Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы"

003060038

На правах рукописи

НУРГАЛИЕВА Раиса Винеровна ^Л

РОЛЬ ГОРМОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В РЕАЛИЗАЦИИ ПРОТЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ ГУМИ М НА РАСТЕНИЯ ПШЕНИЦЫ

03.00.12. - физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 4 МАЙ 2007

УФА 2007

003060038

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Башкирский государственный педагогический университет им М Акмуллы» и в Институте биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской Академии наук

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор

Фарида Миннихановна Шакирова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор

Наиля Ахняфовна Киреева

доктор биологических наук, профессор

Рамиль Магзинурович Хайруллин

Ведущая организация Казанский институт биохимии и биофизики Казанского научного центра РАН

Защита состоится «29» мая 2007 года в «14» часов на заседании диссертационного совета Д 212 013 11 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук при ГОУ ВПО Башкирском государственном университете по адресу 450074, г Уфа, ул Фрунзе, 32, биологический факультет БашГУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного университета

Автореферат разослан «?&> апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета I

доктор биологических наук, профессор Г Г. Кузяхметов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Изучение природы устойчивости растений является одной из центральных проблем биологии В связи с прикрепленностью к месту обитания растения находятся под прессом постоянно меняющихся факторов внешней среды и подвергаю 1ся атаке фитопатогенов и вредителей Вследствие этого они вынуждены приспосабливаться к условиям существования, что требует функционирования эффективных систем регуляции метаболической активности клеток для переключения генетических программ с нормы на стресс и обратно Ключевым звеном в регуляции этого процесса является гормональная система растений, чутко реагирующая на малейшие изменения условий произрастания [Jackson, 1997, Шакирова, 2001, Veselov et al, 2003, Kudoyarova et al, 2007]

Проблема стресс-устойчивости находится под пристальным вниманием исследователей всего мира и относится к числу важнейших проблем растениеводства, поскольку знание цепи реакций, развиваемых в растениях в ответ на экстремальные условия внешней среды, может реально способствовать не только развитию селекции на устойчивость, но позволит целенаправленно управлять механизмами адаптации для повышения устойчивости и продуктивности растений с помощью регуляторов роста [Afzal et al, 2006, Shakirova, 2006, Walia et al, 2007]

He случаен в связи с этим огромный интерес исследователей к регуляторам роста, сочетающим в себе свойство активаторов роста и индукторов неспецифической устойчивости, что открывает большие перспективы их практического использования в растениеводстве [Вакуленко, 2005, Прусакова и др, 2005, Давидянц, 2006] Так, препараты, созданные на основе гуминовых кислот, с давних времен прочно вошли в практику сельского хозяйства в качестве эффективных природных регуляторов роста для повышения продуктивности разных культур [Nardi et al, 2002, Ермаков, Попов, 2003, Шакирова и др , 2003, Zhang, Ervin, 2004] К ним, в частности, относится препарат Гуми в комплексе с микроэлементами (Гуми М) [Шаяхметов и др, 2000, Шакирова и др , 2003, Садовникова, Нугманова, 2007] Вместе с тем, целенаправленное применение регуляторов роста требует знания молекулярных механизмов их регуляторного

действия на растительный организм, которые в отношении гуминовых веществ ограничены [Nardi et al, 2002, Zhang, Ervin, 2004, Muscolo et al, 2007] Поскольку гормональная система относится к числу наиболее действенных систем регуляции жизнедеятельности растений в ходе онтогенеза, можно предполагать, что гуматы оказывают активное воздействие на ее состояние

В связи с этим, цель работы состояла в выявлении значения перестроек в состоянии гормональной системы в индуцируемой препаратом Гуми М устойчивости растений пшеницы к стрессовым факторам разной природы

Для решения этой цели поставлены следующие задачи

1 Оценить характер влияния предпосевной обработки препаратом Гуми М на гормональный баланс растений пшеницы в связи с развитием устойчивости к засолению среды и токсическому действию кадмия

2 Провести сравнительный анализ интенсивности отложения лигнина в клеточных стенках тканей корней предобработанных и необработанных Гуми М проростков пшеницы в норме и в стрессовых условиях

3 Изучить влияние предобработки Гуми М на локализацию кадмия в тканях корней проростков пшеницы

4 Исследовать характер влияния Гуми М на гормональный статус инфицированных Tilletia canes растений пшеницы в онтогенезе и уровень их пораженное™ твердой головней и корневой гнилью

Научная новизна. Впервые проведен детальный анализ влияния предпосевной обработки семян Гуми М на гормональный статус растений в ходе онтогенеза пшеницы в норме и при воздействии засоления, кадмия, инокуляции Т caries Выявлено, что в основе ростстимулирующего действия Гуми М лежат перестройки в состоянии гормональной системы растений, обусловленные стойким почти 1 5-кратным накоплением цитокининов

Реализация защитного действия Гуми М на растения пшеницы обусловлена нормализацией гормонального статуса растений в условиях воздействия стрессовых факторов Предобработка Гуми М способствует торможению поступления ионов кадмия во внутренние ткани корней проростков пшеницы вследствие локализации их в эпидермисе, что может быть связано с

ускорением и интенсификацией лигнификации клеточных стенок под влиянием препарата

Апробация работы Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XII молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биолоши и экологии» (Сыктывкар, 2005), II Всероссийском Съезде по защите растений (Санкт-Петербург, 2005)

Публикации По материалам диссертации опубликовано 5 работ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения методов исследовании, результатов исследований и их обсуждения, заключения и выводов Работа изложена на 137 страницах и иллюстрирована 26 рисунками и 6 таблицами Список литературы включает 269 наименований, в том числе157 - на иностранных языках

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектом исследования служили растения яровой пшеницы Triticum aestivum L в лабораторных опытах использовали растения сорта Башкирская 24, в полевых опытах - Жница Во всех опытах использовали предпосевную полусухую обработку семян Гуми в комплексе с микроэлементами бор, молибден, никель (Гуми М) (НВП БашИнком) из расчета 1 мл'100 г семян путем встряхивания в течение 4 мин В лабораторных опытах использовали Гуми М в дозе 300 г/т семян, в полевых - 800 г/т семян [Кузнецов и др , 2003]

Семена проращивали на фильтровальной бумаге в кюветах с водопроводной водой в течение 3 сут при температуре 21-23°С, 16-часовом световом дне, освещенности 15 клк. 3-сут проростки после отделения эндосперма переносили в стаканы, содержащие 2%-пую сахарозу, выдерживали их в течение 24 ч для снятия раневого стресса [Шакирова и др, 1993], после чего 4-сут проростки помещали на смесь 2%-ной сахарозы и 2%-ного NaCl или 1 мМ ацетата кадмия на разные промежутки времени в зависимости от поставленных задач В ряде опытов проростки, предобработанные Гуми М, сразу после изоляции эндосперма переносили на смесь 2%-ной сахарозы и 2%-ного NaCl или ацетата кадмия Контролем во всех опытах служили предобработанные дистиллированной водой проростки, инкубированные на растворе 2%-ной сахарозы Через

определенные промежутки времени контрольные и опытные проростки фиксировали для оценки характера изменений различных физиолого-биохимических показателей

В полевых опытах обработанные Гуми М семена инокулировали телиоспорами Tilletia canei (10 мг/кг посевного материала) Контролем служили необработанные препаратом и не инфицированные растения пшеницы Опыты проводили совместно с к б н РФ Исаевым на базе Учхоза БГАУ Уфимского района РБ на делянках 5x1 кв м Интенсивность развития корневых гнилей определяли на естественном инфекционном фоне Оценку биологической эффективности исследуемого препарата против возбудителей твердой головни пшеницы и корневой гнили определяли во время уборки урожая по общепринятым методикам [Чулкина, 1985, Методическое руководство, 1990] Оценку продуктивности пшеницы проводили по традиционной методике [Доспехов, 1979] У растений пшеницы в ходе онтогенеза отбирали листья в количестве 7 шт в фазах кущения и колошения, а также колосья (по 3 шт) в фазе молочной спелости из всех вариантов опыта в двух - трех биологических повторностях и фиксировали их в жидком азоте для анализа концентрации фитогормонов

Оценку содержания свободных АБК, ИУК и иммунореакгивных к сыворотке против зеатинрибозида форм цитокининов в одной растительной навеске проводили методом непрямого иммуноферментного анализа с использованием специфичных к каждому из фитогормонов кроличьих антител и меченных пероксидазой антикроличьих антител Процедура этапов последовательного экстрагирования фитогормонов и иммуноанализа описана ранее [Кудоярова и др , 1990, Шакироваи др , 1994]

Оценку содержания пролина проводили с использованием метода [Bates, 1973] в модификации [Капинкина и др, 1985] Содержание малонового диальдегида (МДА) - конечного продукта перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли согласно [Малый практикум по физиологии растений, 1994] Экзоосмос электролитов из растительных тканей оценивали путем измерения омического сопротивления водных экстрактов в постоянном токе [Талиева и др 2002] Определение лигнина проводили с использованием специфического

красителя - флороглюцина [Фурст, 1979] Локализацию кадмия выявляли гистохимическим методом с использованием дитизона [Серегин, Иванов, 1997]

О росте растений судили по их линейным размерам Митотический индекс клеток апикальной меристемы (не менее 3000) оценивали цитологическими методами с использованием окуляр-микрометра [Паушева, 1988]

Опыты проводили в двух-трех биологических и четырех-пяти аналитических повторностях В иллюстрациях представлены средние арифметические значения и ошибки средних

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние предпосевной обработки Гуми М на рост растений пшеницы в норме и при засолении Исходя из известных данных о ростстимулирующей активности препаратов гуминовой природы [Nardi et al, 2002], можно было ожидать, что и препарат Гуми в комплексе с микроэлементами при предпосевном способе обработки будет способствовать активации ростовых процессов Действительно, предобработка Гуми М оказывала явный ростстимулирующий эффект на растения пшеницы Из рис 1 видно, чго Гуми М активировал рост проростков, в который, по-видимому, важный вклад вносит стимуляция под его влиянием митотической активности клеток апикальной меристемы корней в ходе прорастания

Известно, что в регуляции интенсивности ростовых процессов определяющую роль играет гормональная система, поэтому можно было ожидать, что ростстимулирующая активность Гуми М обусловлена его способностью активно воздействовать на гормональный статус проростков пшеницы Данные, приведенные на рис 2, демонстрируют стойкое полутора-кратное накопление гормонов цитокининовой природы в предобработанных Гуми М растениях в сравнении с контролем, в то время как существенных изменений в уровне ИУК и АБК выявлено не было При этом важно подчеркнуть, в литературе имеются сведения о повышении содержания цитокининов в обработанных гуминовыми кислотами растениях, а также наличии этих гормонов в самом препарате [Zhang, Ervm, 2004]

*......

