Активность нитратредуктазы в органах редьки масличной в зависимости от факторов внешней среды

Бояркин, Евгений Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Активность нитратредуктазы в органах редьки масличной в зависимости от факторов внешней среды
ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Активность нитратредуктазы в органах редьки масличной в зависимости от факторов внешней среды"

На правах

Бояркнн Евгений Викторович

АКТИВНОСТЬ НИТРАТРЕДУКТАЗЫ В ОРГАНАХ РЕДЬКИ МАСЛИЧНОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

03.00.12 - физиология м биохимия растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Иркутск - 2006

Работа выполнена в Сибирском институте физиологии и биохимии растений СО РАН, г. Иркутск

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор

Виктор Кириллович Войннков

кандидат биологических наук Николай Владимирович Дорофеев Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, Анатолий Константинович Глянько доктор биологических наук, профессор Иван Экиднусовнч Илли Ведущая организация:

Государственное научное учреждение Иркутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО РАСХН

Зашита диссертации состоится " 26 декабря" 2006 г. в 10 ч на заседании диссертационного совета Д 003.047.01 при Сибирском институте физиологии и биохимии растений СО РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, а/я 33. Факс (3952) 510754; E-mail: matmod@sifibr.irk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН.

Автореферат разослан "_" ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Г.П. Акимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Нитраты - источник азотного питания растений. Первый фермент восстановления нитратов до аммиака - нитратредук-таза, активность которой определяет накопление азота в растениях. В зависимости от вида растения восстанавливают нитраты в корнях или в надземной части. Редукция нитратов подвержена влиянию факторов внешней среды. Особое место занимают условия питания (Глянько, Похабова, 1989; Hoff et al., 1992), освещённость, температура, pH и концентрация солей в питательной среде (Глянько, 1974; Lîllo, 1994; Campbell, 1999; Khan, Srivastava, 2003). Реакция различных видов на изменение этих факторов имеет как общие, так и специфические особенности. Вклад органов в восстановлении нитратов в растении сильно варьирует (Измайлов и др., 1983, 1986; Пешкова, 1992; Кондратьев, Лебединская, 1995; Druart et ai., 2000; Camacho-CristobaI et al-, 2002), и их реакция на изменения внешних условий не одинакова.

Потенциальная активность нитратредуктазы активно исследуется, но не все даже культурные виды растений изучены в этом отношении. Чаще всего исследуется, какой либо один m органов растений (лист или корень), а работы по изучению восстановления нитратов во всех органах при различных условиях внешней среды очень немногочисленны. Отсутствие подобных данных затрудняет понимание процесса восстановления нитратов целым растением.

Большинство работ проводится на зерновых и зернобобовых культурах как наиболее хозяйственно-ценных (Глянько, 1995; Пешкова, 1990, 1992, 1998; Токарев, Лозовский, 1997; Полесская и др., 1999; Caba et al., 1995). Кормовым культурам отводится гораздо меньшее внимание. Вопросы ассимиляции азота в кормовых культурах представляют интерес с точки зрения экологии и рационального использования ресурсов (Еськов и др.,2004).

Особого внимания заслуживают кормовые культуры, относящиеся к семейству капустных, которые способны накапливать много азотсодержащих соединений (Андреева и др., 1998). К числу таких растений относится редька масличная (Дорофеев, Пешкова, 2002). Редька масличная (Raphanus sativiis L. var. olei/ormís Pers.) возделывается как кормовая, кулисная, сидеральная и азотсвязывающая культура. Отличительной особенностью её является уникальная способность поглощать большое количество доступного азота из почвы за короткий промежуток времени (Elers, Hartmann, 1987; Berendonk, 1988; G ut ser, Vilsmcier, 1989; Scharpf et al., 1990). В последнее время редьку масличную используют как растение - фиторемедиант (Еськов и др., 2004). В физиоло го-биохимическом аспекте эта культура остается практически не изученной, особенно процессы поглощения и восстановления нитратного азота.

В связи с этим изучали потенциальную активность нитратредуктазы и роль отдельных органов растений редьки масличной в восстановлении нитратов в зависимости от факторов внешней среды,

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы изучение влияния факторов внешней среды на активность нитратредуктазы у редьки масличной и представителей вида Raphamts sativus L. в сравнении с растениями различных ботанических семейств.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Определить активность нитратредуктазы в органах редьки масличной и других представителей семейства капустные.

2. Оценить величину и распределение по органам потенциальной активности нитратредуктазы у редьки масличной в сравнении с растениями других ботанических семейств.

3. Изучить влияние факторов внешней среды (нитратное питание, хло-ридное засоление, освещенность) на редукцию нитратов у редьки масличной и растений других систематических групп.

Защищаемые положения:

1. Основным органом восстановления нитратов у редыш масличной является лист независимо от условий внешней среды и фазы развития растений

2. По распределению потенциальной активности нитратредуктазы по органам растений среди представителей вида Raphamts sativas L. полиморфизм отсутствует

3. Общепринятую группировку растений по основному органу в восстановлении нитратов можно признать относительной и зависящей от условий выращивания и фазы развития культуры.

Научная новизна. Впервые изучена потенциальная активность нитратредуктазы в растениях редьки масличной как в лабораторных, так и полевых условиях. Установлено, что потенциальная активность фермента в органах представителей вида Raphamts salivus L. выше в сравнении с растениями других ботанических семейств. Впервые показано, что основную роль в восстановлении нитратов у растений этого вида выполняют листья.

Показано, что потенциальная активность нитратредуктазы у редьки масличной подвержена влиянию таких факторов как уровень нитратного питания, хлоридного засоления и продолжительности освещения. При этом не происходит перераспределения участия органов растения в этом процессе, в отличие от представителей других изученных ботанических семейств.

Уровень потенциальной активности нитратредуктазы и накопление нитратов в органах редьки масличной зависят от режимов азотного (нитратного) питания. Активность фермента повышалась до концентрации азота 28,$ мМ N03, дальнейшее увеличение содержания азота в питательной среде приводило к снижению уровней восстановления нитратов и накопления растениями сырой массы и сухого вещества.

Установлено, что накопление и восстановление нитратов в органах растений зависело от интенсивности солевого стресса. По этим показателям изу-

чаемые виды растений по убыванию устойчивости располагаются в следующем порядке: ячмень, редька масличная и кукуруза.

Впервые установлено, что время наступления наивысшей активности нитратредуктазы после начала освещения в цикле день - ночь происходит через б часов.

Показано, что уровень потенциальной активности нитратредуктазы в целом растении и отдельных его органах зависит от возраста. В листьях растений в зависимости от фазы развития может редуцироваться от 98 до 50 % поступивших нитратов. В соответствии с изменением соотношения массы органов надземной части в процессе вегетации изменяется и их роль во включении азсгга нитратов в метаболизм растений.

Сравнительная оценка потенциальной активности нитратредуктазы у растений других ботанических семейств позволила сделать вывод, что общепринятая группировка растений по преобладающему органу в восстановлении нитратов относительна и зависит от условий выращивания и фазы развития культуры.

Полученные результаты вносят значительный вклад в познание физио-лого-биохимических особенностей редьки масличной, как малоизученной культуры, а также расширяют представления о восстановлении нитратов высшими растениями и о роли отдельных органов в этом процессе.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные вносят вклад в понимание процессов регуляции потенциальной активности нитратредуктазы и накопления нитратов в органах, роли целостно-стного растительного организма в процессе азотного питания, а также некоторых аспектов устойчивости растений к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.

Полученный экспериментальный материал открывает перспективы для дальнейших исследований в частной физиологии редьки масличной, а важнейшая роль листьев в восстановлении нитратов позволяет рекомендовать при разработке технологии возделывания культуры уделять повышенное внимание увеличению листовой поверхности растений и более длительному её функционированию. Выявленные физиолого-биохимическне особенности редьки масличной следует учитывать селекционерам, работающим с этой культурой.

Представленные результаты могут быть использованы в учебном процессе, при чтении лекций по физиологии и биохимии растений для более глубокого понимания вопроса восстановления нитратов в растениях.

Рубрикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 12 работ. Результаты исследований были доложены и обсуждены на: V съезде Всероссийского Общества физиологов растений, (Пенза 2003г), научно-практической конференции «Научное обоснование систем земледелия Забайкалья» (Чита, 20-23 апреля 2003 г), научно-практической конференции «Физиологические аспекты продуктивности растений» (Орел, 17-20 марта

2004 г), Всероссийской конференции «Стрессовые белки растений». (Иркутск, 6-10 сентября 2004г.), Международной научной конференции «Плодородие почв, эффективность средств химизации и методы оптимизации литания растений» (Иркутск, S-9 июня 2005г), научно-практической конференции «Проблемы устойчивого развития регионального ЛПК» (Иркутск, 6-9 февраля 200бг), ÍV Международной научно-практической конференции молодых ученых «Современные тенденции развития аграрной науки в России», посвященной 70-летию НГАУ (28-30 марта 200бг), на научных семинарах и отчетных сессиях СИФИБР СО РАН.

Структура it объем работы. Диссертационная работа изложена на, 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа включает 26 таблиц, 16 рисунков н 1 фото. Список литературы состоит из 202 источников, в том числе 93 зарубежных авторов.

Бл а года рн ости. Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям: д.б.и., профессору В,К. Войникову и к.б.н. Н.В. Дорофееву за внимание, ценные советы и помощь; с.н.с., к.б.н. A.A. Пешковой за всестороннюю помощь при выполнении работы и написании рукописи диссертации.

. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для достижения цели исследований эксперименты проводили на растениях, выращенных в лабораторных и полевых условиях, которые значительно отличались по уровням питания и освещенности.

В лабораторных условиях растения выращивали на питательной смеси Кнопа при интенсивности освещения 4500 люкс. Продолжительность светового и тем нового периодов была равной (12 часов) со сменой температуры день/ночь 23±1 °С, 18+1 °С, соответственно. Растения анализировали в возрасте 15 суток.

Полевые эксперименты проводили на серой лесной почве с высоким содержанием гумуса и подвижных форм азота. Посев проводили по удобренному фону (40 г диаммофоски на м2), во второй декаде мая. Норма высева 2 г всхожих семян на 1 м2, глубину заделки семян 5 см (Дорофеев и др.,2005). Площадь делянки 5 м2, повторность трёхкратная.

Изучение восстановления нитратов в органах растений проводили на: редьке масличной (Raphanus sativas L. var. oleiformis Pers.) (линия ИрГСХА); редьке овощной (Raphanus sativus L. var. niger Sinsk.) (сорт Зимняя круглая чёрная); редисе (Raphanus sativus L. var. rubescens Sinsk.) (сорта Жара, Ледяная сосулька, Сакса); редьке китайской (Raphanus sativus L.) (сорт Маргелан-екая); яровой пшенице (Triticum aestivum L.) (сорт Ангара - 86); озимой пшенице (Triticum aestivum L.) (сорт Иркутская); ячмене (Hardeum sativum L.) (сорт Соболек); кукурузе (Zea maus L.) (гибрид Молдавский 215); сое (Glicine hispida L.) (сорт Энрей); нуте (Cicer arientinum L.); люпине (Lupinus

poUphylhts Lindi.) (сорт Белый рыцарь); горохе. посевном {JRiswn sotjvutfj L..) (сорт Аксайский усатый - 3); огуречной траве (бораго) (Borago officinalis L.).

Влияние плоидности на вклад органов редьки масличной в процесс редукции нитратов по фазам развития растений рассматривали на диплоидной линии ИрГСХА и тетраплоидном сорте Тамбовчанка.

Влияние возраста листа на активность ннтратредуктазы рассматривали на редьке масличной линии ИрГСХА и рапсе {Brassica napas oleífera DC) сорта Ратник. В фазу цветения листья разделяли на ярусы (всего 4 яруса), взвешивали и анализировали.

Влияние уровня нитратного питания на активность ннтратредуктазы в лабораторном опыте изучали на редьке масличной, линии ИрГСХА, горохе, сорта Аксайский усатый 3 и сое, сорта Энрей. Различную концентрацию нитратного азота создавали, изменяя количество азотнокислого кальция в смеси Кнопа. На низких концентрациях нитратного азота в питательном растворе недостаток Caí+ и К+ возмещали внесением СаСЬ и K^SO^ в экв и молярных концентрациях.

Активность ннтратредуктазы и накопление нитратов в зависимости от уровня засоления изучали на растениях редьки масличной линии ИрГСХА, кукурузе гибрида Молдавский 215 и ячмене сорта Соболек. Двухдневные проростки высаживали на половинную норму питательной смеси Кнопа и переносили в световую камеру. Через два дня опытные растения переводили на полную питательную смесь с концентрацией NaCl — 50 мМ, а контрольные оставались на питательной смеси Кнопа. Затем контрольные и опытные растения (семидневные) переводили на питательные среды с изучаемыми концентрациями NaCl - 50,100 и 200 мМ.

Потенциальную активность нитратредуктазы определяли in vitro в фосфатном буфере (Дорофеев, Пешкова, 2002). Содержание нитратов по реакции с салициловой кислотой (Cataldo et al., 1975).

Аналитические и биологические повторности трехкратные. Полученные результаты обработаны статистически по методике Б,А. Доспехова (1979). Цифровой и графический материал представляет средние арифметические величины и их стандартные ошибки.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Восстановление нитратов в органах растений вица Raphanus sa~ tifus L. Органы растений редьки масличной принимали активное участие в восстановлении нитратов. Наиболее высокая редукция нитратов была отмечена в листьях (табл.1). Определение потенциальной активности ннтратредуктазы у растений вида Raphanus sativas L. показало, что все изученные представители вида Raphanus sativus L. обладали высокой потенциальной активностью фермента в органах. Наивысшей потенциальной активностью ннтратредуктазы у исследованных представителей вида Raphanus sativus L. обладали листья, меньше всего нитратов редуцировалось в гнпокотиле (стеб-

ле). За исключением редьки овощной, у которой активность фермента в корне н стебле была равной

Нитратредуктаза - субстратнндуцируемый фермент, поэтому изменение активности восстановления нитратов в органах растений привлекло внимание к содержанию нитратов в них (табл. 1).

