Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

УСТОЙЧИВОСТЬ ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ФАКТОРАМ В ИХ ОНТОГЕНЕЗЕ

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "УСТОЙЧИВОСТЬ ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ФАКТОРАМ В ИХ ОНТОГЕНЕЗЕ"



На правах рукописи

КИРИЧЕНКО Евгений Борисович

УСТОЙЧИВОСТЬ ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ТЕМПЕРАТУРНЫМ ФАКТОРАМ В ИХ ОНТОГЕНЕЗЕ

03.00.12 — физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

москва 1096

РСГ К Р.:/} '

Работа выполнена в Лаборатории физиологии и биохимии растений Главного ботанического сада имени Н В Ци-цина РАН.

Официальные оппоненты академик Российской „кадемии наук, доктор биологических нavк, профессор И. А. Тарчев-ский; академик Национальной академии наук Украины, доктор биологических наук, профессор Д. М. Гродзинский; доктор биологических наук, профессор Т. И. Трунова,

Ведущее учреждение — Биологический фак\лътет Московского государственного университета им М В Ломоносова.

Защита диссертации состоится . 3 и . . 1996 г

в >. - часов на заседании диссертационного созета Д 120^5 07 по присуждению ученой степени доктора биологических наук в Московской сельскохозяйственной академии им К А. Тимирязева по адрес\ 127550, Москва, у л Тимирязевская, 49, сектор о-щиты диссертации

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке МСХА им К ^ Тимирязева

Автореферат разослан

1996 г

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат биологических нау к

А. С. Лосева

- 3 -

ОЭДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Исследования закономерностей жизнедеятельности растений в их онтогенезе традиционно занимали центральное &сто в фитобиологии. Результаты этих исследований способствовали /1-дублению теории индивидуального развития, понимание координации функций и интеграции метаболивма растительного организма, раскрытие это фотосинтетического и адаптационного потенциалов. Решению этих проблем в предшествующий период были посвящены работы многих исследователей (Курсанов, 1937, i960, 1976, 1984; Тарчевский, 1958, 1904, 1976, 1993; Мокроносов, 1981, 1988; Гродаиискии, 1983; Варта-петян, 1985; Туманов, 1979; Трунова, 1979; Ермаков, 1978, 1992; Быков, 1987; . Чайка, Реветников, 1992; Moyse, 1950, 1975, 1979; Champieny, Moyse, 1975, 1979; Sestak, 1984; Cfoudret, Ferron, 1981).

Озимые элаки - ведущие культуры в нашей стране. По своим физиологическим свойствам среди однолетних растений они занимает особое положение. Растения злаков в молодом возрасте требуют для осуществления жизненного цикла пониженных температур и относительного покоя в течение длительного времени. Природные условия в осенне-зимний период на территории, где в навей стране возделывавтея хлебные злаки, в основном неблагоприятны. Поэтому разработка физиологических проблем зимостойкости злаков весьма актуальна (Туманов, 1979; Трунова, 1979; Красавцев, 1977; Рыбакова, 1992; Шевелуха, 1993).

В онтогенезе злаков имеются критические фазы на этапах их генеративного развития. В этот период сказывается действие пониженных и высоких температур, интенсивности света, недостатка или избытка влаги и элементов минерального питания. Углубление представлений о механизмах, определяющих экологическую пластичность растения на этапах генеративного морфогенеза, необходимо для управления формированием урожая высокого качества (Генкель, 1946, 1971, 1982; Дорохов, 1957; Сабиюш, 1963; Поддубная-Арнольди, 1976; Батыгин, 1980; Евтич, 1981, 1986; Третьяк»; 1986; Батыгина, 1987; Банникова, Хве-дынич, Кравец, 1991; Ермаков, 1992; Ковалева, 1994).

Наиболее важные результаты в развитии представлений о терморезистентности злаков обусловлены исследования!«, которые были выполнены в контролируемых условиях (Грунова, 1979; Новицкая и сотр., 1983, 1986; Дроздов, Курец, Титов, 1984; Карасев, Нардева, Боруах, Трунова, 1991). Вместе с тем, изменения экологической ситуации в последний период, наметившаяся тенденция к потеплению климата вызвали необходимость детального изучения устойчивости хлебных злаков

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. емь..„охеи ачндемии им. К. А. Тимирязева л

Инв.ЫэЩЩ&Д

к неблагоприятный температурам в полевых условиях. В природной обстановке растения подвергаются одновременному действию всех внешних факторов, напряжение которых непрерывно меняется. Это требует от растения адекватных ответных реакций, динамического приспособления к- кратковременным и долговременным неблагоприятным воздействиям.

В этой связи в данной работе предусматривалось изучить ряд характеристик, отражающих изменения физиологического состояния растении хлебных злаков в посеве в осенне-зимне-весенний период и на этапах генеративного развития.

Дедь и задачи исследований. Целью работы было изучение динамики ряда важнейших физиологических процессов, характеризующих состояние хлебных «»лаков на разных этапах онтогенеза в свяви с их устойчивостью к неблагоприятным факторам среды. Главное внимание было сосредоточено на анализе физиологических факторов, предопределяющих и обеспечивающих выживание растений разных сортов злаков в осенне- гимне- весенний период и их жизнедеятельность на этапах генеративного развития. На этой основе предусматривалось углубить представление о терморезистентности растений злаков в условиях посева и физиологические критерии ее оценки.

Исходя из указанной цели, были поставлены следующие основные задачи:

1. Научить морфа-физиологические особенности развивающихся генеративных органов и зерновок, их фотосинтетическую деятельность в связи с устойчивостью растений алаков к неблагоприятным факторам среды.

2. Научить особенности прорастания зерновок и некоторые физиологические свойства молодых растений в зависимости от температурных условий, воздействовавших на растение в период его генеративного развития в предшествующем онтогенетическом цикле.

3. Изучить динамику некоторых физиологических характеристик хлебных злаков в осенне-эимне-весенний период в связи о их зимостойкостью.

4. Изучить особенности СОа-газообмена при холодовом стресса у озимой пшеницы и тритикале.

Научная новизна Развито представление о генеративных органах злаков - пыльниках, семеаачатках и формирующихся зерновках,- как автогетеротрофных системах. Их специфичность обусловлена пространственной локализацией фртосинтеэирующих тканей и генеративных гетеротрофных структур. Установлено, что генеративные органы злаков ак-

тивво «этими 1шруют 00е * более уото*чквн к д*Аотмю неблагоприятных теиппратур. чш дю»мг-#даг. Аокаааяа «овмшнм *маь .............и

го предопределения адаптационных переотроек живиеияых функций в онтогенезе растения. •

В условиях стабильной зимовки преимущество более зимостойких сортов выражается в большем сохранении фотосинтетического ;аппарата и быстром обеспечении фотосинтатэми ростовых процессов в ранне-ве-сеяний период. В условиях вимовки с выпреванием листового аппарата ресурсы выживания растений зависят от регенерационной способности конусов нарастания и апикальных меристем уела кущения после возобновления вегетации.

Выявлена возможное» оох ранения или некоторого увеличения суточного баланса усвоения СОе молодели растениями поениф! и тритикале при ревком снижении температуры от 20°С до 4°С. При возвращении растений после 24часового пребывания при температуре 4°С к температуре 20°С полного восстановления суточного баланса усвоения СОг не происходит; особенности восстановления суточного баланса СОг-гаао-обмена при атом зависят от родовой специфики злаков.

Практическая значимость. Установленное явление автогетеротрофного функционирования генеративных органов у алаков открывает возможность идентификации растений, обладающих фотосинтетическим аппаратом в генеративной офере, и усиления его функций в процеоое отбора.

Предложенный гистохимический метод анализа срезов конуоов нарастания и узлов кущения, позволяющий оценивать их жизнеспособность в аимнмй период, применим для диагностики устойчивости озимых злаке» к неблагоприятны* факторам.

Выявленные особенности прорастания зерновок при температуре 4°С, физиологических свойств молодых растений, выращенных при 4°С до фазы 5 листьев, а таете изменений физиологического состояния жстьев, конусов варастаияя и узлов кущения в процессе зимовки растений равных сортов ж гибридов могут служить критериями оценки те^-морезистевтности хлебных алаков.

Полученные путем отбора по результатам физиологической оценки ляник отеиидо от оортов юного происхождения могут быть использованы в качестве скороспелых родительских форм при селекции тритикале. * Осиовме положения, ишосимые яа защиту.

1. Генеративные органы аланов формируют высокоактивный специфический фотосинтетический аппарат. придаищи« их функциональной де-

ятельности автогетеротрофный характер. Фотосинтетический аппарат генеративной сферы обладает более высокой терморезистентностью, чей таковой листьев верхнего яруса. Он выполняет важную роль в процессах налива верновки, особенно при неблагоприятных условиях формирования урожая.

2. Пониженные температуры, воздействующие на растение в период формирования генеративных органов и зерновки предопределят физиологические свойства молодого растения в последующей жизненном цикле,

3. Зимостойкие сорта злаков в условиях стабильной зимовки сохраняют в значительной мере свой фотосинтетический аппарат листьев, играющий существенную роль в процессах формирования вегетативных органов в весенний период.

4. При холодовом стрессе растения злаков способны сохранять или в некоторой мере повышать уровень суточного баланса ООг-газообмена, вследствие понижения интенсивности дыхания.

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертации доложены на следующих научных конференциях: XII Международный ботанический конгресс, Ленинград, 1975; Всесоюзная конференция "Использование биофизических методов в генетико-селекционном эксперименте", Кишинев, 1977; Теоретическая конференция "Структура науки и механизм возникновения нового знания", Обнинск, 1977; Советско-ин-диискии симпозиум по эмбриологии растений, Ленинград, 1977; Первая республиканская конференция по электронной микроскопии, Кишинев, 1977; VI съезд ВБО, Кишинев, 1978; VII Всесоюзный симпозиум по эмбриологии растений, Киев, 1978; IV Всесоюзный симпозиум по применении электронной микроскопии в ботанических исследованиях, Рига, 1978; Всесоюзная конференция "Теоретические основы селекции интенсивных сортов зерновых культур, устойчивых к неблагоприятным факторам климата", Кодино, БССР, 1980; Заседание ученого совета ГБС АН СССР, 1980; Заседание научного семинара Университета Нови Сад, ОХРЮ, 1980; Всесоюзное совещание по отдаленной гибридизации, Москва, 1981; IV съезд ВОГиС им.Н.И.Вавилова, Кишинев, 1982; XXI Международный конгресс по садоводству, Гамбург, ФРГ, 1982; Всесоюзная конференция по теоретическим основам интродукции растении, Москва, 1983, Всесоюзная конференция "Применение физиологических методов в селекции растении", Кодино. 1983; XVI Конференция федерации европейских биохимических обществ, Москва, 1984; Всесоюзная конференция "Задачи физиологии и биохимии растений в ботанических садах СССР", Звенигород, 1984; XII научно-координационное совещание

отран-членов СЭВ по фотосинтезу, Херцег Нови, СФРЮ, 1986; Научный семинар Университета Нови Сад, СФРЮ, 1986; Научный семинар Отдела физиологии и иммунитета растений ГБС АН СССР, 1987; Всесоюзный сим-поэиум "Фотосинтез и продукционный процесс", Саратов, 1989; Научный семинар Университета Клермон-Ферран II, Франция, ' 1990; Заседание Ученого Совета ВНИИССП, Мироновка, 1990; II съезд ВОФР, Минск, Í991; Международный симпозиум "Эмбриология и формирование семян", С.-Петербург, 1990; Отчетная конференция по ГНТП "Продовольствие", Москва, 1994} Заседание Ученого Совета ГБС РАН, 1995; X Международный конгресс по фотосинтезу, Монпелье, Франция, 1995.

Публикация ревуль татов исследования. Материалы диссертации отражены в 48 опубликованных работах общим объемом 370 страниц.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 300 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературных данных (I глава), описания условий проведения опытов, объектов и методов исследовании (I глава), трех глав, посвященных рассмотрению и обсуждению результатов исследовании, заключения, выводов и рекомендаций по использованию результатов работы в практике. Работа иллюстрирована 71 таблицей и 71 рисунком. Библиография включает 696 наименований, в том чиоле 568 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Экспериментальные работы были выполнены в полевых условиях и я контролируемых условиях фитотрона. Основные эксперименты выполнены до опытных участках Лаборатории физиологии и биохимии растений и Отдела отдаленной гибридизации Главного ботанического сада РАН в 1976-3;.996 гг. Почва - окультуренная дерновоподзолистая. Посев проводили до л ару. Под основную обработку вносили органические удобрения иэ расчета 20 т/га. Соблюдали оптимальный срок посева - 15-25 август®. Опыт закладывали в 3-4 повторностях, размер делянок 10 кв.м. Норма высева обеспечивала около 500 всходов на 1 ка.м. Перед уборкой с -делянки брали 100 растений для анализа продукционных показателей. -

Объекты исследования. В опытах .¡использовали отличающиеся продуктивностью я устойчивостью к неблагяцриятным факторам сорта и отдаленные гибрида злакрв, относящиеся ¡к родам, видам: Secale cereale L., .Triticale;,' Tr.iticum aestivum Triticum aeropirotriticum

Clcin, Hordeum vuleare,1..' и Zea mays L. Сортами г стандартами служили Мироновская 808,! Безостая ;1 и Колубара. Основными объектами

исследовании были созданные а Отделе отдаленной габридиаации ГБС АН СССР сорта пшеницы М 706, Отрастающая 38, Иотринка, Снегкревка, Снегиревская 8, ППГ 25, ПОТ 224. Объектами изучения также били сорта ржи Старт, Гибридная 2, Корковая 81, Утро к сорта тритикале АД 1585, АД 49 и КС 16. Испольвованы сорта озимой швеницы Новооадская ранвяя 2, Партизанка, сорта яровой пшеницы Грекум 114 и Восток, ячменя Одесский 31, гибрид кукурузы Краснодарская 131.