з t

Stapler, cyr

Кошропь

Гуми

Рис. 1. Влияние предпосевной обработки Гуми М на мнтотическнй индекс меристематическнх клеток корней проростков в ходе прорастания (а), линейные ра:¡меры 4-сут проростков пшеницы (б)

В го же время известно, что цитокинины характеризуются широким спектром регуляторного действия в растениях [Кулаева, 1982; Kaminek, 1992; Кулаева, Кузнецов, 2002; Yang el а!., 2002; Кerreira, Kieber, 2005). Особое место в спектре действия цитокиников занимает их способность повышать стресс-устойчивость растений, особенно ярко проявляющаяся в условиях нарушения водного режима [Musgrave, 1994]. Важное значение в реализации защитного действия цитокииинов, а частности, имеет их способность индуцировать экспрессию генов ряда стрессовых белков [Moons, 2003; 2005] и повышать ан тноксидалтную активность з растениях ¡Musgrave, ¡994).

Таким образом, способность Гуми М поддерживать повышенный уровень цитокининов в проростках пшеницы, вероятно, может играть важную роль в проявлении не только его ростстимулирующего, но и защитного действия.

3 Qüoirfm

»Гри*

Íli

а

lili

6« i e i 40oj

hlíLlll

г з л

Возрас*. сут

Vue. 2. Динамика уровня цитокининоь (а), ИУК (б) и АБК (в) в обработанных и необработанных Гуми M проростках пшеницы в ходе прорастания

Поэтому далее важно было провести оценку влияния предпосевной обработки Гуми M на устойчивость пшеницы к стрессовым (ючдействиям. Засоление. Инкубирование 4-сут проростков в течение 7 ч на растворе 2% NaCl существенно тормозило ростовые процессы проростков (рис. 3). Даже после удаления хлорида натрия из среды инкубирования проростков еще в течение суток (постстрессовый период) рост опытных проростков, подвергнутых засолению, существенно усгупал таковому у контрольных растений. Предо б работанные Гуми M проростки также испытывали стресс, о котором можно судить по некоторому торможению роста проростков в сраанеиии с необработанными препаратом, кот к

эти растения характеризовались заметно большими показателями роста в сравнении с контролем. Более того, обработанные препаратом 1 уми М проростки через сутки после удаления стрессора из среды полностью восстанавливали свой рос] в отличие от необработанных растений.

Важный вклад н выявленный эффект Гуми М на рост проростков вносит его способность поддерживать митотнческую активность клеток кончиков корней н условиях засоления на более высоком уровне (рис, 4). Так, засоление приводило к существенному торможению деления клеток апикальной меристемы корней уже в течение первых трех часов. Даже сутки спустя после удаления хлорида натрия из среди МИ корней этих растений оставался заметно ниже контроля, в то время как предобработанныс Гуми М проростки полностью его восстанавливали.

Нис. 3. Влияние предпосевной обработки Гуми М на изменение длины проростков пшеницы, подвергнутых кратковременному засолению

Таким образом, предобработка Гуми М хоть и не предотвращала торможения роста растений пшеницы а условиях засоления, но существенно снижала уровень повреждающего действия стрессора на интенсивность ростовых процессов и ускоряла их репарацию в пост-стрессовый период

5

г 1

3 24

Время ч

Cut, 4. Влияние предпосевной обработки Гуми М на мкгопичюжяй hhívckc меристематических клеток корней, подвергнутых 7-ми часовому засолению

Поскольку препарат Гуми М, являясь регулятором роста, воздействует на гормональный статус проростков пшеницы в целом, как показано нами выше, можно было полагать, что в основе проявления его защитного эффекта лежат изменения в состоянии гормональной системы проростков пшеницы при стрессе.

Количественная оценка фитогормонов в растениях пшеницы при засолении выявила их характерный стрессовый ответ, связанный с довольно значительным накоплением гормона стресса АЬ'К и снижением уровня ИУК и цитокинияов, что согласуется с. многочисленными данными литературы (Jacksorí, 1997; Rock, 2000; Шакирова, 2001; Jakab el al., 2005; Versules et al., 2006]. Через сутки после удаления стрессора из среды проростки но состоянию гормональной системы уже почти не различались от контрольных проростков, что свидетельствует о восстановлении метаболической активности клеток в постстрессовый период, что обусловливает постепенную репарацию ростовых процессов растений (рис. 5). Предобработка Гуми М не предотвращала вызванное засолением снижение уровня ауксина, но заметно снижала стресс-иидуцированное накопление ЛБК (рис. 5). В то же время содержание в них. гормонов цитокининовой природы в условиях засоления поддерживалось на уровне контроля, вероятно, в связи с тем, что в нормальных условиях произрастания обработанные Гуми М проростки отличаются повышенным уровнем щпокининов. Полученные нами данные подтверждают мнение о том, что формирование устойчивости растений к засухе может быт:, связано со свойством 1уминовьгх кислот повышать в них концентрацию цитокининов [Zhang, Ervin, 2004j.

после стресса

время, ч

Рис. 5, Изменение уровня ЛЬК (а), И УК (5) и цитокининов (в) в обработанных и необработанных Гуми М проростках пшеницы в условиях засоления (7 ч) и сутки спустя после удаления 2%-ного NaCl

Таким образом, предпосевная обработка Гуми ГИ оказывала в целом стабилизирующий эффект на гормональную систему растений пшеницы в условиях засоления, что нашло отражение в их показателях роста.

К числу характерных ответных реакций растений на стрессовые факторы среды, вызывающие нарушение водного режима, относится быстрое и значительное накопление в растениях одного из ключевых осмопротектантов -пролила [Dionne el а!., 2001; Raymond, Smirnoff, 2002; Cavalcanti et al., 2004] Из рис. 6 видно, что засоление вызывало существенное возрастание концентрации пролина в проростках пшеницы, а пред обработанные Гуми М растения

характеризовались пониженным уровнем этого осмопротектанта, хотя и в 1,5 большим в сравнении с контролем. Этот результат, по-видимому, может свидетельствовать о меньшем уровне повреждающего действия засоления на прсдоб работа иные Гуми M проростки, на что указывают и данные об их росте.

il I I

S Контроль 2% Мао Гуми1И»г%Маа

Рис. 6. Влияние предпосевной обработки Гуми M на содержание пролила в 4-суточных проростках пшеницы после 18 ч воздействия 2%NaCl.

Засоление, как и другие стрессовые воздействия, вызывают в растениях окислительный взрыв, связанный с резким усилением продукции ДФК. сопровождающимся активацией ПОЛ, о котором можно судить по уровню МДЛ [Лукаткин, 2002; Mittova et al., 2004; Bandeoglu et al., 2004]. Это может способствовать нарушению функционирования мембранных структур, изменению их проницаемости и усилению выхода электролитов из растительных тканей [Cavalcanti et al., 2004].

Анализ содержания МДА в проростках пшеницы в условиях засоления среды показал увеличение этого показателя (рис 7), а также возрастание выхода электролитов (рис. 8). В то же время предобработанные Гуми M проростки пшеницы в условиях воздействия 2% NaCl характеризовались заметно меньшим уровнем МДА и экзосмоса электролитов (рис. 7 и 8). Следует отметить, что сама по себе обработка Гуми M не приводила к изменению данных показателей.

Полученные результаты иллюстрируют явный защитный эффект препарата на растения пшеницы к засолению при предпосевном способе обработки, который проявляется в снижении уровня стресс-индуцированного повреждения целостности мембранных структур, что в целом отражается на их физиологическом состоянии.

Контроль 2*/. NaCI ГуинМ+2% NaCI

Рис. 7. Влияние предпосевной обработки Гуми M на концентрацию МДА в 5-суточных проростках пшеницы при засолении. 4 -суточные проростки помещали »а 2% NaCI на 24 ч

120 1 | 1

0 100 J т

1 ■ IИ

" Контропь 2% NaCI Гуыь№+2%

п NaCI

Рис. 8, Влияние предпосевной обработки Гуми M на экзосмос электролитов после 3 ч воздействия 2% NaC I на 4-с уточные проростки пшеницы

Важный вклад в укрепление барьерных свойств клеточных стенок растений, как известно, вносит лигнин и суберин, что способствует торможению поступления в клетки токсических ионов, включая хлорид натрия [De Simone et aJ., 2003]. В связи с этим, далее важно было сопоставить обработанные и необработанные Гуми M растения по динамике дигнификации клеточных стенок базальной части корней в норме и при воздействии на 4-сут проростки 2% NaCI в течение 24 ч.

Данные, представленные в табл. 1, демонстрируют ускорение образования лигнина в корнях предобрабоганных Гуми M проростков в сравнении с контролем. Так, в корнях опытных растений лигнин выявлялся на пятые сутки, к шестым суткам этот процесс существенно усиливался, тогда как в контрольных проростках лигнин в клеточных стенках сосудистых пучков ксилемы начинал проявляться лишь к шестым суткам.

Хлорид натрия ускорял отложение лигнина в клеточных стенках корней -он регистрировался у 5-сут проростков В то же время предобработанные Гуми М проростки характеризовались заметным усилением №С1-индуцированной лигнификации клеточных стенок в базальной части корней через сутки и двое после удаления соли из среды корни этих проростков развивали максимальную окраску на лигнин, которая регистрировалась уже не только в клеточных стенках центрального цилиндра корня, но и коры В то же время в подвергнутых засолению необработанных препаратом проростках окраска на лигнин в корнях хотя и увеличивалась, но была существенно слабее и через сутки после удаления соли из среды, и через двое (табл 1)

Таблица 1

Качественное определение лигнина в результат специфической флороглюциновой реакции в базальной части корней предобрабоганных и необработанных Гуми М проростков пшеницы после 24 ч воздействия 2% ЫаС1

Вариант 5 сутки 6 сутки 7 сутки

Контроль - + ++

Гуми М + ++ ++

2 % ЫаС1 + + ++

Г уми М1-2 % №С1 ++ +++ +++

Знак «-» указывает на отсутствие окраски, знак «+» отражает степень интенсивности окраски [8ес11ггоуа, ГеЬес1а, 2001]

Совокупность приведенных результатов указывает на повышение устойчивости растений пшеницы к засолению под влиянием предпосевной полусухой обработки семян Гуми М Это проявляется в нормализации их гормонального статуса и уменьшении степени повреждающего действия стресса на рост, снижении уровня МДА и выхода электролитов из растительных тканей, а также укреплении барьерных свойств клеточных стенок

Воздействие кадмия Кадмий, пожалуй, можно отнести к числу наиболее опасных по своему действию на растения ионам тяжелых металлов [5с1иЦгепс1иЬе1 е! а1, 2003, Ес1ег11 е1 а1, 2004] Из данных литературы известно, что обработка препаратами на основе гуминовых кислот повышает устойчивость растений к тяжелым металлам [Ермаков, Попов, 2003] Поэтому важно было оценить

эффективность применения препарата Гуми М для защиты растений пшеницы от токсического действия кадмия.

Внесение в среду инкубирования проростков 1 мМ ацетата кадмия вызывало существенное снижение МИ клеток корней уже в течение трех часов (рис. У) и торможение роста проростков, которое особенно сильно проявлялось при длительном воздействии этого фактора (рис. 10).

