CC BY
35
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2017, том 60, №1-2_
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 581.132:631.52
М.К.Бохирова, М.Б.Ниязмухамедова, Р.Ш.Хакимова*, член-корреспондент АН Республики Таджикистан Х.А.Абдуллаев
ДНЕВНЫЕ И СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КРАХМАЛА В ЛИСТЬЯХ И ЧЕРЕШКАХ ЛИСТЬЕВ ХЛОПЧАТНИКА
Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан Худжандский государственный университет им. академика Б.Гафурова
В работе приведены результаты анализа содержания крахмала в листьях и черешках листьев тонковолокнистого хлопчатника. Установлено, что количество крахмала в листьях и черешках листьев закономерно изменяется в течение дня и по фазам развития растений. В дневной динамике максимальное содержание крахмала в этих органах и частях растения хлопчатника наблюдается в утренние часы, а в полдень происходит сильное уменьшение количества этого углевода. Во второй половине дня повторно повышается концентрация крахмала, однако его содержание меньше, чем в утренние часы. Показано, что в сезонной динамике повышенное содержание крахмала в листьях и черешках листьев отмечается в фазе бутонизации-цветения, а в фазах цветения-плодоношения и плодоношения-созревания происходит резкое снижение его концентрации в вышеуказанных органах и частях растения.
Ключевые слова: тонковолокнистый хлопчатник Gossypium barbadense Ь., содержание крахмала, лист, черешок листа.
Продуктивность растений тесно связана с основным компонентом продукционного процесса -фотосинтезом, а фотосинтез в свою очередь взаимос вязан с с интезом сахарозы и крахмала. Поэтому содержание этих углеводов может служить «диагностическим» признаком при оценке фотосинтетической деятельности растения и его функционального состояния в условиях абиотического стресса. Прежде чем приступить к изучению содержания растворимых углеводов и крахмала в листьях в зависимости от степени искусственной дефолиации, нам представлялось интересным изучить содержание крахмала в норме в течение дня и в различные фазы развития растений хлопчатника.
В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение содержания крахмала в листьях и черешках листьев у тонковолокнистого хлопчатника в течение дня и в сезонной динамике.
Материалы и методы исследования эъектом исследования служил промышленный сорт тонковолокнистого хлопчатника (Gossypium barbadense Ь.) с нулевым (предельным) типом ветвления 9326-В селекции Вахшского филиала Института земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук.
Опыты были заложены на экспериментальном участке Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан, расположенном в восточной части Гиссарской долины на высоте 830 м над ур. м., согласно агрорекомендациям по выращиванию хлопчатника в Таджи-
Адрес для корреспонденции: Бохирова Манзура Курбоналиевна. 734017, Республики Таджикистан, Душанбе, ул.Карамова, 27, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. E-mail: Manzura5_2014@bk.ru
кистане [1]. Делянки опыта - четырёхрядковые, десятилуночные, схема посева - 60х30х1, биологическая повторность трёхкратная, рендомизированная. Растения для анализов брали с одинаковым уровнем роста и развития.
Содержание крахмала определяли на третий - четвертый день после полива по методике [2] с использованием сульфосалициловой кислоты.
Статистический анализ полученных данных проводили с использованием программы Microsoft Excel 2007. Достоверными считали различия при величине P, не превышающей 0.05. В табли-
по-
вторностей и трёх аналитических определений.
Результаты исследований и их обсуждение
Результаты определения содержания крахмала в листьях и черешках листьев в дневной и сезонной динамике у растений хлопчатника в фазах бутонизации-цвете ния, цвет ения-плодоношения и плодоношения-созревания представлены в таблице.
Как видно из таблицы, содержание крахмала в листьях и черешках листьев закономерно изменяется в течение дня. Максимальное содержание крахмала в верхних листьях и черешках этих ли-
полдень
(в 12 ч)
а в верхн] , как пра
равило, происходит резкое умень-
стьев наблюдается в утренние часы (9 ч). В шение количества крахмала (в 17 раз в листьях и в 6.6 раз в черешках листьев). Во второй половине дня (в 15 ч) как в листьях, так и в черешках листьев наблюдается вторичное повышение концентрации крахмала, однако его содержание несколько меньше, чем в утренние часы. Такой дневной ход изменения содержания крахмала совпадает с изменениями дневного хода интенсивности фотосинтеза листа [3].
Аналогичные изменения количества крахмала в теч I также наблюдаются в нижних
листьях и черешках этих листьев (таблица).