Методы исследований. Опытный материал вегетативных и генеративных органов получали о учетом возраста, фазы онтогенеза и физиологического состояния растения. Узлы куцения изолировали длиной 0,3 - 0,4 мы беа тканей стебля. Генеративные органы выделяли о учетом местоположения колосков в колосе и цветков в колоске.

Световуп микроскопию применяли "для анализа отроения и идентификации фаз развития пыльников и семезачатков. Анализ и микросъемку проводили о помоцьв микроокопа Aaipleval. Электронные микрографии были получены при анализе ультратонких срезов на микроскопах JEW ?А и Philips ЕЫ 301. Изучаеше объекты фиксировали по принятой методике, модифицированной применительно к особенностях генеративных органов (Luft, 1961; Rainolds, 1963; Horstog, 1972; Kass, 1975). Выделение пластид листьев и генеративных органов проводили согласно описанному (Кириченко, 1980). Локализация! хдорпфнсиподер-дащих тканей в микроспорангиях и завязях изучали на прижизненных срезах посредством микросъемки. Гистохимический анализ состояния узлов кущения проводили на срезах во предложенной нами методике. Активность фотсфосфорилирования изолированных хлороплаотов листьев определяли согласно Bergmeyer (1963), а активность фото восстановления НАДО определяли спектрофотометрически согласно What ley et all. (1S63). Активность восстановления K3Fe(CN)e» ЛХШЮ и фотофосфорилирования изолированными хлороплаотами генеративных органов определяли согласно описанному (Аллаудин, Кренделева, Низовская, 1983). Содержание хлорофиллов а и в и сумм каротиноидов определяли спектрофотометрически о использованием уравнений Rebellen (1957) или Lichtenthaler и We11burn (1983). Состав каротинопдов определяли согласно Нарег, Meyer - Berthenrath (1966). Микрохрсматогра}» кат ротиноидов и липидов проводили согласно описанному (Кириченко, Гу-байдудлина, 1979). Общие липиды определяли согласно Bllffh, Оауег (1959) в модификации Кейтса (1970). Газовую хроматограф» жирных кислот проводили общепринятым методом о использованием хроматографов Perkm Elmer, модель 3920 И Huwlett Packard, модель 7620А. Состав стабильных изотопов углерода определяли с помощьс масс-спектро-

метра СН-7 (Varían). Интенсивность COg-газообмена надаемяо* части растений определяли оогласно (Ooudret, Yeisseir, 1989) в ааашутой камере в непрерывном тоне воздуха (IZO а/чао) при юэяцентрвдш CCfe 3*0 ррм о вопольвованием инфракрасного анализатора ддс (AnaliUoal Development Соярапу, England). Интенсивность фотоаостоияцик ООг пыльниками, зерновками и яютьямн-фааг определяли радиометрически«. методом при концентрации (ЗД 0,U (Червядьев, Яриедрих' и др., 1М4).' Определение активности га®- и «ЕП-карбоксплаа проведши согласно описанному (Черюдоев и оотр., 1976). Количество хлоропластов в клетках определяли по методу Oetchon.Possinshaa (1076). Морозоустойчивость растений, вирацеяшх в сосудах еисоотьп б кг почвы, определили после вакмивашн в еотеотвеявых усаовиях. Цроморакиванне щшкдаи при -1б°С в течение 30 или40 часов. Зчоотойиость реете-bhé в подави» омах определяли методом прямой оценки. Авалю продуктивности сортов проводит по принят** в оелекцнонной практике покааатеввм. Статистическую обработку проводили по В.В.Урбаху (1B7S), Г.К.Зайцеву (19М).

результаты яоскдадниЯ

■9МЕМЕНКЕ ОЮЮЖПЛВСКХХ ХАРАКТЕРИСТИК К ЭКОРЕЗКСТЕНТТОСТИ РАСТЕНИЯ ЗЛАКОВ НА ОСНОВЛКЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА.

Преиде всего рассмотрев* ревувьтаты исследований физиологических особенностей генеративного развития аванс» и фотосинтетлческой деятельности их генеративных органов. Это овявано с тем, что обра-вовавве виготы и ее февраарвие ввераовку является первичньы, кио-чевы* этапом овтогеяеаа растения.

I. «ОТОСШПЕПЧЕСХМЯ АППАРАТ ГЕНЕРАТИВМК ОРГАНОВ И ЗЕРНОВОК:

•тционмшАЯ^

К начажу атой работ считажхл, что генеративные органы алаков являются гетеротрофными. Это представление остается справедливы« : для Оольнинства семейств. Иван исследования показали, что развитие генеративных органов сопровождается cranoiленном их собственного фотосинтетического аппарата. Вмбор методических .подходов н физиологических характеристик, определяваихся в яннеошюавнмх жюледованн-Вх, быв подчинен рении» трех ооноввых вопросов: 1) Как формируется собственны* фотосгатетичесикй аппарат ивфоспораигмев, семезачатков в аериоаок? S) Каковы особенно«« фогтосинтетичесюго аппарата гене-рптивныг в вегетативных органов? 3) Способствует ли" фотосинтетичес-каи деятельность генеративной сфарм повменнв терморееистентносщ

растения?

I 1. Локализация хлорофидлоносных тканей и ультраструктура пластид. Анализ с помощью световой и электронной микроскопии показал, что клетки всех тканей стенки микроспорангия пшеницы (эпидермис, эндо-тецкй, промежуточный слой и тапетум) содержат много пластид. Они также локализованы в микроспороцитах, а затем в микроспорах и во всех трех клетках пыльцы. Эндотеций - основная фотосинтетическая ткань стенки микроспорангия. Клетка эндотеция в ранней профазе ме-йоза содержала 24-25 хлоропластов, а на стадии двуклеточной пыльцы - 40-61 хлоропласт. В фазе одноклеточной микроспоры клетки имели фиброзное утолщение с "протуберанцами", ориентированными внутрь клетки. Хлоропласты линзовидной формы часто были локализованы в углублениях, образуемых "протуберанцами". Зрелые хлоропласты были выявлены в клетках стенки микроспорангиев, начиная от ранней профазы меиоза и до стадии трехклеточной пыльцы. Они обладали развитой системой гран: в ранней профазе мейоза граны имели 3-7 тилакоидов, а на стадии двуклеточной пыльцы - до 18. Старение микроспорангиев сопровождалось дезинтеграцией пластид в клетках стенки. В клетке эпидермиса содержалось 9-16 пластид. В фазе микроспорогеяеза пластида имела 2-4 концентрических тилаконда. Промежуточный слой и тапетум функционировали непродолжительный период, затем эти ткани и содержимое их пластид использовалось для формирования оболочек пыльцевых верен.

Нуцеллус в халазальной части семяпочки у изученных злаков имел 10-12 слоев клеток. Анализ прижизненных срезов в световом микроскопе позволил установить, что хлоропласты были локализованы а клетках нуцеллуса, окружающих зародышевый мешок. Хлоропласты со сформированными гранами были выявлены в клетках нуцеллуса семяпочки на стадии зрелого зародышевого мешка. В перикарпии формирующейся зерновки были выявлены два типа клеток, содержащих хлоропласты. В клетках I типа содержалось 55-65 хлоропластов, в клетках II типа - 140-170 хлоропластов. Клетки отличались по форме и толщине оболочек. Хлоропласты перикарпия обладали развитыми гранами.

Генеративные органы на начальном этапе развития были гетеротрофными. В дальнейшем они становились автогетеротрофными. Но объем автотрофных тканей по сравнении с гетеротрофными был незначителен: в микроспорангиях он достигал 15-20Я, а в формирующихся зерновках до 10-15Х.

I 2 Пигментная система Содержание хлорофилла и каротиноидов в гв—

. неративных органах и аервовках быао нею, чем в листьях-флаг (таСл.1). Это обуславливалось тем, что доля хлорофялловсрвых тканей в биомассе генеративных органов была невысокой. Коицентрация Хязро-фижлов в г сухой массы в пыльниках воврастала до фазы гфетогеиеэа, в семяпочках - до фваы предаародыаа, я в форхирущнхся аервовках до 14-16 дня после опыления, у позднеспелых сортов (М 70в, Об-

растающая 38) содержание хлорофилла в г сухой массы зерновок вов-растало до 20-25 дня после опыления. Концентрация хлорофшжа на равных фазах развития пыльников зависела от генотипичесюк осоОеи-ностей рода (вида) и сорта; у ржи и пиенжда содержание хлорсфила достигало высокого уровня уже в профазе меноза, у ячменя - в фазе двуклеточяой пыльца. Содержание зеленых пигментов в пьиьнжах лаков изменялось в течение суток. В процессе роста генеративных органов и накопления в них биомассы содержание хлорофкхла в однсш тил-нике последовательно возрастаю до фааы трехклеточнси пшщ, в од-, ной семяпочке - до фааы предаародша, в одной вервовке - до 13-14 дня после опыления. . Содержание каротивоидов в одном шаьшме возрастало до фазы трехклеточнсй пылыр, а одной семяпочке - до фааы предзародыва, в одной зерновке - до фааы молочно-восковой "спелости.

Характерной особенностью генеративных органов злаков являлось низкое отношение хлорофилл а/хлорофилл Ь. У пыльников,' семезакагксш и формирующихся зерновок это отношение варьировало от 0,90 до 2,90.

Таблица 1. Характеристика пигментного аппарата хлоропластов пыльви-ков и перикарпия зерновок паеници и ржи. .

Сорт Орган, фаза . развития содержание хлорофиллов (а + Ь) мг/г абс.сух. массы хлорофилл а хлорофилл Ь ХЮрофиЖН: Р700

Мироновская 808 пыльник (одноядерная микроспора) перикарпии формирующейся зерновки (14 дней после опыления) лист-флаг (возраст 16 дней) 1,28±0,10 , 2,1940,09 3,7540,29 1,9940,99 2,1810,07 2,8640,13 398427 . 313423 280419

Старт пыльники (одно- . ядерная иикроспо-Ра) ■ - ■ лист-флаг (возраст 16 дней) 1,1440,21 3,3240,23 1,7940.14 2.7740,22 334424' 300420

- 1Е -

Значение этого показателя у исследованных объектов зависело от генотипических особенностей сорта, возраста генеративных органов и внешних условий. Изолированные хлоропласта пыльников пшеницы имели более высокое отношение хлорофиллы/Р7оо■ чем хлоропласта листьев-флаг. Исходя из этих данных можно заключить, что в генеративных органах формировались хлоропласта "теневого типа", тилакоиды которых были обогащены реакционными центрами ФС II, по сравнению с ФС I.

Состав каротиноидов генеративных органов отличался от их состава в листьях. Каротины в пыльниках и семяпочках были представлены в основном а-каротином, а в хлоропластах листьев - В-каротином. В развивающихся генеративных органах последовательно снижалось отношение ксантофиллы/каротины. В генеративных органах и пыльце выявлено до ЮГ геаксантина, содержание которого в листьях незначительное. 1.3. Содержание липидов и их жирнокислотный состав в развивающихся генеративных органах. Исследования обмена липидов в генеративных органах представляли существенный интерес в связи о выяснением особенностей физиологического состояния растений злаков при осуществлении спорогенеза, гаметогенеза, зиготогенеза, эмбриогенеза и эндоспермогеяеаа. В результате исследования пыльников и семезачат-ков пшеницы, ржи и кукурузы было показано, что содержание суммы липидов в генеративных органах варьирует в широких пределах и может превьшать их содержание в листьях (табл. 2). Реализация генеративных процессов в развивающихся пыльниках и семезачатках сопровождалась значительными изменениями содержания липидов на единицу веса, вместе с тем содержание липидов в одном пыльнике и одном семезачат-ке последовательно возрастало и лишь на этапе старения падало. Раз-

Таблица 2. Содержание липидов в генеративных органах и листьях-флаг хлебных злаков (мг/г абс. сухой массы).

Сорт пыльники семезачатки лист-флаг (возраст 12 дней)

ранняя профаза меиоза двукле-точная mjm.iy> фаза макроспоры зрелый зародышевый мешок (до опыления) 72 часа после опыления

Старт 88 93 72 79 74 82

АД 1585 95 86 152 118 112 109

Мироновская 808 160 189 88 83 81 115

Колубара 118 121 79 85 73 98

Стандартное отклонение не превышало 57. от среднеарифметической величины.

Таблица 3. Состав жирных кислот липидов пыльников и завязей neemnfj

жирные кислоты пыльники семезачатки

ранняя профаза мейоза двукле-точная пижтчту» фаза макроспоры зрелый, , зародышевый меяок

Св: 0 0.57 0.40 0 . 0.20

Сю 0 0.16 0.52 0 " . ' сЛеш

Cl2 0 4.51 2.3В 1.13 1.86

: Ci4 0 17.35 5.12 0.10 0.70

Ci4 1 следы 0.71 0 0

Cie 0 30.07 14.77 44.77 30.64

Cie 1 следы 0.63 следы следы

Cie 2 следы 2.60 следы следы

C16 3 следы 5.70 следы 4.01

Cie 0 4.29 1.96 2.03 11.85

Cie 1 6.50 8.90 23.50 15.62

, Cie 2 12.93 20.08 24.46 25.82

Cie 3 • 13.22 25.03 4.02 8.03

c2o 0 3.95 4.86 следы 1.49

C20 3 4.06 8.79 0 следы

Стандартное отклонение не превышало 5Хот среднеарифметической величины.