Контроль 1мМСс1 ГумкМ+1иМ С4

Рис. 9. Влияние предпосевной обработки Гуми М на митотичсский индекс меристематических клеток корней, подвергнутых воздействию I мМ ацетата кадмия в течение 3-х часов

Предобработка Гуми М не предотвращала стресс-индуцированное торможение ростовых процессов, однако и МИ корней, и линейные размеры обработанных препаратом проростков на всем протяжении опыта оставались на большем уровне, чем в варианте без обработки препаратом, однако существенно ниже, чем в контроле (рис 9 и Ю).

■ Сй

15 6

Вырэст, сут

Рис. 10. Влияние Гуми М на рост растений пшеницы под воздействием кадмия. 3-сут ироростки переносили в раствор, содержащий 1 мМ кадмий, и выдерживали ¡и в течение 3-х суток

Полученные данные свидетельствуют в пользу защитного действия от предобработки Гуми М на проростки пшеницы и при воздействии кадмия, особенно четко проявляющегося при короткой (до 24 ч) экспозиции. Вероятно, этот эффект Гуми М на растения пшеницы к кадмию <акже обусловлен его влиянием на состояние гормональной мстемы.

(во

140

120 100 во 60

ь I*. л

0

3

Время.

Рис. 11. Влияние 1 мМ ацетата кадмия на концентрацию АБК, питокининов и ИУК в Не обработанных (а) и пред обработанных (б) Гуми М проростках пшеницы

Анализ динамики содержания гормонов в проростках, подвергнутых воздействию кадмия, выявил очень резкие сдвиги в гормональном балансе, связанные с одновременным накоплением АБК и падением уровня питокининов и особенно ИУК (рис. 11}. Эти данные, вероятно, могут служить иллюстрацией того, что растения испытывали очень сильный стресс, вследствие токсического эффекта кадмия. П рел обработан и ые Гуми М проростки при воздействии кадмия характеризовались меньшим уровнем накопления АБК и стресс-индуцированного снижения уровня ауксина, а содержание питокининов сохранялось па уровне контрольных растений (рис. 11).

В целом, сопоставляя данные анализа количественного содержания фитогормонов в проростках при воздействии хлорида натрия и кадмия, можно видеть, что предобработка Гуми М оказывала благоприятное действие на гормональный статус, что лежит в основе реализации его защитного эффекта на растения в отношении разных стрессовых факторов

К числу защитных реакций растений к токсическому воздействию солей можно отнести укрепление барьерных свойств клеточных стенок за счет усиления синтеза суберина и лигнина [БсЬи^епсЫЬе! е1 а1, 2003, Ьих а1, 2004] Анализ динамики накопления лигнина в оболочках клеток тканей базальной части корней показал, что воздействие кадмия на 4-сут проростки через 24 ч приводило к ускорению образования лигнина (табл 2) Однако в предобработанных Гуми М корнях проростков через 24 ч воздействия кадмия реакция с флороглюцином была значительно интенсивнее, чем в необработанных растениях Спустя сутки и двое после удаления кадмия лигнификация клеточных стенок продолжала усиливаться в отличие от необработанных препаратом проростков

Следовательно, предобработка Гуми М в условиях кадмиевого стресса способствовала усилению лигнификации, что, вероятно, может служить эффективным барьером при проникновении кадмия в ткани растений Для проверки этого предположения нами были предприняты эксперименты по локализации кадмия в тканях корней с использованием дитизона [Серегин, Иванов, 1997]

Таблица 2

Накопление лигнина в базальной части корней предобработанных и необработанных Гуми М проростков пшеницы после 24 ч воздействия 1 мМ ацетата кадмия*

Вариант 5 сутки 6 сутки 7 сутки

Контроль - + ++

1 мМ ацетат Сс1 + ++ ++

Гуми М+ 1 мМ ацетат С<1 ++ +++ +++

* Обозначения те же, что в табл 1

Из данных табл 3 видно, что па поперечных срезах корней необработанных Гуми М проростков, инкубированных на растворе кадмия в

течение 24 ч, дитизонат кадмия выявлялся практически во всех тканях, тогда как в предобработанных - лишь в тканях эпидермы

Таблица 3

Распределение ионов кадмия по тканям корней предобработанных и необработанных Гуми М 5-сут проростков пшеницы*

Вариант Зона корня

Эпидер мис Первичная кора Эндо дерма Пери цикл Метакси лема Централь ный цилиндр

Контроль - - - - - -

1 мМ ацетат Cd + + + + f t

Гуми М + 1 мМ ацегаг Cd ++ - - - - -

* 4-сут предобработанные и необработанные Гуми М проростки обрабатывали 1 мМ ацетатом кадмия в течение 24 ч

Таким образом, растения, предобработанные Гуми М, характеризуются способностью препятствовать массированному проникновению кадмия внутрь корней, а, следовательно, тормозить распространение его по растению Вместе с тем, необходимо подчеркнуть, что это не предотвращает токсического действия кадмия в целом на растения, о чем свидетельствуют приведенные выше данные о гормональном статусе проростков и показатели ростовых процессов

Эффективность практического применения препаратов, созданных на основе гуминовых кислот, для повышения продуктивности разных сельскохозяйственных культур и качества получаемой продукции не вызывает сомнения В этом процессе, безусловно, сказывается эффект гумагов как регуляторов роста, обладающих гормон-подобным действием [Nardi et al , 2002, Zhang, Ervin, 2004] В этом процессе важную роль также играет антистрессовая активность гуматов в отношении разных по природе неблагоприятных воздействий, включая, возбудители грибных болезней

В связи с эгим, далее важно было оценить вклад вызываемых обработкой Гуми М перестроек в состоянии гормональной системы в реализацию устойчивости растений к возбудителю твердой головни и повышении продуктивности пшеницы

Данные, приведенные в табл 4, демонстрируют эффективность применения Гуми М при предпосевном способе обработки для повышения устойчивости пшеницы к возбудителю твердой головни Т caries, кроме того, предобработанные растения проявили повышенную устойчивость и к корневой гнили, о чем свидетельствуют данные о снижении интенсивности развития этой болезни на них

Таблица 4

Эффективность предпосевной обработки пшеницы сорта Жница препаратом Гуми М против возбудителей твердой головни и корневой гнили

Вариант Пораженность растений твердой головней,% Интенсивность развития корневой гнили, % Биологическая эффективность препарата против твердой головни, % Биологическая эффективность препарата против корневой гнили, %

Контроль 37 5 32 5

Гуми М 12 7 17 0 66 1 47 7

Следовательно, препарат Гуми М характеризуется также иммуностимулирующим свойством и, вероятно, именно сочетание в нем ростстимулирующей активности и способности повышать неспецифическую устойчивость определяет его большую практическую значимость для увеличения продуктивности различных сельскохозяйственных культур [Шаяхметов и др, 2000, Кузнецов и др, 2003] В пользу этого свидетельствуют результаты наших опытов по влиянию предпосевной полусухой обработки Гуми М на структуру урожая пшеницы (табл 5)

Таблица 5

Влияние предпосевной обработки Гуми М па структуру урожая пшеницы

сорта Жница

Вариант Длина, см Количество зерен в колосе, шт Масса, г Урожайность, г/м2

соломины колоса зерен с колоса 1000 зерен

Контроль 63 3±1 9 7 9зг0 24 23±0 69 0 73±0 02 32 58±0 98 19 5±0 61

Гуми М 70 5±2 1 8 4±0 25 25±0 75 0 88±0 03 43 84±1 32 26 3±1 05

Из рис. 12 видно, что инокуляция семян Т. caries вызывала сдвиги в балансе фитогормонов в сторону накопления АБК и уменьшения уровня ИУК и особенно цитокининов в растениях на всех исследованных стадиях онтогенеза пшеницы. Известно, что инфицирование возбудителями грибных болезней приводит к сходным перестройкам а состоянии фитогормональной системы растений [Максимов и др., 1996; Шакирова, 2001; Яруллина и др., 2002; Бурханова и др., 2007], что является следствием негативного действия патогенов на растительный организм.

5 -4,5 -4 -

3.5 -3

120 30

ео

30

2.5

тру&соаание

ГУ'1

/ У /

1500

30Q

мопочиая спелость

* га)

Рис. 12. Влияние инокуляции Т caries на гормональный баланс обработанных и необработанных Гуми М растений пшеницы в ходе онтогенеза

Предобработка Гуми М предотвращала стресс-индуцированные изменения в уровне цитокининов и АБК в инфицированных Т caries растениях, что в целом приводило к нормализации гормонального баланса этих растений

Таким образом, свойство Гуми М индуцировать накопление цитокининов в проростках пшеницы проявляется и на взрослых растениях в ходе онтогенеза Учитывая ключевую роль цитокининов в развитии защитных реакций к грибным патогенам [Яруллина, 2006], способность Гуми М поддерживать их повышенный уровень в инфицированных растениях, вероятно, вносит важный вклад в реализацию его иммуностимулирующей активности [Кузнецов и др , 2003]

Полученные результаты указывают на длительный защитный эффект Гуми М на растения пшеницы в условиях инфицирования возбудителем твердой головни, который проявляется в нормализации гормональной системы предобработанных препаратом инокулированных растений, что, в свою очередь,

находит отражение в большей интенсивности ростовых процессов и урожая зерна

*****

Итак, выявленное пролонгированное действие Гуми М на состояние гормональной системы растеиий, обусловленное стойким накоплением гормонов цитокининовой природы, является важным регуляторным компонентом, обеспечивающим реализацию ростстимулирующего и защитного эффектов препарата в отношении разных по природе стрессовых факторов (засоление, токсическое действие кадмия, грибной патогенез) на пшеницу В основе способности Гуми М при предпосевной обработке индуцировав механизмы неспецифической устойчивости лежит предотвращение под его влиянием резких стресс-индуцированных сдвигов в гормональном балансе растений пшеницы

23

ВЫВОДЫ

1 Впервые проведен детальный анализ влияния предпосевной обработки препаратом Гуми М на гормональный баланс проростков пшеницы в ходе прорастания, выявивший стойкое накопление цитокининов

2 Важной составляющей антистрессового действия Гуми М на растения пшеницы при воздействии засоления и кадмия является предотвращение резких стресс-индуцированных сдвигов в балансе фитогормонов, связанных с накоплением АБК и снижением уровня ауксина и цигокининов

3 Обнаружено, чю предобработка Гуми М ускоряла процесс лигнификации клеточных стенок в базальной части корней растений, который в условиях засоления и воздействия кадмия значительно усиливался Этот эффект Гуми М, по-видимому, играет важную роль в торможении поступления токсических ионов кадмия во внутренние ткани корней

4 В полевых опытах продемонстрирована эффективность предпосевной полусухой обработки Гуми М для повышения устойчивости пшеницы к возбудителям твердой головни и корневой гнили, что может быть обусловлено поддержанием под его влиянием повышенного уровня цитокининов в инфицированных растениях в ходе онтогенеза

