Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНАТА НАТРИЯ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОЯВЛЕНИЕ ПОЛА У ДВУДОМНЫХ РАСТЕНИЙ КОНОПЛИ (CANNABIS SATIVA L.)

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНАТА НАТРИЯ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОЯВЛЕНИЕ ПОЛА У ДВУДОМНЫХ РАСТЕНИЙ КОНОПЛИ (CANNABIS SATIVA L.)"

2 / ^ J На правах рукописи

~0(о VоОЪ ' fit

СОЛДАТОВ Сергей Александрович

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНАТА НАТРИЯ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОЯВЛЕНИЕ ПОЛА У ДВУДОМНЫХ РАСТЕНИЙ КОНОПЛИ ОCannabis sativa L.)

Специальность 03.00.12 - Физиология и биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

\

\

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре ботаники Пензенского государственного педагогического университета им В Г. Белинского

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор В.Н. Хрянин.

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор С.С. Шаин, кандидат биологических наук Т.Г. Леонова.

Ведущее учреждение - Институт физиологии растений имени К А Тимирязева РАН

// ^

Защита диссертации состоится 20 декабря 2005 г в/' часов на заседании диссертационного совета Д220 043 08 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К А Тимирязева

Адрес- 127550, Москва, Тимирязевская ул , 49 Ученый совет Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К А Тимирязева

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ Российского государственнг - о аграрного университета - МСХА имени К А Тимирязева

Автореферат разослан «/^ »

■2005 г

Ученый секретарь 2 диссертационного совета--

кандидат биологических наук Т^Н.П. Карсункина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время широко обсуждается роль селена в растительном мире. Интерес к данному микроэлементу обусловлен тем, что его недостаток в кормах животных и пище человека является причиной ряда тяжелых заболеваний. Соединения селена используются в качестве пищевых добавок в целях профилактики недостачи данного микроэлемента в организме человека. Во многих исследованиях было показано, что селен проявляет антиканцерогенное действие (Блинохватов, 2001; Lyi, Heller, Rutzke et al., 2005). В нашей стране существуют обширные регионы с низким содержанием селена в почве и природных объектах, что ставит задачу обогащения сельскохозяйственной продукции этим элементом.

Большинство исследований было сосредоточено на том, как максимально повысить содержание селена в растениях (Ермаков, Ковальский, 1974; Ягодин, Торшин, 1994-2001; Дудецкий, 1998; Голубкина, 1999). В ряде работ показана роль микроэлемента в усилении адаптивного потенциала растений (Серегина, 2000; Вихрева, 2001; Санькова, 2001; Кузнецов Вас.В., 2004).

■ Тем не менее, механизмы действия селена на рост и развитие растений практически не изучены. В настоящее время отсутствуют какие-либо данные о влиянии микроэлемента на гормональный статус растений. Вероятность этого очень высока, так как действие селена на организм носит полифункциональный характер и распространяется на многие физиологические процессы. Совсем не изучено действие элемента на пол растений. Раскрытие проблемы пола у растений имеет важное теоретическое и практическое значение. Это обусловлено теми перспективами, которые могут открываться в селекционной работе и практике растениеводства по мере овладения процессами регуляции проявления пола у растений (Вавилов, 1932; Сабинин, 1963). Реализация пола в естественных условиях зависит от различных внешних воздействий, в том числе и от минерального питания растений. Можно отметить недостаток сведений о сортоспецифичности действия селена. Следует также продолжить исследования протекторной роли данного микроэлемента в стрессорных условиях.

Трудность изучения механизмов действия селена и егсГроЛй в организме

I ЦНБ WCXA |

возникает в связи с тем, что в природнвд^сХсдовижц на, растениярдействует

множество других факторов В целях изучения прямого действия селена на рост, развитие, проявление нола, физиологические процессы использовался метод культуры изолированных зародышей

Цечн и задачи исследований. Цечью диссертационной работы являлось изучение действия сетена в форме сетената натрия на рост развитие и проявление пола у двудомных растений конопли посевной (Cannabis sativa L ) В соответствии с целью были поставлены следующие задачи

• исследовать действие се те на на ростовые процессы у растений конопли на разных фазах развития,

• выявить особенности действия селена на разные сорта конопли,

• исстедовать эффект селена на ростовые процессы, основные фазы развития и проявление пола в культуре изолированных зародышей конопли,

• выяснить действие сетена на содержание фитогормонов, прежде всего, гиббереллинов и цитокининов, основной пары фитогормонов, опредетяющих признаки пола у растений,

• изучить влияние селена на проявление пола у двудомных растений конопли,

• проследить за аккумуляцией протекторного соединения - пролина в растениях под действием сетена и низких положительных температур,

• опредечить влияние селена на содержание пигментов и интенсивность фотосинтеза растений конопли

Научная новнзна. Впервые проведены исследования по влиянию сетена на ростовые процессы, прохождение основных этапов онтогенеза и проявление пола в кутьтуре изолированных зародышей конопли Установлено изменение баланса фитогормонов под действием селена Впервые показано, что селен сдвигает признаки пола у двудомных растений конопли в женскую сторону. Проведен сравнительный анализ действия селена на разные сорта конопли Теоретическая и практическая значимость работы.

Экспериментально подтверждена гипотеза о возможности влияния селена на фитогормональный статус растений Впервые показана способность сетена усиливать женскую сексуализацию двудомных растений конопли Подтверждена возможность применения селена для повышения сопротивляемости

4

сельскохозяйственных культур к неблагоприятным внешним воздействиям. Выявлено усиление ростовых процессов и ускорение развития растений конопли под действием селена.

Результаты работы могут быть использованы в практике растениеводства в целях регулирования процессов роста, развития, проявления пола у растений и повышения устойчивости растений к стрессорным воздействиям.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту;

Селен проявляет в отношении двудомных растений конопли на ювенильном этапе онтогенеза росторегулирующую активность, стимулирует в оптимальных дозах рост и развитие растений. Стимулирование роста и развития растений конопли под влиянием селена происходит за счет усиления митотической активности клеточных меристем, фотосинтетической активности.

