Фракционный состав тяжелых металлов в почвах и лекарственных травянистых растениях степной и лесостепной зон

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-77-10097

НазваниеФракционный состав тяжелых металлов в почвах и лекарственных травянистых растениях степной и лесостепной зон

Руководитель Чаплыгин Виктор Анатольевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" , Ростовская обл

Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-705 - География почв, геохимия ландшафтов

Ключевые слова лекарственные растения, загрязнение, микроэлементы, мониторинг, закономерности аккумуляции, трансформация, адаптация, мониторинг, формы соединений металлов

Код ГРНТИ87.21.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В условиях возрастающей техногенной нагрузки на природные ландшафты для экологического мониторинга почв и контроля безопасности произрастающих на них растений необходимы достоверные данные о механизмах аккумуляции и распределения в системе почва-растения приоритетных поллютантов – тяжелых металлов (ТМ). Еще одним важным аспектом, рассматриваемым при экологическом мониторинге, является изучение фитотоксического эффекта, оказываемого различными элементами на растения, и аллергенности пыльцы цветущих растений, подвергшихся связанным с техногенным загрязнением изменениям. Проект направлен на изучение форм соединений ТМ в почвах, их биодоступности и механизмов адаптации растений в условиях загрязнения. Объектом исследования будут почвы и дикорастущие лекарственные травянистые растения юга европейской части России и юго-востока Западной Сибири подверженные аэротехногенному загрязнению. Предметом исследования являются наиболее распространенные ТМ – Mn, Zn, Cr, Pb, Cd, Cu, Ni, поступающие в экосистему, в том числе в составе промышленных выбросов. Почвы юга европейской части России на территории Северного Приазовья представлены черноземами обыкновенными, лугово-черноземными, луговыми и аллювиальными почвами. Почвы лесостепной зоны юго-востока Западной Сибири представлены различными подтипами черноземов, дерново-подзолистых и серых лесных почв. В исследуемых регионах в изобилии произрастают лекарственные растения, эколого-биогеохимическое обследование которых приобретает особую актуальность ввиду их бесконтрольного сбора и заготовки местным населением. Будут отобраны пробы различных видов дикорастущих травянистых лекарственных растений, принадлежащих к семействам Астровые (Asteraceae), Подорожниковые (Plantaginaceae), Маковые (Papaveraceae), Крапивные (Urticaceae). Будут изучены особенности микроэлементного состава почв и дикорастущих растений, типичных для степной и лесостепной природных зон. Установлены общие закономерности и региональные особенности группового и фракционного состава соединений ТМ в почвах Юга России и юго-востока Западной Сибири. Групповой состав соединений металлов в почве, определяемый с использованием параллельных экстракций, даст возможность выявить индикаторные группы ТМ для оценки и прогноза их накопления в растениях. Фракционный состав соединений ТМ, анализируемый методом последовательных экстракций, покажет роль почвенных компонентов в закреплении металлов. На основе авторской (Сиромля, 2020) схемы фракционирования изучен состав соединений ТМ в лекарственных растениях исследуемых территорий. Будет выявлена роль фолиарного загрязнения в накоплении ТМ дикорастущими травянистыми лекарственными растениями. Изучены особенности количественного перехода рассматриваемых элементов из растительного сырья в лекарственные препараты в зависимости от способа приготовления. Определены адаптационные возможности дикорастущих растений под влиянием антропогенной нагрузки. Исследованы ультраструктурные изменения и локализация поллютантов в клетках растений. Выявлены изменения структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата и активности ферментов-антиоксидантов у дикорастущих растений под влиянием антропогенной нагрузки. Исследованы цитогенетические эффекты в корневой меристеме растений, произрастающих в условиях техногенного загрязнения различной интенсивности. Изучены свойства и структура пыльцевых зерен дикорастущих растений, произрастающих в разных условиях техногенной нагрузки и представляющих угрозу для здоровья населения наравне с загрязнением лекарственного сырья ТМ. Полученные результаты позволят сделать вывод об экологической безопасности лекарственных растений, определить взаимосвязи между содержанием ТМ в почвах и растениях, рассчитать биогеохимические коэффициенты, выявить их региональную и видовую биогеохимическую специфику. Полученные данные дадут подробную информацию о влиянии ТМ на растения на тканевом и клеточном уровнях организации. На основе комплекса картографических и геохимических методов будет проведена классификация опасности загрязнения почв и растений отдельными элементами и в совокупности, выявлены пространственные особенности моно- и полиэлементного загрязнения. Это позволит установить границы распространения опасного уровня техногенной нагрузки. Результаты данных исследований позволят полнее раскрыть закономерности аккумуляции ТМ в системе почва-растения, выявить зависимость данных процессов от специфических особенностей почв, видов растений и уровня техногенной нагрузки.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Чаплыгин В., Дудникова Т., Черникова Н., Федоренко А., Манджиева С., Федоренко Г., Сушкова С., Невидомская Д., Минкина Т., Сатишкумар П., Раджпут В.Д. Phragmites australis cav. as a bioindicator of hydromorphic soils pollution with heavy metals and polyaromatic hydrocarbons Chemosphere, Vol. 308, Part 2. 136409 (год публикации - 2022)
10.1016/j.chemosphere.2022.136409