Таблица 1

Потенциальная активность нитратредуктазы (НР) и содержание нитратов (Ы03) в органах растений вида карИапш хаНуш Ь.

Название растений НР, и сы У1оль в мин/г рой массы N03, мкг/г сырой массы

листья стебли корни листья стебли корни

Редька масличная 232±2 ■ 76+2 99±2 389+22 580±52 391±30

Редька китайская 228±15 45 ±2 58+3 893±75 461±23 253±20

Редька овощная 194±б 60±1 62±2 757±31 93 5±47 428±4

Редис (Жара) 205±3. 3б±3 53±1 380±17 264±13 195±1I

Редис (Сакса) 223+8 54+2 8Ш 699±12 464+16 411+22

Редис (Ледяная сосулька) 230±5 69±1 81±4 778±15 517±16 315±35

Если уровень восстановления нитратов в листьях всех представителей семейства был на одном уровне, то накопление нитратов в них было различным. Содержание нитратов в листьях было наиболее высоким у редьки китайской, близкое к ней количество было у редьки овощной и редиса «Ледяная сосулька».

Содержание нитратов в корнях всех растений было либо на уровне листьев, либо ниже. Это позволяет говорить, что поглощенные нитраты не накапливались в корнях, а были восстановлены в корне или транспортировались в надземные органы в неизменном виде.

Наибольшее содержание нитратов в расчете на грамм сырого вещества у редьки масличной и редьки овощной было в гипокотиле, выполняющем связывающую функцию в проростке при транспорте нитратов от органа их поглощения (корень) в орган основного восстановления - листья. Из этого порядка выделялись редис и редька китайская, у которых органы по содержанию нитратов располагались следующим образом: листья, стебли и корни.

По количеству нитратов в органах исследуемых растений не было закономерности, соответствующей активности нитратредуктазы.

Все изученные представители вида КарИапиз шт*$ Ь. обладали практически одинаковой сырой массой в расчете на растение, за исключением редьки овощной.

Вклад органов в общую нитратвосстанавливающую систему растения более полно можно оценить с учётом веса органов растений (рис. 1).

Редис Сакса | Редис Лед. сосулька ^ Редис Жара |1_ Редька китайская 1— Редька овощная Редька масличная (.

0% 20% 40% 60% 80% 100% □ Листья ЁЭ Стебли О Корни

Рис.1. Доля органов растений вида Яаркапих хаОуих Ь. в восстановлении нитратов. За 100% принята потенциальная нитратредуктазная активность целого растения

У растений вида КарИапт заИтюз Ь. корни н стебли вносят незначительный вклад в процесс восстановления нитратов..........

2. Влияние уровня плоидности растений редьки масличной на рост и восстановление нитратов. Сравнение линии ИрГСХА (диплоид) и сорта Тамбовчанка (тетраплоид) показало, что сорт обладал меньшим уровнем активности нитратредуктазы, в сравнении с линией ИрГСХА, во всех органах (табл. 2).

Таблица 2

Сравнение диплоидной линии и тетраплоид но го сорта редьки масличной по активности нитратредуктазы, накоплению нитратов и сырой массы

Показатель Линия ИрГСХА Сорт Тамбовчанка

листья стебли корни листья стебли корки

НР, нМоль в мин/г сырой массы 21б±б 45 ±2 65±3 119,3±1 18,9±0,5 Зб,5±0,8

N0^ мкг/г сырой массы 869±23 1277±3 572+17 1045±22 1497139 579±18

Сырая масса, мг 1282±4 90±9 206±28 1716±87 133±б 257±25

Накопление нитратов в органах надземной части у тетраплоидного сорта происходило быстрее в сравнении с линией ИрГСХА, при этом в корнях обоих изучаемых представителей содержание нитратов оказывалось практически на одном уровне. Тем не менее, по накоплению сырой массы и сухого вещества сорт Тамбовчанка превосходил диплоидную линию, что свидетельствует о достоинствах тетраплоидных форм.

Участие органов в восстановлении нитратов у редьки масличной не зависело от уровня плоидности растений. Основную роль в редукции нитратов как у диплоидных, так и тетраплоидных растений выполняют листья (более 90%).

3. Восстановление нитратов в надземных органах редьки масличной в зависимости от фазы развития. Из литературы известно, что активность нитратредуктазы и накопление нитратов в органах растений зависит от фазы развития культуры (Шер, Кумаков, 2002).

Редька масличная культура с коротким вегетационным периодом, поэтому наступление очередной фазы развития идет ускоренно. В соответствии с фазами развития увеличение массы растений происходит быстро, так за 43 дня наблюдений (от фазы всходов до плодообразования) сырая масса растений увеличилась почти в 55 раз (табл. 3).

На ранних этапах онтогенеза идет интенсивное накопление массы листьев и облиственность растений остается постоянной. С фазы бутонизации начинается снижение об листвен ности, которое с 95% в фазу всходов уменьшилось до 22?24% ковремени плодообразования.

Доля стебля в общей массе растений достигала максимального значения (около 50%) в фазу цветения, когда идет интенсивное образование боковых побегов. В фазу плодообразования наибольшую часть массы растений составляли стручки.

Таблица 3

Накопление сырой массы растениями редьки масличной в зависимости от фазы развития (линия ИрГСХА)

Фаза развития Сырая масса, г

листья стебли стручки растение

Всходы (2.06)* 1,2±0,1 0,03±0,01 - 1,23±0,1

Три листа (7.06) 2,5±0,1 0,1 ±0,01 2,6±0,13

Розетка (15.06) 7,4±0,5 0,4±0,02 - 7,8±0,5

Бутонизация (20.06) 14,6±1,1 8,7±0,3 - 23,3±и

Цветение (27.06) 16,5±0,9 19,2*1,4 - 35,7±2,1

Плодообразование (14.07) 1б,6±0,4 17,8±0,4 33,1 ±0,6 67,5±2,0

* дата наступления фенологической фазы

Потенциальная активность нитратредуктазы в листьях редьки масличной была высокой и снижалась только в последние фазы вегетации. Актив-

ность нитратредуктазы в. стебле растений возрастала до фазы бутрниэации, а затем снижалась по мере старения тканей органа. Активность нитратредуктазы в расчете на грамм сырой массы надземной части в период плодообразо-вання резко снижалась.

Принимая во внимание активность фермента в тканях и сырой вес органа важно отметить, что до фазы розетки вклад стебля в процесс редукции нитратов был минимальным, и только с наступлением бутонизации его доля возросладо 15%.

Вклад листьев в процесс восстановления нитратов за период наблюдений был доминирующим. Однако, в процентном соотношении доля листьев в общей редукции нитратов растениями на протяжении периода вегетации падала с 98% до 50%, при одновременном увеличении роли стеблей в этом процессе с 2% до 25% (рис.2). В последнюю фазу наблюдений довольно значительная доля нитратов (до 25%) восстанавливалась в плодах.

Накопления нитратов ни в одном из органов надземной части редьки масличной в период наблюдений отмечено не было. Это свидетельствует о том, что при данном уровне минерального питания все поглощенные корнем нитраты полностью восстанавливались.

Органы надземной части не равноценны в усвоении нитратов. В листьях растений, обладающих наивысшей активностью нитратредуктазы в зависимости от -возраста может редуцироваться от 98 до 50 % поступивших нитратов. В соответствии с изменением соотношения массы органов надземной части в процессе вегетации изменяется и их роль во включении азота нитратов в метаболизм растений.

пло до образование ■ ' цветение бутонизация розетка 3-й лист всходы

100%

□ лист в стебель ЕЭ стручки

Рис.2. Доля органов в общем восстановлении нитратов надземной час* ти растений редьки масличной по фазам развития, линия ИрГСХА.

За 100% принята потенциальная нитратредуктазная активность целого растения

4. Активность нитратредуктазы в листьях растений редьки, масличной в зависимости от расположения ит на растении. У редьки масличной и рапса листья очень ч&гко делятся на ярусы в зависимости от расположения их на стебле. Нижние листья, наиболее старые, отличаются степенью рассеченности от верхних более молодых. На основании морфологических параметров и высоты расположения на стебле они были разделены на четыре яруса.

У редьки масличной и рапса потенциальная активность нитратреду¡стазы возрастала от яруса к ярусу и достигала наибольшего значения в листьях 3-го и 4-го ярусов.

Потенциальная активность фермента в листьях 4-го яруса была высокой. Однако из-за малой массы листьев этого яруса вклад их в восстановление нитратов был наименьшим, как у редьки масличной, так и у рапса (табл. 4).

У растений редьки масличной и рапса не выявлено четкой зависимости между потенциальной активностью нитратредуктазы и содержанием нитратов в листьях. Если у ярового рапса листья 4-го яруса обладали наивысшей потенциальной активностью нитратредуктазы, а содержание нитратов в них было наименьшим, то для редьки масличной такой закономерности не отмечено.

■ • ...........Таблица 4

Потенциальная активность нитратредуктазы, содержание нитратов в листьях различных ярусов (фаза цветения)

Вид растений Ярус листьев Ир, пМоль в мин/г сырой массы N0», мкг/г сырой массы Доля яруса листьев*, %

Редька масличная 1 40,2±1,2 459,0±37,б 21,4

2 75,8±3,4 Ш,1±9,7 27,7

3 121,0±8,3 206,б± 11,9 32,8

4 106,8±4,3 297,0±20,7 18,8

1 7,4±0,3 12),7±б,1 26,0

Рапс 2 14,1±0,2 127,5±3,2 28,5

3 15,3 ±0,3 104,8±1,7 31,1

4 19,0±1,0 61,5±3,9 14,4

* За 100 % принята нитратредуктазная активность листьев всех ярусов

Вероятно, более высокая потенциальная активность нитратредуктазы в самых верхних молодых листьях определяется комплексом факторов. Сюда можно отнести н высокую метаболическую активность молодых-тканей, и лучшую освещённость, соответственно, большую скорость фотосинтетиче-

скнх процессов. Поэтому недостаток света один нэ вероятных факторов, снижающих активность нитратредуктазы в нижних листьях.

5. Восстановление нитратов органами „ растений различных семейств в сравнении с редькой масличной. Чтобы более полно охарактеризовать способность редьки масличной восстанавливать нитраты изучали потенциальную активность нитратредуктазы в се органах в сравнении с растениями других семейств. Для этого были выбраны растения преимущественно восстанавливающие нитраты в листьях (бораго), в корнях (горох, нут) и примерно одинаково в тех и других органах (мятликовые, люпин и соя).

Определение потенциальной активности нитратредуктазы показало, что потенциальная активность фермента в органах' сильно зависит от вида растений (табл. 5).

Таблица 5

Потенциальная активность нитратредуктазы (НР) и содержание нитратов (N05) в органах растений различных семейств

Вид растений НР. нМоль в мин/г сырой массы N0^, мкг/г сырой массы

листья стебли корни

' Редька масличная -232±2.1 ' 388,5±21,7 75.7±1,6 579,9±51,7 98.9±23 390,8±29,8

Яровая пшеница 17<*4**&7 2бЗ,2±22,8 27.7±2.3 420.5±17,9 96.212.4 568,9±29,4

Ячмень 207.9±3,2 146,5+3,7 43.5±1.1 134,8±3,8 43.0±1.2 80,3±0,5

Кукуруза 29.5±0.7 179,3±6,8 3+^,4 873,8±8,1 11.8±0.3 798,0±21,5

Горох посевной * 32.1 ±0.9 95,3±4,6 12.1 ±0.5 409,3±24,8 18.9+0.6 269,3±9,8

Соя 45,9±0,6 184,5±3,7 ?,7±0,? 184.2±10,9 5 Л ±0,2 156,4±10,5

Люпин П.7+0.4 103,911,7 2б.6±0.1 230,9±3,1 И.0+0.1 238,5±5,0

Нут 33.4±1.1 613,4±8,0 б,3±0,1 610.6±16Л 9.9±0.3 453,9±9,1

Огуречная трава 22.5±1.3 90,1 ±11,0 2.9±0.1 246,5±22,7 6.8±0.3 368,2±10,7

* усики у гороха анализировали отдельно — потенциальная активность составляла 9±1 нМоль в мин/г сырой массы, содержание нитратов 169+8 мкг/г сырой массы

Редька масличная имела наибольшую активность фермента в органах по сравнению с другими культурами.

Растения семейства мятликовых и бобовых по уровню активности фермента значительно различались между собой. Восстановление нитратов в листьях преобладало над их редукцией в стебле и корне. Исключение из общего порядка составил люпин, обладающий равной активностью нитратре-дуктазы в листьях и корнях и в два раза большей в стебле.

Накопление нитратов и распределение их по органам обусловлено видовой принадлежностью растений (табл. 5).

Яровая пшеница, люпин и нут составляют группу, у которой вклад корня (около 30%) составляет значительную часть в процессе редукции нитратов в сравнении с редькой масличной (рис. 3).

Редька масличная Бор а го

Нут "С

Соя С

Горох1Е......___

Люпин Кукуруза^ Ячмень

Озимая пшеница ¡ц Яровая пшеница

шштт

0% 20% □ Листья

40% 60% ЕВ Стебли

80% 100% й Корни

Рцс.З. Доля органов растений в восстановлении нитратов За 100% принята потенциальная нитратредуктазная активность целого растения

. Из всех изученных видов растений только корень гороха вносит наибольший вклад (около 40%) в усвоение нитратов, но не превосходит роли листьев в этом процессе. Это является еще одним доказательством того, что внутри одного семейства могут быть значительные различия по участию органов в редукции нитратов.

6. Изменения потенциальной активности нитратредуктазы в органах растений редьки масличной в зависимости от продолжительности освещения. Нитратредуктаза в надземных органах является ферментом очень чувствительным к условиям освещения (ЬШо, 1994; СатЬеН, 1999). Актив-

ность этого фермента в высших растениях подчиняется циркадному ритму (Hoff et al, 1992). С началом светового периода происходит увеличение содержание фермента, а в темноте происходит снижение обшей активности нитратредуктазы (Tucker et al., 2004),

Исследование нитратредуктазы у редьки масличной показало, что потенциал ьная активность фермента в листьях достигала максимального значения спустя б часов после начала освещения растений (рис. 4).

