Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 83242 10.29039/rusjbpc.2023.0613 БИОФИЗИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ BIOPHYSICAL ECOLOGY AND BIOLOGICAL RESOURCES БИОФИЗИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ACTION OF EXTRACTS FROM ARTEMİSİA L. ON THE PLASMATIC MEMBRANE UNDER STRESS CONDITIONS ДЕЙСТВИЕ ЭКСТРАКТОВ ИЗ ARTEMİSİA L. НА ПЛАЗМАТИЧЕСКУЮ МЕМБРАНУ В УСЛОВИЯХ СТРЕССА Бабаева Г. Х. Babayeva G. Kh. gulnarababaeva112@gmail.com Мусаев Н. А. Musayev N. A. nagi.musayev@hotmail.com Институт ботаники Баку Азербайджан Institute of Botany Baku Azerbaijan Бакинский государственный университет Баку Азербайджан Baku State University Baku Azerbaijan 21 05 2024 21 05 2024 8 2 219 23 13 07 2023 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/83242/view

Вероятно, что биоактивные соединения растений являются модификаторами структурно-функциональных свойств плазматической мембраны клеток при контаминации ТМ. Целью настоящей работы было проверить защитное действие экстрактов из видов Artemisia L., обладающих высоким адаптационным потенциалом к различным почвенным загрязнениям, на электрические свойства клеток водорослей при воздействии ТМ. Экстракты растений полыни выделяли из надземных частей A. scoparia и A. szovitsiana путем гидролиза ацетоном. С помощью микроэлектродной техники изучены закономерности изменения мембранного потенциала и мембранной резистентности плазмалеммы Сhara gymnophylla и Nitella flexilis под влиянием Cd, Cu, Zn, Pb и экстрактов из видов Artemisia. Выявлен статистически достоверный гиперполяризующий эффект экстрактов A. szovitsiana и A. scoparia по отношению к Zn и Pb соответственно. Устранение экстрактами определяло снижение проводимости мембраны, вызванное Cd и Zn, а также повышение проводимости Cu. Хотя замечено, что высокая способность к накоплению ТМ видов Artemisia L. не связана с защитным действием их экстрактов на проводимость мембран, они могут быть потенциальным источником для поиска новых химических соединений, способных индуцировать устойчивость растений к стрессовым воздействиям.

Plant bioactive compounds are supposed to be the modifiers of structural-functional properties of cell plasma membrane under HM contamination. To test a protective effect of extracts from Artemisia L. species, possessing high adaptive potential to different soil contaminations, on electrical properties of algae cells under HM treatments was the aim of the present work. Extracts from Artemisia plants were isolated from above-ground parts of A.scoparia and A.szovitsiana by acetone hydrolyzation. Microelectrode techniques were used to study the regularities of change of membrane potential and membrane resistance of Chara gymnophylla and Nitella flexilis plasmalemma under influence of Cd, Cu, Zn, Pb and the extracts from Artemisia species. Statistically reliable hyperpolarizing effect of A.szovitsiana and A.scoparia extracts in relation to Zn and Pb was revealed, respectively. Elimination by extracts a decrease of membrane conductivity caused by Cd and Zn and also an increase of conductivity by Cu was determined. Though a high HM accumulation capacity of Artemisia L. species is noticed to not connect with protective effect of their extracts on membrane conductivity, they can be a potential source for the searching new chemical compounds which are capable to induce the plant tolerance to stress impacts.

 тяжелые металлы экстракты Artemisia L. плазматическая мембрана Chara gymnophylla и Nitella flexilis защитный эффект аккумуляционная способность Азербайджан Heavy metals extracts from Artemisia L. plasma membrane of Chara gymnophylla and Nitella flexilis protective effect accumulation capacity Azerbaijan