витие генеративных органов сопровождалось изменением соотношения активности биосинтеза и распада липидов. Это, в свою очередь, изменяло состав липидов в развивающихся пыльниках я семезачатках. Изменения соотношения структурных и нейтральных липидов сопровождалось изменениями жирнокислотного состава общих липидов генеративных органов.

При анализе состава жирных кислот липидов генеративных органе» злаков было идентифицировано 20 жирных кислот. Из них в пыльниках и семезачатках исследованных видов злаков (пшеница, ячмень, кукуруза) в значимых количествах содержалось 16 жирных кислот (табл. 3). Основными жирными кислотами являлись пальмитиновая.. олеиновая, живо-левая и линоленовая. Пыльники отличались более высоким содержанием линоленовой кислоты (>25Х) по сравнен» с семезачатками (1-8Z). 0— носительное содержание линоленовой кислоты в липидах оемезачатков и, особенно, пыльников возрастало в процессе их развития, .что отражало, по-видимому, трансформации пропластид в хлоропласта и nom an ¿me доли автотрофных тканей в фотосинтезирувдих генеративных орга^ нах. Вместе с тем возрастало содержание Cie:3. что уажет указывать на увеличение доли Дэ-Ьгапя-гексадецеиовой кислоты в составе кирЬых кислот липидов хлоропластов.

1.4. Активность первичных процессов анергообмена в хлоропластах генеративных органов. Исследования функциональной активности изолированных хлоропластов генеративных органов представляют исключительные трудности в связи с инактивацией их функции в процессе выделения. Разобщение фотохимического аппарата у этих хлоропластов

ТгЛжица 4. Фотохимическая активность хлоропластов пыльников и перикарпия зерновок пшеницы и тритикале (мкм*мг хл /мин-1)

Сорт Орган восстановление ДХШВ восстановление КэГе(СЯ)в фотофос-форшш-рование с ШС ¡Независимая АТФаза

+ГОЦС1 -N4401

Мироновская 808 пыльники (одноядерная микроспора) перикарпии (с 14 дней после опыления) лист-флаг(возраст 1В дней) 1,04 1,09 2,18 1,92 2,35 3,02 2,52 3,29 6,19 1,21 1,63 5,81 а,78 1,86 5,56

Старт пыльники (одноядерная микроспора) лист-флаг(возраст 16 дней) 2,33 2,38 5,23 2,82 5,72 8,54 0,00 5,85 7,05 1,99

Стандартное отклонение не превышало 5Х от среднеарифметической величины.

происходит в большей степени, чем у хлоропластов листьев (табл.4). В реаультате выполненных исследований установлено, что хлоропласты пыльников и перикарпия осуществляют активный электронный транспорт и фотофосфорилирование. Хлоропласта пыльников обладают более высокой активностью АТФаа, чем хлоропласта листьев. Эти различия более вырдчРнн у хлоропластов ржи, чем у хлоропластов пшеницы. 1.5. Интенсивность фотоассимиляции ООа генеративными органами Ин-тенсквностъ фотоассимиляции 14С0г определяли на высечках листьев -флаг и отделенных от колоса пыльниках и зерновках в 3х повтор-востях в камере, плавающей над ртутью при 75 Вт.м2, температуре 23°С, концентрации 14ООг О.IX в течение 10 сек (Чернядьев, Доман, 1984). Пшшники и формирующиеся зерновки злаков проявляли высокую активность фотоассимиляции СО^. Уровень фотосинтетической

активности пыльников у пшеницы, ряи и тритикале составлял 20-80Х, а формирующихся зерновок (через 10-16 дней после опыления) - 10-30Х

. от уровня фотосинтетической активности листьев-флаг. Интенсивность фотосинтеза, выраженная в мг СОг на мг хлорофилла в час в пыльниках была в 3-5 раз, а при определенных условиях - в 20 раз выше, чем в листьях-флаг. В фазе одноклеточной микроспоры активность фиксации СОг пыльниками пшеницы была на 20-25Х, а в фазе двуклеточной пыльцы на 10-15Х выше,, чем в профазе мейоза. Интенсивность фотосинтеза в формирующихся зерновках была в .1,5-3 раза выше, чем в листь-ях-фяаг. Интенсивность фиксации СОг пыльниками и зерновками зависела от генотипа сорта, возраста органов и предопределялась внешними условиями, воздействовавшими на растение в предшествующий экспери-- менту период,• Это заключение'основано на результатах многолетних , исследований (1965-1996 гг.), -полученных при анализе фотосинтети-чесной активности генеративных органов и зерновок растений злаков, выращенных в естественных условиях. В анализах был использован опытный материал нескольких сортов*пшеницы, ржи и тритикале. Наряду с фотоассимиляцией СОг атмосферы хлорафиллоносные ткани пыльников, семяпочек и зерновок, по-видимому, рефиксируют СОг, которая образуется в гетеротрофных тканЕх этих органов при дыхании.

При длительном действии неблагоприятных факторов среды роль фотосинтетического аппарата генеративных органов в усвоении растением СОг атмосферы возрастала. В I декаде июня 1986 г., характеризовавшейся высокой температурой, сухостью воздуха и высокой интенсивностью солнечной радиации,* активность фотосинтеза листьев-флаг и листьев N 2 у ржи Старт и Кормовая 61 была низкой (7-9 мг СОг/г сырой массы/час). Активность фотосинтеза в пыльниках (профаза мейоза) ' составляла 50-90Х от активности фотосинтеза в листьях. В III декаде июня в результате длительного действия повышенной влажности и умеренной температуры листья и генеративные органы приобрели способность интенсивно ассимилировать СОг, но уровень фотосинтетической . активности в пыльниках составлял 15-35Х, а в формирующихся зерновках (через 16 дней после опыления) 10-152 от активности листьев.

Предотавляло интерес изучить,. как сказывается кратковременное (20 мин и 120 мин) действие неблагоприятных.температур (2°С и 50°С) :на активность фотосинтеза генеративных органов и зерновок злаков. В результате многолетних исследований установлено, что при предварительной обработке пониженной и высокой температурой активность фотоассимиляции СОг листьями, пыльниками и зерновками снижается, но в разной стеяени. , Реакция листьев и генеративных органов на действие температуры 2°С и 50°С зависела от генотипическнх особенностей ео®г

Таблица 5. Влияние предварительного воздействия неблагоприятных температур на интенсивность фотоассиыиляции СОг пыльниками, формирующимися зерновками и листом-флаг пшеницы (сорт Мироновская 808)

Орган мг СОг * мг хлорофилла * час

23°С контроль 50°С 20 мин 2°С 20 мин

пыльники лист-флаг 71.3+6.7 32.6±3.8 45.5Í3.9 16.4±2.3 63.2+4.8 23.3±1.9

формирующиеся зерновки лист-флаг 82.5±8.0 5.610.4 55.9±4.7 2.640.9 65.9±5.1 3.7±0.3

та, возраста органов и внешних условий, воздействовавших на растение в предшествующий опыту период. •Влияние предварительного воздействия неблагоприятных температур на активность фиксации СОг пыльниками, зерновками и листьями-флаг на примере Мироновской 808 представлено в таблице 5.

Исходя из полученных данных,представляется правомерным оценивать термоустойчивость сортов хлебных злаков по реакции на высокие и пониженные температуры не только фотосинтетического аппарата листьев, но и генеративных органов.

1.6. Активность карбоксилирующих ферментов в генеративных органах. В листьях-флаг изучавшихся сортов пшеницы, ржи и тритикале проявлялась высокая активность ключевого фотосинтетического фермента -РБФ-карбоксилазы, которая была на порядок выше, чем активность ФЕП-карбоксилазы. Пыльники, семезачатки и формирующиеся зерновки также проявляли относительно высокую активность РБФ-карбоксилазы. Выраженная в мкм/г сырой биомассы в 1 мин, активность РВФ-карбокси-лазы в пыльниках пшеницы составляла около 20Z от ее активности в листьях-флаг и более 10Z в формирующихся зерновках. В пыльниках ржи и тритикале активность этого фермента составляла около 8Z от активности в листьях-флаг. В зерновках ржи активность РБФ-карбоксилазы достигала 1Б-20Х от ее активности в листьях-флаг. Активность ФЕП-карбоксилазы в вегетативных и генеративных органах ржи и тритикале была практически одинаковой. Пыльники пшеницы обладали в 2,5 •раза более высокой активностью этого фермента по сравнению с листьями-флаг. Активность ФЕП-карбоксилазы в формирующихся зерновках пшеницы была также несколько выше, чем в листьях-флаг. В большинстве случаев в пыльниках и формирующихся зерновках злаков активность ФЕП-карбоксилазы была выше, чем активность РБФ-карбоксилазы.

Определение активности ферментов фотосинтеза в вегетативных и генеративных органах злаков (в мкм/мг хлорофилла в 1 мин) показало, что у всех изученных объектов активность РБФ- и ФЕП-карбоксилаз в генеративных органах была значительно выше, чем в листьях-флаг (табл.6). Уровень активности ФЕП-карбокснлазы в пыльниках, _ремеза-чатках и формирующихся зерновках указывал на возможность интенсивной темновой фиксации СОг в этих органах.

Кратковременное (20 мин) повышение температуры (50°С) не оказывало существенного влияния на активность ФЕП-карбоксилазы и лишь на 8-10Х снижало активность РБФ-карбоксилазы (табл.7). Однако длительное (2 ч) воздействие высокой температуры значительно ингибиро-вало активность обоих ферментов как в листьях, так и в формирующихся зерновках тритикале. Активность РБФ-карбоксилазы в зерновках (12 суток после опыления), выраженная на единицу хлорофилла, была в 3 раза вьвае, чем в листьях-флаг. Следует подчеркнуть, что в зерновках эти ферменты, обладали более' высокой термоустойчивостью, чем в листьях-флаг. при длительном воздействии высокой температуры снижение активности ФЕП-карбокзилазы было более значительным, чем ПЭФ-карбоксилазы. Снижение, активности ФЕП-карбоксилавы в лио-те-флаг, индуцированное тепловш стрессом, было более значительным, чем в зерновках.

Таблица 6. Активность РБФ-карбоксилазы и ФЕП-карбокснлазы в листьях-флаг и генеративных органах хлебных злаков .

Сорт и орган РБФ-карбоксплаза ФЕП-карбоксилаза

А~ Б А Б

Пшеница М .706 . лист-флаг пыльники формирующиеся зерновки 5,1±0,12 0,4+0,09 0,9+0,04 2,35+0,19 0,93+0,07 5,4510,44 0,5+0,03 0,6+0,08 0,6±0,05 0,23+0,02 1,39±0,10 5,45+0,38

Рожь Кормовая 61 лист-флаг пыльники ■■ . ■ формирующиеся зерновки 5,0+0,04 0,4±0,04 0,6+0,08 2,76±0,22 1,60±0,13 9,52±0,76 0,9±0,06 1,0±0,10 0,7±0,05 0,49+0,03 4,00±0,33 11,11±0,77

Тритикале АД 49 лист-флаг завязи (до опыления) пыльники формирующиеся зерновки 7,0+0,16 0,1+0,04 0,5+0,07 1,0±0,12 2,43+0,19 1,82+0,15 1,84±0,15 9.09±0,73 0,8+0,06 1,0+0,08 0;В±0,05 0,9+0,03 0,28±0,02 9,09+0,64 2,96±0,21 8,18±0,57

Примечание: А - мкм*г~1сыр.биомассы*мин~1, Б - мкм*мг~1хлорофилла*мин"1 .

Таблица 7. Влияние предварительного воздействия на растения высокой (50С) температуры на активность карбокс тирующих ферментов в листьях и зерновках тритикале АД 49

Орган Продолжительность воздействия, мин РВФ-карбоксилаза ФЕП-карбоксилаза

мкм*г-1сыр. биомассы* мин-1 X К контролю мкм*г-1сыр. биомассы* мин-1 X к контролю

Лист-флаг 0 20 120 9,7+0,99 8,8+0,41 6,0±0,56 100 90.7 60.8 0,9+0,05 0,910,05 0,Б±0,03 100 100 55,5

Зерновки 0 20 120 1,2+0,08 1,1+0,08 0,9+0,09 100 91.7 81.8 1,2+0,06 1,2+0,06 0,8+0,10 100 100 "2,7

Таким образом, особенности реакции на действие высокой температуры могут свидетельствовать о различной устойчивости фотосинтетического аппарата листьев верхнего яруса, пыльников и формирующихся зерновок злаков к неблагоприятным факторам.

I 7. Состав изотопов углерода (13С/12С) в генеративных органах. С целью определения типов фотосинтетического метаболизма в хлороплао-тах генеративных органов Сз~ и С4- растений был выполнен анализ состава стабильных изотопов углерода (13С/12С) в вегетативных и генеративных органах пшеницы, ячменя и кукурузы. Необходимость выполнения этого исследования была связана с тем, что Натбим и Дюффуо (ЫиЬЬеаш, Ои^Гиэ, 1976) пришли к заключению об осуществлении фотосинтетического метаболизма углерода в перикарпии зерновок ячменя (Сз- растения) согласно механизму С4- растений.