5 Важную роль в повышении продуктивности пшеницы под влиянием предобрабо1КИ Гуми М играет нормализация состояния гормональной системы растений в ходе онтогенеза в условиях инфицирования

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Сахабутдинова А Р , Масленникова Д Р , Авальбаев А М , Нургалиева Р В , Фатхутдинова Р А , Чанышева К В , Токунова Э Ф , Хлебникова Т Д , Шакирова Ф М Механизмы защитного действия Фэтила на проростки пшеницы при засолении // Агрохимия 2005 №4 С 48-52

2 Нургалиева РВ, Исаев РФ, Кильдибекова АР, Безрукова МВ, Авальбаев А М , Юлдашев Р А , Масленникова Д Р , Сахабутдинова А Р , Шакирова Ф М Влияние гумата на устойчивость к возбудителям корневой гнили и продуктивность яровой пшеницы // Материалы II Всероссийского съезда по

защите растений «Фитосанитарное оздоровление экосистем» Санкт-Петербург, 2005 С 525-526

3 Нургалиева Р В , Масленникова Д Р , Сахабутдинова А Р Влияние производных 1,3-дигетероциклоалканов на рост и устойчивость растений пшеницы И Материалы XII молодежной научной конференции «Актуальные проблемы биологии и экологии» Сыктывкар, 2005 С 168-169

4 Нургалиева Р В , Кильдибекова А Р , Сахабутдинова А Р , Масленникова Д Р , Авальбаев А М , Безрукова М В , Фатхутдинова Р А , Гилязетдинов Ш Я , Шакирова Ф М Влияние Гуми М на гормональный статус растений пшеницы при засолении // Агрохимия 2006 № 8 С 25-29

5 Исаев Р Ф , Шакирова Ф М, Нургалиева Р В Влияние антистрессовых регуляторов роста на гормональный баланс и продуктивность пшеницы при инфицировании возбудителем твердой головни // Агрохимический вестник 2007 №2 С 17-19

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д б н проф Ф М Шакировой, д б н проф Р Р Кабирову, к б н М В Безруковой, к б н Р А Фатхутдиновой, к б н РФ Исаеву за постоянное внимание к работе и помощь в ходе ее выполнения, обсуждения и написания

НУРГАЛИЕВА Раиса Винеровна

РОЛЬ ГОРМОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В РЕАЛИЗАЦИИ ПРОТЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ ГУМИ М НА РАСТЕНИЯ ПШЕНИЦЫ

03 00 12 - физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано к печати 26 04.2007 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печагь плоская Гарнитура Тайме Уел печ л 1,25 Уел кр-отт1,25 Уч-изд л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 206

ГОУВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул К Маркса, 12

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Нургалиева, Раиса Винеровна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Значение регуляторов роста в повышении устойчивости и 8 продуктивности растений

1.1.1. Гуми - природный регулятор роста

1.1.2. Синтетический регулятор роста растений Фэтил

1.2. Микроэлементы и их физиологические функции в растениях

1.3. Регуляторы роста растений как компоненты защитно- 30 стимулирующих препаратов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Объект исследования

2.2. Постановка опытов

2.2.1. Постановка лабораторных опытов

2.2.2. Постановка полевых опытов

2.3. Экстрагирование фитогормонов

2.4. Определение содержания фитогормонов методом ИФА

2.5. Иммуноанализ цитокининов в препарате Гуми

2.6. Определение митотической активности меристематических 48 клеток корней проростков пшеницы

2.7. Определение образования лигнина

2.8. Локализация кадмия в клеточных стенках тканей корней 49 растений

2.9. Определение концентрации пролина

2.10. Определение содержания малонового диальдегида

2.11. Метод определения выхода электролитов из клеток в 52 окружающую среду

2.12. Определение содержания хлорофилла

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Оценка вклада микроэлементов в физиологическую 54 эффективность препарата Гуми

3.1.1. Влияние бора в составе с Гуми на рост и устойчивость проростков пшеницы

3.1.2. Введение молибдена и никеля в смесь Гуми с бором и 58 оценка вклада каждого из этих микроэлементов в повышение устойчивости проростков пшеницы к солевому стрессу

3.2. Механизмы ростстимулирующего и защитного действия 64 препарата Гуми М на растения пшеницы

3.2.1. Влияние предпосевной обработки Гуми М на рост и гормональный статус проростков пшеницы в ходе прорастания

3.2.2. Анализ защитного действия Гуми М на физиологобиохимические показатели растений пшеницы в условиях засоления

3.2.2.1. Влияние предобработки Гуми М на рост и 69 гормональный статус проростков пшеницы при натрий хлоридном засолении

3.2.2.2. Роль пролина в защитном ответе проростков 76 пшеницы к засолению

3.2.2.3. Влияние предобработки растений пшеницы 79 Гуми М на уровень перекисного окисления липидов и экзосмос электролитов в условиях засоления

3.2.3. Механизмы защитного действия Гуми М на растения 86 пшеницы к воздействию ионов кадмия

3.3. Анализ влияния предпосевной обработки регуляторами роста и 95 инфицирования возбудителем твердой головни на гормональный статус растений пшеницы в онтогенезе

3.3.1. Оценка влияние Гуми М и инокуляции Т. caries на состояние гормональной системы пшеницы в ходе онтогенеза

3.3.2. Влияние Фэтила на баланс фитогормонов в 102 инфицированных возбудителем твердой головни растениях пшеницы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль гормональной системы в реализации протекторного действия ГУМИ М на растения пшеницы"

Изучение природы устойчивости растений является одной из центральных проблем биологии. В связи с прикрепленностью к месту обитания растения находятся под прессом постоянно меняющихся факторов внешней среды и подвергаются атаке фитопатогенов и вредителей. Вследствие этого они вынуждены приспосабливаться к условиям существования, что требует функционирования эффективных систем регуляции метаболической активности клеток для переключения генетических программ с нормы на стресс и обратно. Ключевым звеном в регуляции этого процесса является гормональная система растений, чутко реагирующая на малейшие изменения условий произрастания [Jackson, 1997; Шакирова, 2001; Veselov et al., 2003; Kudoyarova et al., 2007].

Проблема стресс-устойчивости находится под пристальным вниманием исследователей всего мира и относится к числу важнейших проблем растениеводства, поскольку знание цепи реакций, развиваемых в растениях в ответ на экстремальные условия внешней среды, может реально способствовать не только развитию селекции на устойчивость, но позволит целенаправленно управлять механизмами адаптации для повышения устойчивости и продуктивности растений с помощью регуляторов роста [Afzal et al., 2006; Shakirova, 2006; Walia et al., 2007].

He случаен в связи с этим огромный интерес исследователей к регуляторам роста, сочетающим в себе свойство активаторов роста и индукторов неспецифической устойчивости, что открывает большие перспективы их практического использования в растениеводстве [Вакуленко, 2005; Прусакова и др., 2005; Давидянц, 2006]. Так, препараты, созданные на основе гуминовых кислот, с давних времен прочно вошли в практику сельского хозяйства в качестве эффективных природных регуляторов роста для повышения продуктивности разных культур [Nardi et al., 2002; Ермаков, Попов, 2003; Шакирова и др., 2003; Zhang, Ervin, 2004]. К ним, в частности, относится препарат Гуми в комплексе с микроэлементами (Гуми М) [Шаяхметов и др., 2000; Шакирова и др., 2003; Садовникова, Нугманова, 2007]. Вместе с тем, целенаправленное применение регуляторов роста требует знания молекулярных механизмов их регуляторного действия на растительный организм, которые в отношении гуминовых веществ ограничены [Nardi et al., 2002; Zhang, Ervin, 2004; Muscolo et al., 2007]. Поскольку гормональная система относится к числу наиболее действенных систем регуляции жизнедеятельности растений в ходе онтогенеза, можно предполагать, что гуматы оказывают активное воздействие на ее состояние.

В связи с этим, цель работы состояла в выявлении значения перестроек в состоянии гормональной системы в индуцируемой препаратом Гуми М устойчивости растений пшеницы к стрессовым факторам разной природы.

Для решения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Оценить характер влияния предпосевной обработки препаратом Гуми М на гормональный баланс растений пшеницы в связи с развитием устойчивости к засолению среды и токсическому действию кадмия.

2. Провести сравнительный анализ интенсивности отложения лигнина в клеточных стенках тканей корней предобработанных и необработанных Гуми М проростков пшеницы в норме и в стрессовых условиях.

3. Изучить влияние предобработки Гуми М на локализацию кадмия в тканях корней проростков пшеницы.

4. Исследовать характер влияния Гуми М на гормональный статус инфицированных Tilletia caries растений пшеницы в онтогенезе и уровень их пораженности твердой головней и корневой гнилью.

Научная новизна. Впервые проведен детальный анализ влияния предпосевной обработки семян Гуми М на гормональный статус растений в ходе онтогенеза пшеницы в норме и при воздействии засоления, кадмия, инокуляции Т. caries. Выявлено, что в основе ростстимулирующего действия

Гуми М лежат перестройки в состоянии гормональной системы растений, обусловленные стойким почти 1.5-кратным накоплением цитокининов.

Отражением защитного действия Гуми М служат данные о нормализации гормонального статуса растений, подвергнутых воздействию стрессовых факторов. Предобработка Гуми М способствует торможению поступления ионов кадмия во внутренние ткани корней проростков пшеницы вследствие локализации их в эпидермисе, что может быть связано с ускорением и интенсификацией лигнификации клеточных стенок под влиянием препарата.

Практическая значимость работы. Совокупность результатов лабораторных и полевых опытов демонстрирует эффективность применения препарата Гуми М в качестве индуктора неспецифической устойчивости растений для увеличения продуктивности пшеницы как основной хлебной культуры в нашей стране.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Нургалиева, Раиса Винеровна

выводы

1. Впервые проведен детальный анализ влияния предпосевной обработки препаратом Гуми М на гормональный баланс проростков пшеницы в ходе прорастания, выявивший стойкое накопление цитокининов.

2. Важной составляющей антистрессового действия Гуми М на растения пшеницы при воздействии засоления и кадмия является предотвращение резких стресс-индуцированных сдвигов в балансе фитогормонов, связанных с накоплением АБК и снижением уровня ауксина и цитокининов.

3. Обнаружено, что предобработка Гуми М ускоряла процесс лигнификации клеточных стенок в базальной части корней растений, который в условиях засоления и воздействия кадмия значительно усиливался. Этот эффект Гуми М, по-видимому, играет важную роль в торможении поступления токсических ионов кадмия во внутренние ткани корней.

4. В полевых опытах продемонстрирована эффективность предпосевной полусухой обработки Гуми М для повышения устойчивости пшеницы к возбудителям твердой головни и корневой гнили, что может быть обусловлено поддержанием под его влиянием повышенного уровня цитокининов в инфицированных растениях в ходе онтогенеза.