Селен влияет на фитогормональный статус растений конопли и усиливает женскую сексуализацию двудомных растений конопли.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на научно - практической конференции «Физиология растений и экология на рубеже веков» (Ярославль, 2003); на V съезде Общества физиологов растений России и приуроченной к нему конференции «Физиология растений — основа фитобиотехнологии» (Пенза, 2003); на Годичном собрании Общества физиологов растений России и приуроченной к нему Международной научной конференции «Проблемы физиологии растений Севера» (Петрозаводск, 2004); the 14th FESPB Congress (Cracow, Poland, 2004); на Годичном собрании Общества физиологов растений России и приуроченной к нему Международной конференции «Физиологические и молекулярно - генетические аспекты сохранения биоразнообразия» (Вологда, 2005); на Всероссийской научно — практической конференции «Образование, наука, медицина: эколого - экономический аспект» (Пенза, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура н объем диссертации. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы (1 глава), объект и методы исследования (2 глава) и экспериментальной части, результаты и их обсуждение (3 — 5 главы), заключения, выводов и списка цитируемой литературы,

5

включающего 161 наименований, в том числе 62 зарубежных авторов Диссертация включает 35 рисунков и 23 таблицы

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В качестве объекта исследования были взяты разные сорта двудомной конопли раннеспелый - «Кубанская ранняя», среднеспелый - «Зеница», позднеспелый - «Славянка» Семена для опытов получены из таборатории сетекции конопли Краснодарского НИИСХ Все эти сорта конопли посевной (Cannabis sativa L) практически не содержат наркотических веществ - тетрагидроканнабинола (содержание ТГК у сорта «Кубанская ранняя» - 0,02%, у сорта «Зеница» - 0,03-0,06е®, у сорта «Славянка» - 0,03%) По данным Всемирной организации здравоохранения, сорта с содержанием ТГК менее 0,1% не обладают наркотической активностью (Сухорада, 2000)

В ходе работы были проведены опыты на культуре изолированных зародышей конопли, лабораторные и полевые опыты Кутьтура изолированных зародышей

Выделенные зародыши в стерильных устовиях высаживали в пробирки на питательную агаризированную среду Уайта содержащую минеральные соединения, витамины и сахарозу (White, 1946) Селен вносили в питательную среду в форме селената натрия в концентрации 0,005 - 0 00005 мМ Зародыши выращивали в факторостатных условиях при люминесцентном освещении, температуре 20-22°С и 80% влажности В течение 7 дней пробирки с зародышами находились на 16-часовом дне, а затем они переносились на 8-часовой день, где и оставались до конца опыта, т е до видимого проявления пола у проростков конопли Лабораторные опыты

В лабораторных опытах применяли растворы селената натрия в концентрациях 0,00005 - 529,10 мМ

В ходе опытов изучали влияние селената натрия на всхожесть семян, длину и массу 10 ти дневных проростков конопли

Митотическую активность корневых меристем изучали в проростках в возрасте от 24 до 72 часов (через каждые 2 часа) Фиксацию, приготовление

6

препаратов и подсчет митотических индексов осуществляли по общепринятому методу (Паушева, 1980).

Накопление в тканях листьев свободного пролина оценивали по методу JI. Бейтса (Bates, 1973). Полевые опыты.

Полевые опыты закладывались при обычной агротехнике без внесения удобрений на естественной длине дня. Почвы - аллювиальные гумусово - глеевые типичные. Растения выращивались на делянках площадью 2 м2, норма высева семян -1,4 млн. шт/га, глубина их заделки - 2-4 см. Повторность каждого варианта опыта трехкратная. Опыты проводились в течение 3-х лет с 2002 по 2004 гг.

Применяли следующие типы обработок растений растворами селената натрия:

• 24-х часовое замачивание семян в растворах Na2Se04 перед посевом (используемые концентрации - 0,05; 0,53; 2,65; 5,30 мМ);

• опрыскивание надземной части растений растворами Na2Se04 в фазу образования 3-х пар листьев (используемые концентрации - 0,53; 2,65; 5,30 мМ);

• внесение Na2Se04 в почву перед посевом в виде растворов (используемые концентрации - 10,60; 21,20; 53,00 мМ).

Физиологические исследования проводили с определенной периодичностью, соответствующей этапам онтогенеза.

В ходе полевых опытов проводились наблюдения за процессами роста и развития растений. Регистрировали изменения высоты растений, длину и количество междоузлий, длину соцветий. Фиксировали время наступления основных фаз развития. В ходе опытов проводили учет числа мужских и женских растений, а также интерсексов.

Интенсивность транспирации определяли весовым методом Иванова (Сказкин и др., 1958).

Жизнеспособность пыльцы определяли двумя методами. Первый метод основан на обнаружении в пыльце фермента пероксидазы. Второй метод основан на проращивании пыльцы по методике Транковского (Горин и др., 1963).

Интенсивность фотосинтеза определяли методом Сакса (Васильева, Кириллова, Строчкова, 1977).

Содержание пигментов в листьях растений определяли по методу Бажанова с соавт (1964)

Содержание эндогенных фитогормонов (гиббереллинов и цитокининов) опредепяли при помощи ВЭЖХ (Бабинец, 1988, Негрепкий, 1988, Нефедьева Хрянин, Гудков, 1998)

При оценке урожая подсчитывали количество плодов на одном растении и массу 1000 плодов

Результаты исследований были подвергнуты статистической обработке по общепризнанным методикам (Зайцев, 1973, Шмидт, 1984) Компьютерную обработку данных осуществляли на IBM PC при помощи программы SPSS 11 5

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ДЕЙСТВИЕ СЕЛЕНА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОЯВЛЕНИЕ ПОЛА В КУЛЬТУРЕ ИЗОЛИРОВАННЫХ ЗАРОДЫШЕЙ СЕМЯН КОНОПЛИ Действие селена на рост, развитие и проявление пола

Имеющиеся данные по влиянию се^на на рост и развитие растений носят весьма противоречивый характер В целях изучения прямого действия селена на рост, развитие и дифференциацию пола у растений были проведены опыты с культурой изолированных зародышей семян конопли Данный метод позволяет в строго контролируемых стерильных условиях изучать процессы метаболизма, роста, дифференциации и морфогенеза

В ходе опытов было обнаружено, что величина и направленность эффекта действия селена на процессы роста и развития растений конопли зависели от доз микроэчемента в среде выращивания, а также от сортовых особенностей растений Было установлено, что оптимальные для роста и развития растений конопли концентрации селената натрия были для раннеспетого сорта «Кубанская ранняя» -0,005 мМ, для среднеспелого сорта «Зеница» - 0,0005 мМ, для позднеспелого сорта «Славянка» - 0,00005 мМ

Сетен в оптимальных концентрациях положительно влиял на рост и развитие растений конопли разных сортов У опытных растений стимулировался не только рост побега, но и рост корня Так, сетенат натрия, введенный в питатечьную среду

8

стимулировал рост зародышей конопли: побега на 7,2 — 46,8%; корня на 14,8 -56,6%. Разница в высоте растений и длине корней между контролем и опытом наблюдалась уже на 8-й день выращивания. Выяснилось, что для стимуляции роста корня необходимы более низкие концентрации селена в среде выращивания, чем для роста побега. У опытных растений среднеспелого сорта микроэлемент ускорял начало бутонизации на 5 - 6 дней по сравнению с контролем.

