The object of research, development or design (in Russian) : ячмень сорта Астана-2008, пшеница сорта Шортандинская-2012 и просо сорта Кредо

The object of research, development or design (in Kazakh) : арпа Астана-2008 сорты, бидай Шортанды-2012 сорты, тары Кредо сорты

Aim of work (in Russian) : цель проекта заключается в разработке инновационной технологии экспресс очищения почвы от тяжелых металлов. Исследование механизма действия гидроксиапатита на развитие растений при воздействии тяжелых металлов и изучение взаимосвязи аккумуляции пролина и аллантоина

Aim of work (in Kazakh) : жобаның мақсаты ауыр металдармен ластанған топырақты жедел тазартудың инновациялық технологиясын әзірлеу. Зерттеу жұмысының негізгі бағыты ауыр металдардың әсері кезінде өсімдіктердің дамуына гидроксиапатиттің әсер ету механизмін анықтау және пролин мен аллантоинның жиналу деңгейлері арасындағы өзара байланысты зерттеу.

Методы исследования (на русском) : активность ферментов (СОД, КАТ) определяли методом нативного гель-электрофореза с использованием соответствующих субстратов, а содержание пролина — спектрофотометрическим методом. Для определения содержания пролина использовался метод, описанный Бейтсом и соавторами (1973), с некоторыми модификациями. Примерно 0,5 г листовой ткани смешивали с 2 мл 3%-ного водного раствора сульфосалициловой кислоты (вес/объем), после чего смесь центрифугировали при 10 000 об/мин в течение 10 мин. К 2 мл полученного супернатанта добавляли по 2 мл ледяной уксусной кислоты и раствора нингидрина, после чего пробирки выдерживали на водяной бане при 100 °C в течение 60 мин. Затем их охлаждали в ледяной бане и добавляли 4 мл толуола. Образцы энергично встряхивали, доводили до комнатной температуры и измеряли оптическую плотность при 520 нм с помощью спектрофотометра. Полученные значения сравнивали со стандартной калибровочной кривой пролина, а результаты выражали в микромолях пролина на грамм сырой массы. Экспериментальные данные подвергали дисперсионному анализу (ANOVA).

