Mineral composition of the Nostoc commune soil cyanoprokaryota in the Baikal region

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The Nostoc commune Vaucher ex Bornet et Flahault soil cyanoprokaryote is a filamentous organism forming macroscopic colonies on the soil surface. This organism is capable of oxygenic photosynthesis and atmospheric nitrogen fixation, thereby contributing to the nitrogen and carbon balance of ecosystems and participating in the processes of disturbed soil recovery. The present study aimed to determine the content of mineral elements (Ca, Mg, K, Na, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Pb) in N. commune thalli growing in herbaceous plant communities of the Baikal region in areas of various anthropogenic disturbance, and to establish the effect of soil acidity on the accumulation of these elements. The elemental composition was determined by emission flame photometry and atomic absorption spectroscopy. To the best of our knowledge, the accumulation of Ca, Mg, K, Na, Na, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, and Pb in regional samples of N. commune were determined for the first time. The investigated thalli were found to contain significant amounts of Ca, Mg, K, Na, and Fe. The species can be referred to calciphiles in terms of its ability to accumulate Ca (up to 27,440 mgkg-1 abs. dry weight) and to grow on neutral and alkaline soils. N. Commune outperforms vascular plants in terms of Fe accumulation (on average, 2112 mgkg-1). Significant differences were observed in the content of the studied elements in N. commune collected from different sites. N. commune thalli growing in the vicinity of a highway contained Pb, Cu, Zn, Cd, Ca, Mg, and Na in increased amounts. Under lower soil acidity, the species was found to accumulate more Ca, Mg, and Cd. Under increased soil acidity, N. commune thalli accumulate Fe, Mn, and K. A significant correlation between the content of these elements in N. commune and the acidity of the upper soil horizons was revealed.