Добавление к питательной среде селената натрия индуцировало появление женских растений (см. табл. 1). Все три сорта по-разному реагировали на присутствие ЫагЗеОд. Наибольший сдвиг в сторону женского пола был отмечен у среднеспелого сорта «Зеница» (71,8 - 78,6% в опыте при 40,0% в контроле). Это наблюдалось при концентрации соли в среде 0,00005 - 0,0005 мМ. У раннеспелого сорта «Кубанская ранняя» селенат натрия также индуцировал появление женских растений (59,5 - 63,6% в опыте при 33,3% в контроле). Однако концентрация соли в питательной среде была больше 0,0005 - 0,005 мМ. У позднеспелого сорта также была отмечена тенденция к сдвигу признаков женского пола под действием селена.

Таблица 1.

Влияние Ха28е04 на проявление пола у изолированных зародышей конопли

(М ± т: п=40-100, * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001).

Варианты опыта Количество растений, %

Кубанская ранняя Зеница Славянка

муж. жене. интерсексов муж. жене. муж. жене.

Контроль 40,0 ±7,4 33,3 ±7,4 26,7 ±7,4 60,0 ±7,7 40,0 ±7,7 50,0 ±7,9 50,0 ±7,9

И 0,00005 38,9 ±8,0 38,9 ±8,0 22,2 ±8,0 28,2** ±7,1 71,8** ±7,1 40,0 ±7,7 60,0 ±7.7

1о- Я ьо 0,0005 18,4* ±7.1 59,5* ±7,1 22,1 ±7,1 21,4*** ±6,5 78,6*** ±6.5 45,5 ±7.9 54,5 ±7,9

я Л1 о и, 2 0,005 18,2* ±7,6 63,5** ±7,6 18,2 ±7,6 50,0 ±7,9 50,0 ±7,9 53,8 ±7,9 46,2 ±7.9

Совместное действие селена и низких положительных температур на процессы роста, развития и проявления пола

В ряде исследований последних лет отмечается способность селена участвовать в регуляции адаптивного потенциала растений (Блинохватов, 2001;

9

Вихрева, 2001, Кузнецов Вас Вл . 2004)

В серии опытов с культурой изолированных зародышей конопли было показано, что 24-х часовое воздействие низких положительных температур (+4°С) на проросшие семена задерживает рост растений Так, например, длина побега 32-х дневных мужских растений конопли сорта «Кубанская ранняя» снизилась на 9,9%, женских - на 10,3% по сравнению с контрольными показатетями Длина корней соответственно снизилась на 8,9% и 19 1% по сравнению с контролем При этом на 4 дня задерживалось время наступления фазы бутонизации Добавление в среду выращивания селената натрия в оптимальных концентрациях снимало ростоингибирующий эффект стрессорного воздействия низких положительных температур

У среднеспелого сорта «Зеница» воздействие низких положительных температур задерживало рост корней мужских растений на 17,1 %, женских - на 19,7% по сравнению с контролем (возраст растений на момент измерения - 32 дня) На рост побега действие температур не влияло Фаза бутонизации растений в вариантах без селена наступала одновременно Добавление в среду выращивания сетената натрия не только снимало ростоингибирующее действие стрессора, но и стимулировало рост и развитие корней и побега относительно контроля (без стресса)

У сорта «Славянка» воздействие низкими положительными температурами также задерживало рост корней (мужских растений - на 11,4%, женских - на 9,3% по сравнению с контролем) На рост побега низкотемпературное воздействие не оказало влияние Наблюдалось стимулирование роста растений при добавлении селената натрия в среду Уайта в условиях стресса по сравнению с контролем Так, например, длина побега мужских опытных растений на 12,1% превышала контрольный показатель, женских - на 8,3% Длина корней в опыте при этом увеличилась у мужских растений на 28,2%, у женских - на 13,3% по сравнению с контролем

Кратковременное воздействие на растения низкими положительными температурами приводило к усилению женской сексуализации У среднеспелого и позднеспелого сортов наблюдалось появление при этом интерсексов (15,8 и 11,8%

ю

соответственно), хотя в контроле до этого воздействия их не было. Селенат натрия также усиливал феминизацию растений. При этом совместное его действие с низкими положительными температурами приводило к исчезновению интерсексов.

В ходе данной серии опытов было показано, что воздействие низких положительных температур задерживает рост растений конопли. Добавление в среду выращивания селената натрия в оптимальных концентрациях снимает это ростоингибирующее действие. Таким образом, можно предположить, что эффект ростостимуляции для растений конопли, который был обнаружен в предыдущих опытах, частично вызван способностью селена снижать негативные для роста и развития растений последствия стрессоров, практически всегда имеющих место на всех этапах органогенеза.

Совместное действие селена и фитогормонов на процессы роста, развития и

проявления пола

Одним из возможных механизмов действия селена на рост, развитие, некоторые физиологические процессы и проявление пола является влияние микроэлемента на фитогормональный статус растений. Процессы роста, развития и дифференциации признаков пола у растений контролируются многокомпонентной гормональной системой (Муромцев, Чкаников, Кулаева, Гамбург, 1987; Шевелуха, 1992). Определенную роль в этом играют и ингибиторы роста.

Было проведена серия опытов по влиянию селената натрия (0,0005 мМ) и этилена на рост изолированных зародышей семян конопли. В качестве продуцента | этилена использовался этрел (0,7 мМ).

Добавление в среду Уайта этрела задерживало рост растений конопли. Так у «Кубанской ранней» длина побега опытных растений составила лишь 36,4%

I.

(мужские растения), 47,8% (женские растения) от величины контрольного показателя; у «Зеницы» - 34,5 и 44,0%; у «Славянки» - 33,8 и 44,3% соответственно. Длина корней опытных растений у раннеспелого сорта снизилась по сравнению с контролем на 67,4% (мужские растения), 67,8% (женские растения); у среднеспелого сорта — на 64,5 и 65,6%; у позднеспелого сорта - на 70,7 и 70,9% соответственно.