Методы исследования (на казахском) : ферменттердің (СОД, КАТ) белсенділігін тиісті субстраттарды қолдана отырып, нативті гель-электрофорез әдісімен, ал пролин мөлшерін спектрофотометриялық әдіспен анықтады. Пролин мөлшерін анықтау үшін Бейтс және авторластар (1973) сипаттаған әдіс кейбір өзгерістермен қолданылды. Шамамен 0,5 г жапырақ ұлпасы 2 мл 3%-дық сульфосалицил қышқылының сулы ерітіндісімен (салмақ/көлем) араластырылып, кейін қоспа 10 000 айн/мин жылдамдықта 10 минут бойы центрифугаланды. Алынған супернатанттың 2 мл үлгісіне 2 мл мұзды сірке қышқылы мен 2 мл нингидрин ерітіндісі қосылып, пробиркалар 100 °C температурадағы су моншасында 60 минут бойы ұсталды. Одан кейін пробиркалар мұзды суда салқындатылып, 4 мл толуол қосылды. Үлгілер қарқынды шайқалып, бөлме температурасына дейін жеткізілді және 520 нм толқын ұзындығында спектрофотометр арқылы оптикалық тығыздығы өлшенді. Алынған мәндерді пролиннің стандартты калибрлеу қисығымен салыстырылып, нәтижелер шикі массаның 1 грамына шаққандағы микромоль пролин түрінде өрнектелді. Эксперименттік деректер дисперсиялық талдау арқылы (ANOVA) анықталды.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе исследования была изучена активность антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ), а также уровень накопления пролина у злаковых культур (ячмень сорта Астана-2008, пшеница сорта Шортандинская-2012 и просо сорта Кредо) при воздействии тяжёлых металлов молибдена (Mo) и вольфрама (W) в присутствии сорбента гидроксиапатита (производства «Био-Рад»). Растения подвергались воздействию растворов тяжёлых металлов различной концентрации (10 мМ, 20 мМ и 30 мМ). Результаты показали, что активность СОД и КАТ повышалась с увеличением концентрации тяжёлых металлов, максимальные значения наблюдались при 30 мМ Mo и/или W в присутствии гидроксиапатита. Использование сорбента смягчало токсическое действие металлов и способствовало поддержанию ферментативной активности на уровне, превышающем контрольные показатели. При исследовании накопления пролина установлено, что содержание пролина возрастало пропорционально концентрации тяжёлых металлов. Применение гидроксиапатита снижало токсический эффект, вероятно, стимуляции антиоксидантной системы и активации защитных механизмов растений. Научная новизна работы заключается в экспериментальном подтверждении способности гидроксиапатита регулировать антиоксидантный ответ и уровень пролина у злаковых культур при воздействии тяжёлых металлов. Полученные результаты расширяют представления о механизмах действия сорбентов на физиолого-биохимические процессы растений в условиях техногенного загрязнения.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеуде гидроксиапатит сорбентінің (Bio-Rad компаниясы шығарған) қатысуымен ауыр металдар молибден (Mo) және вольфрам (W) әсеріне ұшыраған кезде антиоксидантты ферменттер супероксиддисмутаза (СОД) және каталаза (КAT) белсенділігі, сондай-ақ дәнді дақылдардағы (арпа Астана-2008 сорты, бидай Шортанды-2012 сорты және тары Кредо сорты) пролиннің жиналуы зерттелді. Өсімдіктер әртүрлі концентрациядағы (10 мМ, 20 мМ және 30 мМ) ауыр металл ерітінділеріне ұшырады. Нәтижелер СОД және КAT белсенділігі ауыр металдар концентрациясының артуымен артатынын, гидроксиапатит қатысуымен 30 мМ Mo және/немесе W кезінде максималды мәндер байқалатынын көрсетті. Сорбентті қолдану металдардың уытты әсерін азайтты және ферментативті белсенділікті бақылау мәндерінен асатын деңгейде сақтауға көмектесті. Пролиннің жиналуын зерттеу пролин деңгейінің ауыр металдар концентрациясына пропорционалды түрде артқанын көрсетті. Гидроксиапатитті қолдану антиоксиданттық жүйені ынталандыру және өсімдіктердің қорғаныс механизмдерін белсендіру арқылы улы әсерді азайтты. Бұл зерттеудің ғылыми жаңалығы гидроксиапатиттің ауыр металдарға ұшыраған дәнді дақылдардағы антиоксиданттық реакцияны және пролин деңгейін реттеу қабілетін эксперименталды түрде растауда жатыр. Нәтижелер техногенді ластануға ұшыраған өсімдіктердің физиологиялық және биохимиялық процестеріне сорбенттердің әсер ету механизмдері туралы түсінікті кеңейтеді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : показатели эффективности сорбента: использование гидроксиапатита способствовало снижению токсического воздействия тяжёлых металлов, что выражалось в поддержании активности антиоксидантных ферментов (СОД, КАТ) и накоплении пролина у ячменя, пшеницы и проса по сравнению с растениями, обработанными только молибденом и вольфрамом. Это свидетельствует о положительном влиянии сорбента на защитные механизмы и рост растений в условиях стрессового воздействия тяжёлых металлов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : сорбенттің тиімділік көрсеткіштері: гидроксиапатитті қолдану ауыр металдардың токсиндік әсерін төмендетуге ықпал етіп, арпа, бидай және тарыда антиоксиданттық ферменттердің (СОД, КАТ) белсенділігін төмендетіп және пролиннің жинақталуының төмендеуіне әкелді, бұл тек молибден мен вольфраммен өңделген өсімдіктермен салыстырғанда айқын байқалды. Бұл сорбенттің қорғаныс механизмдеріне және ауыр металдардың стресс әсері жағдайында өсімдіктердің өсуіне оң ықпалын көрсетеді.

Level of implementation (in Russian) : предполагается возможность использования данного сорбента в сельском хозяйстве для улучшения качества почвы и восстановления здоровья растений в условиях загрязнения тяжелыми металлами. На базе полученных данных может быть разработан промышленный метод получения сорбента и его дальнейшее внедрение в агротехнические процессы.

Level of implementation (in Kazakh) : ауыр металдармен ластану жағдайында топырақтың сапасын жақсарту және өсімдіктердің өнімділігін қалпына келтіру мақсатында бұл сорбентті ауыл шаруашылығында қолдану мүмкіндігі қарастырылуда. Алынған деректер негізінде сорбентті өндірудің өнеркәсіптік әдісін әзірлеу және оны агротехникалық үдерістерге енгізу мүмкіндігі бар.

Efficiency (in Russian) : гидроксиапатит может быть экономически выгодным решением, так как его использование способствует восстановлению роста растений и снижению токсичного воздействия металлов, что, в свою очередь, повышает урожайность и качество продукции

Efficiency (in Kazakh) : гидроксиапатит экономикалық тұрғыдан тиімді шешім болуы мүмкін, себебі оны қолдану өсімдіктердің өсуін қалпына келтіруге және металдардың токсикалық әсерін төмендетуге ықпал етеді, бұл өз кезегінде өнімнің өнімділігі мен сапасын арттырады.

Field of application (in Russian) : нaучныe исслeдовaния в облaсти физиологии рaстeний, биологии, биотeхнологии.

Field of application (in Kazakh) : өсімдіктер физиологиясы, биология және биотехнология салаларындағы ғылыми зерттеулер