The Effect of UV-B Radiation on the Antioxidant System in the Peltigera aphthosa and Peltigera rufescens Lichens

Abstract

Ultraviolet (UV) radiation is the short wavelength region of the solar spectrum. The high-energy photons of UV-B (280–315 nm) are potentially dangerous for all living organisms. The effect of UV-B radiation on lichens has not been studied sufficiently. We conducted a comparative study of the effects of the long-term (10 d) exposure to the environmentally realistic dose of UV-B radiation on the accumulation of lipid peroxidation products (TBARS), H2O2 content, superoxide dismutase (SOD) activity, and respiration rate in Peltigera aphthosa from the forest community and Peltigera rufescens from the open spaces of floodplain meadow. The H2O2 content and the SOD activity were found to increase in the thalli of P. rufescens. The TBARS content in the UV-B treated thalli of P. rufescens did not differ from the control thalli and was 2.5 times higher than in P. aphthosa. In P. aphthosa thalli, SOD activity did not change after UV-B exposure, and TBARS content increased by 33 % with an increase in the total UV-B dose. Both lichens exhibited an increase in the alternative respiratory pathway (AP) activity and a decrease in the ratio of the main (cytochrome) pathway to the energy low efficient AP. The AP involvement was more pronounced in P. aphthosa. The results of our study indicate the species-specific response in lichens and differences in their resistance to oxidative stress, which were due to adaptation to the light conditions in the typical habitats of these species

Ультрафиолетовая (УФ) радиация относится к коротковолновой части солнечного спектра. Высокоэнергетические фотоны УФ-B‑излучения (280–315 нм) потенциально опасны для всех живых клеток. Реакция лишайников на УФ-В‑излучение исследована недостаточно. Мы провели сравнительное изучение влияния длительного действия экологически обоснованной дозы УФ-B‑радиации на накопление продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), содержание Н2О2, активность cупероксиддисмутазы (СОД) и дыхание талломов Peltigera aphthosa из лесного сообщества и Peltigera rufescens, обитающей на хорошо инсолируемых участках пойменного луга. Выявили повышение содержания Н2О2 и активности СОД в талломах P. rufescens, экспонированных к УФ-В. Содержание продуктов ПОЛ в импактных талломах P. rufescens не отличалось от контроля и было в 2,5 раза выше по сравнению с P. aphthosa. Уровень активности СОД в талломах P. aphthosa не изменялся, но содержание продуктов ПОЛ возрастало на 33 % с увеличением суммарной дозы УФ-В. У обоих видов лишайников отмечали повышение активности альтернативного пути (АП) дыхания, что приводило к изменению соотношения основного (цитохромного) и энергетически малоэффективного АП. Вовлечение АП было сильнее выражено у P. aphthosa. Результаты исследования свидетельствуют о видовой специфичности реакции лишайников на воздействие УФ-В‑излучения, а также указывают на различия в их устойчивости к окислительному стрессу, обусловленные приуроченностью видов к местообитаниям с разным режимом освещенности