нМоль ми к/г сырой массы

500 -

400

300

200 ;

100 -

А [¡...iL

О 3 □ лист

12 15

1 корень

Рис. 4. Изменение потенциальной активности нитратредуктазы в органах редьки масличной в зависимости от продолжительности освещения

Количество нитратов в листьях растений зависело от продолжительности освещения, и наименьшее их количество было отмечено в период наивысшей потенциальной активности нитратредуктазы.

Несмотря на колебания активности шлратредуктазы в листьях и корнях, в целом вклад подземной части растений в процесс восстановления нитратов в течение суток не превышал 10 % от всех восстановленных нитратов.

Таким образом, потенциальная активность нитратредуктазы у редьки масличной существенно зависит от продолжительности освещения. Наибольшая активность фермента отмечена спустя 6 часов после начала освещения.

7. Влияние уровня азотного питания на активность „нитратредуктазы и накопление нитратов в органах растений. Поглощение и редукция нитратов корнями растений зависит от их присутствия в питательной среде. Уровень потенциальной активности нитратредуктазы и накопление нитратов в органах редьки масличной зависели от режимов азотного (нитратного) питания. Активность фермента в органах редьки масличной повышалась до

концентрации азота 28,8 мМ N0^, дальнейшее увеличение содержания азота в питательной среде приводило к снижению уровня восстановления нитратов.

Активность нитратредуктазы в стебле и корне редьки масличной при любой дозе азотного питания оставалась на значительно более низком уровне в сравнении с листьями. Резкое падение активности фермента как в стеблях, так и корнях отмечали при низком (0,1 мМ N0^) и высоком (98,8 мМ N03) содержании азота в питательной среде (табл.6).

На низких дозах азотного питания накопления нитратов в органах растений редьки масличной не было. Это свидетельствует о'том, что все поступившие в растения нитраты были полностью восстановлены.

Наибольшее количество нитратов наблюдали при повышенном азотном питании. Причём повышение уровня питания приводило к увеличению содержания нитратов во всех органах растений. Преобладающая часть нитратов накапливалась в надземной части растений. При повышении нитратного питания начиная с концентрации 2,4 мМ, несмотря на повышение потенциальной активности но не обеспечивалась редукция всех поступивших в растение нитратов, что выражалась их накоплением в органах.

Таблица 6

Потенциальная активность нитратредуктазы (НР) и содержание нитратов (N0^) в органах редьки масличной при различных уровнях нитратного азота

N03, мМ Листья Стебли Корни

НР N03 НР N03 НР N0,

0 - - -

0,1 65±4 6,7±0,6 1,6±0,2

0,5 128±4 22,8±0,3 34,3±0,4

2,4 132±1 147±10 26,5*1,0 207±11 2),4±1,9 77±5

14,4 188±3 505±22 38,5±0,8 425±30 32,8±0,3 232±16

28,8 194±4 578±16 39,1 ±2,1 752±10 42,4±2,2 170±10

57,6 151±2 667±69 23,1 ±2,4 635±50 32,9±0,4 243±19

98,4 152±1 621±24 11,8±1,3 842±17 9,7±0,7 287±22

при концентрации азота в питательной среде 0; 0,1 и 0,5 мМ содержание нитратов в органах редьки масличной находилось за пределами чувствительности метода

При всех уровнях обеспеченности растений нитратным азотом, основным органом восстановления нитратов оставались листья. Вклад стебля и корня в потенциальную активность нитратредуктазы редьки масличной был незначительным, и их суммарная доля не превышала 10% от активности фермента целого растения.

Концентрации нитратов, в питательной среде в 14,4 и 28,8 мМ Ы03 являлись оптимальными для редьки масличной, что выражалось в повышении сырой и сухой массы растений в сравнении с другими вариантами опыта.

Таким образом, при исследованных уровнях азотного питания наибольшая часть нитратов редуцировалась в листьях растений редьки масличной. Прослеживается сопряжённость между активностью редукции нитратов и ростовыми процессами.

В отличие от редьки масличной у бобовых культур (горох и соя) вклад органов в восстановление нитратов изменяется в зависимости от уровня нитратного питания. У сои при возрастании концентрации азота в среде доля корня и стебля увеличивается в 2 и 2,5 раза, соответственно, а у гороха, наоборот, на высоком уровне питания, как в корне, так и в стебле редуцируется в 2 раза меньше нитратов & сравнении с контролем.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что преимущественное восстановление нитратов в том или ином органе зависит от условий питания растений и специфично для каждого вида.

8. Влияние засоления на активность ннтпагредуктазы в органах растений, различающихся по солеустойчивости. Засоление сильно сказывается на поглощении корнями элементов минерального питания и, в частности, нитратов, Потенциальная активность нитратредуктазы при повышении уровня засоления снижалась во всех органах исследуемых культур и зависела от содержания ссши в питательном растворе. При концентрации ЫаС! - 50 мМ снижение активности фермента в листьях было сильнее выражено у ячменя. Однако, при возрастании концентрации №С1 вдвое (100 мМ), наиболее чувствительным процесс редукции нитратов к засолению оказался у кукурузы (снижение на 81% от контроля). Именно у не£ снижение активности происходило в листьях в 5,2, в стебле - 2,9 и корне -4,5 раза. У редьки масличной и ячменя это снижение было менее выраженным и достигало не более 1,5-2,5 раз (табл. 7).

Реакция нитратвосстанавлнвающей системы на засоление позволила расположить изучаемые виды растений по убыванию устойчивости в следующем порядке: ячмень, редька масличная и кукуруза.

У редьки масличной засоление не оказывало влияние на соотношение вклада органов в процесс редукции нитратов. Напротив, у ячменя и кукурузы при засолении вклад органов претерпевал изменения, у них доля листьев в этом процессе значительно уменьшалась.

Все изучаемые виды растений накапливали нитраты вне зависимости от концентрации N30 в питательной среде. Содержание нитратов в органах растений кукурузы и редьки масличной снижалось с возрастанием засоления. У ячменя так же отмечали снижение количества нитратов в листьях и стебле при стрессе, при зтом в корне их содержание увеличивалось 1,6-1,8 раза по отношению к контролю. Солевой стресс, вызывая повышение осмотического

потенциала раствора, задерживал накопление нитратов в органах изучаемых растений, кроме корней ячменя.

Таблица 7

Потенциальная активность нитратредуктазы й изменение (%) в органах растений в зависимости от засоления

Вид растений №С1 мМ Листья Стебли Корни

НР % НР % НР %

Редька* 0 349,7±4Д 100 41,1±3,7 100 58,4±0,б 100

50 283,8±4,8 81,1 34,5±0,7 83,9 28,3±1,4 48,4

100 178,2±2,5 51,9 26,3 ±2,1 64,0 23,3±1,8 39,9

Кукуруза* 0 29,5±0,7 100 9,3 ±0,4 100 11,8±0,3 100

50 20,7±0,4 70,1 8,1 ±0,2 87,1 7,<5±0,2 64,4

100 5,7±0,3 19,3 3,2±0,1 34,4 2,6±0,3 22,0

Ячмень 0 207,9±3,2 100 43,5±1,1 100 43,0±1,2 100

50 130,7±2,б 62,8 34,4±0,6 79,8 35,7±1,0 83,0

100 107,3±3,4 51,6 21,8±0,7 50,1 28,3±2,3 68,8

200* 10,4±1,5 5,0 5,7±0,3 13,1 10,2±0,6 23,7

* 11рн уровне засоления 200 мМ растения погибали

При засолении 100 мМ №С1 редька масличная и ячмень уменьшали накопление сырой массы на 25 и 28%, соответственно, а кукуруза на 67%. У ячменя при высокой концентрации №С1 в питательной среде (200 мМ) отмечали подавление накопления сырой массы на 40% от контроля. Тем не менее, ячмень выдерживал такой уровень засоления в отличие от редьки масличной и кукурузы, которые при таком стрессе погибали.

Таким образом, восстановление нитратов в органах изученных растений зависит от уровня хлоридного засоления. При низком уровне засоления (50 мМ ^С1) снижение потенциальной активности нитратредуктазы не связано с нх общей солеустойчивостью. Однако возрастание солевой нагрузки позволяет ранжировать растения по устойчивости к засолению, основываясь на изменении способности восстанавливать нитраты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Познание физиологических механизмов процесса усвоения азота растениями имеет важное теоретическое и практическое значение.

Редька масличная обладает высокой способностью связывать неорганический азот почвы, переводя его в органические соединения, и выдерживает высочайшие дозы азотных удобрений. Вместе с тем экспериментальных данных о редукции нитратов в растениях редьки масличной, а тем более в её органах нет.

Изучение потенциальной активности нитратредуктазы показало, что уровень активности этого фермента во всех органах редьки масличной очень высок и достигает своего максимума через 6 часов после начала освещения. Преобладающим органом восстановления нитратов являются листья. Причём молодые листья имеют и наивысшую активность фермента.

Изучение активности фермента в органах редьки масличной и сравнение её по этому показателю с другими представителями вида Raphanus sativus L. в фазу развития три настоящих листа показало, что внутри вида отсутствует значительный полиморфизм по этому показателю. В корнях растений данного вида редуцировалось не более 10% нитратов от общего их количества восстановленных растениями.

На увеличение нитратного питания растения редьки масличной реагируют повышением потенциальной активности нитратредуктазы и это характерно как для надземных органов лист, стебель, так и для корня. Только значительное повышение концентрации нитратов в питательной среде приводит к подавлению активности фермента. Изменения уровня нитратного питания не оказывают влияние на вклад органов в процесс восстановления нитратов у редьки масличной. Это является специфической особенностью данного вида и не характерно для растений других видов.

Процесс ассимиляции нитратов растениями подвержен влиянию внешних, факторов, изменения которых отражаются, прежде всего, на нитратре-дуктазе (Khan, Srivastava, 2003).

Реакция потенциальной активности нитратредуктазы у изученных растений на хлоридное засоление оказалась различной и в целом соответствовала их общей солеустойчивости. Накопление и восстановление нитратов в ор- \ ганах растений зависело от интенсивности стресса. По этим показателям можно расположить изучаемые виды растений по убыванию устойчивости в следующем порядке: ячмень, редька масличная и кукуруза.

Показано, что влияние внешних факторов среды (уровень нитратного питания и солевой стресс, продолжительность освещения), не сдвигает вклада органов редьки масличной в процесс восстановления шпратов. Что не проявляется на других исследованных нами культурах, таких как горох и соя (уровни нитратного питания), кукуруза и ячмень (уровни хлоридного засоления) и позволяет говорить о значительных видовых особенностях в восстановлении нитратов у изучаемого вида.

ВЫВОДЫ

1.У редьки масличной восстановление нитратов происходит в органах надземной и подземной части. Основную роль в этом процессе выполняют листья, Различий во вкладе органов в процесс восстановления нитратов в зависимости от плоидности растений не обнаружено.

, ,2. Распределение активности нитратредуктазы по органам надземной и подземной части среди растений, разных ботанических семейств имеет выра-

жен ну ю видовую специфичность. Однако значительного полиморфизма по распределению активности нитратредуктазы по органам растений у представителей вида Raphartus sütivus h. не выявлено. ■

3. Уровень азотного питания влияет на потенциальную активность нитратредуктазы в растениях редьки масличной, но не изменяет вклада органов в восстановлении нитратов в отличие от представителей семейства бобовых (горох и соя).

4. Солевой стресс ингибирует активность нитратредуктазы, накопление нитратов в органах растений редьки масличной, тормозит их рост, но не из-мененяет вклад органов в процесс редукции нитратов целым растением.

5. Активность нитратредуктазы в листьях редьки масличной достигает максимума спустя б часов после начала светового периода. Независимо от времени суток вклад корня в процесс восстановления нитратов составляет 5 -10%.

6. Вклад органов в восстановление нитратов в процессе онтогенеза редьки масличной менялся, что обусловлено их массой. Самая высокая потенциальная активность нитратредуктазы на грамм сырого веса оставалась в листьях и не зависела от возраста растений

7. Приоритет листьев в редукции нитратов сохраняется у редьки масличной вне зависимости от фазы развития растений и воздействия внешних факторов среды, таких как минеральное (нитратное) питание, хлоридное засоление, продолжительность освещения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Бояркин Е.В., Дорофеев Н.В., Пешкова A.A. Ассимиляция нитратов растениями вида Raphanus sativus L. Н Тезисы докладов 5 съезда Общества физиологов растений России, Пенза, 2003.— с. 180.

2. Бояркин Е.В., Пешкова A.A., Дорофеев Н.В, Распределение потенциальной активности нитратредуктазы по органам растений семейства Fabaceae L. //Тезисы докладов 5 съезда Общества физиологов растений России, Пенза, 2003. - с. 182.

3. Бояркин Е.В., Пешкова A.A., Дорофеев Н.В. Ассимиляция азота нитратов редькой масличной // Материалы научно-практической конференции. Научное обоснование систем земледелия Забайкалья. Чита, 2003. С. 101 -104.

4. Бояркин Е.В., Дорофеев Н.В., Пешкова A.A. Восстановление нитратов в органах растений вида Raphanus sativus L. // Физиология и биохимия культурных растений. - 2004, - Т. 36. - Ks 3. - С. 257 - 262.

5. Бояркин Е.В., Пешкова A.A., Дорофеев Н.В. Активность нитратредуктазы у редьки масличной в зависимости от уровня азотного питания // Материалы научно-методической конференции. Физиологические аспекты продуктивности растений. Орел, 2004. чЛ. С. 44 49.

