в водном
растворе селенита натрия от 8,64% до 24,77%.Однако при прорастании зерновок
пшеницы сорта Скала в водном растворе селенита натрия с концентрацией 0,005%
отмечается замедление роста корней в сравнении с контролем на 7,62%.
Следовательно, мы установили способность зерновок пшеницы поглощать селен
из водных растворов, однако остается проблема – какое количество селена поглощается
зерновками пшеницы.
Выводы
1. Установлено, что часть селена из водных растворов поглощается пшеницей.
2. Определены концентрации селена, которые отрицательно действуют на
проростки пшеницы (0,05 %; 0,1 %; 0,5%).
3. Выявлены
концентрации
селена,
которые
положительно
влияют
на
прорастание семян и рост корней (0,001%; 0,005% и 0,01%).
Использованные концентрации селенита натрия (0,004% и 0,005%) не оказывают
существенного влияния на энергию прорастания зерен.
Таким образом, полученные результаты по прорастанию зерновок пшеницы под
действием различных концентраций селенита натрия указывают на перспективность
изучения этого микроэлемента. Учитывая хорошую способность зерновок пшеницы
поглощать селен из селенита натрия, можно предположить, что пшеница является
хорошим накопителем селена, следовательно, употребляя проростки пшеницы в пищу,
человек может обогатить себя этим элементом, выполняющим, как известно, роль
антиоксиданта.