National Strategy and Action Plan on Conservation and Sustainable Use of Biodiversity in the Republic of Azerbaijan, Baku, 2006. National Strategy and Action Plan on Conservation and Sustainable Use of Biodiversity in the Republic of Azerbaijan, Baku, 2006. Валиев Р.Ш., Ольшанская Л.Н. Некоторые физиологические аспекты фитоэкстракции тяжелых металлов. Химия и химическая технология, 2016 т. 59, вып. 1, с. 30-35. Valiev R.Sh., Olshanskaya L.N. Some cases of application of phytoextraction of metals. Chemistry and chemical technology, 2016, vol. 59, iss. 1, pp. 30-35 (In Russ.). Казнина Н.М., Титов А.Ф. Влияние кадмия на физиологические процессы и продуктивность растений семейства Poaceae. Успехи современной биологии, 2013, т. 133, № 6, с. 588-603. Kaznina N.M., Titov A.F. Effect of cadmium on physiological processes and productivity of plants of the Poaceae family. Advances in modern biology, 2013, vol. 133, no. 6, pp. 588-603 (In Russ.). Титов А.Ф., Казнина Н.М., Таланова В.В. Тяжелые металлы и растения. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2014, 196 с. Titov A.F., Kaznina N.M., Talanova V.V. Heavy metals and plants. Petrozavodsk: Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2014, 196 p. (In Russ.). Шергина О.В., Михайлова Т.А. Фитоэкстракция тяжелых металлов травянистыми растениями на техногенных почвах. Химия растительного сырья, 2022, № 4, с. 311-320. Shergina O.V., Mikhailova T.A. Phytoextraction of heavy metals by herbaceous plants on technogenic soils. Chemistry of plant raw materials, 2022, no. 4, pp. 311-320 (In Russ.). Ali-zade V.M., Sokolik A.I., Musayev N.A. et al. Effect of extracts from Artemisia scoparia and Artemisia szovitisiana on membrane potential of Chara gymnophylla cells treated by Zn. Proceedings of IV International Scientific Conference on “Regulation of growth, development and productivity of plants”, Belarus, Minsk, 2005, pp. 14-15. Ali-zade V.M., Sokolik A.I., Musayev N.A. et al. Effect of extracts from Artemisia scoparia and Artemisia szovitisiana on membrane potential of Chara gymnophylla cells treated by Zn. Proceedings of IV International Scientific Conference on “Regulation of growth, development and productivity of plants”, Belarus, Minsk, 2005, pp. 14-15. Takeda R., Yoshimura N., Matsumoto S. et al. Accumulation of heavy metals by Japanese weeds and their seasonal movement. Contaminated Soils, 2005, vol. 9, pp. 349-359. Takeda R., Yoshimura N., Matsumoto S. et al. Accumulation of heavy metals by Japanese weeds and their seasonal movement. Contaminated Soils, 2005, vol. 9, pp. 349-359. Серкеров С.В., Алескерова А.Х. Сесквитерпеновые лактоны Artemisia szovitsiana. Химия природных соединений 3, 1981, c. 397-398. Serkerov S.V., Aleskerova A.H., Sesquiterpene lactones of Artemisia szovitsiana. Chemistry of Natural Compounds 3,1981, pp. 397-398 (In Russ.). Hogg J., Williams E., Johnston R. A simplified method for measuring of membrane resistance of Nitella translucens. Biochim Biophys Acta, 1968, vol. 150, pp. 518-520. Hogg J., Williams E., Johnston R. A simplified method for measuring of membrane resistance of Nitella translucens. Biochim Biophys Acta, 1968, vol. 150, pp. 518-520. Singh H.P., Mittal S., Kaur S. et al. Document chemical composition and antioxidant activity of essential oil from residues of Artemisia scoparia. Food Chemistry, 2009, vol. 114, pp. 642-645. Singh H.P., Mittal S., Kaur S. et al. Document chemical composition and antioxidant activity of essential oil from residues of Artemisia scoparia. Food Chemistry, 2009, vol. 114, pp. 642-645. Singh H.P, Kaur S., Mittal S. et al. Essential oil of Artemisia scoparia inhibits plant growth by generating reactive oxygen species and causing oxidative damage. Journal of Chemical Ecology, 2009, vol. 35, no. 2, pp. 154-162. Singh H.P, Kaur S., Mittal S. et al. Essential oil of Artemisia scoparia inhibits plant growth by generating reactive oxygen species and causing oxidative damage. Journal of Chemical Ecology, 2009, vol. 35, no. 2, pp. 154-162. Li H.Y, Tang S.R, Zheng J.M. Copper contents in two plant species of Compositae growing on copper mining spoils. Nonhcun Shengtai Huanjing, 2003, vol. 19, no. 4, pp. 53-55. Li H.Y, Tang S.R, Zheng J.M. Copper contents in two plant species of Compositae growing on copper mining spoils. Nonhcun Shengtai Huanjing, 2003, vol. 19, no. 4, pp. 53-55. Evseeva S.B., Sysuev B.B. Plant raw material extracts as component of cosmetic products and formulations for topical administration the products range, the production characteristics (review). Pharmacy & Pharmacology, 2016, no. 3, pp. 4-37. Evseeva S.B., Sysuev B.B. Plant raw material extracts as component of cosmetic products and formulations for topical administration the products range, the production characteristics (review). Pharmacy & Pharmacology, 2016, no. 3, pp. 4-37.