2. Манджиева С., Чаплыгин В., Черникова Н., Федоренко А., Волошина М., Минкина Т., Раджпут В.Д., Элинсон М., Вонг М.Х. Responses of Spring Barley to Zn- and Cd-Induced Stress: Morphometric Analysis and Cytotoxicity Assay Plants, Vol. 11(23). 3332 (год публикации - 2022)
10.3390/plants11233332

3. Черникова Н.П., Чаплыгин В.А., Невидомская Д.Г., Литвинов Ю.А., Манджиева С.С., Барахов А.В., Щербаков А.П. Сукцессии растительного покрова в пойме реки Северский Донец при химическом загрязнении почвы Развитие водных транспортных магистралей в условиях глобального изменения климата на территории Российской Федерации (Евразии) («Опасные явления – IV») памяти члена-корреспондента РАН Д.Г. Матишова: материалы IV Международной научной конференции, Ростов-на-Дону: Издательство ЮНЦ РАН, 2022. – С. 362-364. (год публикации - 2022)

4. Чаплыгин В.А., Бауэр Т.В., Загурская Ю.В., Сиромля Т.И., Черникова Н.П., Волошина М.С., Яковленко А.Ю. К вопросу об элементном химическом составе тысячелистника СТЕПНАЯ ЕВРАЗИЯ – УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ: сборник материалов международного форума, Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2022. – С. 99. (год публикации - 2022)

5. Чаплыгин В.А., Бурачевская М.В., Черникова Н.П., Яковленко А.Ю., Мальцева Т.А., Барахов А.В. Накопление Cu и ПАУ в почвах и растениях территорий, подверженных техногенному загрязнению атмосферными выбросами Новочеркасской ГРЭС Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки: материалы Международной молодежной научной школы, Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2022. – С. 258-263. (год публикации - 2022)

6. Черникова Н.П., Чаплыгин В.А., Бурачевская М.В., Мальцева Т.А., Манджиева С.С., Кесвани С., Северина В.И., Бауэр Ю.В., Минкина Т.М. Оценка миграции тяжелых металлов в системе «почва – травянистые растения» Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки: материалы Международной молодежной научной школы, Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2022. – С. 267-272. (год публикации - 2022)

7. Бурачевская М.В., Чаплыгин В.А., Минкина Т.М., Бауэр Т.В., Северина В.И. Изменения фракционно-группового состава соединений свинца в условиях загрязнения почв Проблемы загрязнения объектов окружающей среды тяжелыми металлами: тр. междунар. конф., Тула: Тул. гос. пед. ун-т им. Л. Н. Толстого, 2022. – С. 151-154. (год публикации - 2022)