Авторлар туралы

I. Egorova

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry SB RAS

Email: egorova@sifibr.irk.ru

O. Shergina

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry SB RAS

Email: sherolga80@mail.ru

G. Tupikova

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry SB RAS

Email: galina93shambueva@mail.ru

Әдебиет тізімі

  1. Санина Н.Б., Чупарина Е.В., Нестерова А.А. Химический состав растительности Байкальского биосферного заповедника (в связи с проблемой деградации пихтовых лесов северного склона хр. Хамар-Дабан) // Сибирский экологический журнал. 2004. Т. 11. N 1. С. 57-65.
  2. Белоголова Г.А., Коваль П.В., Матяшенко Г.В., Гуничева Т.Н., Чупарина Е.В. Распределение макроэлементов в растениях Южного Прибайкалья // Сибирский экологический журнал. 2006. Т. 13. N 3. С. 359-396.
  3. Куликова Н.Н., Парадина Л.Ф., Сутурин А.Н., Таничева И.В., Ижболдина Л.А., Ханаев И.В.. Микроэлементный состав круглогодично вегетирующих макроводорослей каменистой литорали оз. Байкал (Россия) // Альгология. 2008. Т. 18. N 3. С. 244-255.
  4. Гребенщикова В.И., Китаев Н.А., Лустенберг Э.Е., Медведев В.И., Ломоносов И.С., Карчевский А.Н. Распределение радиоактивных элементов в окружающей среде Прибайкалья (Сообщение 1. Уран) // Сибирский экологический журнал. 2009. Т. 16. N 1. С. 17-28.
  5. Гребенщикова В.И., Китаев Н.А., Лустенберг Э.Е., Медведев В.И., Ломоносов И.С., Карчевский А.Н. Распределение радиоактивных элементов в окружающей среде Прибайкалья (Сообщение 2. Торий и цезий-137) // Сибирский экологический журнал. 2010. Т. 17. N 3. С. 493-503.
  6. Нечаева Е.Г., Белозерцева И.А., Напрасникова Е.В., Воробьева И.Б., Давыдова Н.Д., Дубынина С.С.. Мониторинг и прогнозирование вещественно-динамического состояния геосистем Сибирских регионов: монография. Новосибирск: Наука, 2010. 315 с.
  7. Павлова Л.А., Ткаченко А.В., Горегляд А.В., Кузьмин М.И. Особенности изучения элементного состава (неорганических компонентов) створок диатомовых водорослей методом РСМА // Методы и объекты химического анализа. 2014. Т. 9. N 2. С. 65-72.
  8. Сосорова С.Б., Меркушева М.Г., Убугунов Л.Л. Содержание микроэлементов в лекарственных растениях разных экосистем озера Котокельского (Западное Забайкалье) // Химия растительного сырья. 2016. N 2. С. 53-59. https://doi.org/10.14258/jcprm.201602697.
  9. Шветцов С.Г., Воронин В.И. Распределение урана и тория в почве и растениях Восточной Сибири (Иркутская область) // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2019. Т. 12. N 1. С. 86-100. https://doi.org/10.17516/1997-13890035.
  10. Шергина О.В., Михайлова Т.А., Калугина О.В. Изменение биогеохимических показателей в сосновых лесах при техногенном загрязнении // Сибирский лесной журнал. 2018. N 4. С. 29-38. https://doi.org/10.15372/SJFS20180404.
  11. Bogush A.A., Bobrov V.A., Klimin M.A., Bychinskii V.A., Leonova G.A., Krivonogov S.K., et al. Sedimentation and accumulation of elements in the Vydrino Peat Bog (Southern Baikal Region) // Russian Geology and Geophysics. 2019. Vol. 60, no. 2. P. 163175. https://doi.org/10.15372/RGG2019012.
  12. Shiretorova V.G., Zhigzhitzhapova S.V., Dylenova E.P., Radnaeva L.D. Accumulation of heavy metals in aquatic vegetation of the Barguzin River // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 169. P. 01018. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016901018.
  13. Кашин В.К. Содержание микроэлементов в пырее в Западном Забайкалье // Агрохимия. 2020. N 3. С. 55-61. https://doi.org/10.31857/S0002188120030072.
  14. Егорова И.Н., Шамбуева Г.С., Шергина О.В., Шинен Н. К экологии Nostoc commune (Cyanoprokaryota) из Южной Сибири и Монголии // Сибирский лесной журнал. 2019. N 1. С. 16-29. https://doi.org/10.15372/SJFS20190102.
  15. Егорова И.Н., Коновалов М.С., Шергина О.В., Дударева Н.В., Тупикова Г.С. Ассоциации водорослей и мохообразных рода Hedwigia P. Beauv. в горной тайге Хэнтэя (Забайкальский край, Россия) // Сибирский лесной журнал. 2020. N 6. С. 64-80. https://doi.org/10.15372/SJFS20200606.
  16. Obana S., Miyamoto K., Motita S., Ohmori M., Inubushi K. Effect of Nostoc sp. on soil characteristics plant growth and nutrient uptake // Journal of Applied Phycology. 2007. Vol. 19, no. 6. P. 641-646. https://doi.org/10.1007/s10811-007-9193-4.
  17. Revilla S.R., Perez J.M., Salas J.V. Evaluacion de la capacidad acumuladora de Cd(II), Pb(II) y Cr(VI) por colonias de Nostoc commune “Murmunta” // Revista de la Sociedad Qumica del Peru. 2018. Vol. 84, no. 2. P. 239-246.
  18. Wang W., Li H., Guenon R., Yang Yu., Shu X., Cheng X., et al. Geographical variability of mineral elements and stability of restrictive mineral elements in terrestrial cyanobacteria across gradients of climate, soil and atmospheric wet deposition mineral concentration // Frontiers in Microbiology. 2021. Vol. 11. P. e582655. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.582655.
  19. Флоренсов Н.А., Олюнин В.Н. Рельеф и геологическое строение // Предбайкалье и Забайкалье. М.: Наука, 1965. С. 23-90.
  20. Угланов М.Н., Бояркин В.М., Иванов И.Н., Филиппова С.А. Природно-мелиоративные условия в лесостепных районах Восточной Сибири. Иркутск: ИГУ, 1990. 160 с.
  21. Болышев Н.Н. Водоросли и их роль в образовании почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1968. 84 с.
  22. Patova E.N., Sivkov M.D. Accumulation of heavy metals by Nostoc commune Vauch. ex Bornet et Flahault (Cya noproka ryota) in terrestrial tundra ecosystems of the Russian Arctic // Algological Studies. 2003. Vol. 109, no. 1. P. 469-473. https://doi.org/10.1127/1864-1318/2003/0109-0469.
  23. Diao Y., Han H., Zhang D., Zhou Ji., Yang Z. Determination of nine microelements in Nostoc commune Vauch by ICP-AES // Advanced Materials Research. 2012. Vol. 518-523. P. 5020-5023. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.518-523.5020.
  24. Горностаева E.A., Фокина Ф.И., Кондакова Л.В., Огородникова С.Ю., Домрачева Л.И., Лаптев Д.С.. Потенциал природных биопленок Nostoc commune как сорбентов тяжелых металлов в водной среде // Вода: химия и экология. 2013. N 1. С. 93-101.
  25. Hoktha P., Kaewmekha A. Determination of heavy metal (Pb, Cd and Zn) in blue-green algae (Nostoc commune) by atomic absorption spectrophotometry // International Journal of Advances in Science Engineering and Technology. 2016. Vol. 3. P. 1-2.
  26. Кашин В.К. Особенности накопления микроэлементов степной растительностью Западного Забайкалья // Агрохимия. 2014. N 6. С. 69-76.
  27. Ермолаев В.И. Экологические особенности и значение Nostoc commune F. ulvaceum Elenk. // Экология. 1979. N 4. С. 90-92.
  28. Козлова А.А., Кузьмин В.А., Напрасникова Е.В. Функционирование почв в бугристо-западинных экосистемах Верхнего Приангарья // Сибирский экологический журнал. 2010. N 3. С. 407-417.
  29. Убугунов Л.Л., Гынинова А.Б., Белозерцева И.А., Доржготов Д., Убугунова В.И., Сороковой А.А.. Географические закономерности распределения почв на водосборной территории оз. Байкал (к карте «почвы бассейна оз. Байкал») // Природа Внутренней Азии. 2018. N 2. С. 8-26.
  30. Намзалов Б.Б. Экстразональные степные явления в горах Южной Сибири: особенности пространственной организации, очаги новейшего видообразования и ценогенеза // Сибирский экологический журнал. 2020. N 5. С. 600-611. https://doi.org/10.15372/SEJ20200504.
  31. Егорова И.Н., Тупикова Г.С., Шергина О.В., Казановский С.Г. Дополнительные сведения о водорослях почв степных фитоценозов Предбайкалья // Разнообразие почв и биоты Северной и Центральной Азии: материалы IV Всероссийской научной конференции с международным участием (г. Улан-Удэ, 1518 июня 2021 г.). Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2021. С. 153-156.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».