Show simple item record

Shiryaev, Grigory I.en
Borisova, Galina G.en
Maleva, Maria G.en
Sobenin, Artem V.en
Kumar, Adarshen
Ширяев, Г. И.ru_RU
Борисова, Г. Г.ru_RU
Малева, М. Г.ru_RU
Собенин, А. В.ru_RU
Кумар, А.ru_RU
2024-06-29T02:09:51Z
2024-06-29T02:09:51Z
2024-06
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/153201
Typha latifoliа (broadleaf cattail) is a helophyte widely used for the treatment of wastewater and surface waters contaminated with multiple metals, including copper. At the same time, its potentials as a biomonitor and phytoremediator in habitats with ultra-high levels of copper pollution have not been sufficiently studied. To deal with this issue, the morphophysiological parameters of cattail were studied in situ at the site with extreme polymetallic pollution near the Karabash Copper Smelter (Karabash, the Chelyabinsk Region, Russia). In addition, pot-scale (ex- situ) experiment spiked with 2000 and 6000 mg Cu/kg of soil was carried out to study its seed progeny. Plants from the natural population exhibited a fairly high copper resistance and viability of seeds (germination index 40 %). The copper content in cattail organs was positively correlated with its concentration in the substrate. T. latifolia showed predominant Cu accumulation in underground organs, especially in the roots, which was 179.9 mg/kg of dry weight under natural conditions, surging to 1407.5 mg/kg of dry weight under model conditions. Helophyte seed progeny also demonstrated high copper tolerance, with biomass, leaf length, and plant height only decreasing at a copper concentration as high as 6000 mg Cu/kg soil. The content of photosynthetic pigments remained constant. An increase in the contents of hydrogen peroxide and malondialdehyde (30 % on average) was accompanied by the accumulation of non-enzymatic antioxidants and a significant decrease in the activities of catalase and ascorbate peroxidase. The highest correlation with Cu concentration in soil was observed for protein and non-protein thiols (0.76 on average, p < 0.05), which puts them forward as potential biomarkers of copper contamination. Thus, T. latifolia can be used for biomonitoring and phytoremediation (phytostabilization and rhizofiltration) not only at high, but also at ultra-high levels of copper pollutionen
Typha latifoliа (рогоз широколистный) – гелофит, широко использующийся для очистки сточных и поверхностных вод при загрязнении металлами, включая медь. В то же время возможности его использования в качестве биомонитора и фиторемедиатора местообитаний со сверхвысоким уровнем загрязнения медью изучены недостаточно. Для решения данной проблемы были исследованы морфофизиологические параметры рогоза in- situна участке с экстремальным полиметаллическим загрязнением вблизи Карабашского медеплавильного комбината (г. Карабаш, Челябинская область, Россия), а также его семенного потомства в горшечных культурах (ex- situ) при добавлении 2000 и 6000 мг Cu/кг почвы. Растения из природной популяции отличались достаточно высокой устойчивостью и жизнеспособностью семенного материала (индекс прорастания 40 %). Содержание меди в органах рогоза положительно коррелировало с ее концентрацией в субстрате. Рогоз показал преимущественное накопление меди в подземных органах, особенно в корнях: в естественных условиях ее содержание составляло 179,9 мг/кг сухого веса, в то время как в модельных условиях достигало 1407,5 мг/кг сухого веса. Семенное потомство гелофита также продемонстрировало высокую устойчивость к меди: снижение биомассы, длины листьев и высоты растений наблюдалось лишь при 6000 мг Cu/кг почвы. При этом содержание фотосинтетических пигментов оставалось на постоянном уровне. Увеличение содержания пероксида водорода и малонового диальдегида (в среднем на 30 %) сопровождалось накоплением неэнзиматических антиоксидантов и существенным снижением активности каталазы и аскорбатпероксидазы. Наиболее высокая корреляция с концентрацией меди в почве была отмечена для белковых и небелковых тиолов (в среднем 0,76, p < 0,05), что позволяет рекомендовать их в качестве биомаркеров загрязнения этим металлом. Таким образом, рогоз может быть использован для биомониторинга и фиторемедиации (фитостабилизации и ризофильтрации) не только при высоком, но и сверхвысоком уровне загрязнения медьюru_RU
enen
Journal of Siberian Federal University. Сибирский федеральный университетen
broadleaf cattailen
heavy metalsen
seed progenyen
pot-scale experimenten
photosynthetic pigmentsen
redox reactionsen
biomonitoringen
phytostabilizationen
rhizofiltrationen
рогоз широколистныйru_RU
тяжелые металлыru_RU
семенное потомствоru_RU
горшечные экспериментыru_RU
фотосинтетические пигментыru_RU
редокс- реакцииru_RU
биомониторингru_RU
фитостабилизацияru_RU
ризофильтрацияru_RU
Helophyte Typha latifolia L. as an Underestimated Biomonitor and Phytoremediator at Ultra-High Copper Concentrations: An In- Situ and Ex- Situ Study of Adaptive Responsesen
Гелофит Typha latifolia L. как недооцененный биомонитор и фи- торемедиатор при сверхвысоком содержании меди: исследова- ние адаптивных реакций in-situ и ex-situru_RU
Journal Articleen
Shiryaev, Grigory I. : Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin; Ekaterinburg, Russian Federation; ORCID: 0000-0002-1210-4283en
Borisova, Galina G. : Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin Ekaterinburg, Russian Federation; ORCID: 0000-0001-6663-9948en
Maleva, Maria G. : Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin Ekaterinburg, Russian Federation; maria.maleva@mail.ru; ORCID: 0000-0003-1686-6071en
Sobenin, Artem V. : Institute of Mining of the Ural Branch of RAS Ekaterinburg, Russian Federation; ORCID: 0000-0001-5513-5680en
Kumar, Adarsh : Gаndhi Institutе оf Tеchnology аnd Mаnagement Visаkhapatnam, Аndhra Prаdesh, Indiа; ORCID: 0000-0001-5343-0117en
Ширяев, Г. И. : Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина Российская Федерация, Екатеринбургru_RU
Борисова, Г. Г. : Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина Российская Федерация, Екатеринбургru_RU
Малева, М. Г. : Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина Российская Федерация, Екатеринбургru_RU
Собенин, А. В. : Институт горного дела Уральского отделения РАН Российская Федерация, Екатеринбургru_RU
Кумар, А.: Ганди институт технологии и менеджмента Индия, Висакхапатнам, Андхра-Прадешru_RU
190–210ru_RU
Журнал сибирского федерального университета. 2024 17(2). Journal of Siberian Federal University. Biology 2024 17(2)en
YQATDI


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record


DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
Theme by 
@mire NV