Изучение морфологических и ультраструктурных характеристик хлороплаотов в пыльниках, семезачатках и зерновках ячменя и пшеницы (Сз- растений) и пыльниках кукурузы (С*- разтение) показало, что у обоих типов растений формируются хлороплаоты гранального типа. Для идентификации типа фотосинтетического аппарата хлорапластов было определено соотношение стабильных изотопов углерода (13С/12С). Известно, что их состав в листьях С3- и С4-растений принципиально различен и равен соответственно -20 г -ЗОХо и -7 т -10Хв. Ввиду этого и возникла целесообразность выполнения сравнительного анализа у выбранных трех объектов, в том числе у кукурузы. Анализ показал, что соотношение 13С/12С в генеративных органах и листьях каждого из

Таблица 8. Соотношение стабильных изотопов углерода (13С/12С) в вегетативных и генеративных органах злаков (в Х0).

Тип растения пыльники семяпочки формирующиеся зерновки

ранняя профаза мейоза двукле- точная пыльца зрелый зародышевый мешок (до опыления) фаза предза-родыша

Объект листья (16 дней после опыления)

Пшеница Ячмень Кукуруза Сз С4 -27,6 -24,8 -10,6 -27,2 -29,5 -10,9 -26,2 -22,3 -8,9 -25,2 -22,4 -8,9 -24,4 -23,8 ■ -9,4 -29,3 --24,3 -8,0

* Стандартное, отклонение не превышало 5Х от среднеарифметической величины. . . . . - .

видов Сз- и С4- растений аналогично и укладывается в диапазона сое- ,, тава стабильных изотопов углерода, характерный для этих двух типов -фотосинтетического метаболизма (табл.8). ' . .

Таким образом,- эти результаты, а также данные об активности , карбонсилирующих ферментов в генеративных' органах не - подтвердили представление Натбима и Доффуса (Nutbeam, Duff us, 1976) о том, что в перикарпии зерновок Сз~ растений фотосинтетический метаболизм углерода осуществляется согласно механизму С4- растений. Вместе с тем, и у Сз-, и у С4- растении проявлялись некоторые особенности состава изотопов углерода в генеративных органах по сравнение с листьями. ' ' :

1.8. Наследуемость признаков фотосинтетического аппарата генеративных органов. Механизм передачи пластидной наследственности при ре-комбинативном синтезе новых форм злаков изучен недостаточно. Значимость этой проблемы определяется тем, что наследование пластома у пшеницы обеспечивается по материнской линии, а у ржи - двуродитель-ским наследованием. . У межродового гибрида тритикале единый пластом может обладать большей генетической емкостью по сравнению с родительскими формами (пшеницей и рожью) и специфическими особенностями ядерно-пластидных взаимодействий . в клетках вегетативных и генес i-тивных органов. .

Не располагая опытным материалом триад первичных тритикале, мы изучили особенности количественного содержания пигментов в пыльниках и. формирующихся зерновках, а также активность фотрассимиляции ими СОг у исходных форм и гибридов Fz яровых и озимых тритикале. Было показано, что у гибридов по сравнению с исходными формами значительно повышалось содержание хлорофидлов а и b как в лнете-флаг,

- SO -

так к в генеративных органах. Интенсивность фотосинтетической аоси-митяции cOz в раавивасцихсн пыльниках и формирующихся верновках была выве у гибридов по сравненяо о исходными формами и составляла до SOX от активности листа-флаг. Полученные результаты свидетельствовали в пользу того, что в результате гибридизации у новых форм аланов могут быть усилены потенциальные возможности фотосинтетического аппарата генеративных органов (Кириченко, Мартынов, 1993; Мартынов, 1993). Это было подтверждено данными о содержании пигментов в генеративных органах пыреев и сортов многолетней пшеницы, а также данями об активности первичных процессов знергообмена в хлоропластах тритикале и пшеницы (Кириченко, Мурааева, Хусаинов, 1980, 1984).

Таким образом, установлено, что микроспорангии, оемезачатки и формирующиеся зерновки хлебных злаков обладают собственным фотосинтетическим аппаратам. Хлороплаоты этих органов по активности фотоассимиляции С0& относятся к фотосинтетическим органеллам интенсивного типа. Фотосинтетичеокая функция микроопорангиев и завязей может способствовать образованно жизнеспособных, функционально активных пыльцевых зерен, центральной клетки и яйцеклетки и теы самым предопределять эффективность акта двойного оплодотворения и зигото-генеаа. Оотосинтетическан функция перикарпия способствует развитию зародыша, наливу зерновки и, в конечном итоге, формированию урожая высокого качества. Фотосинтетический аппарат генеративных органов по сравнению a таковьм листьев имеет специфические особенности, и они проявляются в его адаптационных свойствах.

II. ПРОРАСТАНИЕ ЗЕРНОВКИ И РОСТ ПЕРВЫХ ЛИСТЬЕВ: ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, ВОЗДЕЙСТВОВАВШЕЙ НА ФОРМИРОВАНИЕ ЗЕРНОВКИ.

Исследования терморезистентнооти злаков ва стадии прорастания зерновки и на последувщрыс фазах развития растения до cj« пор проводились путем анализа непосредственного действия температуры на'физиологическое состояние растения и дальнейшего влияния этого воздействия на его жизнедеятельность (Трунова, 1979; Новицкая и сотр., 1983, 1980; Хохлова, 1984; Титов, 1989; Berry, BJorkman, 1980;' Huner, 1986; Dereuddre, Bazeau, 1986). Вместе о тем, большое Значение имеет выяснение роли температурных воздействий, имевших- место в предшествующий период, на терморезиотентнооть растения. Особый интерес представлял вопроо о предопределяющем последействии "температур, воздействовавших на растение в период его генеративного развития и созревания зерновки, на проявление свойотв терморезистентное

- 81 -

ти у молодых растений в последующем онтогенетическим цикле.

В серии опытов было показано, что ответ на этот вопрос может быть получен путем сравнения особенностей прорастания зерновок при температуре +4° - +Б°С. Это обусловлено тем, что никаких особенностей прорастания зерновок (не только сходных по.своей ; пластичности, но и контрастных сортов) при оптимальной температуре (20-24%) не было выявлено. Основная часть зерновок (до 90-98Х) прорастала в течение 2-3 суток после ихзамачивания. При проращивании верновок равных сортов , злаков при +4°С ' проявилась зависимость активности прорастания от холодостойкости изученных объектов. Зерновки ряш Старт, тритикале ДД 49 и пвеницы Мироновская 806 прорастали интенсивнее; : 85- 98Х зерновок проросли на 10*-12* день после набухания. Зерновки теплолюбивых оортов пшеницы южного происхождения (Безостая 1, Новосадская ранняя2 и 3, Колубара, Пгоолавия) при 4°С прорастали медленнее, чем зерновки выае перечисленных оортов. Количество пророових семян ;ва:двухнедельный период былозначительно меиьшш. Часть зерновок была оовсем неспособной прорасти при 4°С.

В оерии опытов, выполненных в 1980-83 гг.сравнивалась активность прорастания зерновок отличаощихоя по экорезистентности сортов пшеницы. полученных из общей иоходной популяции оемян, во вырацвн-ных в разных зколого-географических регионах (Московская область, Крым и Юг Молд5авии). Внешние условия, воздействовавшие на формирование зерновок в предшествующем онтогенетическом цикле, предопределили внергио их прорастании в режиме пониженной температуры. Зерновки северной репродукции отличались более • высокой активностью прорастания при 4°С, чем зерновки южной репродукции. При атом снижение активности прорастания было более сильным у зерновок сорта Безостая 1 по сравнен» с Мироновской 806. Этот результат был обусловлен предопределяющей ролью многих внеиних факторов. . ' Исходя.из этого, ,был выполнен эксперимент,, предусматривавший более точное выяснение роли температурного фактора, воздействовавшего на растение при формировании, зерновки в предопределев^и физиологических свойств молодого растения в последующем онтогевети-чеоком цикле. Работу; выполняли совместно о сотрудниками Института биологии клетки и генетической инженерии АН Украины.

Для зтого опыта исоольвовали растения двух отличающихся экоре-зистектноотью оортов паенш«! Мироновская 808 и Кошутка., Второй сорт был выведен . в Болгарии • и характеризовался более, низкой зимостой-коотью, чем Мироновская 808. Опытные растения выращивали до фазы-.

цветения в вегетационных сосудах при оптимальных условиях в камерах искусственного климата ВКШ-73 фитотрона Мироновского НИИ ССП им.В.Н.Ремесло. Продолжительность фотопериода и темнового периода 16 ч/8 ч, влажность почвы - 50/60Х от полной вдагоемкости, интенсивность освещения - 120 Вт.м"2. В контроле растения от начала цветения до полной зрелости выращивали при температуре 18°С в фотопериоде и 16°С в темновом периоде. В опытном варианте растения выращивали при 10°С в фотопериоде и 8°С в темновом периоде. Сравнение темпов эмбриогенеза и эндоспермогенеза, выполненное путем ежедневного микроскопического анализа в течение 40 суток после опыления позволило установить, что пониженная температура вызвала снижение темпа пролиферации, задержку роста и дифференциации, в некоторых случаях - нарушение нормальной структуры формирующихся зародыша и эндосперма. Сортовая специфика проявилась в смещении максимума скорости и продолжительности роста зародыша и эндосперма, начала дифференциации зародыша. Наибольшему влиянию пониженной температуры был подвержен ранний эмбриогенез, рост глобулярного зародыша на стадии 100-200 клеток, в меньшей степени - зародыша на стадии заложения меристемы почечки и корня и, затем, перед дифференциацией 2го листа почечки. Адаптация к пониженной температуре происходила в период позднего эмбриогенеза. На этом этапе пониженная температура оказывала стимулирующее действие, удлиняя период роста и формирования зародыша (Кравец, Банникова, Колючая, Кириченко, Батыгин, 1996).

Сравнение активности прорастания при 20°С и 4°С зерновок Мироновской 808 и Кошутки, сформировавшихся при температуре 18/16°С и 10/8°С показало, что прорастание зерновок при 20°С происходило в течение 55-70 часов без морфологических различий в зависимости от уровня температуры, поддерживавшейся в период их формирования. Прорастание при 4°С было более активным у зерновок, сформировавшихся в режиме пониженной температуры. Зерновки, сформировавшиеся при 18/16°С и 10/8°С были выращены до фазы 5 листьев при температуре 20°С и 4°С. Характеристика растений этих вариантов опыта (табл.9) показала, что из зерновок, сформировавшихся при температуре 10/8°С и выращенных в температурном режиме 4°С до фазы Б листьев, формировались растения, в значительной степени отличавшиеся по морфологическим и физиологическим показателям и, возможно, по холодостойкости от растений, полученных из зерновок, сформировавшихся при нормальной температуре.

Таким образом, эти данные показали, что пониженные температу-

Таблица 9. Характеристики растений Мгооновокой 006, полученных ив де^новоКфСфоршфовавшихся при le/ienJ и 10/8°С и выращенных при

Температура, при которой сформировались зерновки 18/16°С 10/8°С 18/16°С 10/8°С

Температура выращивания до фазы 5 листьев 20°С - 4°С

Площадь листьев 1 растения, дм* Абсолютно сухая масса, мг: . листья надземная часть корни целое растение Содержание хлорофилла в 1 растении, мг -Содержание каро-тиноидов в 1 растении, мг хл а/хл Ь Активность фотосинтеза при 20иС мгСОг/дм^/час 0,53 60,9 96,5 41,1 137,6 0,87+0,09 0,33+0,02 3,3640,19 2,50 0,44 51.8 80,7 22.9 113,6 0,7240,05 0,3040,02 0,13 27,2 39,9 16,1 56,0 0,3440,03 0,1540,01 2,5140,14 1,92 0,20 38.0 57.1 20,8 77 9 0,4940,03 0,2640,01 2,1240.17 3,17

Приведены результаты характерного опыта о 3-4М* аналитическими повторностями.

ры, воздействовавшие на растение в период его генеративного развития, предопределяли физиологические свойства и, возможно, терморезистентность молодых растений в последующем онтогенетическом цикле.

III. ИЗМЕНЕНИЕ ШЕИОЛПГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАСТЕНИЯ В ОСЕННЕ-ЗИШЕ-, - ВЕСЕННИЙ. ПЕРИОД.

Физиологические аспекты зимостойкости злаков исследуются с давних пор (Максимов, 1913; Рихтер, 1927; Чайлахян, 1934; Туманов, 1940; Васильев, 1956; Проценте», Колоша, 1969). Однако ввиду больше методических трудностей физиологической характеристики зимующих растений в последний период работы по физиологии зимостойкости проводились в основном в модельных опытах. Это не позволило получить полного представления о динамике зимовки растений в посеве, в условиях современной экологической ситуации.

; Для характеристики физиологического состояния растений в процессе зимовки определяли величину ассимиляционной поверхности

листьев, содержание в них сухой биомассы, белков, липидов и пигментов, измеряли потенциальную активность фотоассимиляции СОг- Одновременно анализировали внутреннюю структуру узлов кущения, содержание в них белков, липидов, растворимых углеводов и фитогормонов.

Физиологические параметры листьев и узлов кущения у растений разных сортов в процессе закаливания различались в значительной степени и варьировали в течение зимне-весеннего периода в зависимости от условий года (рис.1-6).

