CC BY
101
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2013, том 56, №10_
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 581.197:635 (575.32)
К.Одилбеков, академик АН Республики Таджикистан О.А.Акназаров
ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН УФ-СВЕТОМ РАЗНОЙ ДЛИНЫ ВОЛН НА АКТИВНОСТЬ КОМПЛЕКСА ФИТОГОРМОНОВ В
ЛИСТЬЯХ КОНСКИХ БОБОВ
Памирский биологический институт им.Х.Юсуфбекова АН Республики Таджикистан
Приводятся результаты исследования влияния предпосевной обработки семян УФ-радиацией разной длины волн (254 нм и 313 нм) на активность эндогенных регуляторов роста (индолилуксусная кислота), абсцизовая кислота и цитокинины в листьях растений конских бобов. Делается вывод, что высокая интенсивность УФ-света в высокогорьях подавляет уровень активности индолилук-сусной кислоты, вследствие чего происходит подавление ростовых процессов растений.
Ключевые слова: УФ-радиация - рост - абсцизовая кислота - индолилуксусная кислота - цитокинины - светофильтры.
Естественная ультрафиолетовая радиация является одним из ведущих экологических факторов, действующих в горах или при повреждении озонового слоя вследствие антропогенного воздействия. Показано, что УФ-лучи вызывают существенные изменения хода ростовых процессов и морфогенеза растений [1-5]. Известно, что адаптация растений к любому стрессовому фактору, в том числе к ультрафиолетовой радиации (УФР), включает в себя многие физиолого-биохимические процессы, одним из которых может быть соотношение гормонов с положительным и отрицательным знаками действия. Гормональные системы регуляции могут включаться на опредёленных этапах онтогенеза растений в процесс адаптации к стрессовым факторам среды. Исследованиями ряда авторов [2,3,6,7] показано, что освещение растений длинноволновым УФ-светом (^=365 нм) приводило к стимуляционным эффектам прорастания семян, росту побегов в длину и развитию листьев. При этом содержание как свободных, так и связанных форм фенольных соединений увеличивалось параллельно с увеличением ростовых параметров. Увеличение содержания фенольных соединений рассматривается как появление защитного эффекта от высоких доз ультрафиолетового света [8]. Устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды часто связывают с повышением уровня содержания абсцизовой кислоты (АБК). Увеличение уровня УФР существенно изменяет ход физиолого-биохимических реакций растительного организма, что может сказываться как на формообразовательных процессах растений, так и на их продуктивности. В высокогорных условиях Памира, где в силу специфических условий рост большинства растений подавлен, баланс эндогенных регуляторов роста сильно смещён в зависимости от действия световых условий, в частности УФ-лучей. Всякое экстремальное воздействие среды сопровождается усилением активности ингибиторов роста фенольной и терпеноидной природы и снижением уровня эндогенных стимуляторов роста растений [3].
Адрес для корреспонденции: Одилбеков Кувватбек. 736002, Республика Таджикистан, г.Хорог, ул. Холдорова,
2, Памирский биологический институт. E-mal: [email protected]/
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.
Весьма чувствительными веществами к воздействию УФ-лучей являются фенольные соединения, многие из которых обладают ингибиторным эффектом в растениях.
В связи с этим мы поставили перед собой задачу изучить влияние предпосевной обработки семян УФ-лучами разной длины волн на изменение содержания фитогормонов в листьях растений конских бобов.
Объекты и методы исследования
Опыты ставились в Памирском ботаническом саду на высоте 2320 м над ур. м. Объектом исследования служили конские бобы (Vicia faba L.) местной репродукции. Семена предварительно перед посевом обрабатывались коротковолновым (254 нм) и средневолновым (313 нм) УФ светом. В качестве источника облучения применялась лампа ДКСШ-1000 вмонтированная в лабораторный облучатель ЛОС-2. Светофильтры позволили выделить разные участки спектра. Продолжительность облучения - 60 мин. Контролем служили растения, выращенные из необлучённых семян. Растения выращивались на ровном, тщательно обработанном и равномерно удобренном участке, почва которого была перемешана и разделена бороздками для полива. В течение вегетации за растениями проводилось фенологическое наблюдение. Систематически проводилось измерение роста стебля растений, велось наблюдение за динамикой формирования вегетативных и генеративных органов растений.
Фитогормоны экстрагировали по методу [9], и определяли методом биотеста на рост отрезков колеоптилей пшеницы сорта Альбидум -18 (ИУК), на прорастание семян горчицы сорта Сарептская (АБК) и на синтез амарантина в проростках ширицы (ЦК). Опыты проводились в трёхкратной по-вторности. Полученные экспериментальные параметры подвергались статистической обработке по Ю.Урбаху [10].
Результаты и их обсуждение
Результаты определения содержания ИУК и ингибиторов роста фенольной и терпеноидной природы в листьях растений конских бобов, выращенных из семян, обработанных УФ, показаны на рис.1. Как видно из этих данных, коротковолновый УФ-свет приводит к уменьшению содержания ИУК в листьях растений. У этих растений «жёсткие» УФ-лучи (254 нм) приводили к увеличению содержания ингибиторов роста - абсцизовой кислоты.
Как следует из рис.1, при 60-минутном облучении УФР 254 нм интенсивностью 7 вт/м2 происходило резкое уменьшение активности ИУК и увеличение активности ингибиторов фенольной и терпеноидной природы.
