действие импульсного давления на содержание фитогормонов

ДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ
НА СОДЕРЖАНИЕ ФИТОГОРМОНОВ,
ПРОЦЕССЫ РОСТА И РАЗВИТИЯ ГРЕЧИХИ
В.Н. Хрянин, Е.Э. Нефедьева, Н.Г. Мазей
Пензенский госпедуниверситет, факс (8412)66-15-66
Важнейшей задачей фитофизиологии является изучение реакций
растений на неблагоприятные факторы. Эта функция у живых организмов является эволюционно сформированным ответом на изменение
внешней среды [1,2]. Универсальность биологического ответа заключается в том, что под влиянием различных физических или химических
факторов наблюдается сходная картина [3]. Стрессоры в небольших
дозах могут быть использованы в качестве стимуляторов физиологических процессов растений. Нами предложен способ ударно-волновой
обработки семян, отличающийся экологической безвредностью, эффективностью, отличной воспроизводимостью результатов и технологичностью [4].
Целью настоящей работы являлось выявление закономерностей изменения морфологических показателей и гормонального баланса проростков в зависимости от параметров ударно-волнового воздействия и их
роль в формировании урожая гречихи.
Основные исследования проводились на растениях гречихи Fagopyrum esculentum Moench. сорта Аромат, выращенных в условиях мелкоделяночного опыта. Перед посевом семена обрабатывали импульсным
давлением (ИД) 11 МПа, 23 МПа, 29 МПа.
Содержание эндогенных фитогормонов — индолил-3-уксусной кислоты (ИУК), зеатина, гибберелина А3, абсцизовой кислоты (АБК) было
исследовано в следующие фазы онтогенеза: прорастание семян (2 сут.
после замачивания семян), недифференцированный конус нарастания (8
сут.), начала формирования листьев и закладки пазушных вегетативных
побегов (11 сут.). Анализ осуществляли с помощью ВЭЖХ и биотестирования. Определяли активность Н+-АТФаз по методу рН-теста. Оценивали морфофизиологические изменения, происходящие в растении после обработки ИД, и продуктивность растений.
104
Под влиянием ударно-волновой обработки семян наблюдалось изменение в гормональном балансе. В ходе ответной реакции увеличивалось
количество АБК в возрасте менее 2 сут., и снижалось содержание гормонов-активаторов, что способствовало снижению активности биосинтетических и ростовых процессов. Торможение синтеза нуклеиновых
кислот приводило к накоплению аденина, предшественника цитокининов, а ингибирование синтеза белка способствовало уменьшению расхода аминокислот, в частности, триптофана, предшественника ауксинов. Избыток АБК ингибировал ферменты собственного синтеза. В возрасте 2 сут. гормональный баланс сместился в сторону уменьшения содержания АБК и увеличения концентраций ИУК, зеатина и А3. В возрасте 8–11 сут. обнаружен второй аналогичный период колебаний. В
результате предпосевной ударно-волновой обработки семян гречихи в
проростках возникли колебания содержания фитогормонов по сравнению с контролем, связанные с ответной реакцией организма на воздействие стрессора, тогда как в контрольных растениях эти колебания,
имеющие меньшую амплитуду, связаны преимущественно с эффектами
положительных и отрицательных обратных связей, обеспечивающих
развертывание онтогенетических программ. Возмущение гормональной
системы влечет за собой переключение функциональной активности
клеток с обычных на стрессовые программы. Известно, что физические
воздействия оказывают влияние на состояние мембраны и активность
Н+-АТФазы. Экструзия протонов из протопластов корней является ферментативным процессом. Наибольшая активность Н+- АТФазы отмечена
при воздействии давления 11 МПа, превысившая контроль в 2,2–2,4
раза. ИД 23 МПа способствовало увеличению ацидофицирующей активности на 24–27 %. Воздействие давления 29 МПа приводило к значительному (в 3...5 раз) снижению активности Н+- насосов опытных
растений. Следствием сдвига фитогормонального баланса явились активизация деления клеток в ранние периоды, последующее торможение
роста и ускорение развития. Воздействие ИД способствовало закладке
большого количества листовых валиков, пазушных почек, в результате
чего увеличилось количество побегов второго и последующего порядков. Возросло число образующихся плодов и улучшились условия их
питания, что напрямую вело к увеличению продуктивности растений
гречихи. Предпосевная ударно-волновая обработка семян гречихи привела к повышению урожайности растений за счет увеличения количества образующихся плодов и их массы. Продуктивность увеличилась при
11 МПа на 14 %, при 23 МПа — в 3 раза, при 29 МПа — в 2,4 раза. Та105
ким образом, стрессовое воздействие оказало влияние на гормональный
баланс растений, поглотительную активность корней, состояние меристем корня и побега и продуктивность растений.
Литература
1. Веселовский В.А., Веселова Т.В., Чернявский Д.С. Стресс растения. Биофизический подход // Физиология растений. 1993. Т. 40. Вып. 4. С. 553–557.
2. Tietz D., Tietz A. StreЯ im Pflanzenreich // Biol. Unserer Zeit. 1982. № 12
B. 113–119.
3. Levitt J. Responses of plants to enviromental stresses. Chilling, freezing and high
temperature stresses. Acad. Press: New Yofk, 1980.
4. Атрощенко Э.С., Хрянин В.Н., Атрощенко Е.Э., Теплов А.Д., Розен А.Е.,
Ионова А.Н. Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных
культур. Патент на изобретение № 2083073. Россия. Приоритет от
11.07.1995.
106