6. Бояркин Е.В., Пешкова A.A., Дорофеев Н.В. Влияние уровня засоления на способность редьки масличной усваивать нитраты // Материалы меж-

дународной научной конференции. Плодородие почв, эффективность средств химизации и методы оптимизации питания растений. Иркутск, 2005. С. 127 -

7. Пешкова A.A., Дорофеев Н.В., Бояркнн Е.В. Влияние уровня азотного питания на активность нитратредуктазы и накопление нитратов в органах растений редьки масличной//Агрохимия. - 2005. — №7. - С. 19-24.

8. Дорофеев Н.В., Бояркик Е.В., Пешкова A.A. Влияние засоления на активность нитратредуктазы а органах растений, различающихся по соле-устойчивости // Сельскохозяйственная биология. — 2006. — № 5. — С. 11 — 1 б.

9. Бояркнн Е.В., Пешкова A.A., Дорофеев Н.В. Влияние внешних факторов на восстановление нитратов в органах растений // Материалы IV международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 70-летию НГАУ. Новосибирск, 2006. С. 70 -72.

10. Бояркин Е.В., Дорофеев Н.В., Пешкова A.A. Сортовые особенности восстановления нитратов редисом // Материалы научно-практической конференции. Проблемы устойчивого развития регионального АПК. Иркутск, 2006. С. 11 - 12.

11. Дорофеев Н.В., Пешкова А.А, Бояркин Е.В. Рост и восстановление нитратов различными сортами редьки масличной // Материалы научно-практической конференции. Проблемы устойчивого развития регионального АПК. Иркутск, 2006. С. 34 - 35. ......

12. Пешкова А.А, Бояркин Е.В., Дорофеев Н.В. Влияние различных доз азота на восстановление и накопление нитратов редькой масличной // Материалы научно-практической конференции. Проблемы устойчивого развития регионального АПК. Иркутск, 2006. С. 75 - 7<

130.

Тираж 100 экз. Заказ № 1601

Издательство Иркутской государственной сельскохозяйственной академии 664038, Иркутская область, Иркутский район, п. Молодежный

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бояркин, Евгений Викторович

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Нитратредуктаза - ключевой фермент редукции нитратов

2.2. Транспорт и компартментация нитратов в растениях

2.3. Активность нитратредуктазы в органах растений

2.4. Активность фермента в зависимости от уровня азотного (нитратного) питания

2.5. Влияние хлоридного засоления на редукцию нитратов

2.6. Циркадный ритм нитратредуктазы

2.7. Выводы из обзора литературы, цель и задачи исследований

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Восстановление нитратов в органах растений

4.1.1. Восстановление нитратов в органах растений различных представителей вида Raphanus sativus L

4.1.2. Восстановление нитратов в надземных органах редьки масличной в зависимости от фазы развития

4.1.3. Активность нитратредуктазы в листьях редьки масличной в зависимости от расположения их на растении

4.1.4. Влияние уровня плоидности растений редьки масличной на рост и восстановление нитратов

4.1.5. Восстановление нитратов органами растений различных семейств в сравнении с редькой масличной

4.2. Влияние уровня азотного питания на активность нитратредуктазы и рост растений

4.2.1. Влияние уровня азотного питания на активность нитратредуктазы и накопление нитратов в органах растений редьки масличной (водная культура)

4.2.2. Редукция нитратов и содержание хлорофиллов в листьях редьки масличной при различных уровнях нитратного питания (полевая культура)

4.2.3. Изменения потенциальной активности нитратредуктазы в органах растений редьки масличной в зависимости от продолжительности освещения

4.2.4. Активность нитратредуктазы в органах растений гороха и сои в зависимости от дозы нитратного азота

4.3. Влияние засоления на активность нитратредуктазы в органах растений, различающихся по солеустойчивости

Введение Диссертация по биологии, на тему "Активность нитратредуктазы в органах редьки масличной в зависимости от факторов внешней среды"

Растения способны усваивать азот в виде нитратов, аммония, мочевины, аминокислот и молекулярного. Преобладание формы азота в питании растения зависит от его вида, типа почв, погодных условий, системы земледелия и антропогенного воздействия на окружающую среду. В большинстве окультуренных почв NO3 является преобладающей формой минерального азота, тогда как NH4 доминирует в условиях, когда нитрификация подавлена, например, при затоплении почв или снижении температуры.

Аминокислоты могут служить источником азота для растений при медленной минерализации органических веществ, что наблюдается в почвах с кислой реакцией среды. Фиксация атмосферного азота доступна ограниченному числу видов сельскохозяйственных растений, преимущественно относящихся к семейству бобовые - Fabaceae L. (Брей, 1986). Вклад NH3 и N02 в азотное питание растений незначителен, однако он может возрастать при низком содержании нитратов в почве (Marschner, 1995).

Усвоению нитрата, как источника азотного питания и основной запасающей форме азота, в растениях уделяется большое внимание исследователей во всём мире (Серазетдинова и др., 2000; Верниченко, 2002; Claussen, Lenz, 1999; Mack, Schjoerring, 2002). Другой причиной такого внимания к вопросам поглощения и ассимиляции N03 является проблема избыточной аккумуляции нитрата в растительной продукции и водоемах, что представляет опасность для здоровья человека и животных (Соколов и др., 1990).

Изучение накопления, распределения и восстановления нитрата в растениях привлекает внимание отечественных и зарубежных ученых (Глянько, 1972, 1973; Алёхина, 1992; Клюйкова, Алёхина, 1992; Амелин и др., 1996; Маттана и др., 1997; Соколов, 1998; Бреус и др., 2000; Москалик, Костишин, 2001; Дорофеев, Пешкова, 2002; Маевская и др., 2003; Бояркин и др., 2004; Баташева, Альдерова, 2005; Пешкова и др., 2005; Andrews et al., 1990; Druart et al., 2000; Fan et al., 2002; Sanchez et al, 2004).

Большинство исследований проводится на зерновых и зернобобовых культурах как наиболее хозяйственно-ценных (Пешкова, 1990, 1992, 1998; Глянько, 1995; Токарев, Лозовский, 1997; Полесская и др., 1999; Caba et al., 1995) Кормовым культурам отводится гораздо меньшее внимание. Изучение вопросов ассимиляции азота в кормовых сельскохозяйственных культурах представляет интерес с точки зрения экономики, селекции, технологии, экологии и рационального использования ресурсов (Еськов и др., 2004).

Редька масличная (Raphanus sativus L. var. oleiformis Pers.) возделыва-ется как кормовая, кулисная, сидеральная и азот связывающая культура. Отличительной особенностью её является уникальная способность поглощать большое количество доступного азота из почвы за короткий промежуток времени (Elers, Hartmann, 1987; Berendonk, 1988; Gutser, Vilsmeier, 1989). Так, по данным Scharpf et al., 1990 за 8 недель вегетации максимальное поглощение азота различными растениями было от 160 до 190 кг/га и только для китайской капусты и редьки масличной составило 240 и 250 кг/га соответственно от исходного содержания его в почве 275 кг/га на момент посева. В последнее время редьку масличную используют как растение-фиторемедиант (Еськов и др., 2004).

Хорошо отзываясь на применение азотсодержащих удобрений (Покровская, Дорофеева, 1980), редька масличная лишь при чрезмерных дозах накапливает избыточное количество нитратов в зелёной массе, тем не менее, такая опасность существует (Тамонов и др., 1990; Anon, 1986).

Ассимиляция нитратов и транспортировка их в тканях растений физиологический процесс, обусловленный видовыми и биологическими особенностями растений. Первым ферментом на пути восстановления нитратов до аммиака является нитратредуктаза. Именно активность этого фермента определяет накопление азота в растениях (Гюльвердиева и др., 1994; Булгакова, 1999; Лютова, Каменцева, 2001; Ahmad, Abdin, 1999; Appenrothet et al., 2000; Aslam et al., 2001). Вклад органов в восстановление нитратов в растении и относительная доля их в этом процессе сильно варьирует (Измайлов и др., 1983; Пешкова, 1992; Кондратьев, Лебединская, 1995; Druart et al., 2000; Camacho-Cristobal et al., 2002). Большинство растений способны редуцировать нитраты как в корнях, так и в органах надземной части (Брей, 1986).

Усвоение нитратов растениями сложный процесс, подверженный значительному влиянию внешних факторов среды. Среди них особое место занимают условия питания растений, освещённость, рН почвенной среды, температура, концентрация солей в питательной среде. Реакция различных видов растений на изменение этих факторов имеет как общие, так и специфические особенности. Это связано как с видовыми особенностями растений, так и с фазой их развития. При этом происходит не только изменение общей нитрат-восстанавливающей способности, но и меняется вклад органов растений в этот процесс. В связи с этим возникает вопрос о роли отдельных органов растений в процессе восстановления нитратов в зависимости от факторов внешней среды.

Работа была выполнена в лаборатории физиологической генетики Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН. Автор выражает большую признательность и благодарность своим научным руководителям д.б.н., профессору Войникову Виктору Кирилловичу и к.б.н. Дорофееву Николаю Владимировичу за постоянное внимание к данной работе, а также к.б.н., с.н.с. Пешковой Александре Александровне за всестороннюю помощь и поддержку. Кроме того, автор благодарит весь коллектив лаборатории физиологической генетики за дружеское участие и поддержку.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Физиология и биохимия растений", Бояркин, Евгений Викторович

6. Выводы

1. У редьки масличной восстановление нитратов происходит в органах надземной и подземной части. Основную роль в этом процессе выполняют листья. Различий во вкладе органов в процесс восстановления нитратов в зависимости от плоидности растений не обнаружено.

2. Распределение активности нитратредуктазы по органам надземной и подземной части среди растений разных ботанических семейств имеет выраженную видовую специфичность. Однако значительного полиморфизма по распределению активности нитратредуктазы по органам растений у представителей вида Raphanus sativus L. не выявлено.

3. Уровень азотного питания влияет на потенциальную активность нитратредуктазы в растениях редьки масличной, но не изменяет доли органов в восстановлении нитратов растением в отличие от представителей семейства бобовых (горох и соя).

4. Солевой стресс ингибирует активность нитратредуктазы, накопление нитратов в органах растений редьки масличной, тормозит их рост, но не измененяет вклад органов в процесс редукции нитратов целым растением.

5. Активность нитратредуктазы в листьях редьки масличной достигает максимума спустя 6 часов после начала светового периода. Независимо от времени суток вклад корня в процесс восстановления нитратов составляет 5-10%.

5. Заключение

Познание физиологических механизмов процесса усвоения азота растениями представляет собой проблему, имеющую важное теоретическое и практическое значение. В растениях азот содержится в восстановленной форме, поэтому при использовании нитратов в качестве источника азота они должны быть восстановлены, прежде чем будут включены в синтез органических азотистых соединений. Нитратредуктаза - это фермент редукции нитратов до нитритов, именно его активность лимитирует поступление азота нитратов в растения.

Изучению активности этого фермента посвящено много исследований, нашедших обобщение в ряде обзоров (Кузнецова, 1974; Beveers, Hageman, 1969; Srivastava, 1980; Campbell, 1996, 2001). Интерес к изучению активности и регуляции нитратредуктазы не ослабевает (Глянько, 1995; Бреус и др., 2000; Москалик, Костишин, 2001; Дорофеев, Пешкова, 2002; Маевская и др., 2003; Бояркин и др., 2004; Баташева, Альдерова, 2005; Пешкова и др., 2005; Druart et al, 2000; Fan et al, 2002; Sanchez et al, 2004).

В литературе имеются работы, описывающие нитратредуктазу в каком либо конкретном органе растений - это лист (Deng et al., 1990; Андреева и др., 1998; Алиева, Юсуфов, 2002), либо корень (Barabas et al, 2000). Имеются лишь единичные работы по изучению восстановления и накопления и распределения нитратов одновременно в разных органах растения (Битюцкий, Кащенко, 1987; Пешкова, Дорофеев, 1998; Шер и др, 1998; Abd-el Baki et al, 2000).

Редька масличная обладает высокой способностью связывать Неорганический азот почвы, переводя его в органические соединения. Экспериментальные данные о редукции нитратов в растениях редьки масличной, а тем более в её органах отсутствуют.

Показано, что в усвоении нитратов принимают участие все органы растения. В листьях активность фермента более высокая по сравнению с другими органами (стеблем и корнем). На ранних фазах развития редьки масличной именно листья составляют основную массу растений. В связи с этим и доля восстановленных нитратов в них наиболее велика.

В течение вегетации в надземной части растений начинает преобладать стебель, и масса листьев в общей массе растений резко снижается. Облист-венность растений очень изменчивый признак и зависит от таких факторов как продолжительность светового дня (Мишуров и др., 1973; Жумагилов, 1986), уровень минерального питания (Покровская, Дорофеева,, 1980; Зуди-лин, Кирсанов, 2001), густота стояния (Вернер, 1988) и сортовая принадлежность растений (Berendonk, 1985).

Так, от фазы трех листьев до плодообразования облиственность растений снижалась с 95% до 22%. Такое изменение облиственности редьки масличной явление обычное и подтверждается другими исследователями (Сидоров, Борина, 1970; Казанцев, 1998; Зудилин, Кирсанов, 2000). Масса листьев редьки масличной от фазы бутонизации до начала образования плодов увеличилась с 1,1 до 1,4 кг/м2, а к фазе полного образования плодов уменьшилась до 0,2 кг/м (Казанцев, 1998).

Изучение активности фермента в органах редьки масличной и сравнение её по этому показателю с другими представителями вида Raphanus sativus L. в фазу развития 3 настоящих листа показало, что основную роль в процессе редукции нитратов на себя принимали листья.

В корнях растений данного вида редуцировалось не более 10% нитратов от общего их количества восстановленных растениями. Это подтверждается исследованиями, проведенными на редьке масличной в онтогенезе, т.к. на протяжении всего периода вегетации в корнях не обнаруживались нитраты, и активность нитратредуктазы была в них незначительной в сравнении с надземными органами. Полученные результаты позволяют отнести представителей данного вида к группе растений, активно восстанавливающих нитраты в листьях.