Совместное внесение этрела и селената натрия не только не снимало ростоингибирующего эффекта этилена, но и, наоборот, усиливало его. Так,

п

например, почти полностью отсутствовало увеличение длины побега и корня у опытных растений Длина побега опытных растений сорта «Кубанская ранняя» составила 13,7% (мужские растения), 19,1% (женские растения) от величины контрольного показателя, у сорта «Зеница» - 13,1 и 16,7%, у сорта «Славянка» -13,1 и 16,8% соответственно Длина корней в опыте снизилась по сравнению с контролем у «Кубанской ранней» на 78,4% (мужские растения), 73,0% (женские растения), у «Зеницы» - на 75,7 и 76,4%, у «Славянки» - на 72,8 и 72,5% соответственно

Внесение в среду выращивания этрела, который является продуцентом этилена, снижает рост побега и корней опытных растений по сравнению с контролем Совместное же внесение этрела и селената натрия только усиливает этот эффект В связи с этим, есть все основания полагать, что селен усиливает выработку этилена в растениях конопли, исходным веществом для биосинтеза которого в растениях служит метиошш Сечен активно воздействует на процессы протеолиза белков, приводящего к высвобождению аминокислот, в том числе и метионина Таким образом, микроэлемент может повышать уровень свободного метионина. усиливая при этом биосинтез этилена

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНА НА РАННИЕ ЭТАПЫ ОНТОГЕНЕЗА КОНОПЛИ Влияние селената натрия на ростовые процессы у разных сортов конопли

Для изучения влияния селена на процессы прорастания семян и развития проростков, была поставлена серия лабораторных опытов, в ходе которых изучали влияние селената натрия на ростовые процессы и накопление биомассы у 10-ти дневных проростков конопли Результаты опытов по влиянию сетена на рост 10-ти дневных проростков конопли представлены в табл 2, на массу - в табл 3

В ходе лабораторных опытов подтвердилось, что воздействие микроэлемента на ростовые процессы растений зависело от концентрации селената натрия в среде Селенат натрия в концентрации 529,10 мМ и 52,91 мМ ингибировал ростовые процессы у растений конопли Это выражалось в снижении длины побега на 70,9 -85,1% и корней на 27,4 - 82,5% по сравнению с контролем Использование наиболее концентрированных растворов (529,10 и 52,91 мМ) вызывало также ингибирование

процесса прорастания семян. Например, у конопли сорта «Славянка» при использовании этих концентраций после 120-ти часов выращивания проросло 51 и 60% семян соответственно (в контроле-80%). Ростостимулирующий эффект наблюдался при использовании более низких концентраций соли. При этом в действии селена проявилась сортоспецифичность. Максимальная стимуляция селенатом натрия роста корней и побега наблюдалась при различных для каждого сорта концентрациях. Для раннеспелого сорта она составила 0,005 мМ, для среднеспелого - 0,0005 мМ, для позднеспелого - 0,00005 мМ.

Таблица 2.

Влияние ^25еС>4 на рост 10-ти дневных проростков конопли, мм

(М А т; п=50; * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001)._

Вариант Кубанская ранняя Зеница Славянка

Длина побега Длина корня Длина побега Длина корня Длина побега Длина корня

Контроль 17,6±0,9 14,6±0,8 16,6±0,7 12,1 ±0,9 21,1±1,5 13,5 ±0,6

5 s О <и t/5 й1 Z W я а S3 6 в S « о Ьй 529,10 10,3*** ±0,7 8,0*** ±0,7 14,5 ±0,7 9,5* ±0,7 11,4*** ±0,8 9 з*** ±0,5

52,91 19,5 ±0,9 9 0*** ±0,5 17,0 ±0,9 13,2 ±0,9 20,3 ±1,0 12,0 ±0,6

5,29 20,8* ±0,8 10,0** ±0,9 19,1 ±1,1 14,2 ±1,0 21,1 ±1,1 13,2 ±0,6

0,53 25,0*** ±1,0 10,3** ±0,8 21,3** ±1,0 14,6 ±1,0 21,2 ±1,3 13,6 ±1,1

0,05 26,3*** ±1,1 13,2 ±0,9 21,4** ±1,0 14,7 ±0,9 21,3 ±1,1 14,5 ±1,0

0,005 28,8*** ±1,4 18,0* ±1,2 21,5** ±1,0 15,1* ±0,9 23,2 ±1,5 15,4 ±1,4

0,0005 26,2*** ±1,2 16,6 ±1,0 22,2** ±1,3 17,2*** ±1,1 24,5 ±1,5 15,7 ±1,1

0,00005 24,3*** ±1,0 14,4 ±1,0 21,3** ±0,9 12,5 ±0,6 27,5** ±1,7 16,6* ±1,1

Стимулирующее действие селената натрия в большей степени сказалось на росте побега, чем на росте корней. У «Кубанской ранней» при концентрации ИагБеС^ в среде 5,29 и 0,53 мМ происходило ингибирование роста корней при одновременном стимулировании роста побега. Вероятно, это можно объяснить тем, что при использовании селената селен в большей степени накапливается в корнях, чем в стеблях и листьях (Веевоп, 1961; Торшин, Удельнова, Ягодин, 1996). Наличие неких барьеров при поступлении элемента из корней в побег (Веевоп, 1961; Ильин,

13

1985, Голубкина, 1999) приводит к тому, что концентрация селена в стеблях и листьях оказывается меньше, чем в корнях А значит, и физиологические эффекты, вызываемые им в разных органах растения, мо!уг быть различными

Таблица 3.

Влияние N828004 на сухую массу (100 шт., г* 10\) 10-ти дневных проростков конопли (М ± т, п=10, * - р<0.05, ** - р<0 01, *** - р<0.001).

Вариант Кубанская ранняя 1 Зеница Славянка

Масса побега Масса корней Масса побега Масса корней Масса побега Масса корней

Контроль 58,0 ±1,7 5,5 ±0,1 60,0 ±2.1 8,4 ±02 56 0 ±15 5,6 ±0.1

2 5 О -> (/3 я г ас ез С. <5 с 529,10 49,0** ±1 6 ±0 1 68,0* ±2,0 7 4** ±0.1 41,0*** ±1 4 4 ±0,1

52,91 -¡2 о*** ±1.9 6,1** ±0 1 73 0** ±2.2 7,8* ±0,1 57 0 ±1.7 5,8 ±0 1

5,29 73,0*** ±1.9 7 2*** ±0.2 74 0*** ±2,2 8,0 ±0.2 75,0*** ±2,2 5,9 ±0.1

0,53 83,0*** ±1,9 ^02 74,0*** ±2,2 8,5 ±02 75,0*** ±20 5,9 ±0.1

0,05 79,0*** ±1,8 ±02 81,0*** ±2 3 8,9 ±0,2 76,0*** ±2 0 6,8*** ±02

0,005 73,0*** ±2,0 5 9* ±0 1 78 0*** ±2 4 9,4* ±0.3 76,0*** 1 6,8*** ±2 0 ±0,2

0,0005 57,0 ±1.5 5.8 ±0 1 65 0 ±2.0 8,7 ±03 89,0*** ±23 6,8*** ±0.1

0.00005 56 0 ±1 6 5.6 ±0,1 62.0 ±2 1 86 ±0.2 7д о*** ±1.9 8,8*** ±03

Использование наиболее концентрированных растворов (529,10 мМ) для проращивания семян и последующего выращивания проростков в чашках Петри привело к снижению сырой и сухой массы корней на 7,1 - 86,4%, побега на 18,4 -36,6% по сравнению с контролем

