CC BY
67
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________________________2007, том 50, №5_______________________________
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 633.16.58 (575.3)
Член-корреспондент АН Республики Таджикистан О.А.Акназаров, К.Одилбеков ВЛИЯНИЕ УФ-РАДИАЦИИ И ГИББЕРЕЛЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА СОДЕРЖАНИЕ ЭНДОГЕННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА В ЛИСТЬЯХ РАСТЕНИЙ
Рост растений и его изменение под влиянием экологических условий среды отчасти регулируется сбалансированным взаимодействием фитогормонов и ингибиторов роста. Причем баланс между свободными фитогормонами и ингибиторами роста, с одной стороны, и соотношением свободных и связанных регуляторов - с другой, является основой гормональной регуляции ростовых процессов на разных этапах онтогенеза [1,2]. В ряде работ было показано, что экстремальное воздействие факторов среды сопровождается усилением активности ингибиторов и снижением действия стимуляторов роста растений [3,4].
Как известно, одним из ведущих факторов внешней среды является свет, который в зависимости от интенсивности и спектрального состава изменяет направленность процессов роста и развития через систему эндогенных гормонов роста. В работах ряда авторов [1-4] был показано, что при увеличении интенсивности света уменьшалась площадь листьев, увеличивалась интенсивность фотосинтеза. Подавление роста и уменьшение количества ауксинов под влиянием света высокой интенсивности изучалось и другим исследователями [5,6]. Имеются также данные, свидетельствующие о том, что при исключении УФ- радиации (УФР) из интегрального потока радиации в листьях ячменя и фасоли происходит усиление активности ауксинов, в частности индолилуксусной кислоты (ИУК) [3,4,7].
Влияние естественной и искусственной УФР на активность эндогенных регуляторов роста в сочетании с воздействием гибберелловой кислоты (ГК) на растения изучено слабо. В связи с этим задача данной работы состояла в изучении характера изменения активности эндогенных регуляторов роста у растений салата, выращенных при наличии и отсутствии УФР, а также в выяснении возможного влияния предпосевной обработки семян ГК3 на активность эндогенных регуляторов роста.
Материал и методы исследования
Опыты ставились в Памирском ботаническом саду, расположенном на высоте 2320 м над ур. моря. Объектом исследования служили растения салата (ЬаШса Байуа Ь.) сорта Берлинский.
Полевые опыты ставились по следующей схеме:
1) растения выращивались под обыкновенной полиэтиленовой пленкой, пропускающей практически всю падающую радиацию, включая УФР (контроль + УФР);
2) растения выращивались под фотостабилизированной полиэтиленовой пленкой с добавкой 2-окси-4-алкокси-бензофенона, которая не пропускала УФР Солнца короче 360 нм (опыт -УФР).
Перед посевом часть семян обрабатывалась ГК3 в концентрации 10 мг/ л, другая часть - дистиллированной водой. В искусственных условиях семена салата выращивались в стеклянных сосудах на влажной фильтровальной бумаге. Проростки находились в темноте при температуре 250С. Спустя три дня проростки облучались ультрафиолетовым светом. В качестве источника ультрафиолетовых лучей использовали лампу ДКСШ-1000, вмонтированную в лабораторном облучателе ЛОС-2. Интенсивность облучения 7 вт/м . Экспозиция облучения составляла 5 и 25 мин.
В естественных условиях состав и содержание фитогормонов - индолилуксусной кислоты (ИУК), абсцизовой кислоты (АБК) и цитокининов (ЦК) определяли в период активного роста растений, т.е. в фазе начала цветения, в листьях одинакового возраста. В случае искусственного УФ-облучения пробы для анализа брали спустя три дня после облучения. Содержание свободных ауксинов в растительном материале определяли по методике В.И.Кефели и др.[8], для определения содержания АБК использовали тесты на подавление прорастания семян горчицы [9], а цитокининов - по методике О.Н.Кулаевой [10]. Для пересчёта данных на эквивалента мкг/г сыр.веса использовали соответствующие калибровочные кривые.