Активность нитратредуктазы в листьях редьки масличной возрастала от яруса к ярусу и достигла пика в третьем и четвертом листе. Скорость восстановления нитратов в листьях зависела от их возраста. Самой низкой редукция нитратов была в листьях нижнего яруса, как более старых.

У растений, выращиваемых на низкой дозе азота, нитратредуктазная активность в листьях верхних ярусов была всегда выше, чем у нижерасположенных (Булгакова и др., 1996). Это, по-видимому, связано, со старением нижерасположенного листа и снижение в нем метаболических процессов. На умеренных и высоких дозах азота, как правило, верхний и нижерасположенный листья слабо различались по активности нитратредуктазы, вероятно высокая обеспеченность азотом удлиняла активный жизненный цикл листьев (Булгакова и др, 1996).

При условном делении растений на 3 группы, исходя из степени участия их органов в восстановлении нитратов, представителей вида Raphanus sativus L. относят к растениям, с высоким уровнем редукции нитратов в корне (Брей, 1986). Однако скорость восстановления нитратов в корнях, расположенных в пахотном слое почвы, была очень низкой в сравнении с листьями и стеблями (в несколько раз). Учитывая, что отношение корневой системы к надземной массе растений по данным ряда авторов составляет 1:5 (Бе-лик, 1994) или 1:6 (Thorup-Kristensen, 2001), можно говорить, что корень при таком уровне минерального питания не играл значительной роли в процессе усвоения нитратов растением. Более низкая скорость редукции нитратов в корнях растений по сравнению с надземной частью показана и для других культур (Кондратьев, Лебединская, 1995; Измайлов, 1986; Пешкова, 1990).

Все изучаемые представители вида Raphanus sativus L. имеют достаточно высокую активность нитратредуктазы в корне, но, тем не менее, относятся к группе, у которых основная часть нитратов восстанавливается в листьях.

Это можно было бы отнести к тому, что работа была выполнена на молодых растениях. Ранее было показано, что у молодых растений пшеницы активность нитратредуктазы выше в корне, но с возрастом основную роль в восстановлении нитратов выполняет надземная часть (Пешкова, 1990). Однако изучение участия органов редьки масличной в усвоении нитратов почвы, проведенное в полевых условиях, показало аналогичные результаты (Дорофеев, Пешкова, 2002).

Особо следует остановиться на роли стебля при распределении активности нитратредуктазы по органам растений. Так, усвоение нитратов в нем зависит от вида растений и изменяется в зависимости от возраста растений (Andrews et al.,1984; Измайлов, 1986; Пешкова, Дорофеев, 1999; Дорофеев, Пешкова, 2002).

Относительно роли стебля в процессе ассимиляции азота однозначных мнений нет. У 30 дневных растений пшеницы 10 % поглощенных нитратов восстанавливается в стебле (Пешкова, Дорофеев, 1998). У взрослых растений пшеницы в фазу цветения и налива колоса основную массу растений составляет стебель, однако активного участия в процессе усвоения нитратов он не принимает. Невысокая активность фермента была обнаружена только в под-колосковом междоузлии, в котором редуцировалось только 5% поступивших нитратов. В этот период развития главную роль в усвоении нитратов играет флаговый лист, восстанавливающий 68% нитратов (Измайлов, 1986).

Исследования с бобовыми культурами показали, что в стебле может сосредотачиваться от 20 до 40% всей активности нитратредуктазы растения (Измайлов, 1986). В стебле сои восстанавливалось до 50% нитратов при повышенных дозах нитратов в среде (Andrews et al., 1984)

У редьки масличной стебель, в котором восстанавливалось в зависимости от возраста от 25 до 55% поступивших нитратов, играл значительную роль в этом. В фазу розетки основную массу растений составляли листья, обладающие наибольшей скоростью восстановления нитратов. По мере развития растений в биомассе надземной части значительно возрастала доля органов (стебли и стручки) с более низкой активностью фермента, что приводило к снижению активности нитратредуктазы на грамм веса всей надземной части.

У редьки масличной в фазу цветения до 55% поступивших нитратов редуцировалось в стебле (Дорофеев, Пешкова, 2002). У бобовых в стебле сосредоточено от 20 до 50% от всей активности фермента в растении (Andrews et al, 1984; Измайлов, 1986).

Стебель у исследованных представителей вида Raphanus sativus L. меньше восстанавливает нитратов по сравнению с корнем. У всех изучаемых видов потенциальная активность нитратредуктазы была в два и даже более раз выше в листьях по сравнению с корнями.

По способности органов усваивать нитраты, одни и те же растения исследователи относят к различным группам. Так, Брей (1986) относит горох к группе с промежуточным уровнем активности нитратредуктазы в корнях, а Измайлов (1986) причисляет его к растениям с высокой активностью фермента в корне.

Полученные результаты позволяют отнести горох к группе с промежуточной активностью нитратредуктазы в корне. Литературные данные свидетельствуют о значительной вариабельности способности органов различных растений усваивать нитраты и изменении роли органов в этом процессе в зависимости от возраста (Aslam, Huffaker, 1982; Пешкова, Дорофеев, 1999; Fan et al, 2002).

У гороха сорта Аксайский усатый - 3 усики принимали незначительное участие в редукции нитратов, наивысшая активность фермента была в прилистниках. Есть данные о более высокой скорости редукции нитратов в усиках гороха в сравнении с листьями (Gonzales et al, 2001).

Это является еще одним доказательством того, что внутри одного семейства между органами растений могут быть значительные различия в скорости восстановления нитратов (Caba et al, 1995; Fan et al, 2002).

У всех изучаемых культур, за исключением люпина, органы по способности восстанавливать нитраты на грамм сырого вещества располагались так: лист, корень, стебель. Однако уровень активности в одних и тех же органах у разных видов сильно отличался, например, у пшеницы и огуречной травы.

Люпин обладал равной скоростью восстановления нитратов в листьях и корнях, а активность фермента в гипокотиле была в два раза выше. В целом скорость восстановления нитратов люпином значительно ниже, чем у остальных исследованных растений. Ранее было показано, что активность нитратредуктазы трех изучаемых сортов люпина была наименьшей по сравнению с горохом и нутом (Fan et al, 2002).

Результаты, полученные для растений из других семейств, совпадают с литературными данными. В экспериментах с яровой пшеницей в фазе 3 листьев в корнях данной культуры восстанавливалось около 30% нитратов от общего количества восстановленных в растении. Аналогичные данные получил К.Н. Шер с соавторами (1998), доля нитратредуктазной активности корней у различных сортов твердой и мягкой яровой пшеницы возрастает с 37% в фазу кущения до 70%) к моменту восковой спелости зерна.

Именно поэтому яровая пшеница является представителем группы растений с промежуточной активностью нитратредуктазы в корневой системе. Основываясь на величине доли корня в процессе восстановления нитратов, целесообразно отнести к этой группе растений также многолетний люпин и нут, у которых нитратредуктазная активность корней составила примерно 30% от суммарной активности всего растения. К этой же группе принадлежит и горох, у которого в корне восстанавливалось до 40 % всех нитратов растения. Подобные результаты были получены для представителей семейства бобовых (Wallace, 1986).

Рассматривая влияние внешних факторов на рост и ассимиляцию нитратов растениями, следует подчеркнуть, что и в природе, и в лабораторных условиях они действуют не каждый по себе, а в совокупности. Например, тепловой стресс повышает устойчивость растений к низким температурам (Daie, Campbell, 1981), засолению (Таланова и др., 1993; Кузнецов и др., 1990), водному стрессу и действию тяжелых металлов, а солевой стресс, в свою очередь, увеличивает холодо- и теплоустойчивость (Таланова и др., 2003).

Подобного рода данные свидетельствуют о функционировании в растениях общих механизмов устойчивости к двум или нескольким внешним факторам (Таланова и др., 2003). Следует сказать, что одинаковая концентрация или интенсивность какого-либо фактора может быть оптимальной для одной культуры и отрицательной для другой.

Вопросы специфики азотного питания редьки масличной и представителей вида Raphanus sativus Ь.до настоящего времени отражены лишь в отдельных работах по отзывчивости этих культур на уровни азотного питания (Кудряшова, 1986; Бояркин и др.,2004; Пешкова и др., 2005).

Культуры семейства капустные отличаются повышенной способностью аккумуляции нитратного азота (Андреева и др., 1998). Учитывая, что избыточное содержание нитратов ухудшает качество продукции, следует считать актуальной разработку приемов, приводящих к снижению их накопления в растениях, особенно в хозяйственно-ценной их части.

На накопление нитратов в органах растений вида Raphanus sativus L. оказывают существенное влияние как условия выращивания (прежде всего обеспеченность усвояемыми соединениями азота), так и генетические особенности этих культур (Кудряшова, 1986; Муравин и др., 1990). Также известно, что специфика генотипов одной культуры, например овса, по уровню активности нитратредуктазы сохраняется в разные по метеорологическим условиям годы выращивания (Салмина, 1978).

Редька масличная реагирует на изменение режима нитратного питания, как в лабораторных, так и в естественных условиях. В лабораторных условиях она продолжала накапливать биомассу до уровня питания в 28,8 мМ N03, затем растения редьки масличной начали испытывать стресс, который выразился в угнетении роста растений. Следует отметить, что активность нитратредуктазы в органах также была наивысшей при данной дозе азота. Возрастание количества нитратов в питательной среде (57,6 и 98,4 мМ N03) приводило к тому, что листья редьки масличной накапливали нитратов больше уровня предельно-допустимой концентрации (ПДК). При всех изученных режимах питания вклад органов в данный процесс колебался незначительно, и листья доминировали над корнем и стеблем.

В естественных условиях редька масличная положительно отзывалась на повышение уровня питания. С возрастанием содержания нитратов в почве увеличивалась сырая масса растений и активность нитратредуктазы. количество хлорофиллов в тканях листьев при среднем уровне питания (84 кг/га) было выше, чем в контроле и на высокой дозе азота (151 кг/га). Эти данные не согласуются с тем, что по мере снижения уровня хлорофиллов в листьях уменьшается и активность нитратредуктазы (Станко, Костяновский, 1993). Это, вероятно, связано с тем, что содержание хлорофиллов в тканях листьев повышается до уровня средней обеспеченности почвы нитратным азотом, а большие дозы нитратов в среде питания приводят к снижению данных пигментов. Это позволяет заключить, что высокие дозы азотных удобрений неблагоприятно влияют на фотосинтез растений.

Wallace (1986) отмечает зависимость скорости восстановления нитратов органами растений от количества нитратов в среде. В результате этого происходит перераспределение между органами их доли в восстановлении нитратов. Это подтверждается нашими данными, полученными на горохе и сое. У данных культур показана такая же взаимосвязь. При изменении количества нитратов в среде, вклад органов гороха и сои значительно колебался, чего не отмечено у редьки масличной.

Известно, что стрессовое воздействие хлоридного засоления имеет комплексный характер и обусловлено нарушением осмотического баланса клетки, что негативно сказывается на водном обмене растения. Полагают, что причиной угнетения роста на засоленных средах является не столько увеличение притока Na+, сколько уменьшение содержания К+ в клетке (Сера-зетдинова и др. 2000).

Реакция, изученных растений, на хлоридное засоление оказалась различной. Скорость восстановления нитратов в органах растений зависела от интенсивности стресса. Так, при возрастании концентрации NaCI в среде, у всех изученных культур снижались активность нитратредуктазы и накопление нитратов в органах. По этим показателям обнаружена видоспецифич-ность. Наиболее сильно активность нитратредуктазы и накопление сырой массы ингибировались в органах кукурузы.

По вкладу органов в восстановление нитратов следует отметить, что перераспределения их доли в растении у редьки масличной не происходило. Отдельно следует сказать о корне ячменя, у которого в обычных (контрольных) условиях в нем восстанавливалось около 10 % нитратов, а при засолении интенсивностью 200 мМ NaCI уже около 30 %.

Самый высокий уровень засоления в 200 мМ NaCI выдержал только ячмень, а редька масличная и кукуруза погибли. Ячмень характеризуется как культура с повышенной солеустойчивостью (Баташева, Альдеров, 2005).

А.А. Захариным (1990) показано, что активность нитратредуктазы одинаково ингибировалась хлористым натрием в системе in vitro у таких контрастных по солеустойчивости растений, как солерос, хлопчатник, кукуруза, фасоль и горох.

Об устойчивости растений к солевому стрессу следует судить не по уровню активности нитратредуктазы, а по скорости роста и развития. Исходя из вышеизложенного, кукурузу следует отнести к солечувствительным видам, а редьку масличную как среднеустойчивую культуру к хлоридному засолению.

Считается, что активность нитратредуктазы отражает потенциальные возможности растений усваивать окисленный азот, хотя корреляция между скоростью восстановления нитратов и интенсивностью их использования не всегда наблюдается, так как лимитирующим фактором может быть доступность субстрата и (или) недостаток восстановителей (Алехина, Клюйкова, 1986).

Любые изменения внешних условий (освещения, рН среды, ионной силы, водный и температурный стрессы и т.д) отражается, прежде всего, на нитратредуктазе и тем самым регулирует способность растений ассимилировать нитраты (Vasilieva et al, 1999; Khan, Srivastava, 2003). В нормально функционирующей ткани значительного количества нитратов не накапливается. Даже в темноте не обнаруживают довольно высокого уровня их содержания.

Особо следует остановиться на накоплении нитратов и скорости их восстановления в зависимости от уровня нитратов в питательном растворе и времени суток. Поглощение нитратов из питательного раствора идет вне зависимости от времени суток, то есть это непрерывный процесс, а редукция же их находится в тесной связи с освещенностью растений.

При возрастании уровня минерального питания увеличивается поглощение и транспорт нитратов в надземную часть. Однако активность фермента возрастает несоизмеримо меньше в сравнении с увеличением количества нитратов в питательном растворе. Показано, что вклад органов редьки масличной не зависел от одновременного воздействия этих двух факторов. В разное время суток и при различных дозах нитратов в среде листья оставались доминирующими в процессе восстановления нитратов целым растением.