Более разбавленные растворы селената натрия проявили положительное действие на прирост сырой и сухой массы побега и корней относительно контроля Так, например, сырая и сухая масса побега опытных растений сорта «Кубанская ранняя» при использовании для выращивания растворов селената натрия в концентрации 0,53 мМ увеличилась по сравнению с контролем на 40,1 и 43,1% соответственно Максимальное увеличение сырой и сухой массы корня в опыте по сравнению с контролем наблюдалось при концентрации соли в среде выращивания

14

0,05 мМ (прибавка составила 178,0 и 69,1% соответственно). Для среднеспелого сорта оптимальные для накопления сырой и сухой биомассы растений концентрации ИагБеС^ составили для побега — 0,05 мМ (увеличение массы по сравнению с контролем на 56,4 и 35,0% соответственно), для корня - 0,005 мМ (прибавка - на 64,6 и 11,9% соответственно). У сорта "Славянка" оптимальные для накопления биомассы концентрации соли были на порядок ниже и составили: для побега - 0,0005 мМ (увеличение сырой и сухой массы по сравнению с контролем на 31,0 и 58,9% соответственно), для корня - 0,00005 мМ (прибавка - на 94,9 и 57,1% соответственно)..

Таким образом, селенат натрия в оптимальных концентрациях обладает по отношению к растениям конопли разных сортов на ранних этапах онтогенеза ростостимулирующим действием. При этом увеличивается накопление опытными растениями сырой и сухой биомассы по сравнению с контролем.

Влияние селената натрия на митотическую активность меристем корней

проростков конопли , После установления ростостимулирующего эффекта селена на растения конопли нами была поставлена серия опытов по выяснению действия микроэлемента на митотический индекс (МИ) апикальных корневых меристем.

Было установлено, что селенат натрия влияет на митотическую активность меристем корней проростков конопли. Воздействие оптимальных доз селената натрия (0,00005 -0,005 мМ) приводит к интенсификации клеточных делений, увеличивая МИ корневых меристем у сорта «Кубанская ранняя» на 573%; У сорта «Зеница» - на 91,5%; у сорта «Славянка» - на 115,4% по сравнению с контролем. У растений конопли всех 3-х сортов селенат натрия в концентрациях 0,00005 — 0,005 мМ стимулировал более раннее начало митотических делений в опыте по сравнению с контролем. Применение растворов высоких концентраций (53,0 —530,0 мМ) снижает величину митотического индекса.

Интенсификация клеточных делений объясняет ростостимулирующий эффект селена на 10-ти дневные проростки конопли, а также увеличение накопления опытными растениями сырой и сухой биомассы по сравнению с контролем.

Но ростостимулирующий эффект селена на растения конопли не следует

сводить лишь к усилению митотической активности меристем корней проростков Так, например, средняя длина корней проростков в возрасте 34 часов в опыте (0,0005 мМ) у сорта «Кубанская ранняя» составляла 7,1 мм (в контроле - 4,9 мм), у сорта «Зеница» - 5,7 мм (контроль - 3,0 мм), у сорта «Славянка» - 6,1 мм (контроль - 3,5 мм) Появление корня на фазе наклевывания не связано с активацией деления клеток Дистальная часть корня выталкивается в результате растяжения клеток На этом этапе важно накопление осмотически активных вешеств в клетках и размягчение клеточных стенок за счет их подкисления протонами, выделяемыми из цитоплазмы пдазмалемной ЬГ-АТФазой, что усиливает рост клеток растяжением (Иванов. 1974, Меркис, 1982, Антипова, Обручева, 2001, Обручева, 2003) Селен, вероятно, способствует усилению этих процессов Изменение содержания пролина у разных сортов конопли при температурном

стрессе

Одним из механизмов повышения устойчивости растений к стрессорным условиям является синтез макромолекул с новыми свойствами, которые способны поддерживать клеточный гомеостаз в условиях повреждающего фактора, например, иминокислоты пролина

И в этом тане важно было проследить за изменением содержания пролина в семенах при их прорастании Для выращивания контрольных растений использовалась дистиллированная вода, опытных - раствор селената натрия в концентрации 0,0005 мМ В качестве стресса использовалось 24-к часовое воздействие низких положительных температур (+4'С и +8°С)

Воздействие оптимальных доз селената натрия активизирует выработку универсального осморегулятора, а также протектора - иминокислоты пролина Этот эффект особенно ярко проявляется при воздействии низких положительных температур Максимальное содержание пролина наблюдается не сразу после окончания действия стрессора, а спустя 12 часов у раннеспелого и среднеспелого сортов и 36 часов - у позднеспелого Это можно объяснить тем, что для позднеспелых сортов характерна более консервативная генетическая программа развития Раннеспелые сорта менее устойчивы к изменяющимся условиям среды

Следует отметить, что при наличии селена в среде вырашивания синтез пролина у растений повышался Так, воздействие +4°С повышает его содержание на 60% (Кубанская ранняя), 66% (Зеница), 67% (Славянка) по сравнению с контролем А воздействие +8°С повышает содержание пролина тишь на 27, 12, 28% соответственно Итак, увеличение содержания пролина в прорастающих семенах зависит, во-первых, от действующей температуры, а, во-вторых, от наличия в среде селената натрия

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНА НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОЯВЛЕНИЕ ПОЛА У ДВУДОМНЫХ РАСТЕНИЙ КОНОПЛИ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ ВЫРАЩИВАНИЯ (полевые опыты) Действие селена на ростовые процессы и развитие растений конопли

24 ч часовое замачивание семян перед посевом в растворах селената натрия в концентрации 0,05 - 5,30 мМ стимулировали ростовые процессы и развитие растений конопли на ювенильном этапе онтогенеза Достоверные различия в высоте контрольных и опытных растений наблюдались уже на 15 - 25 дни выращивания Максимальное стимулирование роста и развития побега происходило при использовании для замачивания семян растворов №28е04 в концентрации 2,65 мМ Так, высота контрольных растений сорта «Кубанская ранняя» в возрасте 40 дней составляла 33 см, а опытных 56 см, что на 69,7% больше контрольного показателя, у сорта «Зеница» высота опытных растений на 53,4% превышала высоту контрольных, у сорта «Славянка» - на 42,1% При этом у раннеспелого и позднеспелого сортов стимулируется также процесс развития растений, о чем свидетельствует более раннее наступление основных фаз развития в опыте по сравнению с контролем

Опрыскивание растений растворами селената натрия в фазу 3-х пар настоящих листьев ускоряет процесс развития конопли всех 3 сортов, не проявляя ростостимулирующего эффекта

Внесение селена в почву на первых этапах онтогенеза задерживало развитие растений у всех сортов конопли Однако фазы бутонизации и цветения наступили у опытных растений раньше, чем у контрольных на 1 - 6 дней Видимо, это связано с

тем, что селен стимулирует заложение зачаточных цветочных меристем в апексах и, как следствие, это выражается затем в ускорении наступления фаз бутонизации и цветения.