Площадь листьев одного растения к концу октября в условиях осени, характеризовавшейся пониженными температурами, достигала 10-20 см2, а в условиях благоприятной осени - 60-120 см2. Действие заморозков и морозов до формирования устойчивого снежного покрова вызывало повреждение листьев, уменьшение их площади и снижение содержания в них фотосинтетических пигментов. В наибольшей степени это проявлялось у сортов Колубара и Безостая 1. Высокой устойчивостью к действию низких температур в этот период отличался листовой аппарат Мироновской 808 и ППГ 224. Развитие процесса закаливания в результате реорганизации обмена веществ повышало терморезистентность листьев. Их повреждение и снижение активности ассимиляционного аппарата происходило при более низких температурах. Но после действия заморозков и морозов следовали дни с благоприятными температурными условиями, когда сохранившиеся листья (Ы З-Ы 6) продолжали рост и фотосинтетическую деятельность. После образования снежного покрова незначительной высоты (до 15 см) в листьях морозостойких сортов пшеницы (М 706, ППГ 25, ППГ 224, Отрастающая 38) продолжалось накопление пигментов, а потенциальная активность фотоассимиляции СОг сохранялась на относительно высоком уровне.

Растения разных сортов вступали в зимовку, имея разную плопрдь листьев и отличаясь по содержанию в них пигментов, белков и липидов. Незимостойкие сорта (Безостая 1, Колубара) после продолжительной теплой осени сохраняли большую площадь лиотьев на начальном этапе зимовки. В течение зимы происходило уменьшение площади листьев, содержания в них сухих веществ, пигментов, белков и липидов^ Эта тенденция определялась динамикой внешних условий, высотой снежного покрова и степенью зимостоикости сорта.

Экспериментальные данные, полученные за период с 1976 по 1996 гг., позволили сделать вывод о тесной зависимости между устойчивостью комплекса пигментов, белков и липидов листьев и сохранением жизнеспособности растении в процессе зимовки. Наиболее детально бы-

- гъ -

ли изучены корреляционные отношения между уровнем экореэистентности пигментного аппарата листьев и зимостойкостью сорта. Установлена зависимость между относительным содержанием (в X) пигментов в листьях целого растения на заключительном этапе зимовки (конец февраля -начало марта) от их максимума при вступлении в зимовку и степенью зимостойкости растения (Кириченко, Воронцова и др., 1988, 1992; Воронкова, 1996). Коэффициенты корреляции варьировали от +0,87 до +0,96.

В опытах, выполненных в течение вести лет (с 1985 г. по 1991 г.), было изучено сохранение способности к фотоассимиляции СОг в оптимальных условиях листьями пяти отличающихся по зимостойкости сортов пшеницы в осенне-зимне-весенний период (рис. 5 и 6). У растений, взятых из полевых условий и предадаптированных к условиям опыта в константных условиях (температура 23°С, концентрация СОе 0,17. и интенсивность света 75 Вт.м-2), определялась ПАФ. Показана, что при вступлении растений в зимовку - в условиях формирования снежного покрова небольшой высоты (до 15 см) потенциальная активность фотосинтеза у всех изученных сортов (кроме Колубары) была выше по сравнению с растениями, пребывавшими под мощным снежным покровом. Уровень потенциальной активности фотосинтеза в процессе зимовки был выше у более зимостойких сортов. Преимущество этих сортов усиливалось на заключительном этапе и при возобновлении весенней вегетации ввиду того, что растения в большей мере сохраняли листовой аппарат, сформированный в осенний период, и после стаивания снега сразу продуцировали больше фотосинтатов, использовавшихся для формирования молодых листьев.

В опыте 1986-87 г. растения всех изучавшихся сортов на этапе закаливания обладали высокой активностью фотосинтетического аппарата. В дальнейшем была выявлена необычная динамика фотосинтетической активности зимующих растений. В середине ноября до начала снегопада наступил морозный период, в течение которого ночью температура почвы на уровне узлов кущения была -15°С- -18°С, что вызвало у лисп, .в состояние низкотемпературного стресса. Определения от 1.01.1997 г. показали низкую потенциальную активность фотосинтеза листьев у всех сортов пшеницы (за исключением сорта М 706). В дальнейшем в процессе зимовки уровень ПАФ листьев у всех сортов последовательно повышался. Учитывая, что в данных условиях узлы кущения сохранились вполне жизнеспособными, можно полагать, что в течение января-марта восстановилось функциональное состояние фотосинтетического аппара-

I

й

*

а

| о« §

з

Нмтцсм 808 бСЗОСТАЯ |

ш а.» и

<5Ш 1«

Мирояо 4скл« вов V Колу 5» РА

И* иг I и

А *« ив

М « и 1Г

рнс.1. Изменение содержания хлорофиллов в листьях 1 растения пшеницы в осенне-зинне-весвнний период (1986-87 г.)•

Рис.2. Изменение содержания каротиноидов в листьях 1 растения пшеницы в осенне-зинне-весекний период (1986-й? г.).

рис.3. Изменение содержания белков в листьях 1 растения пяеницы в осенне-зинне-весенний период (1987-88 Г.).

I

г

Рис.4. Изменение содержания хлорофиллов в листьях 1 растения пшеницы в осенне-зинне-весенний период {1987-88 г.).

Рис.5. Иэненение потенциальной активности фотоассикиляцни С02 листьями пшеницы в Осёнке-зинне-весенний период (1988-39 г.). Рис.6. Изменение потенциальной активности фотоассимиляции С0% листьями пшеницы в осенне-зинне-весенний период (1990-91 г.).

- £8 - ~ та. В третьей декаде мая в фазе активного роста вегетативных органов растения ассимилировали в 3-4 раза больше углерода, чем в период зимовки. Это обеспечивалось молодыми листьями, сформированными после стаивания снега. Растения более зимостойких сортов на этом этапе отличались более высокой способностью усвоения углекислоты. В этом проявлялось их преимущество в фазе активного роста вегетативных органов, обусловленное лучшим сохранением фотосинтетического аппарата к концу зимовки.

Таким образом, изучение состояния листьев в процессе зимовки позволило выявить существенные изменения в обмене веществ зимующих растений и установить, что из всех органов растения неблагоприятными факторзми в наибольшей степени повреждались листья.

Одновременно с изучением состояния листьев мы анализировали морфа-физиологическое состояние конусов нарастания и узлов, курения. Для оценки жизнеспособности узлов кущения была предложена . методика гистохимического анализа срезов, которая позволяла исследовать внутреннюю структуру узлов кущения, определить этап органогенеза конусов нарастания, количество апикальных и базальньк меристем в узле кущения и степень его повреждения неблагоприятными факторами.

Было показано, что в те годы, когда осенью поддерживался режим с умеренной пониженной температурой, конусы нарастания у. пшеницы при вступлении в зимовку находились на 1 этапе органогенеза, у ржи - на II и III этапах, а у тритикале - на 1-11 этапах органогенеза. Растения, имевшие конусы нарастания в данном морфогенетическом состоянии, . обладали наиболее высокой зимостойкостью. В. течение стабильных зимовок не было отмечено проявлений активного морфогенеза в конусах нарастания, которые сохранялись в состоянии, присущем Г.. этапу органогенеза. При этом происходило снижение содержания в них белков и липидов. В то же время существеннно изменялся состав белков и жирнокислотный: состав липидов. Степень снижения содержания указанных компонентов в узлах кущения была всегда меньше, чем в листьях в тех же условиях.

Для более детального анализа физиологического состояния узлов кущения в течение зимовок 1990-91 г. и 1991-92 г. . было определено содержание эндогенных ауксинов, цитокининов, абсцязовой кислоты (АЕК) и гиббереллинов (рис.7а-д). Объектами 'изучения были сорта пшеницу Мироновская 808 и Колубара.Содержание свободной и связанной икдолилуксусной кислоты (ИУК) в одном-узЬе кущения в период закаливания уменьшалось, а затем зимой возрастало'(рис.76).. При этом.со-

держание связанной ИУК в 1,5-2 раза превышало содержание свободной ИУК в ранне-весенний период. У Мирсновскол £Св зкмо.' содержание КУК поддерживалось на высоком уровне л преЕьшалс таковой у Козубары в 2 раза. При выходе из зимовки > Мироновскои 803 пролсходлг резкий спад содержания ИУК, а у Кол-, бары продолжалось накопление ИУК. 3 марте у Мироновской 808 содержание ИУК бь_ао незначлтелъным, а у Ко-лубары и Мироновской 61 устанавливался максимум содержа:ыя как свободной, так и связанной ИУК. Таким образом, наиболее существенные различия в содержании ИУК в узлах кущения сортов, отллчакшдвсся по степени зимостойкости, проярллись в фазе выхода из згелсвкл и актл-вации процессов роста листьев.

Содержание цитокининов у Мироновскои 808 повышалось с середины ноября до конца марта, а у Колубары - с ноября по январь и при выходе растений из зимовки (рис.7в). Содержание эеатина и зеат1.н-ри-бозида снизилось на 30-50% при подготовке к зимовке и возросло в зимне-весеннии период у Мироновскои 808 в 6 раз, а Кед,бара - в 13 раз. В этих же условиях содержание абсцизовои кислоты в однем узле кущения возрастало у обоих сортов в период ос^ньего закаливания (рис.7г). В начале зимовки у Мироновской S03 содержание АЕК снижалось незначительно, а у Колубары - в 4 раза. В процессе зимовки содержание АБК на один узел кущения у oGo.ix сортов возрастало, при этом у Мироновской 808 оно было выше, чем у ЬолуСары К ко-иду марта содержание АЕК у обоих сортов снижалось, гри этом у Кол/С-ры оно было ниже, чем у Мироновской 808.

Уровень содержания гиббереллинов в 1 угле кущенля у Нирочовс-кой 808 и у Колубары в осенне-зимнии период изменялся негначлтель-но (рис.7д). После выхода растений из зимовки и возобновления роста содержание гиббереллинов у обоих сортов возрастало. Углы кущения Мироновской 808 содержали больше гиббереллинов по сравнению с Ьслу-барой.

Изменения содержания ИУК, цлтокининов, АЕК и ггббереллгнов в узлах кущения пшеница в осенне-зимне-весеннии период отратаат соотношение активности процессов их синтеза и распада, гоступления из других органов и оттока.

Исходя из современных представлении о функциональной роли фи-тогормонов (Чайлахян, 1964, 1988; Кулаева, 1973, 1982. Чаилатан, Аксенова, Кефели, 1973, Кораблева, 1991; Chouard, i960; Gern, 1992) можно предположить, что значение этих соединении для сохранения жизнеспособности и выживания узла кущения состояло в их прьмом и

- ао - •

опосредованном влиянии на сохранение целостности мембранной системы клеток и компартментации воды, ионов и метаболитов.

Жизнедеятельность растения в осенне-зимне-весенний период характеризовалась не только высокой активностью катаболизма пигментов, белков, липидов и углеводов, но и катаболиама самих фитогормо-нов. На это указывала динамика содержания и соотношений продуктов распада АБК (фзэиевой и дегидрофазиевой кислот).соотношений индивидуальных компонентов и групп фитогормонов. Можно предполагать, что фитогормоны оказывали существенное влияние на активность метаболических процессов и, вследствие этого, на перезимовку растения.

Особый интерес представляет вопрос об участии фитогормонов в обмене веществ узлов кущения. Можно предполагать, что действие ЛУК было связано с поддержанием активности биосинтетических процессов, и тем самым ауксины могли влиять на взаимоотношения меристем вторичных побегов и корней с другими тканями и органами и на- формирование элементов конусов нарастания. Цитокинины,\ определяя активность синтеза нуклеиновых кислот и белков, а также поступление фитогормонов и других веществ из корней и листьев, контролировали в существенной мере физиологическое состояние узлов кущения. АБК могла выполнять защитную роль, предохраняя узел кущения от действия низких температур и других неблагоприятных факторов,, в , частности, посредством фосфорилирования/дефосфорилирования белков (Тарчевокий, 1993). Ингибирующее действие АБК на синтез информационной • РНК' и ферментов (Кулаева, 1982) могло определять морозоустойчивость узлов кущения. По-видимому, АБК индуцировала синтез компонентов, которые блокировали преждевременную активзцию роста клеток в ранне-весенний период. ' .

Выявленные особенности содержания фитогормонов в углах кущения у изученных сортов пшеницы (Мироновская.808, Мироновская 61 и Колу-Сара) в процессе зимовки растений позволяют считать, что соотношение фитогормонов характеризует уровень зимостойкости сорта и, " следовательно, этот показатель может быть использован для оценки: зимостойкости пшеницы. . ''.".'.

Вместе с тем, этот показатель наряду с гистохимическими и биохимическими данными характеризует основные фазы состояния узлов кущения в осенне-зимне-весенний период: I. подготовка к вступлению в зимовку и начало зимовки; II. относительный зимний покой; III. под- • готовка к выходу из зимовки; IV. активация ростовых процессов.

Sa двз последних десятилетия стабильные зимовки, с- условиями.

Рис.7. Изменение содержания абсолютно сухой кассы (а), ИУК (6), цито-кининов (в), абсциэовой кислоты (г) и гиббереллинов (я) в узлах кущения пвеницы в осенне-эинна-весенний период 1991-92 г.

- аг -

обеспечивавшими успешную перезимовку растений, имели место реже, чем нестабильные зимовки, в течение которых происходило оильно выраженное выпревание растений. К I типу были отнесены зимовки 1978-79 г., 1985-86 г., 1987-88 Г., 1990-91 г. и 1991-92 г;, KD II типу - зимовки - 1977-78 г., 1983-84 г., 1984-85 г., 1988-89 г., 1989-90 г., 1993-94 Г. и 1994-95 г. Можно думать, что частота аимо-вок с выпреванием в какой-то мере связана с нынешней экологической ситуацией. В этой связи мы уделили внимание анализу динамики физиологического состояния растении в течение тех зимовок, . которые завершались выпадом значительной части растений (рис. 8 - 10).