Показано, что влияние внешних факторов среды (уровень нитратного питания и солевой стресс, время суток) не сдвигает вклада органов редьки масличной в процесс восстановления нитратов. Этот факт не обнаружен у других исследованных нами культур, таких как горох и соя (уровни нитратного питания), кукуруза и ячмень (уровни хлоридного засоления).

Полученные нами результаты могут быть полезны для селекционеров, т.к. создание сортов сельскохозяйственных культур интенсивного типа, наиболее эффективно использующих азот удобрений для формирования урожая - одна из приоритетных задач современной селекции. Для более рационального использования азота удобрений необходимо учитывать потребность возделываемых сортов в этом элементе питания, обусловленную возрастом и фазой развития.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бояркин, Евгений Викторович, Иркутск

1. Алёхина Н.Д. Усвоение азота в корнях и листьях: видоспецифичность и зависимость от условий среды // Физиология и биохимия культурных растений. 1992. - Т. 24. - № 4. - С. 338 - 343.

2. Алехина Н.Д, Клюйкова А.И. Усвоение азота растениями при пониженной температуре // Физиология растений. 1986. - Т. 33. - № 2. - С. 372-386.

3. Алехина Н.Д, Клюйкова А.И. Температура среды и адаптивные изменения свойств ферментов ассимиляции азота у растений // Вестник МГУ. Сер. 16. Биология. 1988. - № 3. - С.З.

4. Амелин А.А, Амелина С.Е, Соколов О.А, Хорн Дж. Накопление нитратов растениями под воздействием комплекса внешних и внутренних факторов // Агрохимия. 1996. - № 12. - С.23 - 27.

5. Андреева Т.Ф, Маевская С.Н, Воевудская С.Ю. Взаимосвязь фотосинтеза с ассимиляцией азота у растений горчицы при воздействии возрастающих доз нитрата в питательном растворе // Физиология растений. 1998. -Т. 45.-№ 6.-С. 813-816.

6. Баташева Б.А, Альдеров А.А. Устойчивость растений ячменя к солевому стрессу // Сельскохозяйственная биология. 2005. - № 5. - С. 56 - 60.

7. Белик H.JI. Урожай и качество редьки масличной в зависимости от подкормки минеральными удобрениями // В кн. Биология и экология культурных и дикорастущих растений. Тамбов, 1994. С. 29 - 56.

8. Белянская C.JI., Ихсанов С.К., Шамина З.Б. Влияние стрессовых факторов на культуру клеток и проростки риса // Физиология растений. — 1991. — Т. 38. — Вып. 6.-С. 1218- 1226.

9. Ю.Битюцкий Н.П., Кащенко А.С. Механизм суточной динамики содержания нитратов в растениях // Вестник сельскохозяйственной науки. 1987. -№8.-С. 28 -33.

10. Биллар Ж.П., Хервью Ф., Ле Дили Ф. и др. Роль орнитинового пути в накоплении пролина семядолями редиса, подвергнутыми солевому стрессу // Физиология растений. 1997. - Т. 44. - № 4. - С. 541 - 546.

11. Брей С.М. Азотный обмен в растениях. М.: Агропромиздат, 1986. -196 с.

12. Бреус И.П., Чернов И.А., Авдеева А.А. Особенности восстановления и накопления нитратов в растениях амаранта // Физиология и биохимия культурных растений. 2000. - Т. 32. - № 2 - С. 140 - 145.

13. Булгакова Н.Н. О поглощении и накоплении нитрата растениями // Агрохимия. 1999. - № 11. - С. 80 - 88.

14. Булгакова Н.Н., Большакова Л.С., Ниловская Н.Т. Влияние азотного питания на продуктивность яровой пшеницы, ассимиляцию нитрата и его распределение по функциональным фондам // Агрохимия. 1996. - № 8-9. -С. 15-27.

15. Булгакова Н.Н., Большакова Л.С., Ниловская Н.Т. Влияние дозы азота при разных условиях выращивания на усвоение нитрата запасного фонда листа // Агрохимия. 2002. - № 6. - С. 59-65.

16. Бояркин Е.В., Дорофеев Н.В., Пешкова А.А. Восстановление нитратов в органах растений вида Raphanus sativus // Физиология и биохимия культурных растений. 2004. - Т. 36.-№3.-С. 257-261.

17. Верниченко И.В. Эндогенное образование нитратов в растениях // Агрохимия. 2002. - №3. - С. 73 -85.

18. Вернер В.Д. Оптимальный способ посева редьки масличной после озимой промежуточной культуры // Научно-технический бюллетень Сиб. НИИСХ. 1988. - Т.4. - С. 31 - 32.

19. Воронова Л.П., Реймерс Ф.Э., Хавкин Э.Е. Деградация нитратредуктазы у линий и гибридов кукурузы // Доклады АН СССР. 1976. - Т. 229. -№6.-С. 1462-1467.

20. Глянько А.К. Нитратредуктаза в проростках яровой пшеницы в зависимости от температуры в зоне корней // Физиология и биохимия культурных растений. 1972. - Т.4. - № 3,- С. 262 - 266.

21. Глянько А.К. О причинах угнетения активности нитратредуктазы в корнях яровой пшеницы в зависимости от температуры в зоне корней // Физиология растений. 1973.- Т.20.-№> 2,- С. 412-414.

22. Глянько А.К., Похабова О.А. Активность нитратредуктазы при разном уровне обеспеченности яровой пшеницы нитратным азотом // Агрохимия. -1989. -№ 5.- С. 18-20.

23. Глянько А.К. Азотное питание пшеницы при низких температурах. Новосибирск. Наука, 1995. 110 с.

24. Гродзинский А. М.,'Гродзинский Д. М. Влияние света и ассимиляции углекислоты на поглотительную деятельность корневой системы растений. В кн.: Роль минеральных элементов в обмене веществ и продуктивности растений. -М.: Наука, 1964. С. 205 - 210.

25. Гюльвердиева Г.Г., Миронова Н.В., Глянько А.К. Изменение нитрат-редуктазной активности в органах гороха в течение вегетации и в зависимости от температуры в зоне корней // Агрохимия. 1994. - № 9 - С. 30 - 38.

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

27. Дорофеев Н.В., Пешкова А.А. Восстановление нитратов в надземных органах редьки масличной // Агрохимия. 2002. - № 9. - С. 17-21.

28. Еськов А.И, Духанин Ю.А, Тарасов С.И. Фиторемедиация почв, загрязненных бесподстилочным навозом. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - 100 с.

29. Жумагулов И.И. Влияние сроков посева на рост, развитие и урожайность редьки масличной // Тр. Целиноградского СХИ. 1986. - Т. 72. - С. 39 -41.

30. Захарин А.А. Особенности водно-солевого обмена растений при солевом стрессе // Агрохимия. 1990. - № 8. - С. 69 - 79

31. Захарин А.А. Быстрая кинетика роста растений при солевом стрессе //Физиология растений.- 1994.-Т. 41.-Вып. 1.-С. 101-106.

32. Зудилин С.Н, Кирсанов С.А. Рапс яровой и редька масличная в занятом пару // Кормопроизводство. 2000. - № 9. - С. 17 - 20.

33. Зудилин С.Н, Кирсанов С.А. Эффективность расчетных доз минеральных удобрений на посевах рапса ярового и редьки масличной в лесостепи Среднего Поволжья II Агрохимия. 2001. - № 6. - С. 28 - 34.

34. Измайлов С.Ф, Котлярова Т.И, Смирнов A.M. О физиологической роли корней и листьев растений в ассимиляции различных доз нитратов // Известия АН СССР. Сер биол. 1983. - № з. с. 366 - 374.

35. Измайлов С. Ф. Азотный обмен в растениях. М.: Наука, 1986. - 320с.

36. Ивашикина Н.В, Соколов О.А. Физиологические и молекулярные механизмы поглощения нитрата растениями // Агрохимия. 2001. - № 2. - С. 79-91.

37. Иванова Т.И, Семихатова О.А, Юдина О.С. Темновое дыхание га-лофитов II Физиология растений. 1994. - Т. 41. - № 1. - С. 44 - 48.

38. Ильчуков В.В, Шер К.Н. Активность нитратредуктазы в проростках пшеницы при действии засухи. // Физиология и биохимия культурных растений. 1991. - Т. 23. - № 1. - С. 79 - 82.

39. Казанцев В.П. Редька масличная в,подтаежной зоне Западной Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1998. - № 1 - 2.-С. 60-63.

40. Кабурина O.K., Шевякова Н.И. Солеустойчивость дикорастущих видов люцерны и содержание четвертичных соединений аммония // Физиология растений. 1987. - Т. 34. - Вып. 5. - С. 887 - 893.

41. Кенжебаева С.С, Ракова Н.М, Полимбетова Ф.А. Влияние повышенной концентрации С02 на фотосинтез и азотный обмен растений горчицы // Физиология растений. 1989. - Т. 36. - Вып. 2. - С. 365 - 371.

42. Коць С.Я, Старченков Е.П, Ермоленко И.М, Бунтова О.В. Активность ферментов ассимиляции азота у люцерны при различном обеспечении минеральным азотом // Физиология и биохимия культурных растений. -1993. Т. 25. - № 6. - С. 546 - 552.

43. Кузнецова Т.А. Нитратредуцирующая система растений // Физиология и биохимия культурных растений. 1974. - Т. 6. - № 4. - С. 376 - 385.

44. Кун И, Чжоу Г, Ван И. Физиологические характеристики и альтернативный путь дыхания у двух сортов пшеницы, различающихся по соле-устойчивости // Физиология растений. 2001. - Т. 48. - № 5. - С. 692 - 697.

45. Кабишева Т.З, Клышев JI.K, Ракова Н.М. и др. Влияние засоления среды на активность нитратредуктазы гороха // Прикладная биохимия и микробиология. 1980. - Т. 16.-Вып. 6.-С. 819-823.

46. Клюйкова А.И, Алехина Н.Д. Использование нитратного азота проростками пшеницы, растущими при разной температуре в зоне корней // Вестник МГУ. Сер. 16. Биология. 1988.-№ 1.-С.35-43.

47. Клюйкова A.M., Алехина Н.Д. Содержание нитратов и активность нитратредуктазы в молодом и зрелом листе пшеницы в условиях азотного стресса // Известия МГУ. Сер. 16. Биология. 1992. - № 4. - С. 42 - 47.

48. Ковалев В.П., Ботяновский Е.В. Влияние пожнивных посевов редьки масличной на физические и агрохимические свойства почвы // Агрохимия. -1990,-№5.-С. 82-85.

49. Костюк А.Н., Остаплюк А.Н., Левенко Б.А. Ответная реакция растений на солевой стресс // Физиология и биохимия культурных растений. -1994. Т. 26. - № 6. - С. 525 - 545.

50. Кондратьев М.Н., Васюков Ю.В., Аладдина О.Н. Кинетика поглощения растениями кукурузы ионов аммония и нитрата при перепадах температуры // С. х. биология. - 1983. -№ 10. - С. 68-74.

51. Кондратьев М.Н., Лебединская С.О. Нитратредуктазная и протеоли-тическая активность пшеницы в генеративный период // Физиология растений. 1995. - Т. 42. - № 3. - С. 399 - 407.

52. Колосов И.И. Поглотительная деятельность корневых систем растений М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 388 с.

53. Крастина Е.Е., Редди Б.П., Кондратьев М.Н. Суточные изменения поглощения нитрата и активности нитратредуктазы в корнях подсолнечника // Известия ТСХА. 1983. - Вып 6. - С. 98 - 102.

54. Кретович В. Л., Евстигнеева З.Г., Карякина Т.И. и др. Молекулярные механизмы усвоения азота растениями. М.: Наука, 1983. - 263 с.

55. Кретович В. Л. Усвоение и метаболизм азота у растений. М.: Наука, 1987.-490 с.

56. Кудряшова Л.А. Оценка приемов снижения содержания нитратов в корнеплодах редьки и редиса // Известия ТСХА. 1986. - Вып. 4. - С. 94 -97.

57. Кузнецов Вл. В., Хыдыров Б.Т., Рощупкин Б.В., Борисова Н.Н. Общие системы устойчивости хлопчатника к засолению и высокой температуре: факты и гипотезы // Физиология растений. 1987. - Т. 37. - Вып. 5. - С. 987 -996.

58. Кузнецов Вл. В, Овчаренко Г.А, Борисова Н.Н. и др. Нитратредук-таза как мишень теплового шока // Доклады Академии наук СССР. 1991. -Т. 321. -№ 3. - С. 635 -638.

59. Кукреш JI.B, Бысов Н.С. Фитоценотический метод борьбы с пыреем ползучим // Земледелие. 1990. - № 4. - С. 47 - 48.

60. Липе С.Г. Роль ионов неорганического азота в процессах адаптации растений // Физиология растений. 1997. - Т.44. - № 4. - С. 487 - 498.

61. Лютова М.И, Каменцева И.Е. Роль синтеза белка в восстановлении активности нитратредуктазы листьев пшеницы, подвергнутых тепловому стрессу//Физиология растений. 2001. - Т. 48.-№ 5.-С. 712-717.

62. Малый практикум по физиологии растений: Практ. пособие / Под. ред. М.В. Гусева. 8-е изд. -М.: Изд-во МГУ, 1982. - 192 с.

63. Маевская С.Н, Андреева Т.Ф, Воевудская С.Ю, Черканова Н.Н. Влияние повышенной концентрации С02 на фотосинтез и азотный обмен растений горчицы // Физиология растений. 1990. - Т. 37. - Вып. 5. - С. 921 -927.

64. Маттана М, Бертини Ф, Бертани А, Реджиани Р. Ассимиляция нитратов рисом в условиях аноксии // Физиология растений. 1997. - Т. 44. -№4.-С. 547-551.

65. Маевская С.Н, Егорова Е.А, Бухов Н.Г. Влияние повышенных температур на восстановление нитрата и нитрита в листьях и интактных хлоро-пластах // Физиология растений. 2003. - Т. 50. - № 5. - С. 675 - 679.