Проявление пола у двудомных растений конопли под действием селена и

регуляторов роста

В ходе полевых опытов было показано, что селенат натрия влияет на проявление пола у двудомных растений конопли разных сортов. Обработка растений растворами ИагБеО.» вызывает феминизацию растений конопли.

Табл. 4.

Влияние селената натрия на проявление пола у растений конопли разных сортов. 2003г. (М±т, п=100;*-р<0,05. по отношению к контролю)._

Сорт «Зеница» Сорт «Славянка»

Количество мужских растений, %. Количество женских растений, %. Количество мужских растений, %. Количество женских растений, %.

Контроль 45,9 ±5,0 54,1 ±5,0 46,6 ±5,0 53,4 ±5,0

Замачивание семян 2,65 мМ 38,3 ±4,9* 61,7 ±4,9* 38,6 ±4,9* 61,4 ±4,9*

0,05 мМ 46,4 ±5,0 53,6 ±5,0 42,9 ±4,9 57,1 ±4,9

Внесение селена в почву (21,20 мМ) 40,7 ±4,9 59,3 ±4,9 4 30,4 ±Ф,6* 69,6 ±4,6*

Опрыскивание растений 5,30 мМ 37,5 ±4,8* 62,5 ±4,8* 35,5 ±4,8* 64,5 ±4,8*

0,53 мМ 32,0 ±4,7* 68,0 ±4,7* 50,0 ±5,0 50,0 ±5,0

Достоверные различия в соотношении мужских и женских растений (сорт «Зеница») в опытном варианте по сравнению с контролем наблюдались при опрыскивании растений растворами селената натрия в фазу 3-х пар листьев (5,30 и 0,53 мМ) и при замачивании семян в растворах соли в концентрации 2,65 мМ. В частности, количество женских растений в опыте по сравнению с контролем увеличивалось от 7 до 14%.

У растений сорта «Славянка» достоверные различия в соотношении мужских и женских растений в опыте по сравнению с контролем были обнаружены при опрыскивании растений (5,30 мМ), при внесении селената натрия в почву (21,20 мМ) и при замачивании семян (2,65мМ). Количество женских растений в этих

13

вариантах опыта соответственно увеличилось, а мужских уменьшилось на 8 - 16% по сравнению с контролем

Влияние селена на содержание фитогормонов Фаза 3 к пар листьев является переломной в онтогенезе конопли в отношении дифференциации пола В это время апексы растений из вегетативного состояния переходят в префлоральное (Чайлахян, Хрянин, 1982) В связи с этим важно было проследить за балансом фитогормонов именно в эту фазу развития

Сравнительный анализ содержания зеатина у опытных и контрольных растений представлен на рис 1, гибберелловой кислоты на рис 2

Использование при замачивании семян перед посевом оптимальных концентраций селената натрия (2,65 мМ) приводило к повышению содержания зеатина в листьях опытных растений обоих сортов в 2,0-2,9 раза по сравнению с контролем Внесение селената натрия в почву повышало содержание зеатина и у среднеспелого сорта «Зеница», и у позднеспелого «Славянка» в 2,1 и 2,5 раза соответственно по сравнению с контролем

i 60 а

2 50 о

1-40

U

30

я 20

¡10

«

" О

Щ I»

s

s Зеница Славянка

й ■ контроль

« □ замачивание семян в растворе селената натрия (5,30 мМ) g 0 замачивание семян в растворе селената натрия (2,65 мМ) Э замачивание семян в растворе селената натрия (0,05 мМ) 0 внесение селената натрия в почву (21,20 мМ)

Рис. 1. Содержание зеатина в растениях конопли различных сортов в фазу 3-х пар листьев. 2003г.

При обработке селенатом натрия у позднеспелого сорта снизилось содержание

ГК в 1,5-2,4 раза по сравнению с контролем (при замачивании семян в растворах

Ка2Бе04 в концентрации — 5,30; 0,05 мМ и при внесении соли в почву — 21,20 мМ). У среднеспелого сорта не было обнаружено достоверных изменений в содержании гибберелловой кислоты.

ч

3

Зеница

Славянка

■ контроль

□ замачивание семян в растворе селената натрия (5,30 мМ) Ш замачивание семян в растворе селената натрия (2,65 мМ) В замачивание семян в растворе селената натрия (0,05 мМ) 0 внесение селената натрия в почву (21,20 мМ)

Рис. 2. Содержание гибберелловой кислоты в растениях конопли различных сортов в фазу 3-х пар листьев. 2003г.

Вторая серия опытов, касающаяся определения содержания зеатина и ГК,

была проведена в фазу цветения растений (см. рис. 3 - 6).

мужские растения женские растения

■ контроль

□ замачивание семян в растворе селената натрия (2,65 мМ)

■ замачивание семян в растворе селената натрия (0,05 мМ) ЕЗ внесение селената натрия в почву (21,20 мМ)

■ опрыскивание растений раствором селената натрия (5,30 мМ) @ опрыскивание растений раствором селената натрия (0,53 мМ)

Рис. 3. Содержание зеатина в листьях растений конопли сорта «Зеница» в фазу цветения. 2003г.

в

X

а

ш §

и

я о.

мужские растения

женские растения

■ контроль

□ замачивание семян в растворе селената натрия (2,65 мМ) 0 замачивание семян в растворе селената натрия (0,05 мМ) 13 внесение селената натрия в почву (21 ДО мМ) О опрыскивание растений раствором селената натрия (530 мМ) 11 опрыскивание растений раствором селената натрия (0,53 мМ)

Рис. 4. Содержание зеатина в листьях растении конопли сорта «Славянка» в фазу цветения. 2003г.

й=1е=

а—1 Кг

р> »•Г..» зэЬгр

У ж

п,

мужские растения

женские растения

■ контроль

□ замачивание семян в растворе селената натрия (2,65 мМ) В замачивание семян в растворе селената натрия (0,05 мМ) ЕЗ внесение селената натрия в почву (21,20 мМ) Ш опрыскивание растений раствором селената натрия (5,30 мМ) 0 опрыскивание растений раствором селената натрия (0,53 мМ)

Рис. 5. Содержание гибберелловой кислоты в листьях растений конопли сорта «Зеница» в фазу цветения. 2003г.

мужские растения женские растения

■ контроль

□ замачивание семян в растворе селената натрия (2,65 мМ)

9 замачивание семян в растворе селената натрия (0,05 мМ)

□ внесение селената натрия в почву (21,20 мМ)

И опрыскивание растений раствором селената натрия (5,30 мМ)

В опрыскивание растений раствором селената натрия (0,53 мМ)

Рис. б. Содержание гибберелловой кислоты в листьях растений конопли сорта «Славянка» в фазу цветения. 2003г.