8. Чаплыгин В., Манджиева С., Минкина Т., Федоренко А., Черникова Н. The morphology of roots and leaves of Verbascum thapsus L. under soil pollution Abstract book 6 th International and 25 th National Conference on Environmental Health, P. 12 (год публикации - 2022)

9. Чаплыгин В., Дудникова Т., Манджиева С., Минкина Т., Барахов А., Невидомская Д., Раджпут В., Литвинов Ю., Бурачевская М., Черникова Н., Назаренко О., Барбашев А., Сушкова С. A 10-Year Ecological Monitoring of Soils and Triticum aestivum in the Impact Zone of a Power Station Agriculture, Vol. 13(3), 722 (год публикации - 2023)
10.3390/agriculture13030722

10. Виноградова Н., Глухов А., Чаплыгин В., Кумар П., Манджиева С., Минкина Т., Раджпут В.Д. The Content of Heavy Metals in Medicinal Plants in Various Environmental Conditions: A Review Horticulturae, Vol. 9, Is. 2. 239 (год публикации - 2023)
10.3390/horticulturae9020239

11. Чаплыгин В.А., Черникова Н.П., Литвинов Ю.А., Барахов А.В., Волошина М.С., Манджиева С.С., Северина В.И. Accumulation and distribution Zn and Cd in wild medicinal herbs under power station influence Abstract book International Conference on Biotechnology and Human Welfare: Vision 2030 and Beyond (ICBHW-2023), P. 29 (год публикации - 2023)

12. Чаплыгин В.А., Щербаков А.П., Барахов А.В., Лёвушкина И.Е., Черникова Н.П., Литвинов Ю.А. Содержание Cd в лекарственных травянистых растениях устья реки Дон Материалы Международной научной конференции XXVI Докучаевские молодежные чтения «Матрица почвоведения», С. 179-181. (год публикации - 2023)

13. Анджали, Кумар С., Корра Т., Тхакур Р., Арутселван Р., Кашьяп А.С., Нехела Ю., Чаплыгин В., Минкина Т., Кесвани С. Role of plant secondary metabolites in defence and transcriptional regulation in response to biotic stress Plant Stress, Vol. 8, 100154. (год публикации - 2023)
10.1016/j.stress.2023.100154

14. Виноградова Н., Виноградова Е., Чаплыгин В., Манджиева С., Кумар П., Раджпут В.Д., Минкина Т., Сет С.С., Бурачевская М., Лысенко Д., Сингх Р.К. Phenolic Compounds of the Medicinal Plants in an Anthropogenically Transformed Environment Molecules, Vol. 28(17). 6322 (год публикации - 2023)
10.3390/molecules28176322

15. Чаплыгин В.А., Черникова Н.П., Литвинов Ю.А., Барахов А.В., Волошина М.С., Манджиева С.С., Северина В. И. Accumulation and distribution Zn and Cd in wild medicinal herbs under power station influence Abstract book: Biotechnology and Human Welfare: Vision 2030 and Beyond (ICBHW-2023), P. 29 (год публикации - 2023)

16. Чаплыгин В.А., Щербаков А.П., Барахов А.В., Лёвушкина И.Е., Черникова Н.П., Литвинов Ю.А. Содержание Cd в лекарственных травянистых растениях устья реки Дон Материалы Международной научной конференции XXVI Докучаевские молодежные чтения «Матрица почвоведения», С. 179-181. (год публикации - 2023)

17. Черникова Н.П., Чаплыгин В.А., Сиромля Т.И., Манджиева С.С., Литвинов Ю.А., Лацынник Е.С., Яковленко А.Ю., Мальцева Т.А. Токсическая нагрузка на лекарственные растения импактной зоны Новочеркасской ГРЭС Материалы VII Международной научно-практической конференции "Фундаментальные и прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий", С. 276-280. (год публикации - 2023)

18. Литвинова А.В., Лысенко Д.С., Волошина М.С., Крепакова М.Р., Черникова Н.П. Влияние оксида меди на антиоксидантный статус травянистых растений Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2023», С. 119-120. (год публикации - 2023)