5. Важную роль в повышении продуктивности пшеницы под влиянием предобработки Гуми М играет нормализация состояния гормональной системы растений в ходе онтогенеза в условиях инфицирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с прикреплениостью к месту своего обитания, растительные организмы вынуждены приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям произрастания, хотя они и ограничены в выборе стратегии борьбы за существование. Знание разнообразия механизмов, лежащих в основе развития адаптации растений имеет принципиально важное фундаментальное и прикладное значение. Оно реально может способствовать не только развитию селекции на устойчивость, но и позволит целенаправленно управлять механизмами адаптации к экстремальным условиям внешней среды регуляторами роста растений.

Ростстимулирующий и адаптогенный по отношению к разным по природе неблагоприятным факторам среды эффекты гуминовых кислот известны уже давно, благодаря чему они нашли широкое применение в мире на разных культурах [Nardi et al., 2002; Ермаков, Попов, 2003; Zhang, Ervin, 2004]. Мы в своей работе проанализировали влияние предпосевной полусухой обработки семян комплексным препаратом Гуми с микроэлементами бор, молибден и никель в оптимальных концентрациях -Гуми М - на состояние гормональной системы растений в онтогенезе в связи с устойчивостью пшеницы к повреждающим факторам среды абиогенной и биогенной природы.

В ходе выполнения исследований нами выявлен пролонгированный защитный эффект Гуми М на растения пшеницы в отношении натрий хлоридного засоления, токсического воздействия кадмия, грибного патогенеза, который проявлялся в снижении уровня повреждающего действия этих стрессоров на ростовые процессы, в основе которого лежат вызываемые этим препаратом перестройки в гормональной системе.

Поскольку Гуми М является регулятором роста, можно было ожидать, что его ростстимулирующий эффект на растения пшеницы обусловлен активным влиянием на действенную эндогенную систему регуляции метаболизма клеток, лежащего в основе роста и развития, -гормональную. Действительно, нами впервые было показано, что при предпосевном способе обработке Гуми М оказывает влияние на гормональный статус растений, который проявляется в стойком 1.5-кратном накоплении цитокининов на фоне отсутствия значимых изменений в содержании ИУК и АБК, с чем, вероятно, и связан его ростстимулирующий эффект.

Обсуждая эти данные, необходимо отметить, что к моменту начала нашей работы появились сведения о наличии в самих гуминовых веществах ауксинов и цитокининов [Muscolo et al., 1998; Zhang, Ervin, 2004], с чем, в первую очередь, и можно было связать их ростстимулирующее действие на растения. Иммуноанализ цитокининов в самом препарате Гуми, проведенный нами, также выявил присутствие в нем этих гормонов. При этом следует еще раз подчеркнуть, что при предпосевном способе обработки Гуми М оказывал длительное воздействие на накопление цитокининов и предотвращал стресс-индуцированное падение концентрации этих гормонов в растениях в ходе онтогенеза в условиях воздействия засоления, кадмия, инфицирования возбудителем твердой головни, что сопровождалось повышением устойчивости пшеницы.

Цитокинины, как известно, характеризуются широким спектром действия, который включает и регуляцию устойчивости растений к разным по природе неблагоприятным факторам среды [Кулаева, 1982; Kaminek, 1992; Musgrave, 1994; Кулаева, Кузнецов, 2002], что позволяет цитокинины и препараты, созданные на их основе, применять в растениеводстве в качестве стимуляторов роста и индукторов устойчивости растений [Чернядьев, 1997; Iqbal, Ashraf, 2005].

Нами впервые выявлено, что предпосевная обработка Гуми М, стимулируя рост проростков, ускоряла процесс лигнификации клеточных стенок в базальной части корней, а в условиях засоления и воздействия кадмия значительно усиливала этот процесс, особенно весомо это проявлялось в условиях кадмиевого стресса, когда отложение лигнина наблюдалось даже в оболочках клеток первичной коры. Это указывает на то, что предобработка Гуми М способствует дополнительному укреплению барьерных свойств клеточных стенок корней проростков, вносящего свой вклад в задержку проникновения кадмия во внутренние ткани корней и растения в целом. Так, оценка локализации кадмия в поперечных срезах корней предобработанных Гуми М проростках выявила его наличие лишь на периферии, в тканях эпидермиса, тогда как на срезах корней у необработанных Гуми М растений кадмий обнаруживался во всех тканях, включая ткани сосудов.

Таким образом, предобработка Гуми М способствует повышению устойчивости проростков пшеницы к засолению, о котором также можно судить по уменьшению уровня стресс-индуцированного перекисного окисления липидов и выхода электролитов, а также к токсическому действию кадмия, тормозя его поступление в ткани корней и распространение по растению.

Нами получены приоритетные данные об индуцированном твердой головней дисбалансе фитогормонов и нормализации гормонального баланса в растениях предобработанной Гуми М пшеницы в ходе онтогенеза (кущение, трубкование, молочная спелость) в условиях инфицирования возбудителем Т. caries. По анализу состояния гормональной системы в инокулированных растениях, предобработанных и необработанных Гуми М, четко проявляется благоприятный эффект данного регулятора роста на пшеницу, который еще до полного созревания позволяет ожидать увеличения урожая зерна. Безусловно, важный вклад в повышение продуктивности пшеницы, предобработанной Гуми М, вносит его способность повышать болезнеустойчивость растений, что подтверждается и полученными нами результатами по значительному снижению уровня развития на этих растениях корневой гнили и уменьшения процента пораженности твердой головней.

Таким образом, выявленное в нашей работе пролонгированное действие препарата Гуми М на состояние гормональной системы растений пшеницы, обусловленное стойким накоплением гормонов цитокининовой природы, является важным регуляторным компонентом в реализации его защитного эффекта на растения к воздействию биогенных и абиогенных стрессовых факторов среды, которое при стрессе (засоление, токсическое действие кадмия, грибной патогенез), который проявляется в предотвращении резких сдвигов в гормональном балансе. Полученные результаты указывают на способность Гуми М развивать в растениях пшеницы механизмы неспецифической устойчивости, что, вероятно, можно рассматривать в качестве важного экспериментального обоснования эффективности применения гуматов в практическом растениеводстве, которое с успехом реализуется с давних времен.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Нургалиева, Раиса Винеровна, Уфа

1. Битюцкий Н.П. Необходимые микроэлементы растений. СПб.: Изд-во ДЕАН, 2005. 256 с.

2. Вакуленко В.В. Регуляторы роста скрытые резервы // Главный агроном.2005. №9. С. 41-44. Вакуленко В.В. Регуляторы роста // Защита и карантин растений. 2004. № 1. С. 24-26.

3. Ганиев М.М., Недорезков В.Д. Химические средства защиты растений. Уфа. Изд-во БГАУ. 2006.320 с.

4. Гирфанов В.К., Ряховская Н.Н. Микроэлементы в почвах Башкирии и эффективность микроудобрений. М.: Наука, 1975.172 с.

5. Горбатова О.Н., Жердев А.В., Королева О.В. Триазиновые пестициды: структура, действие на живые организмы, процессы деградации // Успехи биологической химии. 2006. Т. 46. С. 323-348.

6. Григорьев П.С., Пусенкова Л.И., Кудаярова Р.А. Влияние биофунгицида Фитоспорин М на урожайность и сохранность в кагатах корнеплодов сахарной свеклы // Агрохимический вестник. 2007. № 2. С. 27-28.

7. Давидянц Э.С. Применение регуляторов роста тритерпеновой природы при выращивании озимой пшеницы // Агрохимия. 2006. № 8. С. 30-33.

8. Данилова М.Ф., Мазель Ю.Я., Телепова М.Н., Житнева Н.Н. Формирование систем поглощения и транспорта ионов в корне кукурузы (Zea mays): анатомия и ультраструктура корня // Физиол. растений. 1990. Т. 37. № 5. С. 629-635.

9. Данченко Н.Н. Функциональный состав гумусовых кислот: определение ивзаимосвязь с реакционной способностью. Автореф.дисс. канд.хим. наук. Москва, 1997.24 с.

10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416 с

11. Ермаков Е.И., Попов А.И. Развитие представлений о влиянии гуминовых веществ на метаболизм и продуктивность растений // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2003. № 2. С. 16-20.

12. Жемчужин С.Г. Сульфонилмочевинные гербициды и новые методы их анализа// Агрохимия. 2003. № 3. С. 65-76.

13. Жизневская Г.Я. Медь, молибден и железо в азотном обмене бобовых растений. М.: Наука, 1972. 336 с.

14. Заболотный А.И., Львов Н.П., Хрипач В.А., Кудряшова Н.Н. Роль трофических и гормональных факторов в экзогенной регуляцииформировании репродуктивных органов люпина желтого (Lupinus luteus L.) // Прикл. биохимия и микробиол. 2003. Т.39. № 1. С. 110-115.

15. Калинкина Л.Г. Накопление пролина в клетках морской и пресноводной хлореллы в зависимости от концентрации NaCl в среде и интенсивности роста водорослей // Физиол. растений. 1985. Т. 32. № 1.С. 42-52.

16. Каратыгин И.В. Головневые грибы. Онтогенез и филогенез. Л.: Наука, 1981.216 с.

17. Кафи М., Стюарт B.C., Борланд A.M. Содержание углеводов и пролина в листьях, корнях и апексах сортов пшеницы, устойчивых и чувствительных к засолению // Физиол. растений. 2003. Т. 50. № 2. С. 174-182.

18. Ковалев В.М. О характере физиологических реакций при воздействии на растения экзогенных регуляторов роста химической и физической природы // С.-хоз. биология. 1998. №1. С.91-100.

19. Колес Ю., Онсел И. Рост и содержание ряда растворимых метаболитов у двух видов пшеницы, подвергнутых совместному действию нескольких стресс-факторов // Физиол. растений. 2004. Т. 51. № 2. С. 228-233.

20. Кораблева Н.П., Платонова Т.А. Биохимические аспекты гормональной регуляции покоя и иммунитета растений (Обзор) // Прикл. биохимия имикробиол. 1995. Т.31. № 1.С.103-114.

21. Костюк А.Н., Остаплюк А.Н., Левенко Б.А. Ответная реакция растений на солевой стресс // Физиол. биохимия культ, растений. 1994. Т. 26. № 6. С. 525-545.

22. Красавина Е.А. Головня: опасная тенденция сохраняется. // Защита и карантин растений. 1999. № 4. С. 10-11.

23. Кудоярова Г.Р., Веселов С.Ю., Каравайко Н.Н. и др. Иммуноферментная тест-система для определения цитокининов // Физиол. растений. 1990. Т. 37. № 1.С. 193-199.

24. Кузнецов В.И., Узянбаев А.Х., Исаев Р.Ф., Лукьянов С.А., Мухутдинов Ф.Г. Влияние Гуми и Гуми М на устойчивость к неблагоприятным факторам и формирование урожая у яровой пшеницы //

25. Эффективность гербицидов и фунгицидов при совместном применении с антистрессовыми регуляторами роста на зерновых культурах. Опыт и рекомендации. Уфа: Гилем. 2003. С. 59-64.