Различные виды обработки растений селенатом натрия не оказали влияния на содержание зеатина у мужских и женских растений среднеспелого сорта «Зеница». У позднеспелого сорта замачивание семян перед посевом в растворах Ыа^еО* и внесение соли в почву приводили к снижению содержания зеатина в листьях женских растений в 2,6 - 3,9 раза по сравнению с контролем. У мужских растений снижение содержания зеатина в опыте по сравнению с контролем было обнаружено при замачивании семян в растворах соли в концентрации 2,65 мМ.

Селенат натрия снижал содержание ГК в листьях мужских и женских опытных растений по сравнению с контролем в 1,6-2,8 раза у «Зеницы. При замачивании семян подобного эффекта обнаружено не было.

У сорта «Славянка» обработка растений селенатом натрия приводила к снижению содержания гибберелловой кислоты во всех вариантах опыта в 1,3 — 3,4 раза по сравнению с контролем. Причем реакция позднеспелого сорта на различные виды обработки ИагБеОч оказалась более яркой, чем среднеспелого сорта.

Анализ полученных данных показывает, что различные способы обработки селенатом натрия или снижают содержание ГК в опыте по сравнению с контролем, или не оказывают никакого действия Ка28е04 в оптимальных концентрациях увеличивал содержание зеатина в фазу 3 х пар листьев В фазу цветения было обнаружено снижение содержания зеатина у женских растений сорта «Славянка» при замачивании семян и при внесении растворов соли в почву В остальных вариантах селенат натрия не оказывал никакого эффекта на содержание зеатина в листьях растений конопли

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о там, что обработка растений конопли селенатом натрия влияет на содержание зеатина и гибберетловой кислоты Различные виды обработки сетенатом натрия или снижают содержание ГК в 1,3 - 3,4 раза в опыте по сравнению с контролем, или не оказывают никакого действия ,Чаг8еС)4 в оптимальных концентрациях увечичивет содержание зеатина в листьях растений сортов "Зеница" и "Славянка" в фазу 3-х пар листьев в 2,0 - 2,9 раза по сравнению с контролем, что и приводит к сдвигу признаков пола у растений конопли в женскую сторону

Влияние селена на содержание пигментов в листьях растений и интенсивность

фотосинтеза.

Для выяснения возможности участия микроэлемента в синтезе пигментов были проведены анализы по количественному определению в листьях контрольных и опытных растений хлорофилла и каротина Содержание пигментов определялось отдельно у мужских и женских растений в фазу бутонизации и цветения

У раннеспелого сорта селен в наших опытах снижал содержание зеленых пигментов у мужских растений в фазу бутонизации и цветения на 20,7% по сравнению с контрольными растениями, у женских растений только в фазу бутонизации №25е04 повышает содержание хлорофилла у женских опытных растений среднеспелого и позднеспелого сортов как в фазу бутонизации, так и цветения на 56,6 - 74,0% по сравнению с контрольными растениями У мужских растений среднеспелого сорта содержание хлорофилла у опытных растений по сравнению с контролем было низким в фазу бутонизации и возрастало в период цветения У позднеспелого сорта фаза бутонизации, наоборот, характеризовалась

23

повышенным содержанием зеленых пигментов по сравнению с контрольным вариантом. В фазу цветения у сорта «Славянка» предпосевное замачивание семян и внесение селена в почву снижали содержание хлорофилла в листьях опытных растений по сравнению с контролем.

Селенат натрия более чем в 2 раза по сравнению с контролем увеличивает содержание каротина в листьях мужских растений конопли разных сортов во время цветения и в некоторых случаях в фазу бутонизации. У женских растений конопли среднеспелого и позднеспелого сортов содержание каротина повышалось в опыте на 20 — 53% по сравнению с контролем в фазу бутонизации и цветения при внесении микроэлемента в почву и при опрыскивании растений.

Одновременно с количественным определением пигментов учитывали интенсивность фотосинтеза в фазу цветения. Результаты опытов показали, что предпосевное замачивание семян конопли в растворах селената натрия снижало интенсивность фотосинтеза у мужских растений раннеспелого и позднеспелого сортов в 2,2 и 1,6 раза соответственно по сравнению с контролем. У мужских растений сорта «Кубанская ранняя» происходило снижение в 2,0 раза интенсивности фотосинтеза при внесении микроэлемента в почву. У мужских растений среднеспелого сорта интенсивность фотосинтеза контрольных и опытных растений статистически достоверно не отличалась, за исключением варианта с опрыскиванием растений раствором КагЗеО,, в концентрации 0,53 мМ. Здесь отмечено увеличение интенсивности фотосинтеза в листьях опытных растений на 65,9% по сравнению с контрольным вариантом. У женских растений раннеспелого и позднеспелого сортов интенсивность фотосинтеза в листьях опытных растений была выше, чем в контроле в 1,4 - 2,6 и 1,5 — 1,7 раза соответственно.

Влияние селена на жизнеспособность и прорастание пыльцы у растений конопли разных сортов Нами было показано, что селенат натрия влияет на проявление пола у двудомных растений конопли разных сортов. Обработка растений растворами Ыа28е04' вызывает феминизацию растений конопли. В связи с этим возникает вопрос, влияет ли микроэлемент на микроспорогенез и последующие процессы оплодотворения и образование семян.

В ходе полевых опытов мы определяли жизнеспособность пыльцы у растений конопли разных сортов, а также скорость роста пыльцевых трубок

Жизнеспособность пыльцы увеличилась на 62,6% по сравнению с контролем у сорта «Кубанская ранняя» при внесении селена в почву

У растений сорта «Зеница» наблюдалось повышение жизнеспособности пыльцы при внесении микроэлемента в почву и при опрыскивании растений растворами Ма^еОд в фазу 3-х пар настоящих листьев (0,53 мМ) Однако при внесении селена в почву и при опрыскивании растений растворами ХагБеО^ в фазу 3-х пар настоящих листьев (5,30 мМ) в 1,9 — 2,3 раза снижается скорость роста пыльцевых трубок у опытных растений по сравнению с контролем

Селенат натрия повышал жизнеспособность пыльцевых зерен в 1,6 - 2,3 раза по сравнению с контролем у растений конопли сорта «Славянка» При этом у позднеспелого сорта > величалась также скорость роста пыльцевых трубок в 2 — 4,7 раза по сравнению с контрольным вариантом

Таким образом, селен повышает жизнеспособность пыльцы у растений конопли разных сортов и в некоторых случаях усиливает скорость роста пыльцевых трубок При этом проявляются сортоспецифические особенности его действия Влияние селена на урожай семян растений конопли разных сортов Обработка растений растворами микроэлемента оказала влияние на урожай семян конопли №2Бе04 не влиял на количество образуемых на одном растении плодов Однако в некоторых вариантах опыта происходило увеличение массы семян по сравнению с контролем Так, масса плодов конопли сорта «Зеница» в опыте с предпосевным замачиванием семян увеличилась на 22,9 — 39,9% по сравнению с контролем, при опрыскивании растений растворами селената натрия в концентрации 0,53 мМ - на 27,6% У растений сорта «Славянка» увеличение массы семян в опыте по сравнению с контролем наблюдалось при внесении микроэлемента в почву - на 25,7%, при опрыскивании растений - на 41,3 - 44,8% и при предпосевном замачивании семян в растворе Ма23е04 в концентрации 0,53 мМ - на 26,0%

Таким образом, селенат натрия влияет на урожай семян у растений конопли сорта «Зеница» и сорта «Славянка» Увеличение урожая под действием селена

происходит за счет возрастания массы плодов по сравнению с контролем при неизменном их количестве на одном растении.