Таблица
Содержание крахмала в листьях и в черешках листьев тонковолокнистого хлопчатника сорта 9326-В
в течение дня и в различные фазы развития растений
Сорт • > Ярус листьев Время взятия проб:
9 ч 12 ч 15 ч
Лист Черешок листа Лист Черешок листа Черешок Лист г листа
9326-В Фаза бутонизации-цветения
В 0.514+0.03* 0.193+0.02 0.020+0.01 0.029+0.02* 0.148+0.02 0.044+0.06
Н 0.232+0.01* 0.115+0.03 0.041+0.04 0.094+0.01* 0.072+0.03 0.05+0.01
9326-В Фаза цветения-плодоношения
В 0.098+0.06 0.010+0.02 0.051+0.01 0.010+0.01 0.066+0.03 0.010+0.02
Н 0.056+0.02 0.017+0.02 0.046+0.01 0.011+0.01 0.052+0.02 0.015+0.03
9326-В Фаза плодоношения-созревания
В 0.045+0.03 0.011+0.02 0.041+0.02* 0.010+0.02 0.051+0.02 0.014+0.01
Н 0.035+0.02 0.014+0.03 0.034+0.01* 0,009+0.01 0.044+0.03 0.012+0.02
Примечание: В - верхний ярус; Н - нижний ярус; * - разница достоверна при Р=0.05
В свете полученных данных представляется интересным обсудить вопрос: в результате чего в утренние часы повышается, а полдень уменьшается содержания крахмала в листьях и черешках листьев?
На наш взгляд, возможными причинами уменьшения содержания крахмала в полуденное время могут быть следующими.
Во-первых, возможно, это связано с полуденной депрессией интенсивности фотосинтеза в связи с повышением инсоляции и температуры воздуха; во-вторых, синтезированный в утренние часы первичный крахмал в хлоропластах превращается в сахарозу и усиливается её отток из листьев в другие органы растения; в-третьих, по данным литературы [4], наибольшая синтезирующая активность фермента синтеза крахмала АДФГ-пирофосфорилазы проявляется в утренние часы, а в полдень и к вечеру - снижается.
По А.Л.Курсанову [5], причинами накопления крахмала в листьях могут быть либо падение градиента концентрации сахаров на границе «хлоропласт-цитоплазма», что затрудняет их диффузию и транспорт через мембрану, либо дисбаланс между накоплением и оттоком ассимилятов неодинаковой активности ферментов синтеза и распада (расщепления) крахмала [6].
Недостаточная скорость оттока продуктов фотосинтеза из хлоропласта в цитозоль, из фото-синтезирующей клетки - в проводящие пучки листа, а из него в другие органы растения приводит к накоплению крахмала в листьях [6].
Для объяснения установленных нами фактов повышения или уменьшения содержания крахмала в листьях и черешках листьев в течение дня пока трудно принять какой-либо из вышеперечисленных возможных механизмов накопления или снижения количество крахмала. Для этого необходима постановка специальных физиологических и биохимических экспериментов.
Представлялось интересным изучить изменчивость содержания крахмала в различные фазы развития растений хлопчатника.
Как видно из таблицы, в начале вегетации, в фазе бутонизации-цветения самое большее ко-
личество крахмала содержится в верхних и нижних листьях и их черешках. При этом в верхних молодых листьях и черешках этих листьев крахмала накапливалось больше, чем у взрослых нижних листьев и их черешках. Это, по-видимому, обусловлено тем, что в этой фазе развития растений происходит усиленный запрос на ассимиляты со стороны формирующихся генеративных органов.
В фазе цветения-плодоношения крахмала как в верхних, так и нижних листьях и их черешках *
содержится очень мало (таблица). Это, возможно, связано с тем, что синтезированные ассимиляты быстро используются (мобилизуются) на рост и развитие плодов - коробочек.
В фазе плодоношения-начало созревания, когда происходит массовое образование коробочек и их раскрытие синтез крахмала заметно ослабевает и его содержание сильно уменьшается в вегета-
ника.
тивных органах растений хлопчатн
Таким образом, анализ содержания крахмала в отдельные фазы развития хлопчатника показал, что повышенное содержание этого углевода в листьях и черешках листьев наблюдается в фазе бутонизации-цветения, а в фазах цветения-плодоношения и плодоношения-созревания растений происходит резкое уменьшение его концентрации в органах и частях растения.