26. Кузнецов Вл.В., Шевякова Н.И. Пролин при стрессе: биологическая роль, метаболизм, регуляция // Физиол. растений. 1999. Т. 46. № 2. С. 321-336.

27. Кулаева О.Н. Гормональная регуляция физиологических процессов у растений на уровне синтеза РНК и белка. XLI Тимирязевское чтение. М.: Наука, 1982. 84 с.

28. Кулаева О.Н., Кузнецов В.В. Новейшие достижения и перспективы в области изучения цитокининов // Физиол. растений. 2002. Т. 49. № 4. С. 626-640.

29. Лукаткин А.С. Вклад окислительного стресса в развитие холодового повреждения в листьях теплолюбивых растений. 1. Образование активных форм кислорода при охлаждении растений // Физиол. растений. 2002. Т. 49. № 5. С. 697-702.

30. Лукин С.В., Кононенко Л.А., Мирошникова Ю.В. Влияние кадмия на развитие фотосинтетического аппарата и урожайность яровой пшеницы // Агрохимия. 2004. № 3. С. 63-68.

31. Лухменев В.П., Нугуманов А.Х. Действие химических и биологических средств защиты яровой пшеницы в засушливых условиях // Агрохимический вестник. 2007. № 2. С. 6-9.

32. Львов Н. П. Молибден в ассимиляции азота. XLIII Баховское чтение // М.: Наука, 1989. 87 с.

33. Максимов И.В. Черепанова Е.А. Про-/антиоксидантная система и устойчивость растений к патогенам // Успехи современной биологии. 2006. Т. 126. №3. С. 250-261.

34. Малеванная Н.Н., Пермитина Г.В. Регуляторы роста растений на природной основе с использованием последних достижений российской науки // Главный агроном. 2005. № 12. С. 23-27.

35. Малый практикум по физиологии растений // Под ред. А.Т. Мокроносова. М.:МГУ, 1990.184 с.

36. Медведев С.С., Маркова И.В. Участие салициловой кислоты в гравитропизме у растений//Доклады АН СССР. 1991. Т. 316, N. 4. С. 1014-1016.

37. Мельников Н.Н. Системные фунгициды. М. 1975. 304 с.

38. Мельников Н.Н., Мельникова Г.М. Пестициды в современном мире // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 4. С. 33-37.

39. Менликеев М.Я., Захарова Н.Г. Действие Фитоспорина на сапротрофные и фитопатогенные микроорганизмы, заселяющие семена зерновых культур // Агрохимический вестник. 2007. № 2. С. 10-11.

40. Методическое руководство по проведению теплично-полевых испытаний протравителей, фунгицидов и бактерицидов // Под ред. В.И. Абеленцева. Черкассы. 1990. 135 с.

41. Муромцев Г.С., Чкаников Д.И., Кулаева О.Н., Гамбург К.З. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений. М.: Агропромиздат. 1987. 383 с.

42. Озерецковская О.Л. Индуцирование устойчивости растений // Аграрная Россия. 1999. Т. 1.С. 4-9.

43. Озерецковская О.Л., Васюкова Н.И. При использовании элиситоров для защиты сельскохозяйственных растений необходима осторожность // Прикл. биохим. и микробиол. 2002. Т. 38. № 3. С. 322-325.

44. Озерецковская О.Л., Роменская И.Г. Олигосахарины как регуляторные молекулы растений (Обзор) // Физиол. растений. 1996. Т. 43. № 5. С.743-752.

45. Орлов Д.С. Гуминовые вещества в биосфере // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 2. С. 56-63

46. Орлов Д.С. Химия и охрана почв // Соросовский образовательный журнал. 1996. №3. С. 65-74.

47. Панкратова К.Г., Щелоков В.И., Сазонов Ю.Г. Обзор современных методов исследования гуминовых кислот // Плодородие. 2005. № 4. С. 19-23.

48. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Агропромиздат, 1988. 207 с.

49. Прищепа И.А. Применение смесей пестицидов и регуляторов роста на посевах зерновых колосовых культур // Агрохимия. 1998. № 8. С. 74-89

50. Рудакова Э.В., Каракис К.Д., Сидоршина Т.Н. Микроэлементы: поступление, транспорт и физиологические функции в растениях. Киев: Наукова Думка. 1987.187 с.

51. Рудакова Э.В., Каракис К.Д., Сидоршина Т.Н. Микроэлементы: поступление, транспорт и физиологические функции в растениях. Киев: Наукова Думка. 1987.187 с.

52. Садовникова Л.К., Нугуманова З.М. Препарат Гуми как мелиорант и удобрение загрязненных почв // Агрохимический вестник. 2007. № 2. С. 35-36.

53. Сафаров М.Г. Гербициды: 2,4-Д // Соросовский образовательный журнал. 2001. №9. С. 57-62.

54. Сахабутдинова А.Р. Регуляция салициловой кислотой устойчивостипшеницы к стрессовым факторам. Автореф.дисс. канд. биол. наук.1. Уфа, 2002. 24 с.

55. Сахабутдинова А.Р., Фатхутдинова Д.Р., Шакирова Ф.М. Влияние салициловой кислоты на активность антиоксидантных ферментов пшеницы при засолении // Прикл. биохимия и микробиол. 20046. Т. 40. №5. С. 579-583.

56. Серегин И.В. Фитохелатины и их роль в детоксикации кадмия у высших растений // Успехи биологической химии. 2001. Т. 41. С. 283-300.

57. Серегин И.В., Иванов В.Б. Гистохимические методы изучения распределения кадмия и свинца в растениях // Физиол. растений. 1997. Т. 44. № 6. С. 915-921.

58. Серегин И.В., Иванов В.Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения // Физиол. растений. 2001. Т. 48. №4. С. 606-630.

59. Серегина И.И. Возможность применения регуляторов роста для снижения негативного действия кадмия на рост, развитие и продуктивность яровой пшеницы // Агрохимия. 2004. № 1. С. 71-74.

60. Строгонов Б.П. Метаболизм растений в условиях засоления. XXXIII Тимирязевское чтение. М.: Наука, 1973. 51 с.

61. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука, 2002. 294с.

62. Трапезников В.К., Иванов И.И., Тальвинская Н.Г., Анохина H.JI. Влияние инкрустации гранул нитрофоски гуматом натрия на урожайность и качество зерна твердой пшеницы // Агрохимия. 2000. № 9. С. 48-49.

63. Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. СПб. 2002.328 с.

64. Тютерев С.Л. Физиолого-биохимические основы управления стрессоустойчивостью растений в адаптивном растениеводстве // Вестник защиты растений. 2000. Т. 1. С. 11-35.

65. Удовенко Г.В. Механизмы адаптации растений к стрессам // Физиол. биохимия культ, растений. 1979. Т. 11, № 2. С. 99-107.;

66. Федтке К. Биохимия и физиология действия гербицидов. М.: Агропромиздат. 1985. 223 с.

67. Фирсов С.А. Экономическая эффективность применения гуминовых препаратов с целью обеспечения сохранения плодородия почв // Главный агроном. 2006. № 5. С. 12-13.

68. Фурст Г.Г. Методы анатомо-гистохимического исследования растений. Москва. Изд-во «Наука». 1979. 155 с.

69. Хлебникова Т.Д., Покало Е.И., Кантор Е.А. Фэтил новый регулятор роста растений для приусадебных и фермерских хозяйств. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999.-79с.

70. Хрипач В.А., Жабинский В.Н., Лахвич Ф.А. Перспективы практического применения брассиностероидов нового класса фитогормонов // С.-х. биология. 1995.N.1. С.3-11.

71. Чанышева К.В. Ростстимулирующее и антистрессовое действие препарата

72. Фэтил на растения пшеницы. Автореф.дисс. канд. биол. наук. Уфа,2006. 24 с.

73. Чекуров В.М., Сергеева С.И., Жалиева Л.Д., Козлов В.Е., Вакуленко В.В. Новые регуляторы роста растений // Защита и карантин растений. 2003. №9. С. 20-21.

74. Чернядьев И.И. Фотосинтез растений в условиях водного стресса и протекторное влияние цитокининов (Обзор) // Прикл. биохимия и микробиол. 1997. Т. 33. № 1. С.5-17.

75. Чернядьев И.И., Монахова О.Ф. Влияние цитокининовых препаратов на пул пигментов и белков сортов пшеницы, различающихся по устойчивости к водному стрессу // Прикл. биохимия и микробиол. 2003. Т. 39. №5. С. 593-601.

76. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та. 2002.244 с.

77. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002.244 с.

78. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков. Новосибирск: Наука. СО. 1985. 189 с.

79. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее регуляция. Уфа: Гил ем, 2001.160 с.

80. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В. Индукция салициловой кислотой устойчивости пшеницы к засолению среды // Известия РАН. Серия биол. 1997. №2. С. 149-153.

81. Шакирова Ф.М., Безрукова М.В., Хайруллин P.M. Стимуляция увеличения уровня лектина в проростках пшеницы под влиянием солевого стресса // Известия РАН. Серия биол. 1993. № 1. С. 143-145.

82. Шакирова Ф.М., Гилязетдинов Ш.Я., Хлебникова Т.Д., Кантюков В.А. Стратегия использования регуляторов роста растений // Вестник АН РБ. 2003. Т. 8. № 1.С. 14-21.

83. Широков А.В., Кудаярова Р.А. Фунгицидная активность Фитоспорин М // Агрохимический вестник. 2007. № 2. С. 11-12.

84. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука, 1974. 324 с.

85. Ямалеев A.M., Ямалеева А.А. Антистрессовый эффект Гуми на посевах яровой пшеницы при наземной обработке гербицидом // Агрохимический вестник. 2007. № 2. С. 21-22.

86. Яруллина Л.Г. Механизмы индуцирования устойчивости пшеницы кгрибным патогенам. Автореф.дисс. докт. биол. наук. Уфа, 2006.47 с.

87. Abebe Т., Guenzi А.С., Martin В., Cushman J.C. Tolerance of mannitol-accumulating transgenic wheat to water stress and salinity // Plant Physiol. 2003. V. 131, №4. P. 1748-1755.

88. Afzal I., Basra S.M.A., Farooq M., Nawaz A. Alleviation of salinity stress in spring wheat by hormonal priming with ABA, salicylic acid and ascorbic acid // Intern. J. Agriculture and Biology. 2006. V. 1. P. 23-28.

89. Ananieva K., Malbeck J., Kaminek M., Staden J. Methyl jasmonate down-regulates endogenous cytokinin levels in cotyledons of Cucurbita pepo (zucchini) seedlings // Physiol. Plant. 2004. V. 122. P. 496-503.

90. Astolfil S., Zuchil S., Passeral C. Effects of cadmium on the metabolic activity of Avena sativa plants grown in soil or hydroponic culture // Biomed. Life Sci. 2004. V. 48. № 3. P. 413-418.