Сравнительный анализ результатов, полученных методом культуры зародышей конопли, в лабораторных и полевых опытах, показывает, что микроэлемент селен проявляет одинаковое действие на процессы роста, развития и проявления пола.- В культуре in vitro действие селена было более эффективным в отношении регуляции этих процессов.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что величина и направленность действия селена зависит от доз микроэлемента, .способа обработки, фазы развития растений, а также сорта конопли. Наиболее эффективным способом обработки для стимуляции большинства физиологических процессов (фотосинтез, рост, развитие, проявление пола) оказался способ предпосевного замачивания семян конопли. А наиболее перспективным методом для изучения прямого влияния селена на регуляцию развития и сексуализацию растений является метод культуры изолированных зародышей.

2. Выяснено, что селенат натрия влияет на митотическую активность меристем корней проростков конопли. Воздействие оптимальных доз селената натрия (0,00005 -0,005 мМ) приводит к интенсификации клеточных делений, увеличивая средний МИ корневых меристем у сорта «Кубанская ранняя» на 57,3%; у сорта «Зеница» - на 91,5%; у сорта «Славянка» - на 115,4% по сравнению с контролем. Применение растворов высоких концентраций (от 53,0 до 530,0 мМ) ингибирует этот процесс.

■3. Отмечено, что при воздействии низких положительных температур селен снимает их ростоингибирующее действие на проростки в культуре изолированных зародышей конопли. В лабораторных опытах микроэлемент увеличивает выработку универсального осморегулятора — пролина у растений конопли разных сортов в нормальных условиях выращивания (t ♦ 18 - 22°С) на 20,2 -86,4%; в условиях стресса (t 44, +8°С) на - 60,0 - 67,0% по сравнению с контролем.

4 Установлено, что обработка растений водными растворами селената натрия ускоряет процессы развития растений конопли разных сортов Фазы бутонизации и цветения наступали у опытных растений на 1 - 6 дней раньше, чем у контрольных растений

5 Показано, что микроэлемент селен увеличивает содержание хлорофилла и каротина в большей степени в листьях женских растений, что, в конечном итоге, ведет к повышению фотосинтетической активности и урожая семян конопли

6 Отмечено, что селен повышает жизнеспособность пыльцы у растений конопли разных сортов и в некоторых случаях усиливает скорость роста пыльцевых трубок При этом проявляются сортоспецифические особенности его действия Наиболее отзывчивым на применение микроэлемента оказался позднеспечый сорт

7 Показано, сечен усиливает феминизацию двудомных растений конопли Опрыскивание растений растворами селената натрия в фазу 3-х пар шстьев (5,30 и 0,53 мМ) и замачивание семян в растворах юли в концентрации 2,65 мМ увечичивает количество женских растений сорта «Зеница» в опыте по сравнению с контролем на 7 - 14% У растений сорта «Славянка опрыскивание растений (5,30 мМ), внесение селената натрия в почву (21,20 мМ) и замачивание семян (2,65мМ) повышает количество женских растений в этих вариантах опыта по сравнению с контролем на 8 - 16%

8 Выявлено, что селен влияет на фитогормональный статус растений конопли Cannabis sativa L Различные виды обработки сеченатом натрия или снижают содержание ГК в 1,3 - 3,4 раза в опыте по сравнению с контролем, или не оказывают никакого действия Na:Se04 в оптимальных концентрациях увеличивет содержание зеатина в листьях растений сортов "Зеница" и "Славянка" в фазу 3-х пар листьев в 2,0 - 2,9 раза по сравнению с контролем, что и приводит к сдвигу признаков пола у растений конопли в женскую сторону

Список работ опубликованных по теме диссертации:

1. Солдатов С.А., Хряиин В.Н. Действие селената натрия на рост, развитие и проявление пола у растений конопли // Физиология растений и экология на рубеже веков: Материалы всероссийской научно - практической конференции. -Ярославль, 2003. С. 54.

2. Солдатов С.А., Хрянин В.Н., Блинохватов А.Ф. Влияние селената натрия на развитие зародышей конопли в условиях in vitro // V съезд общества физиологов растений России: Тезисы докладов международной конференции. - Пенза, 2003. С. 524-525.

3. Солдатов С.А., Хрянин В.Н. Влияние селената натрия на ростовые процессы у растений конопли на ранних этапах онтогенеза // Проблемы физиологии растений . Севера: Тезисы докладов Международной конференции. -Петрозаводск, 2004. С. 170.

4. Солдатов С.А., Хрянин В.Н. Снижение содержания пролина у разных сортов конопли при температурном стрессе // Организация и регуляция физиолого — биохимических процессов: Межрегиональный сборник научных работ. Выпуск 6.-Воронеж, 2004. С. 144-151.

5. Хрянин В.Н., Заплатин Б.П., Солдатов С.А. Роль фитогормонов и селена в развитии и сексуализации растении // Acta physiologiae Plantarum: the 14th FESPB Congress.- Cracow, Poland, 2004. P. 36.

6. Солдатов C.A., Хрянин В.Н. Влияние селена на фитогормональный статус и проявление пола у двудомных растений конопли // Физиологические и молекулярно — генетические аспекты сохранения биоразнообразия: Тезисы докладов Международной конференции. — Вологда, 2005. С. 159.

7. Солдатов С.А., Хрянин В.Н. Влияние селена на содержание пигментов в листьях растений конопли (Cannabis sativa L.) // Образование, наука, медицина: эколого -экономический аспект: Тезисы докладов Всероссийской научно — практической конференции. - Пенза: Изд-во РИО ПГСХА, 2005. С. 34 - 35.

Объем 1,75 п 1

Заказ № 672

Тираж ЮОэкз

Отпечатано в Центре оперативной полиграфии ФГОУВПОРГАУ —МСХАим К А Тимирязева 127550, Москва, ут Тимирязевская, 44