Неблагоприятные условия осеннего периода, снижавшие эффективность процесса закаливания, вступление растений в зимовку в дни, когда снежный покров формировался над непромерзшей почвой, . могли способствовать явлению выпревания. < Непосредственными причинами наг чала выпревания являлись сохранение1 ; положительной ' температуры (~1°С) в зоне локализации листьев, поддержание высокой активности их дыхания и исчерпание ресурсов запасных веществ,', - высокая' активность фитопатогенов. Выпревание листьев сопровождалось распадом фотосинтетических пигментов,- потерей способности листьев фиксировать CQz при нормальной температуре, а в дальнейшем их автоаиаом. Развитие процесса выпревания завершалось гибелью стеблей, апекоов, конусов нарастания. На последнем этапе погибали корни и сами узлы кущения. - ■ .. ■ - .' ., ■/ • ;

Особый интерес представлял анализ оостояния конуоов нарастания и узлов кущения у зимующих растений в условиях выпревания.' С помощью гистохимического анализа срезов была проведена количественная оценка жизнеспособности .узлов кущения у . растений ряда сортов (М 706, Мироновская 808, V. Безостая-'1, ,ШР 224, Колубараидр.) в течение зимовок за период о 1988 по 1996 гг. ; . .í -

У сохранявшихся жизнеспособными растений в условиях,; вызывавших гибель определенной части растений, происходил рост и дифференциация конусов нарастания.^ Так в ходе вимовки 1989-00 г. растении всех сортов в ее начальной.фазе имели конусы нараотания на I и" II этапах органогенеза, а к концу зимовки на.IIIflV этапах-органогене^ за. У части растении Мироновской 808, ППГ 224 и Колубары в III Декаде января, погибли конусы нарастания главныхпобегов.: Вторичные конусы нарастания проявили более высокую устойчивость к выпреваю», благодаря чему , после возобновления : вегетации была восстановлена надземная часть растений. Количество апикальных:и бавальных мерис-

Рис.8 Изменение содержания абсолютно сухой кассы в листьях 1 растения (иг) злаков в процессе зимовки 1977-78 г.

Риа.9 Изменение содержания хлорофиллов в листьях 1 растения (мг) пшеницы в процессе зимовки 1977-78 г.

Рио.10 Изменение потенциальной активности фотоассимиляции и. пвеницы в процесс« зимовки 1988-89 г.

тем в узлах кущения увеличивалось у всех сортов в процессе этой зимовки.

В течение зимы 1992-93 г. произошел выпад значительной части растений, у сорта ПЕГ 224, в частности, погибло более 5QX растений. Температура около +0,5°С на уровне узлов кущения активировала в них ростовые процессы. Во II декаде февраля конусы нарастания у ППГ 224 находились в состоянии, свойственном II этапу органогенеза, у Мироновской 808 - III этапу, а у Колубары - IV этапу органогенеза.

В опыте 1994-95 г. переход ко II и III этапам органогенеза у конусов нарастания изученных сортов произошел в ноябре. Вследствие этого при подготовке к вступлению в зимовку растения обладали пониженной морозоустойчивостью, а в последующий период пониженной зимостойкостью.

Таким образом, можно констатировать, что при незначительной толщине снежного покрова и поддержании околонулевой температуры в зоне локализации листового аппарата в результате активации процессов роста в процессе зимовки происходил активный морфогенез конусов нарастания, а также заложение апикальных меристем в пазухах листьев и корневых меристем в багальной части узла кущения. В частности, в опыте 1989-90 г. к середине февраля у Мироновской 808, ППГ 224, Безостой 1 и Колубары сформировалось по 5 меристем на 1 увел кущения, а у сорта М 706 - по 3 меристемы на узел кущения.

На основе результатов многолетних исследований нами охарактеризованы особенности перезимовки представителей разных родов ■ семейства злаков (Seeale и Triticum) и контрастных по экорезистент-ности сортотипов пшеницы. Сделан вывод о неидентичности стратегий Еыживзкия растений в условиях суровой зимовки и зимовки с выпрева-нием в связи с тем, что многофакторные (абиотические и биотические) стрессы, преодолеваемые растениями, требуют мобилизации различных защитных механизмов. Неидентичны также и ответные реакции на неблагоприятные воэдействия растений, вегетирующих в непрерывно изменяющихся условиях полевого эксперимента ив модельном опыте, с измене* нием или сохранением константным напряжения одного фактора.

IV. ОСОБЕННОСТИ СОг-ГАЗООБМЕНА ПШЕНИЦЫ И ТРИТИКАЛЕ ПРИ ХОЛОДОВОМ

стрессе.; ■,

Мы изучили особенности действия холода на интенсивность СОа" газообмена надземной части растений - пшеницы и тритикале в фазе.5 листьев. В этой фаге развития растения завершали формирование фото-

синтетического аппарата листьев с обретением ими полной автотроф-ности Изменение температуры в опыте от 20° до 4°С с последующим возвращением к 20°С являлось в определенной мере моделью непродолжительного похолодания в естественных условиях с последующей оттепелью.

Объектами исследования были растения двух сортов пшеницы (Мироновская 808 и ППГ 224) и двух сортов тритикале (АД 49 и Клеркадь - сорт французской селекции).

Зерновки проращивали и в дальнейшем выращивали в течение 50 дней на вермикулите с использованием питательного раствора Койка и Лесэнта (Coic, Lessaint, 1976) при температуре 23°С/20°С соответственно в течение светового и темнового периодов, влажности Еоадуха в течение 16-часового фотопериода - 60t от полной влагоемкостл и 807. от полной влагоемкости в течение 8-часового темнового периода. Интенсивность физиологически активной радиации (ФАР) на поверхности вермикулита - 150 мкмоль.м-2.сек-1.

Для проведения опыта использовалась установка, в которой растения находились в камерах при непрерывном токе воздуха (120 л/час) при концентрации СОг 340 ррм, интенсивности света 150 мкмоль.м_2.сек"1 и влажности воздуха 60t от полной влагоечкостк в течение фотопериода и 80Х от полной влагоемкости в течение темнового периода (Coudret, Veisseir, 1989). В процессе эксперимента в течение первых суток температура сохранялась на уровне 20°С, затем резко понижалась на 24 часа до 4°С. В течение третьих суток температуру вновь поддерживали на уровне 20°С.

На основании данных, представленных в таблице 10, можно констатировать, что:

- при температуре 20°С уровень интенсивности СОг-газообмена за световой период суток и дыхания в темноте у разных сортов пшеницы и тритикале отличался. Суточный баланс СОг-газообмена (за первые сутки измерений и суммарный за трое суток опыта) отражал определенные особенности функциональной деятельности листьев лзучавшихся объектов. Вероятно, в выбранных условиях эксперимента экспрессия геномов пшеницы и тритикале осуществлялась со значительными особенностями.

- при понижении температуры до 4°С во всех случаях интенсивность СО^-газообмена в течение фотопериода усиливалась, а интенсивность митохондриального дыхания в темноте снижалась, следовательно, суточный баланс СО^-газообмена возрастал (у пшеницы Мироновская 808 на 16Х, а у ППГ 224 на ЗЗХ, у тритикале АД 49 на 197., а у Клеркаль

Таблица 10. Действие пониженной температуры (4°С) * на интенсивность СОг-газообмена растений пшеницы и тритикале*.

• Мироновская 808 ППГ 224 АД 49 Клеркаль

Первые сутки измерений при 20 С А Б В 33,8 : 3,8 30,0 78,5 11,5 57,0 102,7 8,8 93,9 72,1 6,8 65,3

Вторые сутки измерений при 4 С А Б В Z баланса к 1-ым суткам 38,5 1,6 34,9 116,3 90,6 2,5 88,1 132,9 117,4 5,4 119,3 119,3 72,9 1,9 71,0 123,0

Третьи сутки измерений при 20°С А Б В Т. баланса ко 2-ым суткам Т. баланса к 1-ым суткам 38.2 • 5,0 33.3 95.4 110,9 91,1 10,1 81,1 92,0 122,5 98,8 9,5 89,4 79,8 95,2 54,4 5,5 48,9 68,8 74,7

* Растения выращивали в световом периоде при температуре 23°С, .в темновом периоде 20иС. Интенсивность ФАР 150 мкмоль*дм**сек 1, влажность воздуха в течение темнового периода 807., светового перио-

да - ьил. „

А - интенсивность СОг- газообмена в световом периоде (мг_С02/дм*-/16ч) Б - интенсивность дыхания в темновом периоде £мг С0о/дмг/8 ч) В - суточный баланс СО^-газообмена (мгСОг/дм/24 ч) ,

на 23£).

Растения реагировали очень быстро и сходным образом на понижение температуры, но степень реакции определялась родовыми и сорто-вкчи особенностями их генотипов.

Во всех опытах уровень интенсивности СОг-газообмена в течение светового периода и дыхания в темноте был стабильным.

Очевидно, выявленный, эффект увеличения ' суточного баланса С02-газообмена обусловлен снижением функции дыхания в целом в темноте (табл.10) и на свету. Мы предположили, что в рамках этой общей тенденции возможно снижение активности фотодыхания при 4°С. вследс- • тние более сильного угнетения пониженной температурой оксигеназной функции РБФ-карбоксилазы по сравнению с ее карбоксилазной функцией (Кириченко и сотр., 1991а,б). Эта гипотеза согласуется с данными Lance et Moreau (1992), которые показали, что;при снижении темпера- ' туры у этого фермента константа Милаэлиса (Km) СОг падала вбольшей мере, чем Km О2 в расчете на равное количество " субстрата,т.е. сродство фермента, к СОг возрастало по сравнению со сродством к 02-

Это представление может быть развито при дальнейших исследованиях действия парциальных давлений Ог и СОг и интенсианостей света на вклад фотодыхания в реализацию выявленного эффекта у озимых злаков при температуре 4°С. Между тем, растения, подвергнутые действию холода, снижали активность использования продуктов фотосинтеза, поэтому в данных условиях происходило накопление углеводов.

Когда после суточного пребывания растений при 4°С, температуру вновь повышали до уровня 20°С, реакция пшеницы и тритикале существенно отличалась. У пшеницы интенсивность СОг-газообмена на свету несколько возрастала, но интенсивность дыхания повышалась значительно: суточный баланс СОг-газообмена у Мироновское 808 составил 95Х, а у ППГ 224 - 92X по сравнению с балансом СОг~газообмена при 4°С. По сравнению с первыми сутками опыта (20°С) баланс СОг-газообмена увеличился у Мироновской 808 на 10*, а у ППГ 224 на 23!.

У тритикале переход к температуре 20°С снижал суточный баланс усвоения СОг у АД 49 на 20Z, а у Кдеркаль на 31Х. Уровень суточього баланса усвоения СОг был ниже по сравнению с уровнем, который был до перехода к температуре 4°С у АД 49 на 5", а у Клеркаль на 25Х.

Уровень СОг-газообмена при 4°С и при возвращении растений к температуре 20°С, определялся родовыми особенностями растений, что указывает на важное значение генома R, поэтому использование первичных триад "пшеница-рожь-тритикале" представляет интерес для выяснения его роди в этом переходном процессе (4°/20°С).

В другой серии опытов использовали растения сорта Мироновская 808, выращенные до фазы 5 листьев, при температуре 20°С и 4°С. Растения пшеницы, выращенные при пониженной температ>ре, в фазе 5 листьев имели возраст 5 месяцев Результат этого эксперимента важен прежде всего тем, что он позволил показать возможность получения растений до фазы 5 листьев, фотосинтетический аппарат которых сформировался при 4°С. Представляло интерес выяснить особенности СОг-газообмена у этих растении при температуре 4°С и гри их переводе в режим нормальной температуры 20°С. Полученные данные представлены в таблице 11. Их анализ позволил констатировать, что:

- по сравнению с растениями, выращенными при 20°С, растения, выращенные при 4°С, имели при 20°С лучший суточный баланс СОг-газо-обмена (35,6 мг СОг и 29,5 мг СОг: таблица 11), обусловленный понижением интенсивности митохондриального дыхания и, вероятно, фотодыхания;

- при повышении температуры до 20°С у растенийi выращенных при

Таблица 11. Интенсивность СОг^газообмена растении пшеницы Мироновская 808 при температуре 20иС и 4 иС в зависимости от температуры выращивания растении.*

Температура выращивания и измерении С02"газообмен мг СОг/Дм /16ч фотопериода дыхание мгСОг/Дм /8ч темноты суточный баланс 0&2-газообмена мг С02/Дм"724 ч

выращивание при 20°С: измерение при 20иС(а) 37,2 7,7 ' 29,5

выращивание при 4°С; измерение при 4иС (б) 49,5 3,0 46,5 с

выращивание при 20°С (а); измерение в теч. 24 ч при 4 С 45,3 3,6 . 42,7

выращивание при 4°С (б); измерение в теч. 24 ч при 20 С 41,9 6,3 35,6

* Растения выращивали при постоянной температуре 20°С или 4°С до фазы пяти листьев. Интенсивность ФАР - 150 мкмолыдаглсек-1, влажность воздуха в течение фотопериода 60Х, темнового периода --80Х.