На тонкослойных хроматограммах (Silufol UV 254 nm) показано, что наибольшую активность проявили элюаты из зоны хроматограмм со значением Rf 0.3-0.5, соответствующие по положению на хроматограмме метчику синтетической ИУК. Сравнение окраски пятен со стандартной ИУК на хро-матограмме при дневном свете и УФ-свете на ультрахемископе Брумберга свидетельствовало о близости обнаруженного в этой зоне стимулятора роста к синтетической индолилуксусной кислоте. Относительно зон ингибирования следует отметить, что наблюдалось только три зоны ингибирования
(Яг 0.7-0.9). Согласно литературным источникам, на тонкослойных хроматограммах в смеси растворителей: изопропанол - аммиак- вода (10:1:1), применённой нами для разделения веществ, ингибитор роста- синтетическая АБК имела значение -0.89-0.96, что свидетельствует об идентичности вещества, имеющего ингибиторную активность, с названным метчиком.
Рис.1. Влияние УФР на активность эндогенных регуляторов роста в листьях растений конских бобов.
Аналогичная тенденция наблюдалась при изучении активности цитокининов в листьях растений конских бобов (рис.2). Из гистограммы следует, что при предпосевной УФ-обработке семян разной длины волн происходит некоторое увеличение активности цитокининов в листьях растений по сравнению с контролем. В наших опытах наблюдалось значительное усиление синтеза бетацианина, как при коротковолновом, так и при средневолновом УФ-облучении.
Таким образом, наблюдаемые нами изменения в содержании эндогенных регуляторов роста при предпосевной обработке семян УФ-светом разной длины волн носят адаптационный характер. Полученный материал позволяет сделать вывод о том, что высокая интенсивность УФ-света в высокогорьях подавляет уровень активности ИУК. Это приводит к блокировке ростовых процессов растений. Негативные последствия этого стресса удается устранить облучением семян УФ-светом, что приводит в свою очередь к увеличению адаптационных способностей растений, произрастающих в экстремальных условиях высокогорий.
Рис. 2. Влияние УФР на биологическую активность эндогенных цитокининов в листьях конских бобов.
Поступило 20.08.2013 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Frederick J.T. - Photochem. and photobiol., 1989, v.49, pp.66-70.
2. Удовенко Г.В., Гончарова Э.А. - Рост растений и его регуляция. - Кишинев: Штиинца, 1985, с.171-176.
3. Акназаров О.А. Действие ультрафиолетовой радиации на рост, морфогенез и уровень гормонов высокогорных растений: Автореф. дисс. д.б.н. - Душанбе, 1991, 48 с
4. Bond M.A., Hopkins L., Tobin A.K., Jordan B.R. - J. Exp. Bot., 1996, v.47, pp.130-135.
5. Одилбеков К. Фиторегуляция роста и развития растений салата и горчицы в условиях высокогорий Памира: Автореф. дисс. к.б.н. - Душанбе, 1989, 18 с.
6. Кефели В.И. Рост растений. - М.: Колос, 1984, 180 с.
7. Basiouny F.M., Torres M., Bazten J. - An edofol.y agrobiol., 1981, v. 40, № 1-2, pp. 337-345.
8. Wellmaun E. - Photomorphogenesis, 1983, № 6, pp.745-760.
9. Кефели В.И., Турецкая Р.Х., Коф Э.М., Власов П.В. - Методы определения фитогормонов, ингибиторов роста, дефолиантов и гербицидов. - М.: Наука, 1973, с.7-21.
10. Урбах Ю. Математическая статистика для биологов и медиков. - М.: Изд-во АН СССР, 1964, 323 с.
К.Одилбеков, О.А.Акназаров
ТАЪСИРИ ПЕШ АЗ КИШТ БО НУР^ОИ УЛТРАБУНАФШИ ГУНОГУНМАВ^ НУРБОРОНКУНИИ ТУХМИ^О БА ФАЪОЛИЯТИ ^ОРМОЩОИ РАСИШ ДАР БАРГИ РАСТАНИИ БОЦИЛО
Институти биологии Помир ба номи Х.Юсуфбекови Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон
Дар макола натичаи тадкикотхо оиди таъсири пеш аз кишт бо нурхои ултрабунафши гуногунмавч (254 ва 313 нм) нурборонкунии тухмй ба фаъолияти танзимкунандагони эндогении расиш (туршии индолилсирко, туршии абсисизй ва ситокининх,о) дар барги растании бокило оварда шудааст. Хулоса бароварда шудааст, ки шиддатнокии баланди нурхои ултрабунафш дар манотикхои баландкухй сатхи фаъолияти индолилсиркоро паст намуда дар ин замина, махвшавии раванди расиши растанихоро ба амал меояд.
Калима^ои калиди: нуруои ултрабунафш - маувшавии расиш - туршии абсисизй - туршии индолилсирко - ситокининуо - равшаниполишуо.
K.Odilbekov, O.A.Aknazarov INFLUENCE OF PRESEEDING PROCESSING OF SEEDS UV-LIGHT OF DIFFERENT LENGTH OF WAVES ON ACTIVITY OF PHYTOHORMONES
IN LEAVES OF HORSE BEANS
Kh.Yusufbekov Pamir Biological Institute, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The information about preceding processing's of seeds by UV - radiation of different length of waves (254 nanometers and 313 nanometers) on activity of complex endogenous growth regulators (indole acetic acid, abscise acid and cytokenin) in leaves of plants. The result showed that high level frequency of UV-irradiation in highlands can decrease the indole asetic activity of this plants which can affect on the growth of plants
Key words: UV-radiation - growth suppressing - abscise acid - indole acetic acid - kinetin - light filters