Результаты и их обсуждение
Результаты опытов по влиянию УФР на содержание ИУК, ингибиторов роста и цитокининов представлены в табл. 1, из данных которой следует, что при экранировании растений от УФР Солнца происходило увеличение содержания ИУК в тканях по сравнению с контролем в среднем на 48 %. Аналогичная картина наблюдалась и в лтношении изменения содержания цитокининов. Содержание цитокининов в листьях растений при отсутствие УФР увеличивалось по сравнению с растениями, выращенными при УФР Что касается содержания ингибиторов роста, то здесь следует отметить, что их содержание в присутствии УФР увеличивалось.
Поскольку АБК является гормоном стресса, ее уровень в тканях растений под воздействие УФР был наибольшим. По-видимому, увеличение уровня АБК под воздействием различных стрессовых факторов, в том числе и УФР, является общей приспособительной реакцией растений.
Известно, что при нормальных для роста условиях существует четкое соответствие между изменениями уровня гормональной и ростовой функций растений, однако при отклонениях от нормы эта зависимость нарушается. При всяких стрессовых воздействиях наблюдается сдвиг в балансе гормонов роста в сторону усиления ингибиторной активности.
Кроме того, нами было исследовано влияние предпосевной обработки семян ГК3 на изменение уровня фитогормонов при наличии и отсутствии УФР.
Таблица 1
Влияние УФР Солнца и ГК на уровень ИУК, АБК и ЦК в листьях растений салата сорта Берлинский (мкг/г сыр.веса)
Варианты опыта Ауксин в эквиваленте ИУК Ингибитор в эквиваленте АБК Цитокинин в эквиваленте кинетина
Контроль + УФР 3.1 ± 0.22 0.42 ± 0.07 5.3 ± 0.9
Опыт - УФР 4.6 ± 0.34 0.08 ± 0.01 8.8 ± 1.4
Контроль +УФР + ГК 10 мг/л 4.9 ± 0.31 0.47 ± 0.03 6.8 ± 1.5
Опыт -УФ + ГК 10 мг/л 5.5 ± 1.1 0.10 ± 0.04 10.1 ± 1.9
Как следует из таблицы, предпосевная обработка семян ГК в концентрации 10 мг/л приводила к некоторому увеличению содержания фитогормонов в листьях растений. В листьях растений, семена которых перед посевом были обработаны ГК3, как при наличии, так и при отсутствии УФР, наблюдалось незначительное увеличение содержания ауксинов. Уровень ингибитора роста - АБК при предпосевной обработке ГК3 в обоих вариантах незначительно увеличивался и находился в пределах статистической достоверности опыта. Предпосевная обработка семян ГК3 способствовала увеличению содержания цитокининов в листьях растений как при наличии, так и при отсутствии УФР.
Следующим этапом нашей работы явилось изучение содержания регуляторов роста в проростках салата при воздействии на них коротковолновой УФР и ГК. Результаты этих опытов представлены в табл. 2.
Из таблицы следует, что «жесткая» УФР уменьшала содержание ауксинов в тканях проростков. По мере увеличения экспозиции это явление усиливалось. Опрыскивание проростков ГК3 в концентрации 10 мг/л частично снимало эффект, вызванный УФР. Аналогичная закономерность сохранялась и в отношении содержания цитокининов в проростках салата. Содержание АБК под воздействием коротковолновой УФР в тканях проростков имело тенденцию к увеличению. Показано, что 25-минутное облучение проростков приводило к возрастанию содержания АБК по сравнению с вариантами «контроль без облучения» и «5 мин., 254 нм» на 60 и 130% соответственно. При обработке проростков ГК3 существенной разницы между вариантами не отмечено.
