Наукова робота

Наукова робота на кафедрі зосереджена у двох напрямах.

Перший напрям – у галузі фізіології та біохімії росту рослин.

Під керівництвом проф. О.І.Терек успішно розвивається вивчення фізіолого-біохімічних основ росту рослин, започатковане ще колишнім завідувачем кафедри проф. С.О.Гребінським. Проведено комплексне вивчення дії фізіологічно активних речовин на складний інтегральний процес – ріст рослин на моделях різного рівня складності (клітинного, тканинного, органного, комплексу органів і цілісного організму) у зв’язку з азотним метаболізмом, що дозволяє конкретизувати теоретичні положення реалізації росту рослин. Розроблена концепція існування в рослинах гормонального поля з певним градієнтом окремих компонентів і їх рецепторів, яке відіграє важливу роль у регулюванні морфогенетичних та фізіологічних процесів у рослині. Показані складні взаємозалежності між окремими клітинами, тканинами й органами інтактних рослин, які пов’язані з переорієнтацією метаболічних пулів в онтогенезі та зі змінами рівня ендогенних фітогормонів у атрагуючих центрах.

З’ясовано, що високі концентрації синтетичних аналогів фітогормонів (6-БАП, α-НОК) викликають морфологічні зміни в коренях рослин, що зумовлено втратою клітинами полярності, і призводять до ізодіаметричного росту. У клітинах відбувається деструкція гормонального поля та порушення синтетичних процесів.

Проведено також вивчення механізму дії нових регуляторів росту українського виробництва – івіну, емістиму та агростимуліну, які синтезовані в Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України. Встановлено, що для івіну властивий ауксиновий тип активності, для емістиму – цитокініновий, а для агростимуліну – обидва типи активності. Показано, що за дії цих препаратів змінюється проникливість мембран, баланс ендогенних фітогормонів, посилюється інтенсивність синтезу білків і мітотична активність, яка зумовлює стимулювання ростових процесів. Виявлена також ефективність використання регуляторів росту івіну й емістиму С для підвищення врожайності та поліпшення якості коренеплодів моркви і пастернака, встановлені оптимальні регламенти їх застосування як елемента сучасної технології вирощування коренеплідних культур.

A

Б

Експериментальне поле з посівами моркви (А) і пастернаку (Б)


Рослини моркви сорту Карлена за дії регуляторів росту

1 – контроль, 2 – обробка посівів івіном, 3 – обробка посівів емістимом, 4 – обробка насіння і посівів івіном,

5 - обробка насіння івіном, 6 – обробка насіння і посівів емістимом С, 7 – обробка насіння емістимом С



Рослини пастернака сорту Круглий за дії регуляторів росту

1 – контроль, 2 – обробка насіння і посівів івіном, 3 – обробка насіння емістимом С,  4 – обробка насіння і посівів емістимом С,

5 – обробка посівів івіном, 6 – обробка посівів емістимом С, 7 – обробка насіння івіном.

 

Другий напрям наукових досліджень кафедри пов’язаний із вивченням впливу екологічних чинників довкілля (несприятливих температур, важких металів, викидів промисловості, нафтопродуктів) на фізіолого-біохімічні показники у рослин з метою виявлення специфічних маркерів стресу на дію різних стресорів та усунення їх негативного впливу.

На підставі вперше проведених на кафедрі комплексних досліджень (у т.ч. на клітинному рівні) за дії несприятливих чинників навколишнього середовища (гіпо- та гіпертермії, важких металів) виявлені суттєві зміни мітотичної активності, балансу ендогенних фітогормонів та іонів (К+, Са2+, Na+), поліморфізму цитоплазматичних білків і активності ферментних систем (АТФаз, пероксидаз). Показано, що фізіологічна адаптація до несприятливих чинників здійснюється за участю активації внутрішньоклітинних ресурсів і скорельована, зокрема, з індукцією синтезу специфічних стресових білків, а візуально проявляється у поступовій нормалізації росту. Модифікація синтезу білків за дії теплового шоку й іонів важких металів спричинює появу нових стресових білків, що свідчить про зміну експресії генів. Виявлена антистресова, протекторна дія регуляторів росту – синтетичного аналога фітогормону цитокініну – 6-БАП та вітчизняних регуляторів росту, зокрема, емістиму С і зеастимуліну.

Проведено також вивчення хімічного складу місцевих фосфорних і калійних добрив українських родовищ середнього Придністров’я та Рівненської області. Показано, що фосфорити та глауконіти цих родовищ мають низький вміст радіонуклідів та важких металів. Рекомендовано їх використання як екологічно чистих дешевих місцевих мінеральних добрив для підживлення сільськогосподарських і тепличних рослин.

У рамках міжфакультетської (спільно зі співробітниками геологічного факультету) держбюджетної теми з вивчення екологічної ситуації природних об’єктів, які відрізняються антропогенним навантаженням, – Яворівського військового полігону (ЯВП) та Яворівського національного природного парку (ЯНПП) – проведено визначення вмісту радіонуклідів і важких металів у ґрунтах та рослинності. Виявлено, що забруднення ґрунтів і рослин ЯВП та ЯНПП не перевищує норм ГДК. Показано, що підживлення рослин фосфоритами та глауконітами позитивно впливає на ряд фізіолого-біохімічних показників, а біологічні властивості ґрунтів поліпшують бобові рослини. Тому при можливому переході цих територій у сільськогосподарське користування рекультивації ґрунтів сприятимуть підживлення місцевими добривами та висадження бобових рослин.

З 2006 р. на кафедрі виконується госпдоговірна тема (науковий керівник доцент В.І.Баранов), метою якої є рекультивація ґрунту й озеленення породного відвалу вугільних шахт Центральної збагачувальної фабрики біля смт Соснівка Сокальського району Львівської області. Визначено хімічний склад порід відвалу, проведено його картування, виявлено рівень фітотоксичності цих порід. Проводиться підбір асортименту стійких видів рослин і дослідження впливу нетрадиційних органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин з метою їх використання для підвищення стійкості рослин.

Загальний вигляд відвалу ЦЗФ

Верхівка відвалу - перегоріла порода (червоного кольору), плато-

не перегоріла порода (чорного кольору)


Аспірантка Фецко Зоряна садить саджанці на відвалі

Останніми роками на кафедрі вивчається перспективність використання різних рослин з метою фіторекультивації забруднених нафтопродуктами та важкими металами ґрунтів і обрано найбільш стійкий довгокореневищний вид Carex hirta L. Виявлено, що вирощування рослин Carex hirta L. на нафтозабруднених ґрунтах сприяє їхньому очищенню, зростанню в них вмісту основних елементів мінерального живлення (фосфору, калію, магнію) та поліпшенню сорбційних властивостей ґрунту. При цьому у рослин активуються захисні механізми оксидативного стресу, зокрема, підвищується біосинтез аскорбінової кислоти, каротинів та інтенсивність перекисного окиснення ліпідів. Запропоновано використання екологічно пластичного і життєздатного в умовах нафтового забруднення довгокореневищного виду Carex hirta L. для очищення ґрунтів і отримано деклараційний патент на корисну модель „Спосіб очищення ґрунтів, забруднених нафтою” (пат. 16345 Україна, МПК (2006). Доведена також можливість використання рослин кукурудзи та соняшника для потреб фіторемедіації ґрунтів, забруднених важкими металами.