19. Черникова Н.П., Чаплыгин В.А., Манджиева С.С., Барахов А.В., Лацынник Е.С., Минкина Т.М., Брень Д.В., Сиромля Т.И., Литвинов Ю.А. Содержание тяжелых металлов в почвах вблизи электростанции Сборник научных трудов Всероссийской научной конференции с международным участием "Почвы и окружающая среда ", С. 697-699. (год публикации - 2023)

20. Сиромля Т.И., Чаплыгин В.А., Манджиева С.С., Черникова Н.П. Особенности фракционного состава тяжелых металлов в урбоземах г. Новосибирска Материалы II Международной научной школы для молодых ученых «Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки», С. 416-418. (год публикации - 2023)

21. Чаплыгин В.А., Манджиева С.С., Сиромля Т.И., Черникова Н.П., Литвинов Ю.А., Минкина Т.М. Цинк, свинец и кадмий в растениях тысячелистника щетинистого (Achillea Setacea) импактной зоны Новочеркасской ГРЭС Материалы Международной научной конференции II Никитинские чтения «Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии в природных и антропогенных ландшафтах», С. 552-556. (год публикации - 2023)

22. Чаплыгин В.А., Сиромля Т.И., Черникова Н.П., Лацыник Е.С., Кабашнюк П.Ю. Элементный состав лекарственных растений тысячелистника щетинистого (Achillea setacea) и подорожника большого (Plantago major) Ростовской области Материалы Международной научной конференции XXVII Докучаевские молодежные чтения «Традиции и инновации в почвоведении», С. 77-80 (год публикации - 2024)

23. Чаплыгин В., Бауэр Т., Раджпут П., Смехунов А., Кабашнюк П., Хатламаджиян А., Лацынник Е., Мелкумян А. Heavy Metals Ingress into Herbal Medicinal Raw Materials Abstract 2nd International Conference on Women in Multifaceted Research (ICWMR-2024), P. 157 (год публикации - 2024)

24. Сиромля Т.И., Манджиева С.С., Соколов А.А., Чаплыгин В.А. Изменения фракционного состава тяжелых металлов в почвах под влиянием горно-металлургической отрасли (на примере Новосибирской агломерации) Устойчивое развитие горных территорий (год публикации - 2024)

25. Черникова Н.П., Смехунов А.Е., Кабашнюк П.Ю., Яковленко А.Ю., Чаплыгин В.А., Лацынник Е.С. Аккумуляция и распределение тяжелых металлов в лекарственных растениях в условиях аэротехногенного загрязнения Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2024», С. 124-126 (год публикации - 2024)

26. Чаплыгин В.А., Бурачевская М.В., Минкина Т.М., Манджиева С.С., Сиромля Т.И., Черникова Н.П., Дудникова Т.С. Особенности накопления и распределения тяжелых металлов в почвах и лекарственных растениях импактной зоны Новочеркасской ГРЭС Почвоведение (год публикации - 2024)

27. Черникова Н., Чаплыгин В., Минкина Т., Манджиева С., Шмарева А., Кравченко Е., Сиромля Т. Fractional Composition of Cd, Pb, and Zn in Medicinal Plants at the Impact Territories of a Coal-Fired Power Station Environmental Science and Pollution Research (год публикации - 2025)

28. Константинова Е.Ю., Чаплыгин В.А., Манджиева С.С., Черникова Н.П., Минкина Т.М. Полиэлементное загрязнение почв в зоне аэротехногенного воздействия Новочеркасской ГРЭС Региональные геосистемы (год публикации - 2025)

29. Сиромля Т.И., Бурачевская М.В., Манджиева С.С., Минкина Т.М., Черникова Н.П., Барахов А.В., Чаплыгин В.А. Fractional and Group Composition of Cr, Ni, and Mn Compounds in the Main Types of Soils in Background and Contaminated Areas in the Forest-Steppe Zone in Novosibirsk Oblast Eurasian Soil Science, Vol. 58:27 (год публикации - 2025)
10.1134/S1064229324603688