91. Atiyeh R.M., Lee S., Edwards C.A., Arancon N. Q., Metzger J.D. The influence of humic acids derived from earthworm-processed organic wastes on plant growth // Bioresource Technology. 2002. V. 84. P. 7-14.

92. Ayuso M., Hernandez Т., Garcia С., Pascual J.A. Stimulation of barley growth and nutrient absorption by humic substances originating from various organic materials // Bioresource Technology. 1996. V. 57.1. 3. P. 251-257.

93. Bajguz A., Asami T. Effect of brassinazole, an inhibitor of brassinosteroid biosynthesis, on light- and dark-grown Chlorella vulgaris II Planta. 2004. V. 218. №5. P. 869-877.

94. Bakry F.A., Sakrane A.A., Ismail N.M. Molluscicidal effect of fungicide, herbicide and plant extract on some biological and physiological parameters of Biomphalaria alexandrina II J. Egypt Soc. Parasitol. 2002. V. 32 (3). P. 821-835.

95. Baldwin A., Rogers H.J., Francis D., Harwood J.L. Fatty acid elongation is important in the activity of thiocarbamate herbicides and in safeninig by dichlormid//J. Exp. Bot. 2003. V. 54. № 385. P. 1289-1294.

96. Bandeoglu E., Eyidogan F., Yucel M., Oktem H.A. Antioxidant responses of shoots and roots of lentil to NaCl-salinity stress // Plant Growth Reg. 2004. V. 42. P. 69-77.

97. Bates 1. S., Waldern. R. P., Teare D. Rapid determination of free proline for water-stress studies // Plant and Soil. 1973. V. 39. P. 205-207.

98. Bates 1. S., Waldern. R. P., Teare D. Rapid determination of free proline for water-stress studies // Plant and Soil. 1973. V .39. P. 205-207.

99. Blevins D.G., Lukaszewski K.M. Boron in plant structure and function // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1998. V. 49. P. 481-500.

100. Brunetti G., Plaza C., Senesi N. Olive pomace amendment in Mediterranean conditions: effect on soil and humic acid properties and wheat (Triticum turgidum L.) yield // J. Agric. Food Chem. 2005. V. 53 (17). P. 6730-6737.

101. Cacco G., Dell'Agnola G. Plant growth regulator activity of soluble humic complex // Canadian J. Soil Sci. 1984. V. 62. P. 306-310.

102. Cagno R.D., Guidi L., Stefani A., Soldatini G.F. Effects of cadmium of Heliantus annus seedlings: physiological aspects // New Phytol. 1999. V. 144. № 1. P. 65-71.

103. Cavani L., Ciavatta C., Gessa C. Identification of organic matter from peat, leonardite and lignite fertilizers using humification parameters and electrofocusing // Bioresource Technology. 2003. V. 86.1.1. P. 45-52.

104. Chen Z., Silva H., Klessing D.F. Active oxygen species in the induction of plant systemic acquired resistance by salicylic acid // Science. 1993. V. 262. №5141. P. 1883-1886.

105. Cobbett C. S. Phytochelatins and their roles in heavy metal detoxification // Plant Physiol. 2000. V. 123. P. 825-832.

106. Corwin D.L. Agrochemical fate and movement perspective and scale of study // J. Environmental Quality. 2001. V. 30. P. 2211-2212.

107. Davies G., Ghabbour E.A. Humic acids: marvelous products of soil chemistry // J. Chem. Edu. 2001. V. 78. P. 1609.

108. De Simone O., Haase K., Mttller E., Junk W.J., Hartmann K., Schreiber L., Schmidt W. Apoplasmic barriers and oxygen transport properties of hypodermal cell walls in roots from four amazonian tree species // Plant Physiol. 2003. V. 132. P. 206-217.

109. Delfine S., Tognetti R., Desiderio E., Alvino A. Effect of foliar application of N and humic acids on growth and yield of durum wheat // Agron. Sustain. Dev. 2005. V. 25. P. 183-191.

110. Schizosaccharomyces pombe // J. Cell Sci. 1982. V. 55. P. 383-402. Ferreira F.J., Kieber J.J. Cytokinin signaling // Current Opinion in Plant Biology.2005. V. 8.1. 5. P. 518-525.

111. Ни Н., Brown Р.Н., Labavitch J.M. Species variability in boron requirement is correlated with cell wall pectin // J. Exp. Bot. 1996. V. 47. № 295. P. 227-232.

112. Hwang I., Sakakibara H. Cytokinin biosynthesis and perception // Physiol. Plant. 2006. V. 126. P. 528-538.

113. Jackson M. Hormones from roots as signal for the shoots of stressed plants // Trend J. 1997. V.2. № 1. P.22-28.

114. Jakab G., Ton J., Flors V., Zimmerli L., Metraux J.-P., Mauch-Mani B. Enhancing arabidopsis salt and drought stress tolerance by chemical priming for its abscisic acid responses // Plant Physiol. 2005. V. 139. P. 267-274.

115. Janda Т., Szalai G., Tari I., Paldi E. Hydroponic treatment with salicylic acid decreases the effects of chilling injury in maize {Zea mays L.) plants // Planta. 1999. V. 208. P. 175-180.

116. Jones M.N., Bryan N.D. Colloidal properties of humic substances // Advances in Colloid and Interface Science. 1998. V. 78.1.1. P. 1-48.

117. Jones R. The ecotoxicological effects of Photosystem II herbicides on corals // Marine Pollution Bulletin. 2005. V. 51. P. 495-506.

118. Joseph-Horne Т., Hollomon D., Manning N., Kelly S.L. Investigation of the sterol composotion and azole resistance in field isolates of Septoria tritici U App. Environ. Microbiol. 1996. V. 62. № 1. P. 184-190.

119. Kaiser B.N., Gridley K.L., Brady J.N., Phillips Т., Tyerman S.D. The role of molybdenum in agricultural plant production // Annals Bot. 2005. V. 96 (5). P. 745-754.

120. Kaminek M. Progress in cytokinin research // Trends in Biotech. 1992. V. 10. P. 159-164.

121. Kana R., Spundova M., Ilik P., Lazar D., Klem K., Tomek P., Nanus J., Prasil 0. Effect of herbicide clomazone on photosynthetic processes in primary barley (Hordeum vulgare L.) leaves // Pest. Biochem. Physiol. 2004. V. 78. P. 161-170.

122. Kauss H., Jeblick W. Influence of salicylic acid on the induction of competence for H2O2 elicitation. Comparison of ergosterol with other elicitors // Plant Physiol. 1996. V. 111. P. 755-763.

123. Kawano Т., Muto S. Mechanism of peroxidase actions for salicylic acid induced generation of active oxygen species and an increase in cytosolic calcium in tobacco cell suspension culture // Exp. Bot. 2000. V. 51. № 345. P. 685693.

124. Khripach V., Zhabinskii V., de Groot A. Twenty years of brassinosteroids: steroidal plant hormones warrant better crops for the XXI century // Ann. Bot. 2000. V. 86. P. 441-447.

125. Killi F. Effects of potassium humate solution and soaking periods on germination characteristics of undelindet cotton seeds (Gossypium hirsutum L.) // J. Environ. Biol. 2004. V. 25 (4). P. 395-398.

126. Kishor P.B.K., Hong Z., Miao G.-H., Ни C.-A., Verma D.P.S. Overexpression of A'-pyrroline-S-carboxylate synthetase increases proline production and confers osmotolerance in transgenic plants // Plant Physiol. 1995. V. 108. P. 1387-1394.

127. Kudoyarova G.R., Vysotskaya L.B., Cherkozyanova A., Dodd I.C. Effect of partial rootzone drying on the concentration of zeatin-type cytokinins in tomato (Solanum lycopersicum L.) xylem sap and leaves // J. Exp. Bot. 2007. V. 58. №2. P. 161-168.

128. Kuo M.C., Kao C.H. Antioxidant enzyme activities are upregulated in response to cadmium in sensitive, but not in tolerant, rice (Oryza sativa L.) seedlings // Bot. Bull. Acad. Sin. 2004. V. 45. P. 291-299.

129. Mackowiak C.L., Grossl P.R., Bugbee B.G. Beneficial effects of humic acid on micronutrient availability to wheat // Soil Sci. Soc. Am. J. 2001. V. 65. P. 1744-1750.

130. Maksimov I.V., Yarullina L.G. Salicylic acid and local resistance to pathogens // Chapter 11. In Book "Salicylic Acid A Plant Hormone". Springer: The Netherlands. S. Hayat and A. Ahmad (Eds.). 2006. P. 323-334.

131. Matthes В., Boger P. Chloroacetamides affect the plasma membrane // Z. Naturforsch. 2002. V. 57. P. 843-852.

132. Mauch-Mani В., Metraux J.-P. Salicylic acid and systemic acquired resistance to pathogen attack// Ann. Botany. 1998. V. 82. P.535-540.

133. Mayhew L. Humic substances in biological agriculture // Acres U.S.A. 2004. V. 34.

134. Menn J.J. Comparative aspects of pesticide metabolism in plants and animals // Environ. Health Perspectives. 1978. V. 27. P. 113-124.

135. Metraux J.P. Recent breakthroughs in study of salisylic acid biosnthesis // Trends Plant Sci. 2002. V. 7. № 8. P. 331-334.

136. Metwally A., Finkemeier I., Georgi M., Dietz K.-J. Salicylic acid alleviates the cadmium toxicity in barley seedlings // Plant Physiol. 2003. V. 132. P. 272-281.

137. Minibayeva F.V., Gordon L.K., Kolesnikov O.P. and Chasov A.V. Role of extracellular peroxidase in the superoxide production by wheat root cells // Protoplasma. 2001. V. 217. P. 125-128.

138. Mishra A., Choudhuri M.A. Effect of salicylic acid on heavy metal-induced membrane deterioration mediated by lipoxygenase in rice // Biol. Plant. 1999. V. 42. №3. P. 409-415.

139. Mittova V., Guy M., Tal M., Volokita M. Salinity up-regulates the antioxidative system in root mitochondria and peroxisomes of the wild salt-tolerant tomato species Lycopersicon penellii II J. Exp. Bot. 2004. V. 55. № 399. P. 1105-1113.

140. Montesinos E. Development, registration and commercialization of microbial pesticides for plant protection // Int. Microbiol. 2003. V. 6 (4). P. 245-252.

141. Moons A. Ospdr9, which encodes a.PDR-type ABC transporter, is induced by heavy metals, hypoxic stress and redox perturbations in rice roots // FEBS Letters. 2003. V. 553. № 3. P. 370-376.

142. Moons A. Regulatory and functional interactions of plant growth regulators and plant Glutathiojne S-transferases (GSTs) // Vitamins & Hormones. 2005. V. 72. P. 155-202.

143. Morris K., Mackerness SA, Page T et al. Salicylic acid has a role in regulating gene expression during leaf senescence // Plant J. 2000. V. 23 (5). P. 677-685.