4°С, углеродный баланс падал вследствие повышения активности дыхания. Возможно, при этом возрастала также интенсивность фотодыхания и/или использования продуктов углеродного метаболизма. .

Таким образом установлено, что при холодовом стрессе растения озимой пшеницы и тритикале могут сохранять на том же уровне или в некоторой степени повышать интенсивность СОг-гааообмена в световом периоде и суточный баланс усвоения СОг- По-видимому, этот эффект может проявляться в двух вариантах - кратковременном и долговремен-" ком. Кратковременный характер эффект может носить введу ограничений метаболнзации углеводов при подавлении дыхания. Способность фотосинтетического аппарата проявлять это свойство может иметь значение для озимых злаков осенью и весной как защитный механизм при чередовании непродолжительных похолодании и оттепелей* При длительных похолоданиях, вероятно, включается регуляторная система, вследствие чего восстановление СОо происходит с преимущественным синтезом аминокислот (глицина, с'ерина и аланина) и/или жирных кислот с последующи образованием более энергоемких продуктов -белков и/иди липи-дов. Возможность направленного синтеза этих продуктов при пониженных температурах была показана в работах СКатрДвпу; -.Моузд (1975, 1979), СоидгеЬ, Геггоп, ОаисПегге (1980). Давыденко (1992), , Климова, Астаховой, Давыденко, Труновой (1992). Задачей дальнейших исс-

ледований должно стать определение продолжительности данного аффекта, его зависимости от генотипа растения и одновременного изменения напряжения многих внешних факторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Онтогенез хлебных злаков - многоэтапный процесс превращения в реальных условиях среды специфического генотипа в конкретный фенотип, цикл развития растительного организма от зиготы до зиготы. Зигота у злаков, развиваясь в зерновку, в течение 50 60 дней тесно взаимодействует с материнским организмом. Эти взаимодействия контролируются постоянно меняющейся внешней средой. С возникновением зиготы формируются геном, пластом и хондриом 5/дущего растения. Физиологическое состояние зиготы, как нового организма, предопределено внешними условиями, воздействовавшими на формирование мужской и женской генеративных сфер в предшествующий период онтогенеза растения.

Механизм долговременного предопределения межонтогенетической связи между двумя поколениями растении гипотетически может осуществиться следующим образом. Действие пониженной температуры в период генеративного развития материнского растения вызывает синтез стрессовых ламеллярных полипептидов и липидов. Последние Еключаатся в мембранную систему органелл зиготы, а затем развивающегося зародыша зерновки. После прорастания зерновки решыкация и биогенез хлороп-ластов в листьях молодого растения происходит с использованием термоустойчивых пигментлипопротеидных комплексов. Так.м образом, при похолодании реакция фотосинтетического аппарата первых листьев на пониженную температуру предопределена в некоторой степени температурой, воздействовавшей на материнское растение, в котором возникла зигота,превратившаяся последовательно в зерновку.

Долговременное предопределение адаптационных изменений процессов жизнедеятельности у озимых злаков проявляется также на этапах осеннего закаливания и возобновления весенней вегетации, при переходе от этапа вегета-ивного роста к генеративному развитию

Идея долговременного предопределения ответной реакции растений на неблагоприятное воздействие получила в последнее время отражение в работах зарубежных исследователей, использующих при этом понятие "истории развития растения" (Вегеег, Maury,Guy,Planchón, 1995). Таким образом, принятая в настоящее время точка зрения о том, что каждая фаза развития растения непосредственно определяет последую-

щую фазу развития, нуждается в дополнении, что онтогенез растения контролируется еще механизмом долговременного предопределения, от чего может зависеть уровень его терморезистентности.

Пыльники, семезачатки и зерновки, начиная свой онтогенез как . гетеротрофные органы, затем формируют свой собственный фотосинтетический аппарат и последовательно приобретают свойства автогетеротрофных систем. При трансформации пропластид в хлоропласты специфически изменяется состав жирных кислот липидов пыльников и семеза-чатков. Функциональная деятельность хлоропластов в эндотеции стенки пыльника может благоприятствовать формированию жизнеспособной пыльцы и тем самым предопределять эффективность процесса оплодотворения. Хлорофиллсодержащий слой клеток нуцеллуса, окружающий зародышевый мешок, по-видимому, рефиксирует СОг, образующуюся в процессе дыхания, что может иметь важное трофическое значение для макрогаме-тофита. Фотосинтетическая деятельность перикарпия играет существенную роль в поддержании активного энергообмена и СОг-газообмена на ранних этапах формирования зерновки и предопределяет эффективность , процессов налива в созревающей зерновке. Значение собственного фотосинтетического аппарата генеративных органов злаков возрастает в неблагоприятных условиях жизнедеятельности растения, что обусловлено его более высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам по сравнению с фотосинтетическим аппаратом листьев.

Результаты наших исследований фотоассимиляции СОг и активности карбоксилирующих ферментов в зерновках согласуются с данными, полученными в последний период другими исследователями (Watson, Duffus, 1988; Zigler-Sons, 1992; Cejuido, González, Vidal, Echevarría,

1995). . .;. .....

; Совокупность полученных данных свидетельствует в пользу представления -о -том, что неблагоприятные температуры, . воздействовавшие на растение в период его генеративного развития предопределяют физиологические свойства и, возможно, .терморезистентность • молодах растений в последующем онтогенетическом цикле. " ■ ,

Зимовка озимых злаков - продолжительный,' многостадийный этап их онтогенеза. Зимостойкость по своей физиологической сущности -это составляющая экорезистентности злаков , в их жизненном цикле, процесс о динамической временной и пространственной организацией. В течение зимнего периода непрерывно изменяется уровень повреждающей и летальной для растений отрицательной температуры. Но гибель растения происходит не только по причине прямого действия мороза, а

вследствие одновременного действия многих неблагоприятных факторов. Выживание организма определяется потенциалом экорезистентности генотипа (рода, вида, сорта) по отношению к биотическим и абиотическим факторам, воздействующим на него в течение зимовки. Характер реализации процесса яровизации, прохождения I и II фаз закаливания в сочетании с явлениями дезадаптации в период подготовки к зиуовке влияют на ритм относительного покоя и выживание зимующих растений.

Уровень зимостоикости сорта аависит от вертикального физиологического градиента, экорезистентности органов надземной и подземной частей растения.

В процессе зимовок с сохранением околонудевой температуры под снегом происходит выпревание, связанное с нарушением свойственного органам обмена веществ, активацией катаболизма и накоплением токсических веществ, угасанием способностей противодействия фитопатоге-нам.

Важное значение для выживания растений в ранне- весенний период имеет их способность преодолевать многофакторные стрессы. Преимущества зимостоиких сортов проявляются в активации фотосинтеза сохраненных листьев и быстром обеспечении ассимилятами формирующихся новых органов.

Наши данные свидетельствуют в пользу представления о том, что между уровнем зимостойкости и конечной зерновой продуктивностью сортов и гибридов злаков имеется положительная корреляция. Она была наиболее выражена в те годы, когда на этапах генеративного развития продолжительное время поддерживалась пониженная температура и менее выражена в засушливые годы. Вместе с тем, эта связь зависела от многих факторов, роль которых проявлялась в процессах формирования вегетативных органов и генеративного развития. В частности, существенное влияние на величину урожая оказывали регенерация вторичных побегов, сохранение и налив зерновок N3 и N4 в колосках средней зоны колоса (табл.12 и 13).

На основе результатов исследовании 1976-1996 гг. развита система физиодого-биохимических показателей экорезистентности пшеницы

Таблица 12. Зимостойкость сортов пшеницы (X выживших растений).

ы Годы Мироновская Безостая 1 ППГ 224 Колубара

п/п 808

1 1931-1985 58.0±29.3 38.7126.5 _ 38.0131.1

2 1986-1990 75.2±53.8 50.9141.9 71.1142.2 46.7119.9

3 1990-1991 96.7 80.5 85.0 62.3

Таблица 13. Продуктивность сортов пшеницы (г/м2).

N п/п Годы Мироновская 808 Безостая 1 ППГ 224 Колубара

1 1981-1985 704+202 631+309 _ 528±211

2 1986-1990 969+237 773+429 983+374 613±386

3 1990-1991 1257 1111 1367 2033

в условиях стабильной аимовки и зимовки с выпреванием.

Установлен ранее неизвестный эффект сохранения или увеличения суточного баланса СОг-газообмена у озимой пшеницы и тритикале при холодовом стрессе. По-видимому, это свойство фотосинтетического аппарата растений хлебных злаков может иметь важное значение для их жизнедеятельности в осенний и ранне-весенний периоды вегетации при резком снижении температуры и оттепелях.

В последнее время были получены данные, показывающие возможность повышения отношения максимумов флюоресценции (Feas/F73o) и их суммы при переводе растений холодостойкого сорта гороха, выращенных при 23°С, в температурный режим 4°С (Lipucci di Paola et all, 1995). Эти результаты свидетельствуют в пользу возможности проявления эффекта повышения интенсивности первичных реакций фотосинтеза в переходном процессе (23°С/4°С).

Неполное восстановление активности усвоения углерода растениями пшеницы до уровня, характеризовавшего растение до температурного стресса, при их возращении из холода к нормальной температуре было подтверждено в ряде исследований (Кислюк, - Мирославов, Палеева, 1995). . ■ .

Таким образом, в дальнейших экспериментальных исследованиях необходимо изучить особенности фотосинтеза и дыхания у разных родов и видов (озимых и яровых злаков) при резком переходе от нормальной температуры к температуре 4°С и затем при возвращении вновь к нормальной температуре, выяснить физиологическое значение и специфику механизмов адаптации фотосинтетического аппзрата к холодовому стрессу.

Проведенное исследование позволило сформулировать концепцию терморезистентности растений хлебных злаков в условиях посева, включающую положения о том, что:

1) Фотосинтетическая деятельность генеративной сферы при температурном стрессе имеет важнейшее значение для повышения экорезис-тентности растения и формирования урожая,

2) Пониженные температуры,'.. при которых материнские растения

находились на этапах генеративного развития, предопределяют устойчивость проростков и молодых растении первого поколения. Степень зимостойкости и условия зимовки растений пшеницы и пшенично-пырей-ных гибридов предопределяют холодостойкость фотосинтетического аппарата пыльников и зерновок.

3) Динамика жизнеспособности листьев и узлов кущения, их выживание в процессе зимовки обусловлены термоустойчивостью белкового, липидного и гормонального комплексов, соотношением активности процессов их новообразования и распада.

4) При холодовом стрессе, вследствие понижения интенсивности дыхания повышается суточный баланс СОг-гззообмена. При возвращении растений к нормальной температуре полного восстановлен!«! суточного баланса C0¿-газообмена по сравнению с его уровнем до холодового стресса не происходит. Особенности восстановления суточного баланса СОг-газообмена зависят от родовой специфики злаков.

ВЫВОДЫ.

1. Хлоропдасты генеративных органов обладают развитой грзналь-ной структурой, высокой активностью первичных процессов энергообмена, фотоассимиляции СОг и карбоксилирующих ферментов. При де кзтвии неблагоприятных температур активность фотоассимиляции СОд и карбоксилирующих ферментов в генеративных органах более устоич 1ва по сравнению с таковой листьев верхнего яруса. Пигментная система хло-ропластов пыльников и зерновок более устойчива к действию зас/хи по сравнению с пигментным аппаратом листьев.

2. В процессе развития пыльников и семезачатков злаков изменяется содержание в них липидоа и их жирнокислотный состав. Увеличение содержания Cíe з и Cíe 3 в липидах по фазам развития генеративных органов совпадает с процессом трансформации проплзстид в хло-ропласты.

3. Установлено, что у получаемых новых форм злаков в процессе отдаленной гибридизации могут быть усилены потенциальные возможности фотосинтетического аппарата генеративных органов.

4.Температурные режимы (18°С/16°С и 10°С/8°С), в которых сформировались зерновки пшеницы, начиная от фазы опыления до созревания, предопределяют активность их прорастания и физиологические свойства молодых растений в фазе 5 листьев в условиях холодового стресса.

5. У зимостойких сортов злаков в условиях суровой зимовки сохраняется в значительной мере листовои аппарат. Пигментный, белковый

и дипидный комплексы листьев и узлов кущения более стабильны, чем у незимостойких сортов. Сохраняющийся фотосинтетический аппарат играет существенную роль в процессе выживания растений в ранне-весенний период и в быстром обеспечении ассимилятами формирующихся - вегетативных органов.

6. В процессе зимовки, в условиях, исключающих возможность активного морфогенеза, происходят глубокие изменения физиологического состояния узлов кущения злаков с изменением' состояния белкового, липидного и гормонального комплексов, особенно на зтапе подготовки растения к возобновлению роста.

7. С использованием метода гистохимического анализа выявлены глубокие изменения и повреждения структуры конусов нарастания и уа-лов кущения в процессе нестабильной зимовки о выпреванием. У веге-■ тирующих и сохраняющих в данных условиях жизнеспособность растений может происходить формирование и зеленение листьев, активный морфогенез конусов нарастания и формирование мериотем в углах кущения.

8. Установлен ранее неизвестный эффект оохранения ми дам веко торого повышения интенсивности СОг-газообмена и суточного баланса усвоения СОг при холодовом стрессе. При возвращении растения от температуры 4°С к нормальной температуре снижение суточного баваиоа усвоения СОг специфически проявляется у представителей равных родов злаков. • .' ' ' '

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе установленной повышенной экорезистенлюсти фотосинтетического аппарата генеративных органов (по сравнению о таковым листьев-флаг) предлагается при оценке экорезястентности хлебных злаков использовать характеристики реакции пластид генеративных органов на неблагоприятные воздействия наряду с характеристиками реакции пластид вегетативных органов. . .,-"■"".'