30. Аллилуев И., Ахмад И., Крепакова М.Р., Минкина Т., Черникова Н., Манджиева С., Раджпут В.Д., Болдырева В., Барахов А., Чаплыгин В. Assessing the exposure of lead, cadmium, and arsenic on growth parameters and antioxidant defense system in wheat Biodegradation, Vol. 36, article number 35 (год публикации - 2025)
10.1007/s10532-025-10138-0

31. Чаплыгин В.А., Барахов А.В., Смехунов А.Е. Региональные особенности фракционного состава тяжелых металлов в растениях Материалы Международной научной конференции XXVIII Докучаевские молодежные чтения «Информационная емкость знаний о почве» , С. 126-127. (год публикации - 2025)

32. Черникова Н.П., Чаплыгин В.А., Манджиева С.С., Минкина Т.М., Константинова Е.Ю. Экологическое состояние почв зоны влияния теплоэнергетической промышленности Проблемы и перспективы устойчивого развития почвенного покрова горных и равнинных территорий : материалы Международной конференция , с. 60-61. (год публикации - 2024)

33. Чаплыгин В.А., Манджиева С.С., Черникова Н.П., Великая О.С., Литвинов Ю.А., Смехунов А.Е. Показатели защитных возможностей дикорастущих лекарственных травянистых растений зоны влияния Новочеркасской ГРЭС Проблемы и перспективы устойчивого развития почвенного покрова горных и равнинных территорий : материалы Международной конференция , С. 152-154. (год публикации - 2024)

34. Черникова Н.П., Манджиева С.С., Минкина Т.М., Чаплыгин В.А., Великая О.С., Барахов А.В., Смехунов А.Е. Фракционный состав тяжелых металлов в Cichorium Intybus при техногенной нагрузке Мониторинг, охрана и восстановление почвенных экосистем в условиях антропогенной нагрузки : сборник трудов III Международной молодежной научной школы , С. 101-102 (год публикации - 2024)

35. Кучменко Е.В., Жолудев Р.О., Меженков А.А., Литвинов Ю.А. Создание цифровой почвенной карты Ростовской области для задач агроэкологической оценки земель сельскохозяйственного назначения Проблемы и перспективы устойчивого развития почвенного покрова горных и равнинных территорий : материалы Международной конференции, С. 125-126. (год публикации - 2024)

36. Чаплыгин В.А., Черникова Н.П., Сиромля Т.И., Манджиева С.С. Сравнительный анализ валового содержания и подвижности микроэлементов в черноземах природных ландшафтов Ростовской и Новосибирской областей Почвы – опора России: тезисы докладов IX съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева , С. 554-555. (год публикации - 2024)

37. Литвинова А.В., Лысенко Д.С., Аллилуев И.А., Крепакова М. Р. Изменение физиолого – биохимических показателей пшеницы мягкой при загрязнении почвы оксидом меди Биология и экология : сборник тезисов Недели науки 79-ой научной студенческой конференции , С. 87-88. (год публикации - 2024)