66. Медведев С.С. Физиология растений // СПб. Изд-во С-Петерб. ун-та. -2004.-336 с.

67. Мишуров В.П, Александров М.И, Коломийцева Т.Ф. Редька масличная новое силосное растение (результаты изучения и производственного испытания). Сыктывкар, 1973.-63 с.

68. Москалик Г.Г, Костишин С.С. Ассимиляция нитратов проростками салата на фоне разных доз азотного питания // Физиология и биохимия культурных растений. 2001. - Т. 33. - № 4. - С. 309 - 312.

69. Муравин Э.А, Прижукова В.Г, Кудряшова JI.A, Елисеев А.Ф. Различия в продуктивности и накоплении нитратов у корнеплодов вида Raphanus sativus L. при выращивании в полевых условиях // Агрохимия. -1990.-№ 10.-С. 30-34.

70. Никифорова Т.А, Овчаренко Г.А, Измайлов С.Ф. Оценка нитратвос-станавливающей способности корней и листьев гороха с использованием различных методических подходов // Физиология растений. 1993. - Т. 40. - № 6.-С. 932-939.

71. Овчаренко Г.А, Иванова Н.Н., Худякова Е.М. Взаимодействие нитратредуктазы, выделенной из листьев горчицы, с пероксидазой // Физиология растений. 1985. - Т. 32. - Вып. 5. - С. 922 - 926.

72. Овчаренко Г.А, Иванова Н.Н, Худякова Е.М, Измайлов С.Ф. Ком-партментация нитратов в листьях гороха // Физиология растений. 1987. - Т. 34.-Вып. 5.-С. 972-979.

73. Овчаренко Г.А, Никифорова Т.А, Худякова Е.М, Измайлов С.Ф. Компартментация и ассимиляция нитратов в растениях гороха и сахарной свеклы // Физиология растений. 1990. - Т. 37. - Вып. 4. - С. 642 - 649.

74. Павлов А.Н, Чергинец Б.И, Грабовская М.И, Кирнюс С.В. О способности репродуктивных органов пшеницы к первичному усвоению минерального азота // Физиология растений. 1981. - Т. 28. - Вып. 3. - С. 526 -535.

75. Пешкова А.А, Хавкин Э.Е. Активность нитратредуктазы и ассимиляция нитратов в связи со скоростью роста проростков кукурузы // Физиология растений. 1980. - Т. 27. - Вып. 5. - С. 1032 - 1039.

76. Пешкова А.А. Особенности усвоения нитратов проростками озимой и яровой пшеницы //Физиология и биохимия культурных растений. 1990. -Т. 22. -№ 2. - С.142 - 147.

77. Пешкова А.А. Формирование нитратвосстанавливающей системы в органах проростков озимой и яровой пшеницы // Физиология растений. -1992.-Т. 38.-С. 111-119.

78. Пешкова А. А. Рост, развитие и усвоение азота различными сортами пшеницы при снижении температуры // Физиология и биохимия культурных растений. 1998. - Т. 30. - № 3. - С.200 - 208.

79. Пешкова А. А., Дорофеев Н. В. Ассимиляция нитратов озимой пшеницей при снижении температуры окружающей среды // Агрохимия. -1998. -№ 1.-С. 39-44.

80. Пешкова А. А., Дорофеев Н. В. Особенности усвоения нитратов растениями озимой и яровой пшеницы // Агрохимия. 1999. - № 12. - С. 41 -46.

81. Пешкова А.А., Дорофеев Н.В., Бояркин Е.В. Влияние уровня азотного питания на активность нитратредуктазы и накопление нитратов в органах растений редьки масличной // Агрохимия. 2005. - № 7. - С. 14 - 19.

82. Полевой В.В. Физиология растений. -М.: Высшая школа, 1989. 464с.

83. Полесская О.Г., М.А. Глазунова, Н.Д. Алехина. Дыхание и фотосинтез растений пшеницы в связи с их ростом и азотным статусом в разных условиях снабжения азотом // Физиология растений. 1999. - Т. 46. - № 2. -С.187 - 193.

84. Прянишников Д.Н. Аммиак как альфа и омега обмена азотистых веществ в растении // В кн. Избранные сочинения. 1953. Т. 2. 540 с.

85. Покровская Г.И., Дорофеева М.И. Влияние минеральных удобрений на урожай зеленой массы редьки масличной и рапса ярового // В кн. Пути повышения урожайности кормовых, зерновых и овощных культур в Восточной Сибири. Иркутск, 1980. С. 20 - 23.

86. Покровская Г.И., Дорофеева М.И. Редька масличная на зелёную массу и семена в Иркутской области // Сб. научных трудов Интенсификация кормопроизводства в Восточной Сибири, Новосибирск: Сибирское отделение ВАСХНИЛ^ 1983. С. 49 - 55.

87. Саламатова Т.С. Азотное питание и регуляция рН в растительной клетке // Азотное питание и продуктивность растений. ЛГУ. 1988. № 39. -С. 95.

88. Салмина И.С. Бюллетень ВИР им. Н.И. Вавилова. 1978. - Вып. 78. -С. 34-35.

89. Семёнов В.М., Соколов О.А. Пути поступления азота в растения // Агрохимия. 1983. - № 4. - С. 127 - 136.

90. Сергеева Л.Е., Львов Н.П., Сафаралиев П.М., Левенко Б.А. Активность нитратредуктазы у растений табака, регенерированных из солеустой-чивой клеточной линии // Физиология и биохимия культурных растений. -1993. Т. 25. - № 6. - С. 587 - 590.

91. Соколов О.А., Семенов В.М., Агаев В.А. Нитраты в окружающей среде. Пущино: ОНГИ. 1990. 317 с.

92. Соколов О. А. Роль нитратных фондов в азотном питании растении // Агрохимия. 1998. - № 7. - С. 87-93.

93. Станко С.А., Костяновский Р.Г. Новые биорегуляторы как экспрес-соры нитратредуктазной активности пшеницы на повышенных фонах нитратов // Известия АН СССР. Сер. биол. 1993. - № 3. - С. 402 - 409.

94. Сидоров Ф.Ф., Борииа Л.П. Новые однолетние силосные культуры. -Л.: Лениздат. 1970.-20 с.

95. Таланова В.В., Титов А.Ф., Минаева С.В., Солдатов С.Е. Раздельное и комбинированное действие засоления и закаливающих температур на растения // Физиология растений. 1993. - Т. 40. -№ 4. - С. 584 - 588.

96. Таланова В.В., Топчиева Л.В., Титов А.Ф. Влияние абсцизовой кислоты на устойчивость проростков огурца к высокой температуре и хлорид-ному засолению // Физиология и биохимия культурных растений. 2003. - Т. 35,-№2.-С. 124- 130.

97. Тамонов A.M., Новикова М.Н. Экологически чистый приём борьбы с сорняками // Химизация сельского хозяйства. 1990. - № 10. - С. 40-41.

98. Токарев Б.И., Шумный В.К. Генетический контроль и механизмы регуляции нитратредуктазной активности // Генетика. 1976. - Т. 12. - № 3. - С. 141-146.

99. Токарев Б.И., Лозовский Л. Влияние NaCl на восстановление нитратов первым листком проростков ячменя // Физиология растений. 1997. -Т. 44,-№4.-С. 552-558.

100. Тамонов A.M., Лукин С.М., Новиков Н.М. Редька масличная -Ценная сидеральная культура // Земледелие. 1990. - № 1. - С. 44 - 45.

101. Третьяков Н.Н., Кошкин Е.И., Макрушин Н.М. и др. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений М.: Колос, 1998. - 640 с.

102. Федотова Л.С., Алимбетова А.В. Промежуточные сидеральные культуры основа биологизированных технологий // Картофель и овощи. -2005.-№6.-С. 8-10.

103. Харитоношвили Е.В., Лебедева Г.В., Плюснина Т.Ю. и др. Эмпирическая модель регуляции метаболизма нитрата в корнях проростков пшеницы // Физиология растений. 1997. - Т. 44. - № 4. - С.568 - 575.

104. Шевякова Н.И, Арутюнова Н.В, Строгонов Б.П. Нарушение метаболизма аргинина и путресцина в листьях хлопчатника при избытке Na2S04 // Физиология растений. 1981. - Т. 28. - № 3. - С. 594 - 599.

105. Шер К.Н, Кумаков В.А, Чернов В.К. Нитратредуктазная активность, содержание общего азота и нитратов в надземной части и корнях яровой пшеницы в онтогенезе // Сельскохозяйственная биология. 2002. - № 5. -С. 59-62.

106. Ширшова Е.Д, Клюйкова А.И, Алехина Н.Д. Активность ферментов ассимиляции азота и изменение функциональной нагрузки корней и побегов проростков пшеницы в зависимости от температурных условий // Биологические науки. № 2. - 1989. - С. 79 - 85.

107. Adgo Е, Schulze J. Nitrogen fixation and assimilation efficiency in Ethiopian and German pea varieties // Plant Soil. 2002. - V. 239. - P. 291 - 299.

108. Almansouri M, Kinet S.M, Lutts S. Compared effects of sudden and progressive impositions of salt stress in three durum wheat (Triticum durum) cultivars // Plant Physiol. 1999. - V. 154. - № 5 - 6. - P. 743 - 752.

109. Andrews M, Sutherland J. M, Tomas R. J, Sprent J. I. Dustribution of nitrate reductase activity in six legumes: the importance of the stem // New Phytol. 1984. - V. 98. -№ 2. - P. 301-310.

110. Andrews M, Faria S.M, Mcinroy S.G, Sprent J.I. Constutive nitrate reductase activity in the Leguminosae // Phytochemistry. 1990. - V. 29. - № 1. -P. 49 - 54.

111. Anon Gefahr im Futter //Agrar Praxis. 1986. - V. 6. - P. 56 - 58.

112. Aslam M, Oaks A. Comparative studies on the induction and in activation of nitrate reductase in corn roots and leaves // Plant Physiol. 1976. -V. 57.-№4.-P. 572 - 576.

113. Aslam M, Huffaker R.C. In vivo nitrate reduction in root and shoots of barley (Hordeum vulgare L.) seedlings in light and darkness // Plant Physiol. -1982. V. 70. - № 6. - P. 1009 - 1013.

114. Aslam M, Travis R.L., Rains W., Huffaker R.C. Differential effect of ammonium on the induction of nitrate and nitrite reductase activities in root of barley (Hordeum vulgare) seedlings // Physiol. Plant. 1997. - V. 101. - P. 612 -619.

115. Aslam M., Travis R.L., Rains W.D. Enhancement of nitrate reductase activity and metabolic nitrate concentration by methionine sulfoximine in barley roots//Plant Sci.-2001.-V. 161.-P. 133- 142.

116. Ahmad A., Abdin M.Z. NADH: nitrate reductase and NAD(P)H: nitrate reductase activities in mustard seedlings // Plant Sci. 1999. - V. 143. - P. 1-8.

117. Appenroth K., Meco R., Jourdan V., Lillo C. Photochrome and post-translational regulation of nitrate reductase in higher plants // Plant Sci. 2000. -V. 159.-P. 51-56.

118. Barneix A. J., Breteler H. Effect of cations on uptake, translocation and reduc-tion of nitrate in wheat seedlings // New Phytol. 1985. - V. 99. - № 3. - P. 367-379.

119. Ben-Zioni A., Vaadia Y., Lips S.H. Nitrate uptake be roots as regulated by nitrate reduction products of the shoot // Physiol. Plant. 1971. - V. 24. - P. 288-290.

120. Beevers L., Hageman R.H. Nitrate reduction in higher plants // Annu. Rev. Plant Physiol. 1969. - V. 20. - P. 495 - 522.

121. Beevers L., Hageman R.H. Nitrate and nitrite reduction // The biochemistry of plants. A comprehensive treatise. Amino acids and derivatives. N. Y. ets., 1980. -V.5. - P. 116.

122. Berendonk C. "Fangen" Nematoden und fixiren Stickstoff // Landw. Z. Rheinland. 1988. - V. 155.-№ 18.-P. 10-11.

123. Berendonk C. Beweidungsversuche mit Olrettich sowie menreren Rapssorten untersuhiedlichen Blatt/Stengel-Verhaltnisses und Glucosinolatgehaltes // Wirtschaftseigene futter. 1985. - V. 31. - № 2. - S. 165 - 173.

124. Bourgeais-Chaillou P, Perez-Alfocea F, Guerrier G. Comparative Effect of N-Sources on Growth and Physiological Responses of soubean exposed to NaCl-stress // J. Exp. Bot. 1992. - V. 254. - P. 1225 - 1233.

125. Cataldo D.A, Haroon M, Scharder L.E, Youngs V.L. Rapid colorimetric determination of nitrate in plant tissue by nitration of salicylic acid //Commun. Soil Sci. Plant. Anal. 1975. - V. 6. № 1. - P.71 - 80.

126. Campbell W.H. Nitrate reductase biochemistry comes of age // Plant Physiol. 1996. - V. 111. - P. 355 - 361.

127. Campbell W.H. Nitrate reductase structure, function and regulation: bridging the gap between biochemistry and physiology // Annu. Rev. Plant Physiol. Mol. Biol. 1999. - V. 50. - P. 277 - 303.

128. Campbell W.H. Structure and function of eukaryotic NAD(P)H: nitrate reductase //Cell. Mol. life Sci.- 2001. -V. 58. -P. 194-204.

129. Camacho-Cristobal J, Maldonado J, Gonzalez-Fontes A. Effects of phosphate on in vitro nitrate reductase activity from tobacco leaves. // Plant Sci. -2002.-V. 163.-P. 455 -461.

130. Caba M, Lluch C, Ligero F. Distribution of nitrate reductase activity in Vicia faba: Effect of nitrate and plant genotype // Physiol. Plant. 1995. - V. 93. -№3. -P. 667-672.

131. Claussen W, Lenz F. Effect of ammonium or nitrate nutrition on net photosynthesis, growth, and activity of the enzymes nitrate reductase and glutamine synthetase in blueberry, raspberry and strawberry.// Plant Soil 1999. -V. 208. -№ 1. - P. 95 - 102.