Таблица 2
Влияние искусственной УФР и ГК на уровень ИУК, АБК и ЦК в проростках салата сорта Берлинский (мкг/г сыр.веса)
Варианты опыта Ауксин в эквиваленте ИУК Ингибитор в эквиваленте АБК Цитокинин в эквиваленте кинетина
Контроль без облучения 1.1 ± 0.04 0.03 ± 0.01 3.1 ± 0.5
5 мин, 254 нм 0.6 ± 0.01 0.05 ± 0.02 2.7 ± 0.6
25 мин, 254 0.2 ± 0.01 0.07 ± 0.03 0.8 ± 0.5
Контроль без облучения + ГК3 10 мг/л 1.7 ± 0.5 0.04 ± 0.01 5.1 ± 0.9
5 мин, 254 нм
+ ГК3 10 мг/л 0.8 ± 0.01 0.04 ± 0.02 3.3 ± 0.5
25 мин, 254 нм 0.4 ± 0.02 0.06 ± 0.01 4.0 ± 1.1
+ ГК3 10 мг/л
Таким образом можно констатировать, что УФР как в естественных, так и в контролируемых условиях приводит к уменьшению содержания ауксинов и цитокининов и к увеличению ингибиторов роста. Обработка растений ГК3 частично снимала ингибируюший эффект, вызванный УФР.
Памирский биологический институт Поступило 20.02.2007 г.
им.Х.Ю.Юсуфбекова АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Шомансуров С. Реакция растений на УФ-свет и другие экологические факторы высокогорья Памира. Автореферат докт. дисс. М., 1994, 45 с.
2. Одилбеков К. Фоторегуляция роста и развития растений салата и горчицы в условиях высокогорий Памира. Афтореф. канд. дисс. Душанбе, 1989, 18 с.
3. Шомансуров С., Акназаров О.А. Экологические условия Памира и жизнедеятельность растений. Душанбе, 2005, 168 с.
4. Кефели В.И. Биология развития растений. М., 1975, с.89-110.
5. Протасова Н.Н., Кефели В.И. - Физиология растений, 1982, т.17, с.251-270.
6. Caldwell M.M. - Physiological Plant. I Encycl. Plant physiol., New.Ser., 1981.H., № 4, 12 A, р. 169-197.
7. Одилбеков К., Акназаров О.А. - Изв.АН ТаджССР. Отд.биол. наук. 1988, № 3 (112), с.37-40.
8. Кефели В.И., Турецкая Р.Х.., Коф Э.М., Власов П.В. - Методы определения фитогормонов, ингибиторов роста, дефолиантов и гербицидов. М.: Наука, 1973, с.7 - 22.
9. Поздова Л.М. - Методы определения фитогормонов, ингибиторов роста, дефолиантов и гербицидов. М.: Наука, 1973, с.90 - 95.
10. Кулаева О.Н. - Методы определения фитогормонов, ингибиторов роста, дефолиантов и гербицидов. М.:Наука, 1973, с.63 - 74.
О.А.Акназаров, К.Одилбеков ТАЪСИРИ НУР^ОИ УЛТРАБУНАФШ ВА ТУРШИИ ГИББЕРЕЛЛИН БА МИЦДОРИ ^ОРМОЩОИ РАСИШ ДАР БАРГИ РАСТАНИ^О
Дар мак;ола нишон дода шудааст, ки таъсири омилх,ои мух,ити беруна бо фаъо-лияти х,ормонх,ои расиш алокдмандии зич дорад. Мух,офизати растаних,о аз нурх,ои ул-трабунафши Офтоб ба зиёдшавии микдори ауксинх,о, ситокининхо ва камшавии микдори туршии абстизй оварда мерасонад.
O.A.Aknazarov, K.Odilbekov THE EFFECT OF UV RADIATION AND GIBBERELIC ACID ON CONTENT ENDOGENOUS HORMONES IN PLANT LEAVES
In this article it was shown that action of environmental factor’s deeply depend from the plant growth hormones. Protection of plant’s from the Sun ultraviolet radiation increasing by auxin and cytokinin contents and decreasing of ABA content.