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Изучены генетические ресурсы дикорастущих лекарственных растений (полынь горькая (Artemisia absinthium L.), тысячелистник щетинистый (Achillea setacea Waldst & Kit) и пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.)), а также механизмы их адаптации к техногенному загрязнению тяжелыми металлами. Растения отобраны на расстоянии 1,6 км в северо-западном направлении от Новочеркасской ГРЭС. В качестве фоновой использована территория ООПТ «Персиановская заповедная степь», не подверженная техногенному воздействию. В растениях импактной зоны методами световой и просвечивающей электронной микроскопии выявлены структурные изменения тканей корней (утолщение клеточных стенок паренхимы, эндодермы и увеличение клеток ксилемы) и листьев (дезорганизация и снижение упорядоченности клеток хлоренхимы, увеличение проводящих тканей). На субклеточном уровне установлено сохранение целостности органелл и изменение строения митохондрий, направленное на компенсацию энергетических ресурсов, необходимых для функционирования биохимических процессов в стрессовых условиях техногенного загрязнения. Наибольшие изменения отмечаются в образцах тысячелистника. Разработаны и валидированы праймеры для изучения экспрессии генов системы репарации в тканях исследуемых видов методом ПЦР в реальном времени. Показано увеличение транскрипционной активности генов LIG1, PCNA1 и POLB2 в тканях растений импактной зоны, что является одним из механизмов адаптации растений к внешним факторам, вызывающим повреждение ДНК. Установлено изменение ключевых биохимических маркеров - пролина, глутатиона и полифенолов - в побегах и корнях лекарственных растений при техногенном воздействии. Выявлено повышение содержания пролина во всех видах и органах растений, особенно в корнях, что свидетельствует о включении пролин-опосредованных осмопротекторных и антиоксидантных механизмов. Содержание глутатиона демонстрировало органоспецифическую и видовую вариабельность: снижение в побегах и корнях на 23% и 31% у тысячелистника, а также в побегах полыни на 39% и увеличение в корнях на 50%, тогда как у пижмы изменений не выявлено. Наблюдалось снижение концентрации полифенолов на 22% в побегах пижмы и до 83% в корнях тысячелистника, указывающее на истощение антиоксидантных запасов. Исследование выявило видоспецифичные и тканезависимые изменения активности ключевых антиоксидантных ферментов у полыни, тысячелистника и пижмы под воздействием аэротехногенного загрязнения НчГРЭС. Максимальные изменения отмечены у пижмы: в побегах активность каталазы и гваяколпероксидазы увеличилась в 5,5 и 4,5 раза, соответственно, а аскорбатпероксидазы – в 2 раза. У полыни в корнях зафиксирован рост активности супероксиддисмутазы на 39%, каталазы на 97% и аскорбатпероксидазы на 50%, тогда как у тысячелистника в побегах снизились активность супероксиддисмутазы на 44% и аскорбатпероксидазы на 40%. Тканевая дифференциация проявилась в противоположных тенденциях для гваяколпероксидазы: в корнях полыни и тысячелистника ее активность снизилась на 40% и 56%, а у пижмы выросла на 53%. Результаты указывают на видоспецифичные механизмы антиоксидантной защиты, связанные с компенсацией окислительного стресса, индуцированного техногенным воздействием. Изучено влияние загрязнения тяжелыми металлами на структурно-функциональные параметры фотосинтетического аппарата дикорастущих лекарственных растений. Выявлено у тысячелистника снижение концентрации каротиноидов на 14% при стабильном содержании хлорофиллов, деформация мембранных структур, снижение плотности стромы, сокращение и хаотичность гран, указывающее на снижение защитных возможностей и устойчивости к окислительному стрессу. Незначительные ультраструктурные изменения хлоропластов (их форма и размер, количество пластоглобул) у пижмы и полыни, увеличение содержания каротиноидов на 24% и 46% и отсутствие изменений в содержании хлорофиллов a и b, свидетельствует о высокой эффективности механизмов детоксикации и сохранении функциональной целостности фотосинтетического аппарата. Проведен аэропалинологический мониторинг исследуемых территорий в течение 2-х месяцев и построены календари пыления аллергенных растений. На импактной территории НчГРЭС в отличие от ООПТ установлены повышенные концентрации пыльцы (100-1000 ПЗ/м3) полыни, подсолнечника, циклахены и растений семейства Маревые, что может способствовать увеличению антигенной нагрузки и трансформации аллергических заболеваний в более тяжелые формы. Методом