2. Предложенная методика анализа жизнеспособности уала иуцвшш и конусов нарастания зимующих растений пвеницы. ржи и тритикале может быть применена в целях диагностики зимостойкости хлебных злаков.

3. Предложенная модель выращивания растений а режю«е пониженной температуры (8-10°С), . начиная от фазы цветения до полного оов-ревания зерновок, и модель проращивания зерновок, их культивирования при темперзтуре 4°С до фазы 5 листьев предлагаются в качестве методических подходов для изучения физиологических аспектов холодостойкости хлебных злаков.. .

4. Разработанная система физиолого-биохимических критериев ус-

тойчивости растении к неблагоприятным температурным факторам может быть использована в интродукции и селекции хлебных злаков в связи с оценкой их гимостойкости и созданием способов повышения их экоре-вистентности.

5. Отобранные на основе физиологических характеристик две холодостойкие линии пшеницы, производные от сортов югославской селекции NS 2754 и NSR 2, предлагаются к использованию в качестве исходных форм при селекции новых сортов тритикале. Материалы диссертации отражены в следующих печатных работах:

1. Кириченко Е.Б. Выделение пластид в органических средах и исследование их функциональной деятельности. // Методы выделения хлоропластов. Пущина: ОНТИ НЦБИ АН СССР. 1970.-С.18-31.

2. Кириченко A.B., Кириченко Е.Б., Смолыпша Л.Д., Сердюк О.П. Состав пигментов репродуктивных органов Zea mays L. // Физиология растений. 197Q.-Т.24.-Вып.4.-С.697-701.

3. Кириченко Е.Б. Системный подход в исследованиях фотосинтеза. // Структура науки и механизмы возникновения нового знания. Москва-Обнинск. 1977.-С.172-176.

4. Кириченко Е.Б., Кириченко А.Б., Андреев Л.В. Обмен жирных кислот в генеративных органах, отличающихся по термоустойчивости аааков //VII Всесоюзный симпозиум по эмбриологии растений. Часть 3. Наукова думка. Киев. 1978.-С.37-39.

5. Кириченко Е.Б., Кириченко А.Б. Ультраструктура развивающихся пыльников и пыльцевых зерен пшеницы. // Материалы научной конференции по электронной микроскопии. Кишинев: Штиинца. 1978.-С.50-51.

в. Klrlchenko Е.В., Zlakun A.M., Kirichenko A.B., Bondarl V.A. Fractionation of stable carbon isotopes in eener3tive organs of Сз and C* plants.// XIV Internat. Congress of eenetlcs. Contributed paper sessions. Abstracts.p.I. Sect. 13-20. Moscow. 1978. - P.587.

7. Кириченко Е.Б., Андреев Л.В., Губайдудлина Г.М. Исследование липидов вегетативных и генеративных органов озимой ржи методом микрохроматографии.//Физиология растении.1979.-Т.26.-Вып.6.-С.1273-1278.

8. Кириченко Е.Б. Наследование пластидкых свойств и получение новых форм растений. // Рекомбиногенез и адаптация растений. Кишинев: Ппшнца. 1979.-С. 25-26.

9. Кириченко Е.Б. Проблем* становления новых принципов в гене-тико-селекционных исследованиях. // Всесоюзная школа по теории и практике селекции раотений. Москва: Изд. ВАСХНИЛ. 1979.-С.З-4.

10.Кириченко Е.Е., Зякун A.M., Бондарь В.А., Кириченко А. Б., Беаручко В.В. Соотношение стабильных изотопов углерода (13C/1ZC) в вегетативных и генеративных органах злаковых растении. // Доклады АН СССР. 1980. -T.25G. -N 2. -С.505-508.

11.Кцриченко Е.В. Методологические аспекты исследования изменений растительного мира мак компонента природной среды. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР. 1980.-1Û с.

12.Кириченко Е.В., Мурзаева C.B., Таукелева Ш.М., Хусаинов М.Б. Активность фотофосфорилирования и фотовосстановления НАДО у хлор-пластов тритикале и пшеницы. // Физиология растений. 1980.-Т.27. -Вып.5. -С.1041-1046. ,

13.Кириченко Е.Б. Механизмы терморезистентности и диагностика зимостойкости злаков. // Научно-методические основы селекции сортов интенсивного типа, устойчивых к неблагоприятным условиям климата. Жодино: Изд. Бел. НИИЗ. 1981. -С.21-24.

14.Кириченко Е.Б. Пластидная наследственность и отдаленная гибридизация злаков. // Всесоюзное совещание по отдаленной гибридизации растений и животных. Москва:. Изд. ГБС АН СССР. 1981. -С.205-207.

15.Кириченко Е.Б. Фотосинтез и эколого-энергетические проблемы растениеводства. Пущино: ОНТИ НЦЕИ АН СССР. 1981. -23 с.

16.Кириченко Е.Б. Физиолого-биохимические критерии оценки устойчивости хлебных злаков к неблагоприятным факторам. // Экологическая генетика растений и животных. Т.2. Кишинев: Штиинца. 1981. -С.70-71.

17.Кириченко Е.Б. Состав пигментов генеративных органов и зерновок злаков. // Физиология растений. 1982. -Т.29. -Вып.2. -С.325-331.

18.Кириченко Е.Б. Методологические вопросы самоорганизации фо-тосинтеэирующих систем. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР..1982. -25 с.

19.Поддубная-Арнольди В.А., Кириченко Е.Б. Физиологические аспекты эмбриональных процессов у покрытосеменных растений. //Журнал общей биологии. 1982. -T.XIII. -N 6.; -С.799-804.'

20.Kirichenko Е.В. Properties of • plastid apparatus of the leaves, reproductive • organs andЛ generative structures of ■ Angiosperms. // XXI Internat. Horticult. Congress. Hamburg. FRG. Vol.11. 1982. -P.2019. : ,-

21.Kirichenko Е.Б. Recherche sur le developpment des organes . reproducteurs des cereales. // Physiol.vegetale. 1983.-Vol. 21.-N3.,-

t

P. 367-374.

22.Kirichenko E.B. Properties of plastid apparatus of the leaves and generative organs of Angiosperms. // Proceeding XXI Internet.Hortioult. Congress. Hamburg. FRQ. Vol.II.-1983. -P.1115-1123.

23.Кириченко Е.Б. XXI Международный конгресс по садоводству. // Фиаиол. растений. 1983. -Т.30. -Вып.5. -С.1053-1055.

24.Kirichenko E.B. Development of the plastids in the generative organs and the i lheritance of the plastome. // VI Internet. Congress on photosynthesis. Bruxelles. 1983. -P.306.

25.Кириченко Е.Б., Кириченко А.Б., Андреев Л.В. Состав жирных кислот липидоа листьев и генеративных органов кукурузы. // Фиаиол. растении. 1984. -Т.31. -Выл.1. -С.168-174.

26.Кириченко Е.Б. Физико-химические факторы акореаистентности растении в онтогенезе и филогенезе. Пущино: ОНТИ НЦЕИ АН СССР. 1984. -19 с.

Z7.Кириченко Е.Б., Мурзаева С.В., Хусаинов М.Б. Адаптационные свойства фотосинтетического аппарата тритикале и пшеницы. // 16-ая конференция Европейских биохимических обществ. Москва. 1984. -С.481

28.Кириченко Е.Б., Чернядьев И.И., Доман Н.Г. Состояние и тенденции исследовании взаимосвязи фотосинтеза и азотного обмина растений. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР. 1984. -25 о.

29.Кириченко Е.Б., Чернядьев И.И., Воронкова Т.В., Таллибули-на К.К., Доман Н.Г. Активность фиксации углекислоты пыльниками и лиотьями хлебных злаков. // Доклады АН СССР. 1986. -288. -N 4. -С.1021-1024.

30.Чернядьев И.И., Кириченко Е.Б., Воронкова Т.В., Тадлибули-наК.К.,Доман Н.Г. Активность фотоассимиляции углекислоты генеративными органами хлебных злаков. // XII научно-координационное совещание стран - членов СЭВ по фотосинтезу. Херцег Нови. 1986. -С.7.

31.Кириченко Е.Б., Чернядьев И.И., Воронкова Т.В., Соколова Р.С. Активность фотосинтетического аппарата орхидей в фазе цветения. // Фиаиол. растений. 1989. -Т.36. -Вып.6. -С.710-716.

32.Kirichenko E.B. The state of photosynthetio apparatus during automne and winter periods.// Physiol. Plantarum. 1989. -V.76. -F.3. -Part 2. -P.A166.

33.Kirlchenko E.B., Chernladiev 1.1., Krendeleva Т.Е. Photosynthetio activity of generative organs in cereals and orchids. // XI Internat. symposium "Embryology and seed

- 4е -

reproduction". Leningrad. Nauka. 1990. HP.76.

34.Kirichenko E.B., Veresbaranij I. Developmental ohanges of fatty acids composition of lipids in wheat anthers and ovaries. // XI Internat, symposium "Embryology aid seed reproduction". Leningrad. Nauka. 1990. -P.76.

35.Кириченко Е.Б., Чернядьев И.И., Евтич С. Л., Верешбараньи И. Фотосинтетическая деятельность генеративных органов и оптимизация формирования урожая пшеницы. // Savremena poljoprivreda. Novi Sad.

1990. -V.38. bp.3-4. -Str.245-248.

36.Кириченко Е.Б., Кудрэ А., Вейсоейр Ф., Аддад С., Чернядьев И.И. Действие низкой температуры на СОг- газообмен у хлебных злаков. //Доклады АН СССР. 1991. -Г.317. -С.246-251.

37.Кириченко Е.Е., ' Кудрэ А., Вейссейр Ф. Повышение активности нетто-фотосинтеза и баланса СОг- газообмена при холодовом стрессе у пшеници: роль температуры выращивания растений. // Доклады АН СССР.

1991. -Т.317. -С.1020-1023.

38.Kirichenko Е.В..Krendeleva Т., Koukarskyh G., Nizovskaya N. Structure et activité fonctionnelle des chloroplastes des antheres et de pericarpe des caryopses de ble et de seigle. Comptes Rendu de l'Academie des Sciences de France. Paris. 1992. -T.314.-Serie 3. -P. 365-370.

39.Кириченко Е.Б., Кудрэ A., Вейссейр Ф., Аддад С. Эффект повышения активности нетто-фотосинтеза и баланса СОг-газообмена при холодовом стрессе у озимых злаков. // Экологическая генетика растений, животных и человека. IY Всесоюзная научная конференция. Кишинев: Штиинца. 1991.-С. 127.

40.Kirichenko Е.В., Cherniadiev I.I., Krendeleva Т.Е. Photosynthetic activity of generative organs in cereals. //XI International symposium "Embryology and seed reproduction". St.Peterbourg. Nauka St-Peterbourg Branch. 1992. -P.266-267.

41.Кириченко Е.Б., . Кренделева Т.Е., Кухарских Г.П., Низово-кая Н.В. Фотохимическая активность хлоропластов гашников и перикарпия зерновок пшеницы и тритикале. // Физиол. растений. 1993!. -Т.40. -N2. -С.250-254.

42. Кириченко Е.Б., Мартынов О.Л. Корреляционные отношения между пигментным потенциалом и биомассой зерновок у исходных форм и гибридов тритикале. // Бюллетень Главного ботанического сада.1993. -Т.163. -С.89-96.

43.Новожилова О.А. , Арефьева Л.П..Кириченко Е.Б.,Семихов В.Ф.,

Прусаков А.Н. Изменение полипептидного состава белков в узлах кущения пшеницы в процессе зимовки.// Бюллетень Главного ботанического сада. 1994.-Вып.169.-С.36-40.

44.Кириченко Е.Б. .Чернядоев И.И. .Мартынов О.Л. Фотосинтез генеративных органов тритикале.// Прикладная биохимия и микробиология. 1995.-T.31.-N 2.-0.204-209.

45.Kirichenko Е.В., Cherniadiev 1.1. Effect of uivfavorable temperature and exogenous cytokinin on СОг photoassimilation and activity of carboxylative enzymes in generative organs of cereals. //Photosynthesis: from Light to Biosphere. Proceedings of the Xth International Photosynthesis Congress. Vol. III. Montpellier, France, 20-25 august 1995. Ed. by P.Mathis. Kluver Academic publishers. Dordrecht-Boston-London. 1995.-P.925-928.

46.Кириченко Е.Б., Котова Л.М , Котов А.А., Кудрэ А. Изменение содержания индолилуксусной кислоты в узлах кущения пшеницы в осенне-зимне-весенний период. // Биллетень Главного ботанического сада. 1995.-Т.171.-С.132-139.

47.Кириченко Е.Б.. Котова Л.М., Котов А.А. Фитогормоны в узлах кущения отличающихся по экорезистентности сортов пшеницы в процессе зимовки.//Третья Международная конференция по регуляторам роста и развития растений. М.: МСХА. 1995.-С.15-16.

48.Кириченко Е.Б., Чернядаев И.И. Активность карбоксилирующих ферментов в листьях и генеративных органах хлебных злаков.//Прикладная биохимия и микробиология. 1996.-Т.32.-N 3.-С.346-351.

Объем 5 п л

Заказ 509

Тираж 100

Типография издательства МСХА им К А Тимирязева 127550, Москва И 550 Тимирязевская ул, 44