144. Munns R. Comparative physiology of salt and water stress // Plant Cell Environ. 2002. V. 25. №2. P. 239-250.

145. Muscolo A., Bovalo F., Gionfrido F., Nardi S. Earthworm humic matter produces auxin-like effects on Daucus carota cell growth and nitrate metabolism // Soil Biol. Biochem. 1999. V. 31.1. 9. P. 1303-1311.

146. Muscolo A., Cutrupi S., Nardi S. IAA detection in humic substances // Soil Biol. Biochem. 1998. V. 30. P. 1199-1201.

147. Muscolo A., Felici M., Concheri G., Nardi S. Effect of earthworm humic substances on esterase and peroxidase activity during growth of leaf explants of Nicotiana plumbaginifolia II Biology and Fertility of Soils. 1993. V. 15. P. 127-131.

148. Muscolo A., Sidari M., Francioso O., Tugnoli V., Nardi S. The auxin-like activity of humic substances is related to memdrane interactions in carrot cell cultures // J. Chem. Ecology. 2007. V. 33. № 1. P. 115-129.

149. Musgrave M.E. Cytokinins and oxidative process / Cytokinins: Chemistry, activity and function. Ed-s: D.W.S. Мок, Мок M.C. CRC Press, Inc., Boca Raton, FL. 1994. P. 167-178.

150. Nardi S., Pizzeghello D., Muscolo A., Vianello A. Physiological effects of humic substances on higher plants // Soil Biol. Biochem. 2002. V. 34. P. 1527-1536.

151. Nardi S., Pizzeghello D., Reniero F., Rascio N. Chemical and biochemical properties of humic substances isolated from forest soils and plant growth // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. V. 64. P. 639-645.

152. Neve P., Powles S. Recurrent selection with reduced herbicide rates results in the rapid evolution of herbicide resistance in Lolium rigidum II Theor. Appl. Genet. 2005. V. 110.N. 6. P. 1154-1166.

153. Niu X., Bressan R.A., Hasegawa P.M., Pardo J.M. Ion homeostasis in NaCI stress environments // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 735-742.

154. Oncel I., Kele Y., Ustiin A.S. Interactive effects of temperature and heavy metal stress on the growth and some biochemical compounds in wheat seedlings // Environmental Pollution. 2000. V. 107.1. 3. P. 315-320.

155. Patel M., Patel. J., Subramanian R. Effect of cadmium on growth and the activity of H2O2 scavenging enzymes in Colocassia esculentum // Plant and Soil. 2005. V. 273. № 1-2. P. 183-188 (6).

156. Pesci L. ABA induced proline accumulation in barley leaf segments: dependence on protein synthesis // Physiol. Plant. 1987. V. 71. P. 287-291.

157. Piccolo A., Nardi S., Concheri G. Structural characteristics of humic substances as related to nitrate uptake and growth regulation in plant systems // Soil Biol. Biochem. 1992. V. 24.1.4. P. 373-380.

158. Prasad Т.К. Role of catalase in inducing chilling tolerance in pre-emergent maize seedlings//Plant Physiol. 1997. V. 114. P. 1369-1376.

159. Quinlan R.A., Pogson C.I., Gull K. The influence of the microtubule inhibitor, methyl benzimidazol-2-ylcarbamate (MBC) on nuclear division andthe cell cycle in Saccharomyces cerevisiae II J. Cell Sci. 1980. V. 46. P. 341-352.

160. Ramagopal S. Salinity stress induced tissue-specific proteins in barley seedlings //

161. Plant Physiol. 1987. V. 84. № 1. P. 324-331. Raskin I. Role of salicylic acid in plants // Annu. Rev. Plant Physiology. Plant

162. Mol. Biol. 1992. V. 43. P. 439-463. Rauser W.E. Phytochelatins and related peptids // Plant Physiol. 1995. V. 109. P. 1141-1149.

163. Ryals J., Uknes S., Ward E. Systemic acquired resistance // Plant Physiol. 1994. V. 104. P. 1109-1112.

164. Ryals J.A., Neuenschwander U.H. Willits M.G. et al. Systemic acquired resistance //Plant Cell. 1996. V. 8. № 10. P. 1809-1819.

165. Sacks M.M., Silk W.K., Burman P. Effect of water stress on cortical cell division rates within the apical meristem of primary roots of maize // Plant Physiol. 1997. V. 114. P. 519-527.

166. Sairam R.K. Effect of homobrassinolide application on metabolic activity and grain yield of wheat under normal and water-stress conditions // J. Agron. and Crop Sci. 1994. V.173, N.l. P.l 1-16.

167. Schmidt A., Heider В., Schultze-Kraft R. Preliminary studies on the influence of boron on forage quality of the pasture legume Desmodium ovalifolium II Rev. Fac. Agron. 2000. V. 17. P. 288-294.

168. Schnabel G., Dai Q. Heterologous expression of the P450 sterol 14a-demethylase gene from Monolinia fructicola reduces sensitivity to some but not all DMI fungicides // Pest. Biochem. Physiol. 2004. V. 78. P. 31-38.

169. Schiitzendiibel A., Polle A. Plant responses to abiotic stress: heavy metal-induced oxidative stress and protection by mycorrhization // J. Exp. Bot. 2002. V. 53. № 372. P. 1351-1365.

170. Sedlarova M., Lebeda A. Histochemical detection and role of phenolic compounds in the defense response of Lactuca spp. To lettuce downy mildew (Bremia lactacae)//J. Phytopathalogy. 2001. V. 149. P. 693-697.

171. Senaratna Т., Touchell D., Bunn E., Dixon K. Acetyl salicylic acid (Aspirin) and salicylic acid induce multiple stress tolerance in bean and tomato plants // Plant Growth Reg. 2000. V. 30. P. 157-161.

172. Shakirova F., Sakhabutdinova A., Bezrukova M., Fatkhutdinova D., Fatkhutdinova R. Changes in hormonal status of wheat seedlings induced by salicylic acid and salinity // Plant Sci. 2003. V.164. № 3. P. 317-322.

173. Shakirova F.M. Role of Hormonal System in Manifestation of Growth Promoting and Antistress Action of Salicylic Acid // Chapter 4. In Book "Salicylic Acid A Plant Hormone". Springer: The Netherlands. S. Hayat and A. Ahmad (Eds.). 2006. P. 69-89.

174. Shaner D.L. Herbicide safety relative to common targets in plants and mammals // Pest. Manag. Sci. 2003. V. 60. P. 17-24.

175. Siminszky B. Plant cytochrome P450-mediated herbicide metabolism // Phytochem. Rev. 2006. V. 5. P. 445-458.

176. Srivastava M.K., Dwivedi U.N. Delayed ripening of banana fruit by salicylic acid // Plant Sci. 2000. V. 158. P. 87-96.

177. Sudakin D.L. Biopesticides // Toxicol. Rev. 2003. V. 22 (2). P. 83-90.

178. Tan K.H. Colloidal chemistry of organic soil constituents / Principles of Soil Chemistry. Ed. Tan K.H. Marcel Dekker, New York. 1998. P. 177-258.

179. Thieron M., Pontzen R., Kurahashi Y. Carpropamid: a rice fungicide with two modes of action // Pflanzenschutz Nachrichten Bayer. 1998. V. 51 (3). P. 257-278.

180. Van Eerd L.L., Hoagland R.E., Zablotowiz R.M., Hall J.C. Pesticide metabolism in plants and microorganisms // Weed Science. 2003. V. 51. P. 472-495.

181. Vassilev A., Iordanov I., Chakalova E., Kerin V. Effect of cadmium stress on growth and photosynthesis of young barley (#. vulgare L.) plants. 2.

182. Walia H., Wilson C., Condamine P., Liu X., Ismail A.M., Close T.J. Large-scale expression profiling and physiological characterization of jasmonic acid-mediated adaptation of barley to salinity stress // Plant, Cell Environ. 2007. V.30. P. 410-421.

183. Walsh J.C. High throughput, mechanism-based screening techniques for discovering novel agrochemicals // J. Biomolecular Screening. 1998. V. 3. № 3. P. 175-181.

184. Wang Q., Lu L., Wu X., Li Y., Lin J. Boron influences pollen germination and pollen tube growth in Picea meyeri I I Tree Physiology. 2003. V. 23. P. 345-351.

185. Ward E.R., Uknes S.J., Williams S.C. et al. Coordinate gene activity in response to agents that induce systemic acquired resistance // Plant Cell. 1991. V. 3. №10. P. 1085.

186. Wood J.S., Hartwell L.H. A dependent pathway of gene functions leading to chromosome segregation in Saccharomyces cerevisiae II J. Cell Biol. 1982. V. 94. P. 718-726.

187. Wu Y., Cosgrove D J. Adaptation of roots to low water potentials by changes in cell wall extensibility and cell wall proteins // J. Exp. Bot. 2000. V. 51. №350. P. 1543-1553.

188. Wu Y.X., Von T.A. Impact of fungicides on active oxygen species and antioxidant enzymes in spring barley {Hordeum vulgare L.) exposed to ozone // Environ. Pollut. 2002. V. 116 (1). P. 37-47.

189. Yamaguchi I., Fujimura M. Recent topics on action mechanisms of fungicides // J. Pestic. Sci. 2005. V. 30 (2). P. 67-74.

190. Yang J., Zhang J., Huang Z., Wang Z., Zhu Q., Liu L. Correlation of cytokinin levels in the endosperms and roots with cell number and cell division activity during endosperm development in rice // Ann. Bot. 2002. V. 90. P. 369-377.

191. Yannarelli G.G., Fernandez-Alvarez A.J., Santa-Cruz D.M., Tomaro M.L. Glutathione reductase activity and isoforms in leaves and roots of wheat plants subjected to cadmium stress // Phytochem. 2007. V. 68.1. 4. P. 505-512.

192. Yoshimi A., Kojima K., Takano Y., Tanaka C. Group III histidine kinase is a positive regulator of hog 1-type mitogen-activated protein kinase in filamentous fungi // Eukaryotic Cell. 2005. V. 4. P. 1820-1828.

193. Zengin F.K., Munzuroglu O. Toxic effects of cadmium (Cd4-1") on metabolism of sunflower {Heliantus annus L.) seedlings // Acta Agriculturae Scandinavica, Section В Plant Soil Science. 2006. V. 56. № 3. P. 224-229.

194. Zhang G., Fukami M., Sekimoto H. Influence of cadmium on mineral concentrations and yield components in wheat genotypes differing in Cd tolerance at seedling stage // Field Crops Research. 2002. V. 77.1. 2-3. P. 93-98.

195. Zhang X., Ervin E.H. Cytokinin-containing seaweed and humic acid extracts associated with creeping bentgrass leaf cytokinins and drought resistance // Crop Sci. 2004. V. 44. P. 1737-1745.

196. Zhang Y., Yang X. The toxic effects of cadmium on cell division and chromosomal morphology of Hordeum vulgare II Mutat. Res. 1994. V. 312 (2). P. 121-126. Zhu J. Plant salt tolerance // Trends Plant Sci. 2001. V. 6. № 2. P. 66-71.