сканирующей электронной микроскопии выявлено отсутствие значимых изменений в качественных и количественных признаках морфологии пыльцевых зерен лекарственных видов, произрастающих вблизи НчГРЭС, однако наблюдалось снижение их фертильности, особенно у тысячелистника. Определен элементный состав пыльцевых зерен методом микрорентгенофлуоресцентного анализа. Большую долю занимали макроэлементы Са, К, Cl, Si, P, S и Fe. Содержание тяжелых металлов в пыльцевых зернах территории ООПТ составило не более 0,5 %, при этом Cd и Pb находились ниже пределов обнаружения, а в импактной зоне их содержание увеличилось и составило 0,4-1,6 % для Ni, Zn и Pb, 0,2-0,8 % для Cr, Mn, Cu, а для Cd – 0,1-0,2 %. Проанализировано порядка 28 цитоморфометрических параметров корней и листьев растений, характеризующих морфофункциональное состояние тканей и клеток. У пижмы и тысячелистника импактной территории НчГРЭС наблюдалось увеличение количества клеток коры и сохранение их размера по сравнению с растениями ООПТ, тогда как у полыни количество клеток снижалось в 2 раза за счет увеличения их размера в 2 раза. Площадь столбчатой и губчатой хлоренхимы растений НчГРЭС снижается у полыни и пижмы и увеличивается у тысячелистника, при этом параметры размера клеток хлоренхимы независимо от ее типа, количества устьиц и хлоропластов значительно не отличаются от параметров растений ООПТ. С использованием информационно-энтропийного анализа выявлена высокая устойчивость полыни и пижмы с сохранением 83-87% структурного запаса и уровнем упорядоченности клеток хлоренхимы, тогда как тысячелистник характеризовался меньшей устойчивостью, находясь на грани потери структурной целостности. За отчетный период опубликовано 7 статей с учетом квартилей в зарубежных (2 статьи Q1) и ведущих российских (1 статья Q2) изданиях, индексируемых Scopus и Web of Science, размещена 1 новость в СМИ, представлено 7 докладов на международных и всероссийских конференциях.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Проект посвящен изучению закономерностей аккумуляции, трансформации и миграции соединений тяжелых металлов в системе почва-растения, а также выявления механизмов устойчивости лекарственных растений к токсическому действию поллютантов. Результаты проекта имеют значительный потенциал для применения в экономике и социальной сфере Российской Федерации, включая формирование научно-технологических заделов, способствующих экономическому росту и социальному развитию: 1. Совершенствование нормативной базы и повышение качества лекарственного растительного сырья. Разработанный комплексный подход (сочетание химического фракционирования, генетических, биохимических и микроскопических методов) позволяет более точно оценивать содержание тяжелых металлов в лекарственных растениях. Полученные данные показали, что в отвары и настойки переходит менее 50% от общего содержания тяжелых металлов, что указывает на необходимость пересмотра нормативов Государственной Фармакопеи. Результаты проекта могут лечь в основу новых региональных нормативов содержания тяжелых металлов в лекарственном сырье, что повысит его безопасность для потребителей и снизит риски для здоровья населения. Возможность сертификации и стандартизации растительных препаратов с учетом реальной биодоступности металлов. 2. Развитие фармацевтической и агропромышленной отраслей. Выявление механизмов устойчивости растений к тяжелым металлам открывает перспективы для выращивания более безопасных видов лекарственных растений в условиях техногенного загрязнения. Разработка экологически чистых технологий сбора и переработки сырья с минимальным содержанием токсичных элементов. Создание новых биодобавок и фитопрепаратов с контролируемым содержанием металлов, что повысит их экспортный потенциал. 3. Экологический мониторинг и прогнозирование аллергенной нагрузки. Полученные данные о влиянии тяжелых металлов на аллергенность пыльцы растений могут быть использованы при палионологических исследованиях для корректировки санитарно-гигиенических норм в городских и промышленных зонах. Прогнозирования сезонных всплесков аллергических заболеваний и разработки превентивных мер. Результаты геоботанических исследований помогут в планировании экологически безопасных территорий и снижении техногенной нагрузки на природные экосистемы. Таким образом, реализация результатов проекта обеспечит социально-экономические выгоды за счет повышения экологической безопасности, улучшения здоровья населения и развития наукоемких отраслей экономики.