Заключение
Таким образом, на основе полученных результатов можно заключить, что содержание крахмала в листьях и в черешках листьев тонковолокнистого хлопчатника закономерно изменяется как в
течение дня, так в процессе вегетации растений. Максимальное содержание крахмала в органах и частях растения хлопчатника в дневной динамике наблюдается в утренние часы, а в полдень происходит его резкое уменьшение. Во второй половине дня отмечается повторное повышение концентрации крахмала, однако его содержание меньше, чем в утренние часы. В отдельные фазы развития растений повышенное содержание крахмала отмечается в фазе бутонизации-цветения, а в фазах цветения-плодоношения и плодоношения-начало созревания синтез крахмала заметно ослабевает и его концентрация сильно уменьшается в органах растения.
Поступило 23.11.2016 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Научная система ведения сельского хозяйство Таджикистана (на тадж.яз.) /Под ред. акад. ТАСХН Ахмедова Х.М., Набиева Т.Н., Бухориева Т.А. - Душанбе: Матбуот, 2009, 764 с.
2. Ястрембович И.И. Калинин Ф.Л. Определение углеводов и растворимых соединений азота в одной навеске растительного материала. - В сб.: Рост и продуктивность растений. Научные труды УАСХН. - Киев: УАСХН, 1962, вып.3, с.150-161.
3. Абдуллаев Х.А., Каримов Х.Х. - Индексы фотосинтеза в селекции хлопчатника. - Душанбе: До-ниш, 2001, 265 с.
4. Эргашев А., Ходжаева Ш. О взаимосвязи интенсивности фотосинтеза с активностью фосфорила-зы крахмала. - Доклады АН Таджикской ССР, 1975, т.18, №11, с.59-62.
5. Курсанов А.Л. Транспорт ассимилятов в растении. - М.:Наука, 1976, 450 с.
6. Кузнецов Вл.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений. - М.:Абрис, 2011, 783 с.
М.К.Бодирова, М.Б.Ниёзмудамедова, Р.ШДакимова*, ^.А.Абдуллоев ТАГЙИРОТИ РУЗОНА ВА МАВСИМИИ МИВДОРИ О^АР (АР БАРГИ ПАХТА ВА ДУМЧАЛИ ОН
ДАР
Институти ботаника, физиология ва генетикаи растании
Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон, *Донишгох,и давлатии Хуцанд ба *
ар макола натичаи тадкикоти микдори [ оварда шудааст. Нишон дода шудааст, ки
Академияи илм^ои Цум^
' : номи академик Б.Еафуров
Дар макола натичаи тадкикоти микдори одар дар барг ва думчали барги пахтаи мадиннах оварда шудааст. Нишон дода шудааст, ки микдори одар дар барг ва думчали он мун-тазам дар давоми руз ва даврадои гуногуни тараккиёти растанй тагйир меёбад. Микдори мак-сималии одар дар барг ва кисмдои растании пахта асосан пагодирузй мушодида карда мешавад, дар нисфирузй бошад якбора кам шудани микдори ин карбогидрат ба назар мерасад. Дар ни-маи дуюми руз такроран зиёдшавии микдори одар ба амал меояд, аммо гализии он нисбат ба соатдои пагодй камтар аст. Тадкикотдо дар даврадои мухталифи тараккиёти пахта нишон до-данд, ки микдори одар дар барг ва думчали он дар даврадои шонабандй нидоят зиёд аст. Дар давраи гулдамй ва мевабандии пахта микдори одар дар кисмдои номбурдашудаи растанй тамо-ман кам мешавад.
Калима^ои калиди: пахтаи мауиннах, Ооззуршт barbaden.se Ь., мщдори оуар, барг, думчали барг.
M.K^ohirova, M.B.Niyazmukhamedova, R.Sh.Khakimova*, Kh.A.Abdullaev
DIURNALAND SEASONAL CHANGES OF STARCH CONTENTS IN COTTON
LEAVES AND PEDICLE OF LEAVES
Institute of Botany, Plants Physiology and Genetics Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan,
B. Gafurov Khudjand State University
In this paper the results of analysis of starch contents in the leaves and its pedicle of longstable cotton are present. Is established that the starch contents in cotton leaves and cridle of leaves is regularly changed on the time of day and in the developmental phases of plants. The high starch contents is observed in the morning and in the noon the concentrations of this carbohydrate sharply is decrese. In the second half time of day the starch content repeatedly increase, but it concentration is low than in the morning. In the developmental phases the high concentration of starch observed in the period of plant squaring-flowering. Key words: longstable cotton Gossypium barbadense L., starch contents, leaves, pedicle of leaves.
Лр
A ¿V V £