132. Cousins A.B, Bloom A.J. Influence of elevated CO2 and nitrogen nutrition on photosynthesis and nitrate photo-assimilation in maize (Zea mays L.) // Plant Cell Environ. 2003. - V. 26. - P. 1525 - 1530.

133. Cramer M.D, Lips S.H, Enriched rhizosphere C02 concentration can ameliorate the enfluence of salinity on hydroponically grown tomato plant // Physiol. Plant. 1995. - V. 94.-№ 2. - P. 425 - 432.

134. Cramer M. D., Nagel О. W., Lips S. H., Lambers H. Reduction, assimilation and transport of N in normal and gibberellin-deficient tomato plants // Physiol. Plant. 1995. - V. 95. - № 2. - P. 347 - 354.

135. Chapin F.S., Walter C.H.S., Clarkson D.T. Growth response of barley and tomato to nitrogen stress and its control by abscisic acid, water relations and photosynthesis//Planta. 1988. -V. 173. - P. 352.

136. Daie J., Campbell W.H. Response of tomato to stressful temperatures. Increase in abscisic acid concentrations // Plant Physiol. 1981. - V. 67. - № 1. -P. 26-29.

137. Darnell R. L., Stutte G.W. Nitrate concentration on NO3 uptake and reduction, growth, and fruit yield in strawberry // J. Am. Soc. Hortic. Sci. 2001. -V. 126,-№5.-P. 560-563.

138. Druart N., Goupil P., Dewaele E., Boutin J.P., Rambour S. Nitrate assimilation in chicory roots ( Cichorium intybus L.) which acquire radial growth // J. Exp. Bot. 2000. - V. 51. - № 344. - P. 539 - 546.

139. Duke S.H., Duke S.O. Light control nitrate reductase activity in higher plants // Physiol. Plant. 1984. - V. 62. - P. 485 - 493.

140. Deng M., Moureaux Т., Leydecker M.T., Caboche M. Nitrate reductase expression is under the control of a circadian rhythm and is light inducible in Nicotiana tabacum leaves//Planta. 1990.-V. 180. - P. 257 - 261.

141. Elers В., Hartmann H. Biologische Koservierung von Nitrat // Gemuse. 1987. - V. 23.-№4.-p. 210-215.

142. Fan X. H., Tang C., Rengel Z. Nitrate uptake, nitrate reductase distribution and their relation to proton release in five nodulated grain legumes // Ann. Bot. 2002. - V. 90. - № 3. - P. 315-323.

143. Gouia H, Ghorbal M.H, Touraine B. Effect of NaCl on flows of N and mineral ions and on NO3 reduction rate within whole plants of salt-sensitive bean and salt-tolerant cotton // Plant Physiol. 1994. - V. 105. - № 4. - P. 1409 - 1418.

144. Gonzales E.M., Cadererizo P.M., Royuela M., Aparicio-Tejo P.M., Arrese-Igor T. Nitrate reduction in tendrils of semi-leafless pea // Physiol, plant. -2001.-V. 111.-№2.-P. 329-335.

145. Gojon A., Soussana J.F., Passama L., Robin P. Nitrate reduction in roots and shoots of barley (.Hordeum vulgare L.) and corn (Zea mays L.) seedlings. I. 15N study // Plant Physiol. 1986. - V. 82. - № 1. - P. 254 - 260.

146. Gniazdowska A. Rychter A.M. Nitrate uptake by bean (.Phaseolus vulgaris L.) roots under phosphate deficiency // Plant Soil. 2000. - V. 226. - P. 79-85.

147. Gutser R., Vilsmeier K. Wieviel Syickstaff hinterlassen Zwischenfruchte //DLG Mitt. - 1989. - V. 104. - № 2. - P. 66-68.

148. Haba P., Aguera E., Benitez, Maldonado J. M. Modulation of nitrate reductase activity in cucumber (Cucumis sativus ) roots // Plant Sci. 2001. - V. 161.-№ l.-P. 231 -237.

149. Hageman R.H., Hucklesby D.R. Nitrate reductase from higher plants // Methods Enzimol. 1971. -V. 23. - P. 491 - 503.

150. Hoff Т., Stummann B.M., Henningsen K.W. Structure, function and regulation of nitrate reductase in higher plants // Physiol. Plant. 1992. - V. 84 -P. 616-624.

151. Isselstein J., Rauber R. Unkrautkontrolle durch Zwischenfruchte beim Mulchanbau von Zuckerruben //Zuckerrube. 1988. - V. 37. - № 4. - P. 204 -207.

152. Kaiser W. M, Weiner H, Huber S. C. Nitrate reductase in higher plants: A case study for transduction of environmental stimuli into control of catalytic activity // Physiol. Plant. 1999. - V. 105. - P. 385 - 390.

153. Kaiser W. M, Huber S. C. Post-translational regulation of nitrate reductase: mechanism, physiological relevance and environmental triggers // J. Exp. Bot.-2001.-V. 52.-№ 363.-P. 1981 1989.

154. Kirkgy E.A. Influence of ammonium and nitrate nutrition on the cation-anion balance and nitrogen and carbohydrate metabolism of white mustard plants in dilute nutrient solution // J. Soil Sci. 1968. - V. 105. - P. 133.

155. Khamis S, Lamaze T. Maximal biomass production can occur in corn (Zea mays) in the absence of N03 accumulation in either leaves or roots // Physiol. Plant. 1990. - V. 78 - P. 388 - 394.

156. Khan M.G, Srivastava H.S. Changes in growth and nitrogen assimilation in maize plants induced by NaCl and growth regulators // Biol. Plant. 1998.-V. 41.-№ l.-P. 93-99.

157. Khan M.G, Srivastava H.S. Nitrate reductase in wheat plants grown under water stress and inoculated with Azospirillum spp. // Biol. Plant. 2003. -V. 46,-№2.-P. 281 -287.

158. Lakshmi Devi S, Maneshwari S.C. Diurnal fluctuations in the activity of the enzyme nitrate reductase in Lemna paucicostata II Physiol. Plant. 1979. - V. 45.-P. 467-469.

159. Leij M, Smith S, Miller A. Remobilisation of vacuolar stored nitrate in barley root cells // Planta. 1998. - V. 205. - P. 64 - 72.

160. Lillo C. Light regulation of nitrate reductase in green leaves of higher plants // Physiol. Plant. 1994. - V. 90. - P. 616 - 620.

161. Marschner H. Mineral nutrition of higher plants. London: Academic Press. 1995. 560 p.

162. Mackintosh C. Regulation of plant nitrate assimilation: from ecophysiology to brain proteins // New Phytol. 1998. - V. 139. - P. 153 - 159.

163. Mack G, Schjorring J.K. Effect of N03 supply on N metabolism of potato (Solanum tuberosum L.) with special focus on the tubers // Plant Cell Environ. 2002. - V. 25. - P. 999 - 1009.

164. Majerowicz N, Kerbauy G.B, Nievola C.C, Suzuki R.M. Growth and nitrogen metabolism of Catasetum fimbriatum (orchidaceae) grown with different nitrogen sources // Environ. Exp. Bot. 2000. - V. 44. - № 1. - P. 195 - 206.

165. Merlo L, Ferretti M, Passera C, Ghisi R. Light-modulation of nitrate reductase activity in leaves and roots of maize // Physiol. Plant. 1995. - V. 94. -№ 2. - P. 305 - 311.

166. Neill S, Desikan R., Hancock J. Nitric oxide signaling in plants // New Phytol. -2003. V. 159.-P. 11-35.

167. Inokuchi R, Kuma K, Miyata T, Okada M. Nitrogen-assimiling enzymes in land plants and algae: phylogenic and physiological perspectives // Physiol. Plant.-2002.-V. 116.-P. 1-11.

168. Oaks A., Goodfellow V.J, Deixing H. The role nitrate and ammonium ions and light on the induction of nitrate reduced in maise leaves // Plant Physiol. -1988.-V. 88.-P. 1067- 1072.

169. Omarov R.T, Sagi M, Lips S.H. Regulation of aldehyde oxidase and nitrate reductase in roots of barley (Hordeum vulgare L.) by nitrogen source and salinity // J. Exp. Bot. 1998. - V. 49. - № 322. - P. 897 - 902.

170. Pandey S. Iron mediated nitrate reductase activity in different parts of young maize seedlings // Biol. Plant. 2000. - V. 43. - № 1. - P. 149 - 151.

171. Rajasekhar V.K, Gowri G, Campbell W.H. Phytochrome mediated light regulation of nitrate reductase expression in squash cotyledons // Plant Physiol. -1988.-V. 88.-P. 242-244.

172. Redinbaugh M., Campbell W. Higher plant responses to environmental nitrate. // Physiol. Plant. 1991. - V. 82'. - P. 640 - 650.

173. Samuelson M., Campbell W., Larsson C. The influence of cytokinins in nitrate regulation of nitrate reductase activity and expression in bariey. // Physiol. Plant. 1995. - V. 93. - P. 533 - 539.

174. Scaife A., Schloemer S. The diurnal pattern of nitrate uptake and reduction by spinach (Spinacia oleracea L) II Ann. Bot. 1994. - V. 73. - P. 337 -343.

175. Sanchez E., Rivero R., Ruiz J., Romero L. Changes in biomass, enzymatic activity and protein concentration in roots and leaves of green bean plants (.Phaseolus vulgaris L.) under high application NH4NO3 rates // Sci. Hortic. -2004. V. 99.-P. 237-248.

176. Shankar N., Srivastava H.S. Nitrate reductase activity and uptake of nitrate and oxygen as affected by nitrate supply to detached maize organs // Biol. Plant. 1997. - V. 39. - № 4. - P. 583 - 589.

177. Shankar N., Srivastava H.S. Effect of glutamine supply on nitrate reductase isoforms in maize seedlings // Phytochemistry. 1998. - V. 47. - № 5. -P. 701 -706.

178. Scharpf H.C., Weier U., Pawliczak В., Wagner O. Indikatorpflanzen -die biologische Nmin Bodenanalyse // Gemuse. - 1990. - V. 26. - № 4. - P. 226 -232.

179. Silveira J. A.G., Melo A.R.B., Viegas R.A., Oliveira J.T.A. Salinity-induced effect on nitrogen assimilation related to growth in cowpea plants // Environ. Exp. Bot. 2001. - V .46. - № 1.-P. 171 - 179.

180. Sivasankar S., Oaks A. Regulation of nitrate reductase during early seedling growth: A role for asparagine and glutamine // Plant Physiol. 1995. - V. 107.-P. 1225 - 1231.

181. Solomonson L. P, Barber M.J. Assimilatory nitrate reductase: ^ Functional properties and regulation. // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol.- 1990.-V. 41.-P. 225-253

182. Stohr C. Relationship of nitrate supply with growth rate, plasma membrane-bound and cytosolic nitrate reductase, and tissue nitrate content in tobacco plants // Plant Cell Environ. 1999. - V. 22. - P. 169 - 177.

183. Stohr C, Mack G. Diurnal changes in nitrogen assimilation of tobacco roots // J. Exp. Bot. -2001. V. 52. - № 359. - P. 1283 - 1289.

184. Stitt M, Muller C., Matt P., Gibon Y, Carillo P, Morcuende R, Scheible W, Krapp A. Steps towards an integrated view of nitrogen metabolism. // J. Exp. Bot. 2002. - V. 53. - № 370. - P. 959 - 970.

185. Tischner R. Nitrate uptake and reduction in higher and lower plants // Plant Cell Environ. 2000. - V. 23. - P. 1005 - 1024.

186. Tucker D. E, Allen D. J, Ort D. R. Cjntrol of nitrate reductase by circadium and diurbal rhythms in tomato // Planta. 2004. - V. 219. - № 1. - P. 227-285

187. Thorup-Kristensen K. Are differences in root growth of nitrogen catch crops impotant for their ability to reduce soil nitrate-N content, and how can this be measured. // Plant Soil. 2001. - V. 230. - P. 185 - 195.

188. IJnkovich V, Jamieson N, Monaglan R, Barraclough D. Nitrogen mineralization and plant nitrogen acquisition in a nitrogen-limited calcareous grassland // Environ. Exp. Bot. 1998. - V. 40. - P. 209 - 219.

189. Vasilieva G., Mironova N., Glyanko A. Low Abowe Zero Temperature Effect in the Root Zone on Nitrate Reductase Activity and Nitrate Content in Pea Organs with Stade of Growth // J. Plan Nutr.- 1999. V. 22. - P. 967 - 976.

190. Veen B.W., Kleinendorst A. Nitrate accumulation and osmotic regulation in Italian ryegrass // J. Exp. Bot. 1985. - V.6. - P. 211.

191. Wallace W. Distribution of nitrate assimilation between the root and shoot of legumes and a comparison with wheat // Physiol. Plant. 1986. - V. 66. -P. 630-636.

192. Xiu-Zhen Li, Oaks A. Induction and turnover of nitrate reductase in Zea mays: Influence of N03 // Plant Physiol. 1993. - V. 102. - P. 1251 - 1257.

193. Xiu-Zhen Li, Oaks A. Induction and turnover of nitrate reductase in Zea mays: Influence of light // Plant Physiol. 1994. - V. 106. - P. 1145 - 1149.

194. Yaneva I.A., Hoffmann G.W., Tischner R. Nitrate reductase from winter wheat leaves is activated at low temperature via protein dephosphorylation // Physiol. Plant. 2002. - V. 114. - P. 65 - 72.

195. Yaneva I.A., Hoffmann G.W., Tischner R. Nitrate reductase activation state in leaves of molybdenum-deficient winter wheat // Plant Physiol. 2000. - V.899.905.157. -P. 495 -501.

Информация о работе

Бояркин, Евгений Викторович
кандидата биологических наук
Иркутск, 2006
ВАК 03.00.12

Диссертация

Активность нитратредуктазы в органах редьки масличной в зависимости от факторов внешней среды - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы